Este documento resume los conceptos básicos de enrutamiento de redes, incluyendo configuraciones de enrutamiento estático y dinámico, algoritmos de enrutamiento como distancia vectorial (RIP) y estado de enlace (OSPF), e introducciones a protocolos de enrutamiento interior (IGPs) y exterior (EGPs). Explica cómo funcionan RIP v1 y v2 y OSPF, sus ventajas y desventajas, y cómo mantienen y actualizan las tablas de enrutamiento.

1. I Taller RUDAC en Tecnología de Redes Internet Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon RUDAC 99 http://ns.uoregon.edu/~jad/INET99

2. Nociones de Enrutamiento Introducción Configuraciones de Enrutamiento Algoritmos de Enrutamiento Variedades de Protocolos de Enrutamiento IGPs EGPs Seleccionando un Protocolo Multicast Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

3. Introducción Enrutamiento permite que los datagramas lleguen de una red a otra. Enrutamiento <> Protocolos de Enrutamiento Se usan tablas de enrutamiento y un “default gateway” Entradas en la tabla pueden contener información para una estación o para una red. Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

4. Configuraciones de Enrutamiento Minima: sólo nos podemos comunicar con el segmento local. Configuración usando comandos como “ifconfig”. Routing Table: Destination Gateway Flags Ref Use Interface -------------------- -------------------- ----- ----- ------ --------- 128.223.156.0 128.223.156.111 U 2 2333 hme2 128.223.60.0 128.223.60.70 U 3 64934 hme0 127.0.0.1 127.0.0.1 UH 0 950666 lo0 Configuración para dos tarjetas de redes en diferentes subredes. La dirección 127.0.0.1 representa a la estación local y siempre aparece en la tabla de rutas Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

5. Configuraciones de Enrutamiento (2) Estática: En una red con un limitado número de portales para comunicarse con otras redes, las entradas en la tabla pueden ser introducidas manualmente. En UNIX se puede usar el comando “route”. Routing Table: Destination Gateway Flags Ref Use Interface -------------------- -------------------- ----- ----- ------ --------- 128.223.156.0 128.223.156.111 U 2 2333 hme2 128.223.60.0 128.223.60.70 U 3 64934 hme0 128.223.130.0 128.223.156.1 UG 2 64934 hme2 127.0.0.1 127.0.0.1 UH 0 950666 lo0 default 128.223.60.1 UG 0 62972970 hme0 route add -net <network> gw <gateway> dev <device> Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

6. Configuraciones de Enrutamiento (3) Dinámica: Para usarse en una red donde haya más de una ruta para llegar a otra estación/subred. La tabla de rutas es poblada utilizando una aplicación para comunicarse con otros portales y determinar la mejor ruta. Los protocolos de enrutamiento actualizan cualquier cambio que se dé en las condiciones de la red. Pueden seleccionar varias rutas para un mismo destino. Cada portal anuncia las redes con las que se puede comunicar. Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

7. Configuraciones de Enrutamiento (4) La regla general es: Usar enrutamiento estático donde se puede Usar enrutamiento dinámico donde se debe Usar rutas por defecto estáticas en las estaciones Usar protocolos dinámicos entre los ruteadores Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

8. Algoritmos de Enrutamiento Para una dirección de IP dada: Si Existe una entrada para esa dirección Extraer la dirección del portal de acceso de la tabla de rutas Enviar el datagrama al portal de acceso Sino Determinar el número de red de la dirección dada Si tengo una interfaz en esa red: Determinar la máscara de la Subred en la interfase Sino Determinar la máscara de la red para la clase a la que pertenece la red FinSi Enmascarar la dirección de destino con la máscara para determinar la subred Si tengo una interfaz en esa subred: Enviar el datagrama directamente al destinatario Sino Si tengo una entrada en la tabla de rutas para esa subred: Extraer la dirección del portal de acceso de la tabla de rutas Enviar el datagrama al portal de acceso Sino Si tengo una ruta por defecto: Extraer la dirección del portal de acceso de la tabla de rutas Enviar el datagrama al portal de acceso Sino Reportar que no se puede alcanzar la dirección dada FinSi FinSi Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon Enrutamiento en IP Tradicional (Clásico)

9. Algoritmos de Enrutamiento Para una dirección de IP dada: Buscar en la tabla de rutas por la entrada con el mayor prefijo igual a la dirección de IP dada Extraer la dirección del portal de acceso de la tabla de rutas Enviar el datagrama al portal de acceso Si no se encontró una entrada en la tabla: Reportar que no se puede alcanzar la dirección dada FinSi Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon Enrutamiento en IP Sin Clase

10. Variedades de Protocolos de Enrutamiento IGP: usados internamente en un sistema autónomo. EGP: usados entre sistemas autónomos. Intercambio de información de alcance. Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon * Vector de Caminos (Path Vector)

11. IGPs (RIP v1) Protocolo de Vector de Distancias (Bellman-Ford) Era de uso común (routed, gated) Información en las tablas: La dirección de destino Distancia asociada a ese destino La dirección del portal de acceso Un indicador de “Actualizado recientemente” Varios Temporizadores Las entradas se mantienen en la tabla hasta ser actualizadas cuando una mejor distancia es recibida. Si no se recibe información sobre un router en 180s, la entrada en la tabla es borrada Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

12. IGPs (RIP v1) Una distancia con valor de 16 quiere decir que la ruta está abajo. Procesamiento: Si no existe un entrada en la tabla y la distancia en el mensaje recibido no es infinita, agregarla a la tabla, inicializando la distancia al valor recibido y la dirección del portal de acceso a la dirección del enrutador que envió el mensaje antes de inicializar el temporizador para la entrada. Si existe un entrada con una distancia mayor, actualizar la distancia y la dirección del portal de acceso y reinizializar el temporizador. Si existe una entrada y el portal de acceso es quien envió el mensaje, actualizar la distancia si es diferente del valor almacenado, y en todo caso reinicializar el temporizador. Para cualquier otro caso, el mensaje es ignorado. Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

13. Ejemplo de una Red Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon Subred 12 Subred 1 Subred 3 Subred 25 Subred 36 R1 R2 R4 R3 R5

14. IGPs (RIP v1) Problemas: Diámetro Pequeño: La distancia mas larga para una ruta es solo 15. Si la red se encuentra a una distancia mayor de 15, esta es considerada abajo Convergencia Lenta: Toma mucho tiempo el que la tabla de rutas refleje el estado actual de la red. Esto es debido a que las rutas solo se eliminan luego de 180s o a que los enrutadores deben intercambiar mensajes hasta que lleguen a infinito (16) antes de declarar una entrada como invalida. Enrutamiento basado en Clases: RIP interpreta todas las direcciones de acuerdo a las clases que ya habiamos definido. Esto quiere decir que RIP no entiende los conceptos de superredes y máscaras de longitud variable. Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

15. IGPs (RIP v1) Soluciones: Horizontes Divididos (Split Horizon): un enrutador no anuncia rutas por la misma interfaz en que le llegaron. Con esto se elimina el problema de tener que contar hasta el infinito. Envenenamiento en Reverso (Poison Reverse): cuando un enlace se cae, el enrutador inmediatamente envia un mensaje con la ruta y una distancia de infinito (16). Actualizaciones Immediatas (Triggered Updates): cuando uno de los enlaces de un router se cae, un mensaje de actualización es enviado sin necesidad de esperar los 30s reglamentarios. Espera (Hold Down): cuando un enrutador detecta que un enlace se ha caído, este no acepta mensajes de enrutamiento por un período determinado. Esto permite que la actualización inmediatamente se propague. Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

16. IGPs (RIP v2) RIP v1 (RFC-1058) no es compatible con CIDR. Declarado histórico. RIP v2 (RFC-2453) define extensiones para RIP: Compatible con RIP v1. Agrega la máscara para las direcciones destino en la tabla de rutas, permitiendo el uso de subredes y superredes (CIDR). Permite autentificación de los enrutadores vecinos durante los mensajes de actualización. Permite la definición de dominios de enrutamiento (Sistemas Autónomos). Introduce la opción de utilizar multicast para el envío de mensajes de actualización sólo a los miembros del grupo de enrutadores en un segmento (224.0.0.9). Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

17. IGPs (OSPF) Es un algoritmo de estado de enlace (link state). En lugar de intercambiar distancias a los destinos, cada nodo mantiene un mapa de la topología de la red. Este mapa sería actualizado cada vez que haya un cambio en la topología. Estos mapas son utilizados para generar tablas de rutas más exactas que las que se generan con los protocolos de vector de distancias. Para calcular las rutas se utiliza el algoritmo de camino mas corto (Short Path First - SPF) propuesto por Dijkstra. Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

18. IGPs (OSPF) Cada nodo mantiene una base de datos en la que almacenan el mapa de la red. Cada registro representa un nodo en la red: Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon (A) --- 1 --- (B) --- 2 --- (C) | | / 3 4 / | | 5 (D) --- 6 --- (E) ---- /

19. IGPs (OSPF) Cada registro es insertado por el nodo reponsable. Algoritmo para poblar la base de datos: Recibe el mensaje. Busca por el registro en la BD Si el registro no existe, agregarlo a la BD, enviar mensaje Sino, Si el número en la BD es menor que el número en el mensaje, remplazar el registro con los nuevos valores, enviar mensaje Sino, Si el número en la BD es mayor, transmitir los valores en la base de datos en un nuevo mensaje a través de la interfase que recibió el mensaje original Sino, Si ambos números son iguales, no hacer nada Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

20. IGPs (OSPF) El algoritmo anterior permite sincronizar (bringing up adjacencies) las BD de los nodos en la red aún cuando por alguna razón la red se haya dividido temporalmente en varios segmentos. Seguridad en la Actualización de los mapas: El algoritmo para poblar la BD incluye mensajes de confirmación Los datagramas de descripción de la BD son transmitidos en forma segura Cada registro de estado de enlace es protegido por un cronómetro y es removido de la BD si un datagrama de actualización no arriva en el tiempo especificado. Todos los registros estan protegidos por un checksum Los mensajes pueden ser autentificados, usando claves por ejemplo. Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

21. IGPs (OSPF) Beneficios de OSPF: Convergencia rápida y evita la creación de circulos (loops). Soporte para el uso de varios tipos de medidas. Se pueden calcular varias rutas para un mismo destino. Permite definir jerarquías de dominios Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

22. EGPs (BGP) BGP utiliza un vector de caminos (path vector). Divide la Internet en sistemas autónomos. A cada SA (AS) se le asigna número cuando va a participar en la Internet. También existen números privados. Regularmente utilizado cuando se tiene mas de una conexión hacia fuera de nuestra red. Permite tomar una mejor decisión sobre la ruta que los datagramas deben de enviarse/recibirse. Agrupa prefijos internos y los anuncia a los SA vecinos. Definido en RFC-1771. Última versión es 4. Una introducción en: http://www.netaxs.com/~freedman/bgp/bgp.html Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

23. Seleccionando un Protocolo Los diferentes protocolos han sido creados para satisfacer necesidades específicas. Para LANs todavía muchas instituciones usan RIP. Para redes mas grandes se prefiere OSPF. La selección de un EGP dependerá del protocolo utilizado por los demás sistemas autonomos. BGP4 es lo que la mayoría utiliza. Al final la selección dependerá de los protocolos soportados por los equipos y que tan confortable uno se sienta con uno u otro protocolo. Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

24. Multicast DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol PIM-DM (Protocol Independent Multicast - Dense Mode) MOSPF (Multicast OSPF) PIM-SM (PIM - Sparse Mode) Una introducción en: http://www.nanog.org/mtg-9806/ppt/davemeyer/index.htm Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon

25. Referencias Copyright, 1999 © José A. Domínguez @ University of Oregon Tcp/IP Network Administración. Craig Hunt. Managing IP Networks with Cisco Routers. Scott M. Ballew. Routing In The Internet. Christian Huitema. Internet Routing Architectures. Bassam Halabi. http://www.cis.ohio-state.edu/hypertext/information/rfc.html RFC-1058 RIP v1 RFC-2453 RIP v2 RFC-2328 OSPF v2 RFC-1771 BGP v4