Técnicas de Ruteo

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Algoritmos y Técnicas de Ruteo

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Técnicas de Ruteo

  1. 1. Routers y Técnicas de Ruteo Ing. Alfonso Pereda Gálvez
  2. 2. Funcionamiento del Router MAC LLC 44.WS13 42.WS02 DATOS Destino Origen Paquete
  3. 3. Funcionamiento del Router <ul><li>El router mira la dirección de destino de red del paquete </li></ul><ul><li>Busca en la tabla de Rutas </li></ul><ul><li>Pasa el paquete hacia el siguiente router o host de destino </li></ul>
  4. 4. Router y la Tabla de Ruteo
  5. 5. Funciones de un Router <ul><li>Componentes del Router </li></ul><ul><ul><li>Interfaces seriales </li></ul></ul><ul><ul><li>Base de Datos de rutas </li></ul></ul><ul><ul><li>Tabla de rutas </li></ul></ul><ul><ul><li>Funciones de Bridging </li></ul></ul><ul><li>Funciones del Router </li></ul><ul><ul><li>Mantener las tablas de rutas para cada protocolo soportado y tener actualizadas. </li></ul></ul><ul><ul><li>Identificar los frames que deben ser enrutados </li></ul></ul><ul><ul><li>Identificar el protocolo de red dentro del frame. </li></ul></ul><ul><ul><li>Determinar el mejor camino hacia el destino. </li></ul></ul><ul><ul><li>Pasar los frames al siguiente router utilizando protocolos apropiados de LAN o de WAN. </li></ul></ul>
  6. 6. Como Funciona un Router
  7. 7. Como Funciona un Router <ul><li>En la configuración del router se definen las redes locales por protocolo. </li></ul><ul><li>Cuando el router se activa, intercambia información con otros routers en la red y construye su base de datos. </li></ul><ul><li>Algoritmos especiales para el enrutamiento de los protocolos corren contra la base de datos. </li></ul><ul><li>A diferencia del bridging, frames de una estación de origen deben ser enviados al router (utilizando la dirección MAC del router) </li></ul><ul><li>Una vez recibido el frame, el router lo examina para determinar que protocolo va ha utilizar para enviarlo. </li></ul><ul><li>Una vez que el protocolo se ha determinado, la dirección de red de destino es ubicada y determinada. </li></ul><ul><li>Basados en el protocolo de comunicación utilizado, se selecciona la tabla de rutas correspondiente. </li></ul><ul><li>El paquete es encapsulado en el protocolo apropiado LAN o WAN y es pasado al siguiente nodo. </li></ul><ul><li>El último router envia el paquete directamente a la estación de destino. </li></ul>
  8. 8. Funcionamiento entre Routers
  9. 9. Protocolos que Enrutan y Ruteados <ul><li>Protocolos que enrutan </li></ul><ul><li>RIP </li></ul><ul><li>OSPF </li></ul><ul><li>IS-IS </li></ul><ul><li>IGRP </li></ul><ul><li>RTMP </li></ul><ul><li>etc </li></ul><ul><li>Protocolos que son enrutados </li></ul><ul><li>IP </li></ul><ul><li>IPX </li></ul><ul><li>IDP </li></ul><ul><li>DDP </li></ul><ul><li>DDRP </li></ul><ul><li>etc </li></ul>
  10. 10. Categorías de Protocolos <ul><li>A) Protocolos de Red que pueden ser enrutados </li></ul><ul><ul><li>Definidos en la capa de red </li></ul></ul><ul><ul><li>Tiene una @ de red asociada con la capa de red. </li></ul></ul><ul><ul><li>La capa de red es la responsible de determinar a donde pasar el paquete (generalmente con una simple mirada a la tabla). </li></ul></ul><ul><ul><li>Ejemplos de estos protocolos: </li></ul></ul><ul><ul><li>IP (capa baja de TCP/IP) y sus protocolos asociados como ICMP y ARP </li></ul></ul><ul><ul><li>IPX de Novell </li></ul></ul><ul><ul><li>IDP de Xerox </li></ul></ul><ul><ul><li>Protocolos de la capa 3 de OSI </li></ul></ul>
  11. 11. Categorías de Protocolos <ul><li>B) Protocolos que enrutan </li></ul><ul><ul><li>Se utilizan para enrutar paquetes de protocolos de red a través de rutas </li></ul></ul><ul><ul><li>Crean y mantienen en forma dinámica las tablas de rutas </li></ul></ul><ul><ul><li>Ejemplos de estos protocolos: </li></ul></ul><ul><ul><li>RIP (IP, Novell IPX, Xerox IDP) </li></ul></ul><ul><ul><li>OSPF (IP) </li></ul></ul><ul><ul><li>EGP (IP) </li></ul></ul><ul><ul><li>BGP (IP) </li></ul></ul><ul><ul><li>IS-IS (OSI) </li></ul></ul><ul><ul><li>RTMP (Applet DDP) </li></ul></ul><ul><ul><li>IGRP (Cisco protocolo propietario) </li></ul></ul><ul><ul><li>APPN (IBM SNA comunicación peer-to-peer) </li></ul></ul>
  12. 12. Categorías de Protocolos <ul><li>C) Otros Protocolos relacionados a enrutamiento </li></ul><ul><li>Protocolos de la capa de enlace (Capa 2) para LAN-WAN. </li></ul><ul><ul><li>Usados para transportar información entre dos puntos a traves de la red física </li></ul></ul><ul><ul><li>Los protocolos de LAN incluyen token-ring y ethernet </li></ul></ul><ul><ul><li>Los protocolos WAN incluyen SDLC, Point-to-Point Protocol (PPP), HDLC, Frame Relay, X-25 y Serial Line Interface Protocol (SLIP) </li></ul></ul>
  13. 13. Consideraciones de “Routing” <ul><li>Rutas Estáticas (Static Routing) </li></ul><ul><ul><li>Implementación para routers que requieren que el usuario predefina todas las rutas en cada nodo </li></ul></ul><ul><li>Rutas Dinámicas (Dynamic Routing) </li></ul><ul><ul><li>Implementación donde la información de rutas es intercambiada periódicamente entre cada nodo </li></ul></ul><ul><ul><li>Permite que la información de rutas en cada nodo se actualica en base al conocimiento de la topología de la red </li></ul></ul><ul><ul><li>Ejemplos de protocolos de rutas dinámicas incluyen RIP, OSPF y APPN además de otros. </li></ul></ul>
  14. 14. Consideraciones de “Routing” <ul><li>Definiciones </li></ul><ul><li>ALGORITMO : Lógica que toma decisiones en base a “metrics” predeterminados. </li></ul><ul><li>Teóricamente cualquier algoritmo puede utilizar cualquier “routing metric” </li></ul><ul><ul><li>Algoritmo DISTANCE VECTOR </li></ul></ul><ul><ul><li>Algoritmo Link STATE </li></ul></ul><ul><li>METRICS : Parámetros utilizaods para determinar el path relacionado al movimieto de la información de una red a otra, usualmente asociado a un factor de “costo” como: </li></ul><ul><ul><li>Ancho de Banda </li></ul></ul><ul><ul><li>Velocidad de Líneas </li></ul></ul><ul><ul><li>Retardo en los enlaces </li></ul></ul><ul><ul><li>Costo Actual ($) de las facilidades </li></ul></ul><ul><li>CONVERGENCIA : Condición de una inter-red en la cual todos los routers tienen una imagen precisa de la topología y/o los recursos disponibles </li></ul>
  15. 15. Algoritmo Distance Vector <ul><li>Toman la decisión de rutas utilizando uno o más metrics (el término distancia está relacionado a una medición de longitud; es una medición relativa al metric que se está utilizado) </li></ul><ul><li>Es importante saber que este algoritno no tiene un conocimiento total de la inter-red. Solo saben acerca de las redes que pueden alcanzar, el costo total hacia esa red, y los enlaces que tienen a los routers adjacentes que son utilizados para llegar a la red de destino. </li></ul><ul><li>Las entradas en la tabla de rutas son utilizadas por el router para determinar a cuál enlace el paquete debe ser pasado para que llegue a la red de destino. </li></ul><ul><li>En la mayoría de las implementaciones cada entrada en la tabla contiene dos tipos de información: número de red de destino y dirección del siguiente router (adyacente) </li></ul>
  16. 16. Distance Vector NET A RTR1 1 NET B RTR1 1 NET C RTR2 1 NET F RTR3 1 … RTR4 Dest Pasar Metric NET F RTR3 0 NET B RTR2 2 NET C RTR2 1 NET D RTR2 1 NET A RTR4 2 … RTR3 Dest Pasar Metric
  17. 17. Algoritmo “Distance Vector” <ul><li>Ventajas </li></ul><ul><ul><li>Simples (requiere poco proceso y poca memoria) </li></ul></ul><ul><ul><li>Trabajan bien en redes pequeñas y medianas. </li></ul></ul><ul><li>Desventajas </li></ul><ul><ul><li>Pueden requerir gran cantidad de ancho de banda (overhead) </li></ul></ul><ul><ul><li>Pueden requerir bastante tiempo para llegar a la convergencia se pueden presentar lazos de rutas mientras que se consigue la convergencia </li></ul></ul>
  18. 18. Routing Loops <ul><li>Debido al tiempo requerido para el intercambio de tablas y la actualización de la base de datos cuando se utilizan algoritmos distance vector, pueden ocurrir routing loops cuando las redes no pueden ser alcanzadas. </li></ul><ul><ul><li>Los loops se presentan cuando los routers circulan entre ellos información de rutas inválida. </li></ul></ul><ul><ul><li>Los loops persisten hasta que se llega a la convergencia o la red involucrada se determina como alcanzable. </li></ul></ul><ul><li>Existen muchas técnicas que reducen la exposición a routing loops: </li></ul><ul><ul><li>Split Horizon </li></ul></ul><ul><ul><li>Hold-Down </li></ul></ul><ul><ul><li>Poison reverse </li></ul></ul>
  19. 19. Routing Loops <ul><li>Split Horizon </li></ul><ul><ul><li>Los routers que participan en este esquema registran el enlace por el cual llegan las actualizaciones para una red específica, y no pasarán actualizaciones de esa red por el mismo enlace. </li></ul></ul><ul><li>Hold-Down </li></ul><ul><ul><li>Los routers que utilizan este procedimiento ignorarán actualizacionesde cómo alcanzar una red específica durante un periodo de tiempo después de determinar que no se puede llegar a la red. </li></ul></ul><ul><li>Poison Reverse </li></ul><ul><ul><li>Los routers que determinan que no se puede llegar a una red, inmediatamente marcarán esto en sus tablas, manteniendo este estado por muchos ciclos de actualización, y avisarán que la red es inalcanzable. </li></ul></ul><ul><ul><li>Poison reverse es mas eficiente cuando se utiliza con otro proceso llamdo triggered update en donde la red en condición de no alcanzable es difundida inmediatamente en lugar de esperar el siguiente periodo de actualización. </li></ul></ul>
  20. 20. Sistemas Autónomos <ul><li>A medida que las inter-redes crecen y el número de nodos interconectados aumentan, la complejidad de la inter-red también se incrementa. Empleando algunos de los routing protocols (ejm. TCP/IP) las inter-redes pueden pueden ser divididas en partes más fáciles de administrar, cada una bajo una autoridad independiente. </li></ul>
  21. 21. Sistemas Autónomos <ul><li>El término TCP/IP para estas regiones es Autonomous Systems (AS) </li></ul><ul><ul><li>Para OSI el término es Administrative Domain. </li></ul></ul><ul><li>Cada AS contiene múltiples redes bajo una sola administración </li></ul><ul><li>Los routers dentro de un AS intercambian informacióde rutas; sin embargo esta información no deja el AS </li></ul><ul><li>La información es intercambiada dentro de los AS utilizando los “Interior Gateway Protocols” (IGPs) tales como RIP u OSPF </li></ul><ul><li>Para intercambiar información entre los AS se emplean los “Exterior Gateway protocols” (EGP) tales como EGP o BGP. </li></ul>
  22. 22. Sistemas Autónomos <ul><li>Implementaciones jerárquicas tales como éstas tienen las siguientes ventajas: </li></ul><ul><ul><li>Los cambios de topología dentro del AS afectan solo aquellos routers dentro del AS, reduciendo el tráfico de control sobre la red, y asegurando una convergencia más rápida. </li></ul></ul><ul><ul><li>Diferentes routing protocols pueden ser utilizados en diferentes AS. </li></ul></ul><ul><li>La inter-red opera más sencillamente, puesto que el único tráfico en el backbone sera el tráfico inter-AS; el tráfico local intra-AS permanecerá dentro del AS respectivo. </li></ul>
  23. 23. OSPF
  24. 24. OSPF <ul><li>RFC 1247 </li></ul><ul><li>OSPF es un IGP routing protocol desarrollado por el Internet Engineering Task Force (ITEF) como un protocolo para superar las carencias de RIP en el ambiente TCP/IP. </li></ul><ul><li>OSPF utiliza el algoritmo de Shortest Path First (SPF) basado en link-state para soportar la interconexión de redes a través de LAN’s y WAN’s utilizando diferentes implementaciones de “link level protocols” </li></ul><ul><ul><li>Cada enlace tiene su costo que es arbitrariamente asignado por el administrador del sistema cuando configura el router. </li></ul></ul><ul><li>Actualización de tablas de bases de datos </li></ul><ul><ul><li>Los cambios de estado en los enlaces son difundidos por los enlaces conectados a medida que se presentan </li></ul></ul><ul><ul><li>Se emplean confirmaciones para verificar la entrega </li></ul></ul><ul><ul><li>Cada 30 min. se envía la tabla completa de actualizaciones. </li></ul></ul><ul><li>Como OSPF no utiliza cuenta de saltos (hop count), no hay un límite máximo teórico de saltos. </li></ul><ul><li>OSPF permite que una porción de la internet tal como un AS sea dividido en lo OSPF llama “áreas” </li></ul>
  25. 25. OSPF <ul><li>Terminología </li></ul><ul><li>Point-to-Point network </li></ul><ul><ul><li>Una red que junta un par de routers </li></ul></ul><ul><li>Multi-access network </li></ul><ul><ul><li>Una red que puede soportar múltiples routers. </li></ul></ul><ul><li>Neighboring routers </li></ul><ul><ul><li>Dos routers externos que tienen interfaces a una red común </li></ul></ul><ul><ul><li>Estos routers se decubren dinámicamente a través de mensajes “Hello” </li></ul></ul><ul><li>Adjacency </li></ul><ul><ul><li>Una relación entre dos routers vecinos para propósitos de intercambio de información. </li></ul></ul><ul><li>Interface (Link) </li></ul><ul><ul><li>La conexión entre un router y la red a la cual está unido. Usualmente cada interface tiene una dirección IP </li></ul></ul><ul><li>Link State Advertisement </li></ul><ul><ul><li>Describe el estado local de un router o una red </li></ul></ul><ul><li>Designated Router (DR) </li></ul><ul><ul><li>Cada multi-access network con dos o más r64ters atachad6s tendrán un Designated Router. </li></ul></ul><ul><li>Backup DR </li></ul><ul><ul><li>Un router en un multi-access network que es respaldado. </li></ul></ul>

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