Router-on-a-Stick es una técnica de enrutamiento inter-VLAN que permite a un router comunicar varias VLAN utilizando una sola interfaz física dividida en subinterfaces lógicas.
El enlace entre el switch y el router funciona como un trunk IEEE
802.1Q. Cada subinterfaz del router se asocia a una VLAN mediante
encapsulation dot1Q y normalmente utiliza una dirección IP que actúa
como default gateway para los dispositivos de esa VLAN.
Por ejemplo:
- VLAN 10 →
192.168.10.0/24→ gateway192.168.10.1 - VLAN 20 →
192.168.20.0/24→ gateway192.168.20.1 - VLAN 30 →
192.168.30.0/24→ gateway192.168.30.1
Antes de continuar:
- VLAN: qué es, cómo funciona y cómo configurarla en Cisco
- Trunk 802.1Q: qué es, cómo funciona y cómo configurarlo en Cisco
- VLAN nativa: qué es y cómo funciona
¿Por qué necesitamos enrutamiento inter-VLAN?
Una VLAN crea un dominio de broadcast independiente. Dos dispositivos conectados al mismo switch pero pertenecientes a VLAN diferentes están separados a nivel de Capa 2.
Supongamos:
Dispositivo VLAN Dirección IP Gateway
PC-A 10 192.168.10.10/24 192.168.10.1 PC-B 20 192.168.20.10/24 192.168.20.1 PC-C 30 192.168.30.10/24 192.168.30.1
PC-A puede comunicarse directamente con otros hosts de
192.168.10.0/24, pero para llegar a PC-B o PC-C necesita un
dispositivo capaz de enrutar entre las redes IP.
Router-on-a-Stick proporciona esa función.
¿Cómo funciona Router-on-a-Stick?
La arquitectura utiliza tres elementos principales:
- VLANs en el switch, que separan los dominios de Capa 2.
- Un enlace trunk 802.1Q entre el switch y el router.
- Una subinterfaz del router por VLAN, cada una con encapsulación 802.1Q y una dirección IP.
El siguiente diagrama resume la topología, el trunk 802.1Q y las subinterfaces utilizadas en Router-on-a-Stick:
El switch transporta por el trunk las tramas de las diferentes VLAN. El router recibe las tramas etiquetadas, las entrega a la subinterfaz correspondiente, realiza la decisión de Capa 3 y devuelve el tráfico hacia la VLAN de destino.
Flujo de tráfico entre dos VLAN
Supongamos que PC-A (192.168.10.10) necesita comunicarse con PC-B
(192.168.20.10).
1. PC-A identifica una red remota
PC-A determina que 192.168.20.10 no pertenece a su red
192.168.10.0/24. Por tanto, envía el tráfico a su gateway
192.168.10.1.
2. El switch transporta la trama por el trunk
La trama entra al switch por un puerto access de VLAN 10 y sale hacia el router por el trunk 802.1Q identificada como tráfico de VLAN 10.
3. El router recibe el tráfico en la subinterfaz de VLAN 10
interface GigabitEthernet0/0.10
encapsulation dot1Q 10
ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
Esta configuración permite al router asociar ese tráfico con VLAN 10.
4. El router consulta su tabla de enrutamiento
Como 192.168.20.0/24 está directamente conectada a otra subinterfaz,
el router puede reenviar el paquete hacia VLAN 20.
5. El tráfico vuelve por el mismo enlace físico
El router envía el tráfico a través de GigabitEthernet0/0.20. La trama
vuelve por el trunk identificada como VLAN 20 y el switch la entrega al
puerto access donde se encuentra PC-B.
El mismo enlace físico transporta tráfico de ida y vuelta de múltiples VLAN. De ahí viene el nombre Router-on-a-Stick.
Topología de ejemplo
Usaremos:
VLAN Nombre Red Gateway
10 USERS 192.168.10.0/24 192.168.10.1
20 VOICE 192.168.20.0/24 192.168.20.1
30 SERVERS 192.168.30.0/24 192.168.30.1
El switch se conecta al router mediante GigabitEthernet1/0/24 y el
router utiliza GigabitEthernet0/0.
Los nombres de interfaces pueden variar según la plataforma. Verifica siempre el hardware real antes de copiar una configuración.
Paso 1: crear las VLAN en el switch
Switch# configure terminal
Switch(config)# vlan 10
Switch(config-vlan)# name USERS
Switch(config-vlan)# exit
Switch(config)# vlan 20
Switch(config-vlan)# name VOICE
Switch(config-vlan)# exit
Switch(config)# vlan 30
Switch(config-vlan)# name SERVERS
Switch(config-vlan)# exit
Verifica:
show vlan brief
Paso 2: configurar los puertos access
Switch(config)# interface GigabitEthernet1/0/1
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 10
Switch(config)# interface GigabitEthernet1/0/2
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 20
Switch(config)# interface GigabitEthernet1/0/3
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 30
Paso 3: configurar el trunk hacia el router
Switch(config)# interface GigabitEthernet1/0/24
Switch(config-if)# description TRUNK_TO_ROUTER
Switch(config-if)# switchport mode trunk
Switch(config-if)# switchport trunk allowed vlan 10,20,30
Switch(config-if)# no shutdown
Verifica:
show interfaces trunk
El puerto debe aparecer como trunk y las VLAN 10, 20 y 30 deben estar permitidas.
No todas las plataformas requieren o aceptan un comando para seleccionar
manualmente la encapsulación trunk. En switches que utilizan 802.1Q de
forma nativa, switchport mode trunk es suficiente para este ejemplo.
Paso 4: habilitar la interfaz física del router
Router# configure terminal
Router(config)# interface GigabitEthernet0/0
Router(config-if)# no ip address
Router(config-if)# no shutdown
La interfaz física permanece sin dirección IP propia en este diseño. Las direcciones de gateway se configuran en las subinterfaces.
Paso 5: crear las subinterfaces
VLAN 10
Router(config)# interface GigabitEthernet0/0.10
Router(config-subif)# encapsulation dot1Q 10
Router(config-subif)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
VLAN 20
Router(config)# interface GigabitEthernet0/0.20
Router(config-subif)# encapsulation dot1Q 20
Router(config-subif)# ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
VLAN 30
Router(config)# interface GigabitEthernet0/0.30
Router(config-subif)# encapsulation dot1Q 30
Router(config-subif)# ip address 192.168.30.1 255.255.255.0
El número de la subinterfaz no tiene que coincidir técnicamente con el
VLAN ID, pero utilizar .10, .20 y .30 facilita la interpretación y
el mantenimiento.
Lo que realmente vincula una subinterfaz con una VLAN es:
encapsulation dot1Q <vlan-id>
¿Qué hace encapsulation dot1Q?
El comando indica qué VLAN 802.1Q debe procesar la subinterfaz.
Por ejemplo:
interface GigabitEthernet0/0.20
encapsulation dot1Q 20
significa que esa subinterfaz procesa el tráfico identificado con VLAN 20.
La dirección:
ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
hace que el router tenga una interfaz de Capa 3 dentro de
192.168.20.0/24. Los hosts de esa VLAN pueden utilizar 192.168.20.1
como default gateway.
Router-on-a-Stick y VLAN nativa
También es posible asociar una subinterfaz con tráfico de VLAN nativa
utilizando la opción native en plataformas que soportan este
comportamiento:
interface GigabitEthernet0/0.99
encapsulation dot1Q 99 native
ip address 192.168.99.1 255.255.255.0
El switch conectado debe tener una configuración coherente:
switchport trunk native vlan 99
Una discrepancia entre el tratamiento de la VLAN nativa en el switch y el router puede causar problemas de conectividad.
Consulta VLAN nativa: qué es, cómo funciona y cómo configurarla en Cisco para profundizar.
Configuración completa del router
interface GigabitEthernet0/0
no ip address
no shutdown
!
interface GigabitEthernet0/0.10
encapsulation dot1Q 10
ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
!
interface GigabitEthernet0/0.20
encapsulation dot1Q 20
ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
!
interface GigabitEthernet0/0.30
encapsulation dot1Q 30
ip address 192.168.30.1 255.255.255.0
Configuración completa del switch
vlan 10
name USERS
!
vlan 20
name VOICE
!
vlan 30
name SERVERS
!
interface GigabitEthernet1/0/1
switchport mode access
switchport access vlan 10
!
interface GigabitEthernet1/0/2
switchport mode access
switchport access vlan 20
!
interface GigabitEthernet1/0/3
switchport mode access
switchport access vlan 30
!
interface GigabitEthernet1/0/24
description TRUNK_TO_ROUTER
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 10,20,30
no shutdown
Cómo verificar Router-on-a-Stick
En el switch:
show vlan brief
show interfaces trunk
show interfaces GigabitEthernet1/0/24 switchport
En el router:
show ip interface brief
show ip route
Las subinterfaces deberían aparecer con sus respectivas direcciones IP y en estado operativo cuando la interfaz física y el enlace estén activos. Las redes de las VLAN deberían aparecer como directamente conectadas.
Por último, prueba conectividad entre endpoints de VLAN diferentes:
ping 192.168.20.10
ping 192.168.30.10
Un ping fallido no demuestra por sí solo que Router-on-a-Stick esté mal configurado. Conviene aislar el problema por capas.
Troubleshooting: cuando las VLAN no se comunican
1. ¿Existen las VLAN?
show vlan brief
2. ¿El puerto switch-router está operando como trunk?
show interfaces trunk
3. ¿La VLAN está permitida en el trunk?
Si configuraste una lista explícita, confirma que la VLAN problemática esté incluida.
4. ¿La subinterfaz usa el VLAN ID correcto?
show running-config interface GigabitEthernet0/0.20
Una configuración encapsulation dot1Q 30 en una subinterfaz destinada
a VLAN 20 provocaría una asociación incorrecta.
5. ¿El gateway del host es correcto?
Un host de VLAN 20 en 192.168.20.0/24 debería utilizar, en este
ejemplo, 192.168.20.1.
6. ¿La interfaz física está activa?
show ip interface brief
Si está administrativamente apagada, las subinterfaces no podrán operar correctamente.
7. ¿Existe un problema con la VLAN nativa?
Si utilizas una VLAN nativa, confirma que switch y router tengan un tratamiento coherente de las tramas untagged.
8. ¿Hay ACLs u otras políticas bloqueando el tráfico?
Después de validar Capa 1, Capa 2, direccionamiento y rutas, revisa ACLs u otras políticas que puedan impedir la comunicación.
Ventajas de Router-on-a-Stick
- utiliza una sola interfaz física del router para múltiples VLAN;
- es fácil de entender y configurar;
- permite practicar VLAN, trunking y routing en una misma topología;
- evita dedicar una interfaz física del router a cada VLAN;
- es una excelente arquitectura didáctica para aprender enrutamiento inter-VLAN en CCNA.
Limitaciones de Router-on-a-Stick
- el enlace físico es compartido por el tráfico de todas las VLAN;
- el enlace switch-router puede convertirse en cuello de botella;
- una falla de esa interfaz o enlace afecta el enrutamiento de todas las VLAN transportadas;
- el rendimiento y la escalabilidad pueden ser inferiores a una solución de switching multicapa.
En redes empresariales con mayores necesidades de rendimiento, es habitual realizar el enrutamiento inter-VLAN directamente en un switch multicapa mediante interfaces VLAN (SVI).
Router-on-a-Stick vs switch multicapa
Característica Router-on-a-Stick Switch multicapa
Enrutamiento Router externo Switch de Capa 3
Conexión inter-VLAN Trunk hacia el router Interna al switch
Gateway Subinterfaces SVI
Escalabilidad Menor Mayor
Dependencia de un trunk Sí No externo para routing local
Uso típico Laboratorios, Redes empresariales y aprendizaje, redes campus pequeñas
Router-on-a-Stick sigue siendo muy útil para comprender cómo se relacionan Capa 2, 802.1Q y Capa 3, aunque no sea la arquitectura preferida para todos los entornos de producción.
Errores frecuentes
Configurar la IP en la interfaz física y no en las subinterfaces
En el diseño mostrado, las direcciones de gateway pertenecen a las subinterfaces.
Olvidar encapsulation dot1Q
Crear GigabitEthernet0/0.10 no la convierte automáticamente en la
subinterfaz de VLAN 10. Es necesario asociarla mediante la encapsulación
correspondiente.
Usar un VLAN ID incorrecto
El número después de dot1Q debe corresponder a la VLAN que esa
subinterfaz procesará.
Olvidar habilitar la interfaz física
Las subinterfaces dependen del estado de la interfaz física.
No permitir la VLAN en el trunk
Una configuración correcta del router no ayuda si el switch no transporta esa VLAN por el enlace.
Configurar gateways incorrectos en los hosts
Cada host necesita como gateway una dirección de Capa 3 alcanzable dentro de su propia subred.
Preguntas frecuentes
¿Qué es Router-on-a-Stick?
Es una técnica de enrutamiento inter-VLAN que utiliza una interfaz física del router y múltiples subinterfaces lógicas asociadas a diferentes VLAN mediante IEEE 802.1Q.
¿Para qué sirve una subinterfaz?
Permite crear múltiples interfaces lógicas sobre una interfaz física. En Router-on-a-Stick, cada subinterfaz puede representar la interfaz de Capa 3 de una VLAN.
¿La subinterfaz .10 tiene que utilizar VLAN 10?
No. El número de subinterfaz es localmente significativo. La asociación
con la VLAN la determina encapsulation dot1Q 10. Utilizar números
coincidentes es una buena práctica de legibilidad.
¿Necesito un trunk entre el switch y el router?
Sí, cuando una única interfaz física debe transportar múltiples VLAN hacia las subinterfaces del router.
¿Router-on-a-Stick necesita rutas estáticas?
No para las redes configuradas directamente en sus propias subinterfaces: esas redes aparecen como directamente conectadas. Podrían necesitarse rutas adicionales para alcanzar otras redes externas, según la topología.
¿Router-on-a-Stick es recomendable para una red grande?
Generalmente no es la opción preferida cuando se requiere alta capacidad y escalabilidad. El routing mediante un switch multicapa suele ser más apropiado para redes empresariales de mayor tamaño.
Próximos temas
Para continuar con el bloque de switching y enrutamiento:
- VLAN
- Trunk IEEE 802.1Q
- VLAN nativa
- Spanning Tree Protocol (STP)
- Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP)
- EtherChannel y Link Aggregation
Router-on-a-Stick conecta varios conceptos fundamentales de CCNA en un solo laboratorio: VLAN, trunk 802.1Q, direccionamiento IP, default gateway, subinterfaces y routing.