¿Qué es un enrutador y cómo funciona?

¿Qué es un enrutador y cómo funciona?

¿Ha notado que la velocidad de su Internet aumenta cuando está conectado a Wi-Fi en lugar de usar la red 4G normal ? Bueno, tienes que agradecer al enrutador Wi-Fi por eso, hace que nuestra experiencia de navegación sea fluida. Dependiendo del país en el que viva, la variación de velocidad podría ser el doble, si no más. Estamos viviendo en un momento en que la velocidad de Internet ha aumentado tanto que ahora medimos nuestra velocidad de Internet en Gigabits en lugar de kilobits hace solo unos años. Es natural para nosotros esperar mejoras en nuestros dispositivos inalámbricos, así como con el advenimiento de nuevas tecnologías interesantes que están surgiendo en el mercado inalámbrico.

¿Qué es un enrutador Wi-Fi?

En palabras simples, un enrutador Wi-Fi no es más que una pequeña caja con antenas cortas que ayuda a transmitir Internet a través de su casa u oficina.

Un enrutador es un dispositivo de hardware que actúa como un puente entre el módem y la computadora. Como su nombre indica, enruta el tráfico entre los dispositivos que usa e Internet. Seleccionar el tipo correcto de enrutador desempeña un papel importante en la determinación de la experiencia de Internet más rápida, la protección contra amenazas cibernéticas, firewalls, etc.

Está completamente bien si no tienes conocimiento técnico de cómo funciona un enrutador. Comprendamos de un simple ejemplo de cómo funciona un enrutador.

Es posible que tenga una amplia variedad de dispositivos como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, tabletas, impresoras, televisores inteligentes y mucho más que se conectan a Internet. Estos dispositivos juntos forman una red que se llama  Red de área local (LAN). La presencia de más y más dispositivos en la LAN da como resultado el consumo de diferentes anchos de banda en los distintos dispositivos utilizados, lo que puede ocasionar demoras o interrupciones de Internet en algunos dispositivos. 

Aquí es donde entra el enrutador al permitir la transmisión de información a través de estos dispositivos sin problemas al dirigir el tráfico entrante y saliente de la manera más eficiente posible. 

Una de las funciones principales de un enrutador es actuar como un  Hub o Switch  entre computadoras permitiendo que la asimilación de datos y la transferencia entre ellos se realice sin problemas.

Para procesar todas estas enormes cantidades de datos entrantes y salientes, el enrutador debe ser inteligente y, por lo tanto, un enrutador es una computadora a su manera, ya que tiene una  CPU y memoria, lo  que ayuda a manejar los datos entrantes y salientes.

Un enrutador típico realiza una variedad de funciones complejas como

  1. Proporcionando el nivel de seguridad más alto desde el firewall
  2. Transferencia de datos entre computadoras o dispositivos de red que usan la misma conexión a Internet
  3. Permita el uso de Internet en múltiples dispositivos simultáneamente

¿Cuáles son los beneficios de un enrutador?

1. Ofrece señales wifi más rápidas

Los enrutadores Wi-Fi de la era moderna usan dispositivos de capa 3 que generalmente tienen un rango de 2.4 GHz a 5 GHz que ayuda a proporcionar señales de Wi-Fi más rápidas y un rango extendido que los estándares anteriores.

2. Fiabilidad

Un enrutador aísla una red afectada y pasa los datos a través de otras redes que funcionan perfectamente, lo que la convierte en una fuente confiable.

3. Portabilidad

Un enrutador inalámbrico elimina la necesidad de una conexión por cable con los dispositivos mediante el envío de señales de Wi-Fi, asegurando así el más alto grado de portabilidad de una red de dispositivos conectados.

Hay dos tipos diferentes de enrutadores:

a) Enrutador con cable: se conecta directamente a las computadoras mediante cables a través de un puerto dedicado que permite que el enrutador distribuya información

b) Enrutador inalámbrico: es un enrutador de la era moderna que distribuye información a través de antenas de forma inalámbrica a través de múltiples dispositivos conectados a su red de área local.

Para comprender el funcionamiento de un enrutador, primero debemos analizar los componentes. Los componentes básicos de un enrutador incluyen:

  • CPU:  es el controlador primario del enrutador que ejecuta los comandos del sistema operativo del enrutador. También ayuda en la inicialización del sistema, el control de la interfaz de red, etc.
  • ROM: la  memoria de solo lectura contiene ese programa de arranque y programas de diagnóstico de encendido (POST)
  • RAM:  la memoria de acceso aleatorio almacena las tablas de enrutamiento y los archivos de configuración en ejecución. El contenido de la RAM se elimina al encender y apagar el enrutador.
  • NVRAM: la  RAM no volátil contiene el archivo de configuración de inicio. A diferencia de la RAM, almacena el contenido incluso después de encender y apagar el enrutador
  • Memoria Flash:  almacena las imágenes del sistema operativo y funciona como una ROM reprogramable .
  • Interfaces de red: las  interfaces son los puertos de conexión física que permiten conectar diferentes tipos de cables al enrutador como ethernet, interfaz de datos distribuidos por fibra (FDDI), red digital de servicios integrados (ISDN), etc.
  • Buses:  el bus actúa como un puente de comunicación entre la CPU y la interfaz, lo que ayuda en la transferencia de los paquetes de datos.

¿Cuáles son las funciones de un enrutador?

Enrutamiento

Una de las funciones principales de un enrutador es reenviar los paquetes de datos a través de la ruta especificada en la tabla de enrutamiento.

Utiliza ciertas directivas internas preconfiguradas que se llaman rutas estáticas para reenviar datos entre las conexiones de interfaz entrantes y salientes.

El enrutador también puede usar el enrutamiento dinámico donde reenvía los paquetes de datos a través de diferentes rutas según las condiciones dentro del sistema.

El enrutamiento estático proporciona más seguridad al sistema en comparación con el dinámico, ya que la tabla de enrutamiento no cambia a menos que el usuario la cambie manualmente.

Recomendado: el enrutador inalámbrico fijo se desconecta o se cae

Determinación de ruta

Los enrutadores tienen en cuenta múltiples alternativas para llegar al mismo destino. Esto se llama determinación de ruta. Los dos factores principales considerados para la determinación de la ruta son:

  • La fuente de información o la tabla de enrutamiento
  • El costo de tomar cada ruta – métrica

Para determinar la ruta óptima, el enrutador busca en la tabla de enrutamiento una dirección de red que coincida completamente con la dirección IP del paquete de destino.

Tablas de enrutamiento

La tabla de enrutamiento tiene una capa de inteligencia de red que dirige al enrutador a reenviar paquetes de datos al destino. Contiene las asociaciones de red que ayudan al enrutador a alcanzar la dirección IP de destino de la mejor manera posible. La tabla de enrutamiento contiene la siguiente información:

  1. Id de red: la dirección IP de destino
  2. Métrica: la ruta a lo largo de la cual debe enviarse el paquete de datos.
  3. Hop: es la puerta de enlace a través de la cual se deben enviar los paquetes de datos para llegar al destino final.

Seguridad

El enrutador proporciona una capa adicional de seguridad a la red mediante un firewall que evita cualquier tipo de cibercrimen o piratería. Un firewall es un software especializado que analiza los datos entrantes de los paquetes y protege la red de ataques cibernéticos.

Los enrutadores también proporcionan una red privada virtual (VPN) que proporciona una capa de seguridad adicional a la red y, por lo tanto, genera una conexión segura.

Tabla de reenvío

El reenvío es el proceso real de transmisión de los paquetes de datos a través de capas. La tabla de enrutamiento ayuda a seleccionar la mejor ruta posible mientras que la tabla de reenvío pone la ruta en acción.

¿Cómo funciona el enrutamiento?

  1. El enrutador lee la dirección IP de destino del paquete de datos entrantes
  2. En función de este paquete de datos entrantes, selecciona la ruta adecuada mediante tablas de enrutamiento.
  3. Los paquetes de datos se envían a la dirección IP de destino final a través de saltos utilizando la tabla de reenvío.

En palabras simples, el enrutamiento es el proceso de transmitir los paquetes de datos desde el destino A al destino B utilizando la información requerida de manera óptima.

Cambiar

Un interruptor desempeña un papel muy importante al compartir información entre dispositivos que están conectados entre sí. Los conmutadores se utilizan generalmente para redes más grandes donde todos los dispositivos conectados entre sí forman una red de área local (LAN). A diferencia de un enrutador, el conmutador envía paquetes de datos solo a un dispositivo específico configurado por el usuario.

Podemos entender más con un pequeño ejemplo:

Digamos que desea enviar una foto a su amigo en WhatsApp . Tan pronto como publique la imagen de su amigo, se determinan la dirección IP de origen y de destino, y la fotografía se divide en pequeños bits llamados paquetes de datos que deben enviarse al destino final.

El enrutador ayuda a encontrar la manera óptima de transferir estos paquetes de datos a la dirección IP de destino utilizando algoritmos de enrutamiento y reenvío y administrar el tráfico a través de la red. Si una ruta está congestionada, el enrutador encuentra todas las rutas alternativas posibles para entregar los paquetes a la dirección IP de destino.

Enrutadores Wi-Fi

Hoy en día, estamos rodeados de más puntos de acceso a Wi-Fi que en cualquier otro momento de la historia, y todos se esfuerzan por servir a más y más dispositivos que requieren mucha información.

Hay tantas señales de Wi-Fi, tanto fuertes como débiles, que si tuviéramos una forma especial de verlo, habría mucha contaminación del espacio aéreo alrededor.

Ahora, cuando ingresamos a áreas de alta densidad y alta demanda, como aeropuertos, cafeterías, eventos, etc., aumenta la concentración de múltiples usuarios con dispositivos inalámbricos. Mientras más personas intenten conectarse, mayor será la tensión que atraviesa el punto de acceso para atender el aumento masivo de la demanda. Esto reduce el ancho de banda disponible para cada usuario y reduce significativamente la velocidad, lo que genera problemas de latencia.

La familia 802.11 de Wi-Fi se remonta a 1997 y todas las mejoras de rendimiento se actualizan a Wi-Fi desde entonces se han realizado en tres áreas, que se han utilizado como métrica para realizar un seguimiento de la mejora también y son

  • modulación
  • corrientes espaciales
  • enlace de canales

La modulación  es el proceso de conformar una onda analógica para transmitir datos, como cualquier melodía de audio que sube y baja hasta llegar a nuestros oídos (receptor). Esta onda particular se define por una frecuencia en la que la amplitud y la fase se modifican para indicar bits únicos de información al objetivo. Entonces, cuanto más fuerte sea la frecuencia, mejor será la conectividad, pero al igual que el sonido, solo hay mucho que podemos hacer para aumentar el volumen si hay interferencia de otros sonidos o señales de radio en nuestro caso, la calidad se ve afectada.

Las corrientes espaciales  son como tener múltiples corrientes de agua que salen de la misma fuente del río. La fuente del río puede ser bastante fuerte, pero una sola corriente no es capaz de transportar una cantidad de agua tan alta, por lo que se divide en múltiples corrientes para alcanzar el objetivo final de reunirse en la reserva común.

Wi-Fi hace esto usando múltiples antenas donde múltiples flujos de datos están interactuando con el dispositivo objetivo al mismo tiempo, esto se conoce como MIMO (Entrada múltiple – Salida múltiple)

Cuando esta interacción tiene lugar entre múltiples objetivos, se conoce como Multiusuario (MU-MIMO), pero aquí está el truco, «el objetivo debe estar lo suficientemente lejos el uno del otro».

En cualquier momento, la red se ejecuta en un solo canal,  Channel Bonding  no es más que la combinación de subdivisiones más pequeñas de una frecuencia particular para aumentar la fuerza entre los dispositivos de destino. El espectro inalámbrico está muy limitado a frecuencias y canales específicos. Desafortunadamente, la mayoría de los dispositivos funcionan con la misma frecuencia, por lo que incluso si aumentamos la unión del canal, habría otras interferencias externas que amortiguarían la calidad de la señal.

¿Qué tiene de diferente el Wi-Fi 6 con respecto a su predecesor?

En resumen, ha mejorado la velocidad, la fiabilidad, la estabilidad, el número de conexiones y la eficiencia energética.

Si profundizamos en ello, comenzamos a notar que lo que hace que Wi-Fi 6 sea tan versátil es la  adición de la 4ta eficiencia métrica del tiempo aire . Mientras tanto, no pudimos explicar el recurso limitado que tiene la frecuencia inalámbrica. Por lo tanto, los dispositivos llenarían más canales o frecuencia de la requerida y estarían conectados mucho más tiempo del necesario, en palabras simples, un desastre muy ineficiente.

El protocolo Wi-Fi 6 (802.11 ax) soluciona este problema con  OFDMA (acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal)  donde la transmisión de datos se optimiza y combina para usar solo la cantidad requerida de recursos solicitados. Esto es asignado y controlado por Access Point para entregar la carga útil de datos solicitada objetivo y utiliza Downlink y Uplink  MU-MIMO (multiusuario, múltiples entradas, múltiples salidas) para aumentar la eficiencia de la transferencia de datos entre dispositivos. Utilizando la OFDMA, los dispositivos Wi-Fi pueden enviar y recibir paquetes de datos en la red local a velocidades más altas y al mismo tiempo en paralelo.

La transferencia paralela de datos mejora la transferencia de datos a través de la red de una manera extremadamente eficiente sin causar una caída en las velocidades de enlace descendente existentes.

¿Qué pasará con mis viejos dispositivos WI-FI?

Este es un nuevo estándar de Wi-Fi establecido por la International Wi-Fi Alliance en septiembre de 2019. Wi-Fi 6 es compatible con versiones anteriores, pero hay algunos cambios cosméticos.

Cada red a la que nos conectamos funciona con una velocidad, latencia y ancho de banda diferentes indicados por una letra determinada después de 802.11, como 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11ny 802.11ac, que ha desconcertado incluso a los mejores de nosotros.

Toda esta confusión llegó a su fin con Wi-Fi 6, y la alianza de Wi-Fi cambió la convención de nomenclatura con esta. Todas las versiones de Wi-Fi anteriores se numerarán entre Wi-Fi 1-5 para facilitar la expresión.

Conclusión

Tener una buena comprensión del trabajo de un enrutador nos ayuda a navegar y resolver varios problemas que podemos enfrentar con nuestros enrutadores y con los enrutadores Wi-Fi. Hemos puesto mucho énfasis en Wi-Fi 6, ya que es una nueva tecnología inalámbrica emergente que tenemos que seguir. Wi-Fi está a punto de interrumpir no solo nuestros dispositivos de comunicación, sino también nuestros artículos cotidianos como refrigeradores, lavadoras, automóviles, etc. Pero, sin importar cuánto cambie la tecnología, los fundamentos discutidos, como el enrutamiento, el enrutamiento Las tablas, el reenvío, los interruptores, los concentradores, etc. siguen siendo la idea fundamental que impulsa los desarrollos emocionantes que están a punto de cambiar nuestras vidas por completo.

 

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