INTRODUCCIÓN
Las redes de datos que usamos en nuestras
vidas cotidianas para aprender, jugar y trabajar varían desde pequeñas redes
locales hasta grandes internetworks globales. En su casa, posiblemente tenga un
router y dos o más computadoras. En el trabajo, su organización probablemente
tenga varios routers y switches que atienden a las necesidades de comunicación
de datos de cientos o hasta miles de PC. Los protocolos de enrutamiento
estático y dinámico se han usado en estas circunstancias, debido a la evolución
de las redes y a su complejidad cada vez
mayor, han surgido nuevos protocolos de enrutamiento, en este breve tema
explicaremos algunos de ellos.
ENRUTAMIENTO (encaminamiento)
Que es ?
Encaminamiento
(o enrutamiento, ruteo) es la función de buscar un camino
entre todos los posibles en una red de paquetes
cuyas topologías poseen una gran conectividad. Dado que se trata de
encontrar la mejor ruta posible, lo primero será definir qué se entiende
por mejor
ruta y
en consecuencia cuál es la métrica que
se debe utilizar para medirla.
El
enrutamiento no es otra cosa que instrucciones para ir de una red a otra. Estas
instrucciones, también conocidas como rutas, pueden ser dadas a un router por
otro de forma dinámica, o pueden ser asignadas al router por el administrador
de forma estática.
El
enrutamiento es el proceso de hallar la ruta más eficiente desde un dispositivo
a otro. El dispositivo primario que realiza el proceso de enrutamiento es el
Router.
Además, las
tablas de enrutamiento incluyen información acerca del costo total de la ruta
(definido por su métrica) y la dirección lógica del primer router en la ruta
hacia cada una de las redes indicadas en la tabla.
Las
métricas pueden calcularse basándose en una sola o en múltiples características
de la ruta. Las métricas usadas habitualmente por los routers son:
- Número de saltos: Número de routers por los que pasará un paquete.
- Coste: Valor arbitrario, basado generalmente en el ancho de banda, el coste económico u otra medida.
- Ancho de banda: Capacidad de datos de un enlace.
- Retraso: Cantidad de actividad existente en un recurso de red, como un router o un enlace.
- Carga: Cantidad de actividad existente en un recurso de red, como un router o un enlace.
- Fiabilidad: Se refiere al valor de errores de bits de cada enlace de red.
- MTU: Unidad máxima de transmisión. Longitud máxima de trama en octetos que puede ser aceptada por todos los enlaces de la ruta.
ENRUTAMIENTO ESTATICO:
El
enrutamiento es el proceso usado por el router para enviar paquetes a la red de
destino. Un router toma decisiones en función de la dirección de IP de destino
de los paquetes de datos. Todos los dispositivos intermedios usan la dirección
de IP de destino para guiar el paquete hacia la dirección correcta, de modo que
llegue finalmente a su destino.
En
una red de gran tamaño, el mantenimiento manual de las tablas de enrutamiento
puede requerir de una enorme cantidad de tiempo de administración. En redes
pequeñas, con pocos cambios, las rutas estáticas requieren muy poco
mantenimiento. Debido a los requisitos de administración adicionales, el
enrutamiento estático no tiene la escalabilidad o capacidad de adaptarse al
crecimiento de las redes.
ENRUTAMIENTO DINÁMICO:
En
las redes con rutas múltiples para el mismo destino, las decisiones de
enrutamiento están controladas de manera dinámica mediante protocolos de
enrutamiento; estos intentan determinar la mejor ruta para un destino concreto
y se comunican con los protocolos de enrutamiento de otros sistemas para
asegurar que todos los sistemas tienen una información actualizada de cuáles
son las mejores rutas. Los protocolos para esta comunicación se denominan
protocolos de enrutamiento.
El
algoritmo de enrutamiento es fundamental para el enrutamiento dinámico. Al
haber cambios en la topología de una red, por razones de crecimiento,
reconfiguración o falla, la información conocida acerca de la red también debe
cambiar. La información conocida debe reflejar una visión exacta y coherente de
la nueva topología.
Los
Routers se comunican entre sí para mantener sus tablas de enrutamiento por
medio de la transmisión de mensajes de actualización del enrutamiento. Algunos
protocolos de enrutamiento transmiten estos mensajes de forma periódica,
mientras que otros lo hacen cuando hay cambios en la topología de la red.
Cuando
todos
los routers de una red se encuentran operando con la misma información, se dice
que la red ha hecho convergencia. Una rápida convergencia es deseable, ya que
reduce el período de tiempo durante el cual los routers toman decisiones de
enrutamiento erróneas.
ALGORITMOS DE ENRUTAMIENTO.
Vector
distancia.
Los algoritmos
de enrutamiento basados en el vector-distancia también se conocen como
algoritmos Bellman-Ford.
Cada router recibe una tabla de enrutamiento de los routers conectados
directamente a él. El router B recibe información del router A. El router B
agrega un cifra de vector-distancia (por ejemplo: el número de saltos), la cual
aumenta el vector-distancia. Luego el router B pasa esta nueva tabla de
enrutamiento a su otro vecino, el router C. Este mismo proceso, paso a paso, se
repite en todas direcciones entre routers vecinos.
El
algoritmo finalmente acumula información acerca de las distancias de la red,
las cual le permite mantener una base de datos de la topología de la red. Sin
embargo, los algoritmos de vector-distancia no permiten que un router conozca
la topología exacta de una red, ya que cada router solo ve a sus routers
vecinos. Cada router que utiliza el enrrutamiento por vector-distancia comienza
por identificar sus propios vecinos.
Los
algoritmos de vector-distancia hacen que cada router envíe su tabla de
enrrutamiento completa a cada uno de sus vecinos adyacentes.
La
métrica que usa el algoritmo vector distancia para calcular sus rutas es el
número de saltos y cuanto menor sea, mejor es la ruta.
ESTADO DE ENLACE:
Los
algoritmos de estado del enlace también se conocen como algoritmos Dijkstra o
SPF ("primero la ruta más corta"). Los protocolos de enrutamiento de
estado del enlace mantienen una base de datos compleja, con la información de
la topología de la red.
El
enrutamiento de estado del enlace utiliza:
- Publicaciones de estado del enlace (LSA): una publicación del estado del enlace (LSA) es un paquete pequeño de información sobre el enrutamiento, el cual es enviado de router a router.
- Base de datos topológica: una base de datos topológica es un cúmulo de información que se ha reunido mediante las LSA.
- Algoritmo SPF: el algoritmo “primero la ruta más corta” (SPF) realiza cálculos en la base de datos, y el resultado es el árbol SPF.
- Tablas de enrutamiento: una lista de rutas e interfaces conocidas
PROCESO DE DESCUBRIMIENTO DE LA RED PARA
EL ENRUTAMIENTO DE ESTADO DEL ENLACE:
El
intercambio de LSAs se inicia en las redes conectadas
directamente al router, de las cuales tiene información directa. Cada router,
en paralelo con los demás, genera una base de datos topológica que contiene
todas la información recibida por intercambio de LSAs.
- ›El router que primero conoce de un cambio en la topología envía la información al resto de los routers, para que puedan usarla para hacer sus actualizaciones y publicaciones.
Esto
implica el envío de información de enrutamiento, la cual es común a todos los routers de lared.
Para lograr la convergencia, cada router monitorea sus routers
vecinos, sus nombres, elestado de la
interconexión y el costo del enlace con cada uno de ellos. El router genera una
LSA,
la cual
incluye toda esa información, junto con información relativa a nuevos vecinos, loscambios en el
costo de los enlaces y los enlaces que ya no son válidos. La LSA es enviada
entonces, a
fin de que los demás routers la
reciban.
Puntos de interés acerca del estado
del enlace:
- Carga sobre el procesador.
- Requisitos de memoria.
- Utilización del ancho de banda.
ØLos routers que
usan protocolos de estado del enlace requieren de más memoria y exigen mas
esfuerzo al
procesador, que los que usan protocolos de enrutamiento por vector-distancia. Los routers deben
tener la memoria suficiente para almacenar toda la información de las diversas
bases de
datos, el árbol de topología y la tabla de enrutamiento.
ØLa
avalancha de LSAs que
ocurre al activar un router consume una porción del ancho de banda.
Durante el
proceso de descubrimiento inicial, todos los routers que
utilizan protocolos de enrutamiento de
estado del enlace envían LSAs a todos los demás routers.
Esta acción genera un gran volumen de
tráfico y reduce temporalmente el ancho de banda disponible para el tráfico
enrutado de
los usuario.
Híbridos.
PROTOCOLOS DE ENRUTAMIENTO:
RIP (Routing Information Protocol)
RIP
es uno de los protocolos de routing más
antiguos y
utiliza algoritmos de vector distancia para
calcular sus
rutas. Este tipo de algoritmos para calcular rutas fueron
utilizados durante
décadas en
sus distintas
variantes. De
hecho los algoritmos de vector distancia utilizados por
RIP están
basados en
aquellos algoritmos utilizados por
ARPANET en el año 1969.
La
primera organización que implementó un protocolo de
vector distancia fue la
compañía Xerox
en su
protocolo
GIP (Gateway Information
Protocol),
este protocolo
estaba incluido dentro de la arquitectura XNS (Xerox
Network Systems).
GIP se utilizaba para intercambiar
información de routing entre
redes o sistemas autónomos
no adyacentes.
RFC 1058: Routing
Information Protocol
“Este
RFC describe un protocolo de enrutamiento para el
intercambio de información entre
routers
y
otros hosts. Se
pretende que sea la base para el desarrollo de software
de routers
para
su uso
en la comunidad de Internet. La
distribución de este protocolo es ilimitada.”
En
cuanto al protocolo tenemos que tener en cuenta las
tres limitaciones que C. Hedrick describe
en la
página 3
del RFC 1058:
*El
protocolo no permite más de quince saltos, es decir,
los routers más
alejados de la red no pueden
distar más
de 15 saltos, si esto ocurriera no sería posible utilizar RIP
en esta
red.
*Problema
de “conteo al infinito”. Este problema puede
surgir en situaciones atípicas en
las cuales
se puedan
producir bucles, ya que estos bucles pueden producir
retardos e
incluso congestión
en redes en las cuales el
ancho de banda sea limitado. El autor del RFC
1058
también
comenta que en la realidad esto soló puede ser
un problema en redes lentas,pero el
problema existe.
*El
protocolo utiliza métricas fijas para comparar rutas
alternativas, lo cual
implica que
este protocolo
no es
adecuado para escoger rutas que dependan de
parámetros a tiempo
real como
por ejemplo retardo o
carga de enlace.
*El
protocolo RIP como ya se ha dicho mantiene una tabla
de enrutamiento, como cualquier
protocolo de
enrutamiento, a continuación se describe cada uno de los
campos de la tabla.
ØDirección de destino
ØSiguiente salto
ØInterfaz de salida del router
ØMétrica
ØTemporizador
RIP Versión 2.
Diez
años después de que se publicará la versión 1 de
RIP se publicó la versión 2,
por G.Malkin de la
compañía Bay
Networks en Noviembre de 1998 en el
RFC 2453. RIPv2 establece una serie
de mejoras
muy
importantes con su antecesor que son las siguientes:
ØAutenticación
para la transmisión de información de RIP entre vecinos.
Ø Utilización
de máscaras de red, con lo que ya es posible utilizar VLSM.
ØUtilización
de
máscaras de red en la elección del siguiente salto, lo que permite la
utilización
de arquitecturas de red discontinuas.
Ø Envío
de actualizaciones de tablas de RIP mediante la dirección multicast
224.0.0.9.
ØInclusión
de
RIPv2 en los bloques de información de gestión (MIB).
Por
supuesto además de estas mejoras RIPv2
permite la redistribución de rutas externas
aprendidas por
otros protocolos de enrutamiento.
Pero RIPv2 aunque haya tenido una serie de
mejoras muy
importantes desde la versión 1 del
protocolo sigue teniendo una serie de carencias
como:
esta muy interesante
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