PDF de programación - Terminología y conceptos prácticos de encaminamiento

Terminología y conceptos prácticos de

encaminamiento

Redes y Servicios de Comunicaciones Avanzadas

Departamento de Ingeniería Telemática

Carlos J. Bernardos

[email protected]

Manuel Urueña

[email protected]

Repaso de Terminología

 Reenvío (Forwarding): Operación mediante la cual se determina la salida

(puerto, “conexión”) de una unidad de datos:

❖ Puede hacerse a muchos niveles (enlace, red, aplicación):

✓ La unidad de reenvío a nivel de enlace es la trama (frame)

✓ La unidad de reenvío a nivel de red es el paquete/datagrama (packet/datagram)

✓ La unidad de reenvío a nivel de transporte es el segmento (segment) para TCP y el

paquete/datagrama/mensaje para UDP

✓ La unidad de reenvío a nivel de aplicación es el mensaje (message)

❖ Se ejecuta en cada sistema por el que pasa el paquete:

✓ Nivel de enlace Ethernet: Nodo (host) y conmutador (switch/bridge)

✓ Nivel de red: Nodo (host) y encaminador (router)

✓ Nivel de aplicación: Aplicación local, siguiente servidor…

❖ Ocurre en el plano de datos (data plane), porque se activa con la llegada de

paquetes de datos

❖ Existen muchos mecanismos de reenvío:

✓ Inundación (enviar por todas las salidas disponibles excepto por la entrante)

➢ Uso de un árbol de expansión (spanning tree)

✓ Utilizar información incluida en cada paquete:

➢ Encaminamiento fuente

✓ Almacenar información de reenvío específica para cada destino:

➢ Indicando el puerto de salida correspondiente a un destino dado

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Repaso de Terminología

 Encaminamiento (Routing): Función que determina el camino hacia cada

destino, haciendo accesible esta información a la función de reenvío:

❖ Encaminamiento y reenvío son funciones desacopladas:

✓ Por ejemplo, se pueden utilizar distintas funciones de encaminamiento para generar la

información utilizada para el reenvío

❖ Encaminamiento opera en el plano de control sobre un localizador del destino

(“dirección”)

❖

La ruta (path) es el camino (o caminos) que se pueden usar para llevar un paquete
desde un punto dado a su(s) destino(s):

Ruta A

❖ El encaminamiento puede ser:

Ruta B

✓ Estático: La información de reenvío se configura por otros medios (configuración

manual por parte del administrador, gestión de red, SDN):

➢ Permite controlar exactamente las rutas empleadas y realizar ingeniería de tráfico

✓ Dinámico: Intercambia información (a través de un protocolo de encaminamiento-
función del plano de control) y ejecuta algún algoritmo para determinar el camino
hacia cada destino:

➢ Facilita configuración
➢ Permite recuperación dinámica frente a cambios en la topología
➢ Permite obtener algún objetivo respecto a las rutas (menor distancia según una métrica, etc.)

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Repaso de Terminología

 El nivel de red IP se ocupa de reenviar paquetes a través de sucesivos enlaces:

❖ Un enlace (link), visto desde el nivel IP es cualquier ámbito en el cuál se puede entregar un

paquete con TTL = 1, es decir, en el que se ejecuta sólo un reenvío a nivel IP

 Las interfaces se identifican al nivel IP por su dirección IP:

❖ Se les llama direcciones porque dependen de la localización de la interfaz.

✓ Una dirección IP no identifica un nodo, sino una interfaz

❖ Capas superiores (transporte, y a veces aplicación) utilizan direcciones IP como

identificadores

✓ Esto es un inconveniente de la implantación concreta del modelo de capas TCP/IP en Internet

 Las redes IP se identifican por prefijos IP, que son agregaciones de direcciones

IP contiguas (ej.: 163.117.139.0/24):

❖

La agregación reduce la cantidad de información que es necesario intercambiar a
través del protocolo de encaminamiento:

✓ Mejora la escalabilidad del encaminamiento

➢ Escalabilidad: si un sistema atiende a N usuarios con R recursos, análisis de la función R=f(N).

Se dice que un sistema ‘es escalable’ si esa función es lineal o menor

❖ El proceso de encaminamiento unicast genera una tabla de reenvío IP por nodo (IP

forwarding table o Forwarding Information Base - FIB) que indica, al menos, el
siguiente salto IP para cada prefijo de destino:

✓ Del siguiente salto se obtiene la interfaz de salida y la dirección de nivel de enlace a la

que mandar los paquetes de dicha entrada

 El algoritmo de reenvío en IP se denomina Longest Prefix Match

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Selección de Rutas para

FIB: Distancia Admin.

 Para una mismo prefijo puede
haber varias rutas de distintas
procedencias:
❖ Estática, RIP, OSPF, BGP, etc.

administrativa

✓ Cada protocolo de encaminamiento

mantiene su propia tabla de rutas:
➢ Routing Information Base (RIB)

❖ ¿Cuál escoger?

1. Cada protocolo selecciona la

mejor ruta hacia un prefijo:
❖ Típicamente, minimizando un coste o

métrica

2. La “distancia administrativa”

decide qué protocolo introduce
la información en la tabla de
reenvío IP (FIB)
❖ No tiene sentido comparar métricas de

diferentes protocolos

OSPF RIP

Conf.
estática

Distancia administrativa

Tabla de

reenvío IP

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Selección de Rutas para FIB:

Distancia administrativa

 Se define una

Fuente de la ruta

Distancia

administrativa

precedencia entre ellas,
según la distancia
administrativa:
❖ Definida por Cisco

❖ Cuanto menor, mejor

❖ Se prefieren: 1) las rutas

estáticas, 2) la salida por el
exterior del AS y por último
3) los protocolos IGP

Entrega directa

Estática

EIGRP

(summary route)

E-BGP

Internal EIGRP

IGRP

OSPF

IS-IS

RIP

EGP

External EIGRP

I-BGP

Desconocido

0

1

5

20

90

100

110

115

120

140

170

200

255

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El proceso de Encaminamiento

Búsqueda en la tabla de encaminamiento

Destino

Siguiente salto

Salida

Interfaz de

Distancia
Administr.

Métrica

163.117.139.0/24

163.117.31.0/24

-

-

163.117.144.0/24

163.117.31.6

163.117.144.0/24

163.117.139.2

0.0.0.0/0

163.117.31.2

eth1

eth0

eth0

eth1

eth0

0

0

110

120

1

0

0

20

2

15

• Búsqueda en la tabla de encaminamiento global 

generación de la tabla de reenvío IP:
1. Búsqueda según Longest Prefix Match

♦ Puede haber varias entradas para un mismo prefijo:

2. Se escoge la que tenga menor distancia administrativa

• Si hay varias con la menor distancia administrativa, la decisión

depende típicamente de la implementación concreta

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EJERCICIOS
EJERCICIOS

8

PC X

10.0.1.0/24

A

30

B

P2

C

10

Ejercicio 1

❖

Los PCs tienen configurados al
router
conectado a su subred como router por
defecto (0.0.0.0/0)

❖ P1 es un protocolo de encaminamiento
dinámico cuya métrica es el número de
saltos. Su distancia administrativa es 60

❖ P2 es un protocolo de encaminamiento cuya
métrica es el coste de los enlaces. Su
distancia administrativa es 40

❖

Los routers NO redistribuyen la información
de encaminamiento aprendida por protocolos
de encaminamiento distintos

10.0.2.0/24

10.0.3.0/24

PC Y

PC Z

Detalle la tabla de encaminamiento de los
todos routers (A, B y C) usando la siguiente
plantilla (añada entradas si fuera necesario):

DESTINO

SIGUIENTE

DISTANCIA

MÉTRICA

SALTO

ADMINISTRATIVA

10.0.1.0/24

10.0.2.0/24

10.0.3.0/24

9

PC X

B

RIP

D

10.0.2.0/24

A

C

RIP

E

OSPF

F

10.47.4.0/24

PC Y

Ejercicio 2

❖

❖

❖

❖

❖

Los PCs tienen configurados al router
conectado a su subred como router por
defecto (0.0.0.0/0)

Los routers B y C tienen configurada
una ruta estática hacia 10.0.2.0/24 a
través de A

Los routers B y C redistribuyen sus
rutas estáticas mediante RIP

Los routers D y E redistribuyen las rutas
aprendidas por RIP mediante OSPF

Todos los routers utilizan las distancias
administrativas definidas por defecto

Describa el camino que sigue un
paquete enviado por PC Y con
destino PC X

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