Tipos de Enrutamiento
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Los protocolos de enrutamiento proporcionan mecanismos distintos para elaborar y mantener las tablas de enrutamiento de los diferentes routers de la red, así como determinar la mejor ruta para llegar a cualquier host remoto. En un mismo router pueden ejecutarse protocolos de enrutamiento independientes, construyendo y actualizando tablas de enrutamiento para distintos protocolos encaminados.

Enrutamiento Estático. El principal problema que plantea mantener tablas de enrutamiento estáticas, además de tener que introducir manualmente en los routers toda la información que contienen, es que el router no puede adaptarse por sí solo a los cambios que puedan producirse en la topología de la red. Sin embargo, este método de enrutamiento resulta ventajoso en las siguientes situaciones: Un circuito poco fiable que deja de funcionar constantemente. Un protocolo de enrutamiento dinámico podría producir demasiada inestabilidad, mientras que las rutas estáticas no cambian.

Se puede acceder a una red a través de una conexión de acceso telefónico. Dicha red no puede proporcionar las actualizaciones constantes que requiere un protocolo de enrutamiento dinámico.

Existe una sóla conexión con un solo ISP. En lugar de conocer todas las rutas globales, se utiliza una única ruta estática. Un cliente no desea intercambiar información de enrutamiento dinámico.

Enrutamiento Predeterminado. Es una ruta estática que se refiere a una conexión de salida o Gateway de “último recurso”. El tráfico hacia destinos desconocidos por el router se envía a dicha conexión de salida. Es la forma más fácil de enrutamiento para un dominio conectado a un único punto de salida. Esta ruta se indica como la red de destino0.0.0.0/0.0.0.0.

Enrutamiento Dinámico. Los protocolos de enrutamiento mantienen tablas de enrutamiento dinámicas por medio de mensajes de actualización del enrutamiento, que contienen información acerca de los cambios sufridos en la red, y que indican al software del router que actualice la tabla de enrutamiento en consecuencia. Intentar utilizar el enrutamiento dinámico sobre situaciones que no lo requieren es una pérdida de ancho de banda, esfuerzo, y en consecuencia de dinero.




Vector Distancia ( RIP, IGRP )

Los protocolos de vector distancia determinan la dirección y la distancia hacia cualquier enlace de la red.Su métrica se basa en lo que se le llama en redes “Numero de Saltos”, es decir la cantidad de routers por los que tiene que pasar el paquete para llegar a la red destino, la ruta que tenga el menor numero de saltos es la mas optima y la que se publicará.

El enrutamiento de un protocolo basado en vector de distancias requiere que un router informe a sus vecinos de los cambios en la topología periódicamente y en algunos casos cuando se detecta un cambio en la topología de la red. Comparado a los protocolos de estado de enlace, que necesitan que un router informe a todos los nodos de una red acerca de los cambios en su topología, los algoritmos de vector de distancias tienen mucha menos complejidad computacional. Además, las principales características de los diferentes algoritmos VD (vector de distancias) son siempre las mismas.

El algoritmo VD se basa en calcular la dirección y la distancia hasta cualquier enlace en la red. El costo de alcanzar un destino se lleva a cabo usando cálculos matemáticos como la métrica del camino. RIP cuenta los saltos efectuados hasta llegar al destino mientras que IGRP utiliza otra información como el retardo y el ancho de banda.

Los cambios son detectados periódicamente ya que la tabla de enrutamiento de cada router se envía a todos los vecinos que usan el mismo protocolo. Una vez que el router tiene toda la información, actualiza su propia tabla reflejando los cambios y luego informa a sus vecinos de los mismos. Este proceso se conoce también como “enrutamiento por rumor” ya que los nodos utilizan la información de sus vecinos y no pueden comprobar a ciencia cierta si ésta es verdadera o no.

El algoritmo de Bellman-Ford se adapta perfectamente al modo de aprendizaje de los nodos que “nacen”, es decir, cuando se conectan a la red. A medida que el algoritmo progresa, el nuevo nodo va adquiriendo más información sobre el resto de nodos de la red. Este algoritmo converge rápidamente cuando se conectan nuevos nodos. Por ello se suele decir que las buenas noticias viajan rápido por la red.

1. Protocolo RIP
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RIP es un protocolo de encaminamiento interno, es decir para la parte interna de la red, la que no está conectada al backbone de Internet. Es muy usado en sistemas de conexión a internet como infovia, en el que muchos usuarios se conectan a una red y pueden acceder por lugares distintos.
Cuando un usuarios se conecta el servidor de terminales (equipo en el que finaliza la llamada) avisa con un mensaje RIP al router más cercano advirtiendo de la dirección IP que ahora le pertenece.
Así podemos ver que RIP es un protocolo usado por distintos routers para intercambiar información y así conocer por donde deberían enrutar un paquete para hacer que éste llegue a su destino.

El protocolo RIP es un protocolo de encaminamiento dinámico de tipo IGP (Internal Gateway Protocol), mediante el cuál los router pertenecientes a un mismo Sistema Autónomo intercambian y actualizan sus correspondientes tablas de rutas.
El fundamento de dicho protocolo radica en el empleo del algoritmo vector distancia, que determina las redes que son alcanzables por un router mediante el cálculo del número de saltos existentes (mínimo 1, máximo 16). Es decir, que si el número de saltos necesarios para llegar a una determinada red es igual a 16, se dice que dicha red es inalcanzable.
La adaptación de rutas se hace a través del puerto 520 y el protocolo UDP mediante difusión de tablas cada 30 segundos (1 ciclo), o antes si ha habido algún cambio en las mismas. Si una ruta no es confirmada en 6 ciclos, se pone como inalcanzable (a 16 saltos) y si ésta permanece 2 ciclos más sin confirmar, se borra.
Es importante destacar, del mismo modo, que el protocolo RIP lleva asociadas ciertas limitaciones como son el reducido diámetro de red en el que opera, el excesivo tráfico de control y consumo de recursos de red que conlleva, la lenta convergencia y la elección de una ruta no siempre óptima (sólo tiene en cuenta el número de saltos existentes y no el estado de cada enlace).
Teniendo en cuenta todos estos aspectos, pasamos a explicar con más detalle los rasgos principales de las dos versiones existentes, RIPv1 y RIPv2, de la implementación de dicho protocolo. Aunque si bien es cierto, todo el estudio que aparece recogido en este informe atañe principalmente a RIPv1, ya que de RIPv2 sólo aparecen aquellas referencias que son comunes a ambas versiones.

RIPv1
Las principales características que definen esta primera versión del protocolo RIP son:
  • No admite subredes.
  • No admite direcciones con máscara de longitud variable (VLSM).
  • No admite CIDR.
  • Los intercambios de información no están autenticados.

RIPv2
A diferencia de la versión anterior, ésta presenta ciertas mejoras:
  • Admite subredes.
  • Admite direcciones con máscara de longitud variable (VLSM).
  • Admite CIDR.
  • Los intercambios están autenticados con contraseñas y se pueden llevar a cabo mediante multicast en lugar de broadcast (menos sobrecarga de la red).

2. IGRP
(Interior Gateway Routing Protocol, o Protocolo de enrutamiento de gateway interior) es un protocolo patentado y desarrollado por CISCO que se emplea con el protocolo TCP/IP según el modelo (OSI) Internet. La versión original del IP fue diseñada y desplegada con éxito en 1986. Se utiliza comúnmente como IGP pero también se ha utilizado extensivamente como Exterior Gateway Protocol (EGP) para el enrutamiento inter-dominio.

IGRP es un protocolo de enrutamiento basado en la tecnología vector-distancia. Utiliza una métrica compuesta para determinar la mejor ruta basándose en el ancho de banda, el retardo, la confiabilidad y la carga del enlace. El concepto es que cada router no necesita saber todas las relaciones de ruta/enlace para la red entera. Cada router publica destinos con una distancia correspondiente. Cada router que recibe la información, ajusta la distancia y la propaga a los routers vecinos. La información de la distancia en IGRP se manifiesta de acuerdo a la métrica. Esto permite configurar adecuadamente el equipo para alcanzar las trayectorias más óptimas.

Funcionamiento:
IGRP manda actualizaciones cada 90 segundos, y utiliza un cierto número de factores distintos para determinar la métrica. El ancho de banda es uno de estos factores, y puede ser ajustado según se desee.
IGRP utiliza los siguientes parámetros:
  • Retraso de Envío: Representa el retraso medio en la red en unidades de 10 microsegundos.
  • Ancho de Banda (Band Width? – Bw): Representa la velocidad del enlace, dentro del rango de los 12000 mbps y 10 Gbps. En realidad el valor usado es la inversa del ancho de banda multiplicado por 107.
  • Fiabilidad: va de 0 a 255, donde 255 es 100% confiable.
  • Distancia administrativa (Load): toma valores de 0 a 255, para un enlace en particular, en este caso el valor máximo (255) es el pero de los casos.
  • La fórmula usada para calcular el parámetro de métrica es:
(K1*Ancho de Banda) + (K2*Ancho de Banda)/(256-Distancia) + (K3*Retraso)*(K5/(Fiabilidad + K4)).

Principales Funciones
Es un protocolo de ruteo entre gateways, sus principales funciones son

  • Un ruteo estable incluso en redes muy grandes o complejas. No deben de ocurrir bucles es decir que se cicle.
  • Respuesta rápida a los cambios en topologìa de la red
  • No debe de usar mas ancho de banda mas que el necesario para su tarea
  • Maneja "Múltiples tipos de servicio", con un solo conjunto de información.
Durante los últimos años el ruteo se ha convertido en un problema El crecimiento de la red y la expansión de esta en sus limites han dado lugar a un sistema de redes que esta mas allá de nuestras capacidades de manejar. IGRP es una herramienta diseñada para ayudar a solucionar este problema . Es un protocolo pensado para el uso dentro de un solo conjunto de redes, tales conjuntos de redes son conectador por el gateway externo . IGRP tiene algunas semejanzas a protocolos mas viejos tales como RIP de Xerox. La diferencia de estos protocolos es que están diseñados para redes mas grandes y complejas.





Protocolo de Estado Enlace ( OSPF )

OSPF (Open shortest path first, El camino más corto primero) se usa, como RIP, en la parte interna de las redes, su forma de funcionar es bastante sencilla. Cada router conoce los routers cercanos y las direcciones que posee cada router de los cercanos. Además de esto cada router sabe a que distancia (medida en routers) está cada router. Así cuando tiene que enviar un paquete lo envía por la ruta por la que tenga que dar menos saltos.
Así por ejemplo un router que tenga tres conexiones a red, una a una red local en la que hay puesto de trabajo, otra (A) una red rápida frame relay de 48Mbps y una línea (B) RDSI de 64Kbps. Desde la red local va un paquete a W que esta por A a tres saltos y por B a dos saltos. El paquete iría por B sin tener en cuenta la saturación de la linea o el ancho de banda de la linea.
La O de OSPF viene de abierto, en este caso significa que los algoritmos que usa son de disposición pública.

TRAFICO DE ENRUTAMIENTO
OSPF mantiene actualizada la capacidad de enrutamiento entre los nodos de una red mediante la difusión de la topología de la red y la información de estado-enlace de sus distintos nodos. Esta difusión se realiza a través de varios tipos de paquetes:
1. Paquetes Hello (tipo 1). Cada router envía periódicamente a sus vecinos un paquete que contiene el listado de vecinos reconocidos por el router, indicando el tipo de relación que mantiene con cada uno.

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2. Paquetes de descripción de base de datos estado-enlace (DataBaseDescription, DBD) (tipo 2). Se emplean en el intercambio de base de datos enlace-estado entre dos nodos, y permiten informar al otro nodo implicado en la sincronizac
ión acerca de los registros contenidos en la LSDB propia, mediante un resumen de estos.

3. Paquetes de estado-enlace . Los cambios en el estado de los enlaces de un router son notificados a la red mediante el envío de mensajes LSA. Dependiendo del estatus del router y el tipo de información transmitido en el LSA, se distinguen varios formatos (entre paréntesis, las versiones de OSPF en que se utilizan):

  • (OSPFv2 y v3) Router-LSA o LSA de encaminador.
  • (OSPFv2 y v3) Network-LSA o LSA de red.
  • (OSPFv2 y v3) Summary-LSA.
  • (OSPFv2 y v3) AS-External-LSA o LSA de rutas externas a la red.
  • (OSPFv3) Link-LSA o LSA de enlace, que no se retransmite más allá del link del origen.

Areas
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Un sistema autónomo que use OSPF estará dividido en una o más áreas. Un área es un conjunto de redes y hosts contiguos junto con todos los encaminadores con interfaces conectados a las redes. Cada área tiene asignado un número. Esto le permite a OSPF dar soporte a áreas grandes. El área conectada al backbone de la red se le llama área 0 .El encaminamiento dentro de un área se basa en un mapa completo de estado de enlace sólo del área. Luego si la red es muy extensa se reducirá la cantidad de información almacenada en los routers que solo necesitaran conocer la topología de su área.

OSPF distingue los siguientes tipos de áreas:
1. Área Backbone: El backbone, también denominado área cero, forma el núcleo de una red OSPF. Es la única área que debe estar presente en cualquier red OSPF, y mantiene conexión, física o lógica, con todas las demás áreas en que esté particionada la red. La conexión entre un área y el backbone se realiza mediante los ABR, que son responsables de la gestión de las rutas no-internas del área (esto es, de las rutas entre el área y el resto de la red).
2. Área stubUn: área stub es aquella que no recibe rutas externas. Las rutas externas se definen como rutas que fueron inyectadas en OSPF desde otro protocolo de enrutamiento. Por lo tanto, las rutas de segmento necesitan normalmente apoyarse en las rutas predeterminadas para poder enviar tráfico a rutas fuera del segmento.
3. Área not-so-stubby: También conocidas como NSSA, constituyen un tipo de área stub que puede importar rutas externas de sistemas autónomos y enviarlas al backbone, pero no puede recibir rutas externas de sistemas autónomos desde el backbone u otras áreas.
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Híbridas (EIGRP)
(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol, Protocolo de enrutamiento de gateway interior mejorado) es un protocolo de encaminamiento vector distancia y un protocolo de enrutamiento de link-state , propiedad de Cisco Systems, que ofrece lo mejor de los algoritmos de vector de distancias y del estado de enlace. Se considera un protocolo avanzado que se basa en las características normalmente asociadas con los protocolos del estado de enlace. Algunas de las mejores funciones de OSPF, como las actualizaciones parciales y la detección de vecinos, se usan de forma similar con EIGRP. Aunque no garantiza el uso de la mejor ruta, es bastante usado porque EIGRP es algo más fácil de configurar que OSPF. EIGRP mejora las propiedades de convergencia y opera con mayor eficiencia que IGRP. Esto permite que una red tenga una arquitectura mejorada y pueda mantener las inversiones actuales en IGRP. EIGRP al igual que IGRP usa el siguiente cálculo de métrica:

Métrica= [K1 * ancho de banda + ((K2 * ancho de banda)/(256-carga))+ (K3 * retardo)]*[K5/(confiabilidad + K4)]. (Nota: Debido a que EIGRP utiliza un campo de métrica de 32 bits, a diferencia de IGRP que es de 24, multiplica este valor por 256).

Los valores por defecto de las constantes son : K1=1, K2=0, K3=1, K4=0, K5=0. Cuando K4 y K5 son 0, la porción [K5/(confiabilidad+K4)] de la ecuación no forman parte del cálculo de la métrica. Por lo tanto, utilizando los valores por defecto de las constantes, la ecuación de la métrica es: Ancho de banda+retardo

Las características mas relevantes de EIGRP son:

1- Protocolo de transporte confiable (RTP) 2- Actualizaciones Limitadas 3- Algoritmo de actualización por difusión (DUAL) 4- Establecimiento por adyacencias 5- Tablas de vecinos y topología
Los routers EIGRP mantienen información de ruta y topología a disposición en la RAM, para que puedan reaccionar rápidamente ante los cambios. Al igual que OSPF, EIGRP guarda esta información en varias tablas y bases de datos.

Las rutas reciben un estado y se pueden rotular para proporcionar información adicional de utilidad.

EIGRP mantiene las siguientes tres tablas:

Tabla de vecinos

Cada router EIGRP mantiene una tabla de vecinos que enumera a los routers adyacentes. Esta tabla puede compararse con la base de datos de adyacencia utilizada por OSPF. Existe una tabla de vecinos por cada protocolo que admite EIGRP.

Tabla de topología

La tabla de topología se compone de todas las tablas de encaminamiento EIGRP recibidas de los vecinos. EIGRP toma la información proporcionada en la tabla de vecinos y la tabla de topología y calcula las rutas de menor costo hacia cada destino. EIGRP rastrea esta información para que los routers EIGRP puedan identificar y conmutar a rutas alternativas rápidamente. La información que el router recibe de los vecinos se utiliza para determinar la ruta del sucesor, que es el término utilizado para identificar la ruta principal o la mejor. Esta información también se introduce a la tabla de topología. Los routers EIGRP mantienen una tabla de topología por cada protocolo configurado de red (como IP, IPv6 o IPX). La tabla de enrutamiento mantiene las rutas que se aprenden de forma dinámica.

Tabla de encaminamiento

La tabla de encaminamiento EIGRP contiene las mejores rutas hacia un destino. Esta información se recupera de la tabla de topología. Los routers EIGRP mantienen una tabla de encaminamiento por cada protocolo de red.

A continuación se muestran los campos que conforman la tabla de encaminamiento:

Distancia factible (FD): Ésta es la métrica calculada más baja hacia cada destino. Por ejemplo, la distancia factible a 32.0.0.0 es 2195456. La distancia de la ruta que está en la tabla de encaminamiento.

Origen de la ruta: Número de identificación del router que publicó esa ruta en primer lugar. Este campo se llena sólo para las rutas que se aprenden de una fuente externa a la red EIGRP. El rotulado de rutas puede resultar particularmente útil con el encaminamiento basado en políticas. Por ejemplo, el origen de la ruta a 32.0.0.0 es 200.10.10.10.

Distancia informada (RD): La distancia informada (RD) de la ruta es la distancia informada por un vecino adyacente hacia un destino específico. Por ejemplo, la distancia informada a 32.0.0.0 por el vecino 200.10.10.10 es 281600 tal como lo indica (2195456/281600).

Información de interfaz: La interfaz a través de la cual se puede alcanzar el destino.

Estado de ruta: El estado de una ruta. Una ruta se puede identificar como pasiva, lo que significa que la ruta es estable y está lista para usar, o activa, lo que significa que la ruta se encuentra en el proceso de recálculo por parte de DUAL.