PDF de programación - Características del enrutamiento dinámico en Internet

Características del enrutamiento

dinámico en Internet

Departamento de Automática y Computación

Area de Ingeniería Telemática
Universidad Pública de Navarra

[email protected]

Dr. Daniel Morató

Laboratorio de Programación de Redes

http://www.tlm.unavarra.es/asignaturas/lpr

Contenido
• Funciones del nivel de red

– Routing
– Forwarding

• ¿Cómo construye el router su tabla de rutas?

– El protocolo de enrutamiento

• Estructura de Internet
• Arquitectura del enrutamiento en Internet
• Tipos de enrutamiento:

– Intradomain
– Interdomain

3 Nov

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Contenido
• Funciones del nivel de red

– Routing
– Forwarding

• ¿Cómo construye el router su tabla de rutas?

– El protocolo de enrutamiento

• Estructura de Internet
• Arquitectura del enrutamiento en Internet
• Tipos de enrutamiento:

– Intradomain
– Interdomain

3 Nov

Características del enrutamiento dinámico en Internet

2/20

Introducción

•

•

•

•

La tarea principal del nivel de red es mover los paquetes IP desde el emisor hasta el
receptor
En un extremo encapsula los datos entregados por el nivel superior dentro de un
datagrama y los envía al “siguiente salto” (next-hop)
Los routers “reenvían” (forward) los paquetes que reciben en función de la información
que poseen sobre el “mejor” camino para llegar al destino del paquete
Los routers no poseen niveles por encima del de red (salvo para gestión)

Aplicación
Transporte

Red
Enlace
Físico

Red
Enlace
Físico

R1

Red
Enlace
Físico

R2

R3

R4

Red
Enlace
Físico

R5

Red
Enlace
Físico

Aplicación
Transporte

Red
Enlace
Físico

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Funciones del nivel de Red

• Determinar la “ruta” que deben seguir los paquetes.
– La “ruta” es un camino (path) y por lo tanto acíclico
– “Routing” es el proceso de calcular (mediante un “protocolo de

enrutamiento”) los caminos que deben seguir los paquetes.

– Es llevado a cabo normalmente por un proceso que se ejecuta en cada

router (cálculo distribuido)

– El resultado es una “tabla de rutas” (routing table) en cada router

Red A

Red B
3 Nov

Routing
process
if1
R1

if0

Routing
process
R5

if0

if1

Red D

if0
Routing
process

R3

if1

Routing
if0
process

R2

if1

if2

if0
Routing
process

R4

if1

if2

Red C

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Funciones del nivel de Red

• Determinar la “ruta” que deben seguir los paquetes.
– La “ruta” es un camino (path) y por lo tanto acíclico
– “Routing” es el proceso de calcular (mediante un “protocolo de

enrutamiento”) los caminos que deben seguir los paquetes.

– Es llevado a cabo normalmente por un proceso que se ejecuta en cada

router (cálculo distribuido)

– El resultado es una “tabla de rutas” (routing table) en cada router

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Destino
Red A
Red B
Red C
Red D

if0

Next-hop
IP de if1 de R1
IP de if0 de R3
IP de if0 de R4
IP de if0 de R4
Routing
process
if1
R1

interfaz
if0
if1
if2
if2

Routing
process
R5

if0

if0
Routing
process

R3

if1

Routing
if0
process

R2

if1

if2

if0
Routing
process

R4

if1

if2

Red D

if1

Red C

Red A

Red B
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Funciones del nivel de Red

• Reenviar los paquetes

– “Forwarding”: tarea realizada por un router por la cual un paquete que recibe por

un interfaz lo “reenvía” por otro interfaz

– En base a la información contenida en la tabla de rutas del router
– La tabla de rutas indica cuál es el siguiente router en el camino
– El router tendrá un enlace directo (están en la misma LAN) con él por alguno de
sus interfaces de forma que puede hacerle llegar el paquete mediante el mecanismo
del nivel de enlace

dst. IP ∈ Red D

Red A

Destino
Red A
Red B
Red C
Red D
Red D

if0

Next-hop
IP de if1 de R1
IP de if0 de R3
IP de if0 de R4
IP de if0 de R4
Routing
process
if1
R1

interfaz
if0
if1
if2
if2

Routing
process
R5

if0

if0
Routing
process

R3

if1

Routing
if0
process

R2

if1

if2

if0
Routing
process

R4

if1

if2

Red B
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Red D

if1

Red C

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Contenido
• Funciones del nivel de red

– Routing
– Forwarding

• ¿Cómo construye el router su tabla de rutas?

– El protocolo de enrutamiento

• Estructura de Internet
• Arquitectura del enrutamiento en Internet
• Tipos de enrutamiento:

– Intradomain
– Interdomain

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¿Cómo construye el router su tabla de rutas?
a) Es configurada manualmente por un administrador

b) Dinámicamente mediante un “procolo de enrutamiento”

Escalabilidad
Adaptabilidad

Ventajas:
•
•
Desventajas:
•

Complejidad

o

–

–

Red A

Red B
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Red D

R1

R5

R3

R2

R4

Red C

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El protocolo de enrutamiento
Implementa un “algoritmo de enrutamiento”

•
• ¿Cómo funciona un algoritmo de enrutamiento?
– Normalmente los enlaces tienen un “coste” asociado
– Este puede ser proporcional al retardo, inversamente proporcional

al ancho de banda... aunque típicamente es unitario

– El algoritmo busca calcular un “buen” camino = el de coste
mínimo (generalmente la suma de los costes de los enlaces del
camino)

Red A

Red B
3 Nov

Red D

R1

1

R3

coste = 2

1

1

R5

1

R2

1

1

R4

Red C

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Enrutamiento en Internet

• Está influenciado fuertemente por la estructura de Internet

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Estructura de Internet

• Está influenciado fuertemente por la estructura de Internet
• Hay una jerarquía de ISPs (Internet Service Providers)

– Tier-1 ISPs o Internet backbone networks

• Grandes proveedores internacionales (AT&T, BBN, BT, Cable&Wireless,

• Conexión completamente mallada
• No emplean “ruta por defecto”, tienen rutas a todas las redes (Junio04:

Sprint, UUNET...)

140.396 rutas)

Tier 1 ISP

Default-free zone

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

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Estructura de Internet

• Está influenciado fuertemente por la estructura de Internet
• Hay una jerarquía de ISPs (Internet Service Providers)

– Tier-2 ISPs

• Regionales o nacionales
• Se conectan (peering agreement) a unos pocos tier-1 ISPs (ellos son los

clientes y el tier-1 el proveedor de tránsito)

• Se pueden conectar a otros tier-2

Tier 1 ISP

Default-free zone

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier 2 ISP

Tier 2 ISP

Tier 2 ISP

Tier 2 ISP

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Estructura de Internet

• Está influenciado fuertemente por la estructura de Internet
• Hay una jerarquía de ISPs (Internet Service Providers)

– Tier-3 ISPs

ISPs locales de acceso

•
• Se conectan a uno o más tier-2 y entre ellos

Tier 1 ISP

Default-free zone

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier 2 ISP

Tier 2 ISP

Tier 2 ISP

Tier 2 ISP

Tier 3 ISP

Tier 3 ISP

Tier 3 ISP

Tier 3 ISP

Tier 3 ISP

Tier 3 ISP

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Estructura de Internet

• Los puntos de la red de un ISP donde se conecta a otros IPSs se llaman Puntos

de Presencia (POPs) (donde está el equipamiento)

• También se pueden conectar en NAPs (Network Access Points) o IXP

(Internet eXchange Point)
– Son redes de alta velocidad en sí mismas
– Pretenden ahorrar €€
– Reducir retardo
– Mantener local el tráfico local
– Ejemplos: Espanix (www.espanix.net), Linx (www.linx.net)

Tier 1 ISP

Default-free zone

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier 2 ISP

Tier 3 ISP

Tier 2 ISP

Tier 2 ISP

Tier 2 ISP

NAP

Tier 3 ISP

Tier 3 ISP

Tier 3 ISP

Tier 3 ISP

Tier 3 ISP

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Contenido
• Funciones del nivel de red

– Routing
– Forwarding

• ¿Cómo construye el router su