Routers RDSI

Un ejemplo muy claro para la utilizacin del router es la solucin RDSI, hoy en da muy utilizada en el entorno LAN, sobretodo por las necesidades de conexin de LANs a Internet.

El proceso de modernizacin de las redes telefnicas, basado principalmente en la sustitucin de las centrales y los medios de transmisin analgicos por su versin digital ha desembocado en lo que se conoce como red digital de servicios integrados o RDSI. Realmente la RDSI no es ms que la evolucin natural de las redes de telefnica clsicas.

Las lneas de telefona digital (RDSI), ofrecen la posibilidad de integrar voz y datos en un mismo enlace (de manera digital) e incrementar la velocidad de conexin. La RDSI por tanto permite llegar al usuario final una lnea totalmente digital extremo a extremo con un coste verdaderamente asequible para cualquier usuario, ya que el coste de un acceso bsico de RDSI ya es muy similar al de una lnea de RTB, y continuar reducindose.

En los routers RDSI existen diversas normas no compatibles, pero cualquier dispositivo comprado en Espaa debe cumplir la normativa DSS1 (o EuroRDSI). El TR1 o terminacin de red, separa, por un lado, lo que sera la interfaz externa U de la interna S/T. Esta ltima interfaz es una especie de bus al cual se suelen conectar la mayora de los dispositivos RDSI.

En el nivel lgico un acceso bsico RDSI est conformado por 3 canales: dos canales B de 64 Kbits y un canal D de 16 Kbits. Los dos canales B se utilizan para la transmisin de voz y datos y el canal D se utiliza para la sealizacin. Por cada uno de los canales B se puede establecer una conexin distinta o no, conformando un enlace de 128 Kbps.

Para una empresa la conexin de varios PCs mediante modems, puede ser una solucin de superior coste que una solucin RDSI en una LAN. La solucin RDSI en una LAN consta de un router RDSI conectado a la LAN, y los usuarios de esta LAN se podran conectar a travs del router tanto a Internet como a Infovia. Un usuario por tanto cuando solicita acceso a una direccin de Internet, la peticin se transmite por la red local hasta el router que utiliza parte del ancho de banda disponible, para realizar la peticin por el usuario. El router se conecta a la red cuando se realizan peticiones y se puede desconectar cuando pase el tiempo de inactividad, y si la conexin es permanente, estos dispositivos permiten la posibilidad de que, al igual que enmascaran tanto la direccin real de los clientes de la red local, como la suya propia, tambin puede trasladar las peticiones que desde fuera se le hagan en un determinado puerto TCP/IP, un ejemplo seria el de la web, a nuestro servidor web de la red local.

Los routers RDSI poseen la informacin de los diversos protocolos y normas almacenados localmente en la memoria del equipo, la cual se puede actualizar. Algunos dispositivos ofrecen adems, soporte para mltiples protocolos, y por tanto la posibilidad de conectarse a travs de RDSI a diferentes tipos de redes como IP, IPX, X.25,.. Adems de que todos los routers no tienen soporte para todos los protocolos, tambin no todos soportan las normas V.120 y V.110, per s soportan todas las normas PPP (Point to Point Protocol) y Multilink PPP (PPP Mltienlace) que permite combinar dos canales B como su fueran uno, lo cual facilita a routers inteligentes la adiccin de un segundo canal B cuando supere un grado determinado de utilizacin del primero y gestionar as ms eficientemente el ancho de banda. Otra caracterstica que pueden o no ofrecer los routers RDSI es el soporte a estndares de compresin de datos como V.42bis o LZS (Lempel Ziv Standard).

Las caractersticas anteriormente destacadas son las ms importantes a la hora de elegir un router RDSI, pero otras de las caractersticas que puede ofrecer un router RDSI es la inclusin de un servidor DHCP (permitiendo este la configuracin automtica de los clientes a partir del router), soporte SNMP, y servicios de devolucin de la llamada o callback (aumentando la seguridad y centralizando el gasto).

A continuacin se puede observar una tabla orientativa que ofrece una serie de routers RDSI y las caractersticas que ofrecen segn las caractersticas anteriormente descritas:Marca3ComBintecCiscoShiva

ModeloOfficeConnect Remote 531sBianca/Brink-XSCisco 761AccessPort

Caractersticas

ProtocolosIP, IPX, AppletalkIP, IPX*, X.25*IP, IPXIP, IPX

BridgingSSSS

Nmero de cuentas de salidaN.D.IlimitadasN.D.17

Resolucin de dominiosSNoNoNo

AutentificacinPAP, CHAPPAP, CHAP, RADIUSPAP, CHAPPAP, CHAP, SPAP

Acceso a dos proveedores simultneamenteSSSS

Multilink/Dos canales simultneosSSSS

Ancho de banda bajo demandaSSSS

CompresinLZS (Stac)LZS (Stac)LZS (Stac), QIC-122LZS (Stac)

Tipo de traslacin multiusuarioNATNATPAT(NAT)DIAT

Conexin con la red local10BaseT, 10 Base 2, DB-25**10BaseT, 10Base210BaseT10BaseT

Mdem incorporadoNoNoNoNo

Nmero de conexiones analgicas1002

Filtro de llamadasSNoNoS

Llamadas entrantesSSS

Servidor DHCPSSSS

Nmero de cuentas de entradaN/D255N/D17

Devolucin de llamadaSSSS

* Opcin con coste adicional** Puerto DB-25 para conexin WAN de alta velocidad V.23, X.21, V.35 (hasta 2048 Kbps).Como reenva un RouterReenvo es el proceso que un Router hace con cada paquete que recibe. El paquete debe ser consumido por el Router, enviado hacia una o varias interficies ambas cosas. El reenvo incluye el proceso de decidir si el paquete se enviar hacia una interficie local, directamente, o si por el contrario se ha de enviar hacia otro Router.El algoritmo general de reenvo es el siguiente:El Router:Recibe el paquete.

Valida la cabecera IP.

Ejecuta la mayora de las opciones(si las hay). Algunas de las opciones IP se deben ejecutar despus de decidir el ruteo.

Examina la direccin IP destino del datagrama IP, para determinar como ha de seguir el proceso, hay tres posibilidades:

El datagrama IP es destinado al Router, y debe ser introducido en la cola de destino local, reensamblando si es necesario.

El datagrama IP no est destinado al Router, debe ser introducido en la cola para reenviarlo.

El datagrama IP debe ser introducido en la cola para reenviarlo, pero una copia debe ser introducida en la cola de destino local.

Los siguientes pasos son para el caso en que el datagrama haya que introducirlo en la cola para reenviar. Si el destino es una IP Unicast. Estas acciones son efectuadas por el reenviador(forwarder)Determina la siguiente direccin destino salto(next hop IP addess) para el paquete, mirando en la tabla de enrutado. Tambin decide que interficie de red debe ser empleada.

Verifica si las direcciones origen y destino son vlidas y si el Router soporta obligaciones administrativas, como pueden ser filtros, entonces esas obligaciones deben ser satisfechas.

Decrementa el TTL y chequea el paquete.

Ejecuta las posibles opciones IP que no hayan podido completarse en el paso 3.

Se procesa cualquier fragmentacin IP que sea necesaria, dependiendo del MTU.

Obtiene la direccin de la capa de enlace del salto siguiente.

Encapsula el datagrama IP ( cada uno de sus fragmentos) en una trama de capa de enlace apropiada y la introduce en una cola para sacarla despus por la interficie que le corresponde.

Enva un paquete ICMP si fuera necesario.

Validacin de la cabecera IPAntes de que el Router pueda procesar cualquier paquete IP, este debe ejecutar los siguientes chequeos de validacin de la cabecera del paquete IP para asegurarse que el paquete es correcto. Si el paquete falla en cualquier de los siguientes tests, ste debe descartarlo, y generar un error.La longitud del paquete obtenido por la capa de enlace debe ser lo suficientemente grande para contener la longitud mnima del datagrama IP.

La suma de control(Checksum) debe ser correcta.

El nmero de la versin IP debe ser 4. Si no es 4, entonces debe ser otra versin, tal como Ipng ST-II.

Algoritmos de bsquedaSe utilizan cuando una direccin de red no est asignada a la tabla, se busca por la red local y se aade a la tabla. Las tablas se reinician cada x tiempo.Los protocolos que se utilizan son:ARP. Del protocolo IP.

Inundacin(Spoofing). Son los protocolos derivados del XNS de Xerox:

IPX de Novell.

Vines de Banyan.

NetBeui de Microsoft.

Algoritmos de enrutadoSon algoritmos que se basan en comunicaciones entre Routers. Se utilizan protocolos para enviar las modificaciones en las rutas. Estas estn optimizadas de una manera inteligente y son actualizadas segn:Trfico

Ruta ms rpida.

Direccionamiento de subred.

Dominios, etc.

Se agrupan en dos tipos:DVA(Distance Vector algorithms). El Router habla nicamente con sus vecinos fsicos. Es ms rpido pero menos eficiente con las rutas.

LSA(Link State Algorithms). Comparte informacin con toda la red.

Ejemplos de algoritmos de enrutado:IS-IS de ISO.

IGRP de CISCO para IP y OSI.

RIP para IP(original).

RIP para IPX.

NLSP para IPX.

OSPF para IP.

RTMP de Apple Talk.

RTP de Banyan.

EGP y BGP de IP.

Prestaciones adicionalesFiltros a ciertas subredes o estaciones.

Control de acceso mediante passwords.

Seguridad(Firewalls).

Asignacin dinmica de direcciones.

Transformacin de protocolos de red, por ejemplo: IP/IPX.

Control a niveles superiores de OSI, por ejemplo: FTP, Telnet, etc.

Fragmentacin y ensamblado.

Para comunicaciones remotas encriptacin y compresin de los paquetes.

Transformacin de direcciones dentro del mismo protocolo(NAT).

Transformacin de direccionesEsta prestacin permite transformar un dominio de direcciones a otro. Por ejemplo (figura 3.7):Figura 3.7

Cuando una estacin de la red no Internet quiere comunicarse con internet, el Router le asigna una direccin de su lista y en cada paquete hace la transformacin.Se denominan NAT(Network Address Translation).Asignacin dinmica de direccionesEn conexiones de mltiples usuarios annimos y remotos se permite asignar la direccin de red desde el router, as estos usuarios no necesitan direccin propia. Es til para el caso de Internet, una red universal y libre, con direcciones asignadas por una entidad.Los usuarios remotos aaden una capa de protocolo punto a punto(PPP, SLIP, etc.)sobre la capa TCP/IP y en este protocolo reciben la direccin del Router. Cuando acaban la comunicacin liberan la direccin. Los Routers tienen una lista de direcciones admitidas(por Internet) para asignar a los usuarios.ClasificacinPodemos clasificar a los routers en dos grandes grupos segn su alcance y la conectividad.Clasificacin segn alcanceLocales. Unen redes LAN.

Remotos. Unen redes LAN-WAN o WAN-WAN. Como son independientes del medio fsico no tienen tantos problemas como los bridges para adaptarse a las WAN. A veces deben hacer doble encapsulado y direccionamiento. Por ejemplo IP/X.25

Clasificacin segn conectividadRouters simples. Slo permiten un sistema MAC y un protocolo de red.

Router mltiple MAC. Tienen puertos para distintos tipos de red. El funcionamiento de conectividad es el mismo ya que los Routers no utilizan el protocolo MAC.

Routers multiprotocolo. Permiten enrutar diferentes protocolos(IP, IPX, etc.) de paquetes que llegan por cualquier puerto.

Routers multiprotocolo y mltiple MAC. Combina los dos anteriores.

Arquitectura de routersPlana(flat). Todos tienen el mismo nivel lgico y las redes tambin.

Jerrquica. Tienen varios niveles lgicos. Normalmente 2:

Backbone. Se comunican entre Routers. Cada Router tiene su dominio. En cada dominio se pueden formar subdominios.

Red. Routers conectados por las redes a las estaciones.

Mixtas. En grandes redes se dan combinaciones de las dos arquitecturas, como en Internet.

Comparativa entre Routers y BridgesEstos dos dispositivos son de gran importancia dentro de cualquier red de comunicaciones. Uno podra preguntarse porque utilizar Routers si podemos utilizar un bridge Wan para comunicar dos redes remotas, que dispositivo es ms rpido, que rendimiento le puedo dar a la red con cada dispositivo. En definitiva que ventajas da utilizar un dispositivo u otro, y porque.Ventajas de bridges sobre Routers:Son simples.

Transparentes a los usuarios. Se configuran con los cambios y las estaciones no se deben programar.

Pueden conectar diferentes protocolos de red.

Forman una red lgica, o sea, un dominio de la capa de red. Esto permite movilidad de las estaciones.

Bajo coste.

Todos los protocolos admiten bridges. Por ejemplo: NetBios no admite Routers.

Normalmente ms rpidos.

Ventajas de Routers sobre Bridges:Aprovechan rutas redundantes. Proporcionan ms inmunidada a fallos.

Pueden solucionar problemas de congestin por los algoritmos de enrutamiento.

Gestin ms sencilla, se pueden tratar aislados del entorno fsico.

Soportan cualquier topologa.

Unen diferentes LAN y lAN-WAN fcilmente.

Optimizacin del ancho de banda por el enrutamiento.

No dependen de las caractersticas fsicas de las redes, pueden formar redes universales. Internet siempre necesita un Router.Routers de software o routers de hardware?Es posible que algunos usuarios se pregunten si el router basado en software que Microsoft ofrece gratuitamente con Windows NT Server sea lo suficientemente funcional y potente como para eliminar la necesidad de disponer de routers autnomos. Para llegar a una conclusin, IDG ha probado RRAS(Routing and Remote Access Service) de Microsoft frente al router 2514 de gama baja de Cisco. La respuesta? RRAS es un buen producto pero para redes con grandes cargas de trabajo es mejor el routing basado en hardware.RRAS funciona bien en grupos de trabajo con un par de docenas de usuarios por segmento, siempre que antes se haya instalado adaptadores y un servidor de alta potencia. Pero para grandes entornos, es mejor utilizar un router dedicado basado en hardware. En las pruebas realizadas en los laboratorios IDG en Estados Unidos se escogi el router 214 de Cisco Systems porque, dado que su precio se sita en la gama baja de la lnea de productos de la compaa, resulta el ms indicado para compararlo con el router incluido de forma gratuita en Windows NT. Con todo, ambos productos no son del todo comparables.En concreto, y en primer lugar, RRAS posee caractersticas extra, capaces de soportar conexiones va mdem o adaptadores RDSI instalados en el servidor. Los routers de gama baja de Cisco no tienen esas capacidades. Para conseguirlas, habr que pasar a la serie de gama media, como los modelos 4000.Por otra parte, Cisco 2514 ofrece una velocidad de procesamiento mayor, as como des puertos serie sncronos para conexiones con enlaces de rea extensa. De todas formas, su interfaz de red slo funciona a 10 Mbps, mientras que un NT Server soporta tarjetas de interfaz de red de 100 Mbps.Dadas estas diferentes caractersticas, las pruebas se centraron nicamente en las capacidades respectivas de ambos productos para efectuar tares de routing entre dos segmentos o subredes.El rendimiento es el criterio clave para medir un router. Comenzamos probando tarjetas de red de 10 Mbps en el servidor que se ejecuta RRAS. Con un complemento total de 20 usuarios imprimiendo y realizando consultas a SQL Server, as como un backup realizndose a travs de la red, el servidor que corra RRAS mostr una carga de la CPU del 23 por ciento.Los usuarios vieron que haba una degradacin significativa en el rendimiento de la red, con colisiones superiores al 17 por ciento. Al incrementar el trfico, la CPU se vio forzada a trabajar incluso ms, y el servidor fue incapaz de soportar la carga.Como las tarjetas Fast Ethernet ya son algo comn, se reemplazaron las de 10 Mbps por las de 100 Mbps. La utilizacin de la CPU cay entonces al 6 por ciento y las colisiones se eliminaron prcticamente.Se realizaron las mismas pruebas utilizando el Cisco 2514 entre dos subredes. El procesador del 2514 slo funcion al 6 por ciento de capacidad, segn el software de administracin de CiscoWorks utilizado para administrar los dispositivos de Cisco. A diferencia del servidor RRAS, cuando el 2514 corri a 10 Mbps su procesador su procesador interno trat todos los paquetes IP e IPX sin perder ni uno.Para presionar ms al 2514, se cargaron ambos segmentos con ms trfico, pero an as se obtuvo una colisin del 5 por ciento y la utilizacin de la CPU no supero el 12 por ciento. Los tiempos de respuesta al usuario a travs del 2514 fueron muchsimo mejores que los obtenidos en la prueba equivalente con el RRAS: mejorando en las consultas SQL, y en las de Internet no superaron el tiempo mximo.Aunque el 2514 slo trabaja con Ethernet a 10 Mbps( y trfico sncrono serie y X.25), RRAS necesita adaptadores de alta velocidad y un servidor potente para igualarlo. Incluso con el hardware adecuado, se lleg a la conclusin de que no es muy inteligente correr RRAS en un servidor de produccin que est soportando otras aplicaciones.Parte del incremento en la utilizacin de la CPU con RRAS se atribuy a los filtros que se establecieron para proteger los datos corporativos, mientras que en el 2514 los mismos filtros produjeron una degradacin del rendimiento imperceptible.En general RRAS es una herramienta excelente de encaminamiento para redes pequeas. En un servidor Pentium a 200 MHz con adaptadores PCI 10/100 puede manejar alrededor de 25 usuarios por segmento o hasta 100 usuarios en total sin tener problemas significativos.Los routers basados en hardware de gama baja, como el 2514 de Cisco, son ms apropiados cuando hay entre 50 y 75 usuarios por segmento con las mismas necesidades.Para redes con grandes cargas de trabajo, como entornos CAD/CAM o de bases de datos, es mejor el routing basado en hardware, si bien su administracin resulta ms complicada.