PDF de programación - Características del enrutamiento dinámico en Internet

LABORATORIO DE PROGRAMACIÓN DE REDES
Área de Ingeniería Telemática

Características del enrutamiento

dinámico en Internet

Area de Ingeniería Telemática
http://www.tlm.unavarra.es

Laboratorio de Programación de Redes

3º Ingeniería Técnica en Informática de Gestión

Objetivos

• Conceptos básicos del enrutamiento

jerárquico en Internet

Routing dinámico

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Contenido

• Introducción
• Enrutamiento jerárquico

– IGPs
– EGPs

• Estructura de Internet

Routing dinámico

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Contenido

• Introducción
• Enrutamiento jerárquico

– IGPs
– EGPs

• Estructura de Internet

Routing dinámico

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Nivel de red

• Objetivo:

– Llevar paquetes del origen al destino
– Usar los enlaces de forma “eficiente”

• Direccionamiento:

– Que permita identificar a los nodos
– Tiene una estructura (no es plano)
– Ésta reduce la información en los routers

• Enrutamiento

es la red

– Elementos de encaminamiento deben “aprender” cómo

– Deben cacular “buenos” caminos a los destinos
– Esto se almacena en las “tablas de rutas”

Routing dinámico

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Routing

•
•

“Ruta” es un camino (path) ⇒ acíclico (…)
“Routing” = proceso de calcular los caminos que deben seguir los
paquetes

• Se pueden calcular en función de:

– Flujo
– Tipo de tráfico
– (origen, destino)
– Destino

Red A

Red B

Red D

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R1

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Red C

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Conmutación

• Reenviar los bits por el camino
• Servicios posibles

– Circuitos (telefonía, longitud de

onda)

– Paquetes

• Circuitos virtuales (…)
• Datagramas (…)

Cada paquete del mismo flujo
sigue la misma ruta

Cada paquete es conmutado
independientemente

Red A

Red B

Red D

R1
R1

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

Red C

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Características de IP

• Nivel de red
• Servicio de datagramas, sin conexión
• Routing en función de la dirección destino
• No fiable
• Best effort
• Provee:

– Independencia de las tecnologías de cada red
– Direccionamiento global
– TOS
– Fragmentación y reensamblado

Routing dinámico

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Otros aspectos

• Direccionamiento

– Nivel 2: local, plano ⇒ no escalable
– Nivel 3: según lugar, jerárquico ⇒ escalable
– Direcciones temporales
– Network Address Translation para

reducir

direcciones

• Routing basado en la dirección destino

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Routing en IP

• Llevado a cabo por un proceso que
se ejecuta en cada router (cálculo
distribuido) (…)

• Resultado: una “tabla de rutas” en

cada router (…)

Red A

Red B

Routing
process

R1
R1

Routing
process

R5
R5

Routing
process

R3
R3

Routing
process

R2
R2

R6

Routing
process

R4
R4
Routing
process

Red C

Routing dinámico

Red D

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Routing en IP

• Llevado a cabo por un proceso que
se ejecuta en cada router (cálculo
distribuido) (…)

• Resultado: una “tabla de rutas” en

cada router (…)

Destino
Red A
Red B
Red C
Red D
…

Next-hop
IP de if1 de R1
IP de if0 de R3
IP de if0 de R4
IP de if0 de R4
…

Red A

Red B

Routing
process

if0

R1
R1

if1

Routing
process

if0

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Routing
process

if1

R5
R5

if0

Routing
process
if2

R2
R2

if0

if1

R3
R3

if1

if0
Routing
process

R6

if1

R4
R4
Routing
process

if2
Red C

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Red D

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Forwarding en IP



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• Tarea de

“reenviar” por el

interfaz

adecuado el paquete recibido

• En base a la tabla de rutas del router
• La tabla indica cuál es el siguiente router

(next-hop) en el camino

• El router tendrá conectividad a nivel 2

Destino
Red A
Red B
Red C
Red D
…

Next-hop
IP de if1 de R1
IP de if0 de R3
IP de if0 de R4
IP de if0 de R4
…

con él

Red A

Routing
process

if0

R1
R1

if1

Routing
process

if0

if1

Red B

R3
R3

if1

Routing
process

if1

R5
R5

if0

Routing
process
if2

R2
R2

if0

if1

if0
Routing
process

R6

if1

R4
R4
Routing
process

if2
Red C

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Red D

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Principio de optimalidad

• Si router J está en el camino óptimo
desde I a K entonces el camino óptimo
de J a K está en la misma ruta (…)

• Si existiera una ruta mejor de J a K se

podría concatenar con el de I a J

• El conjunto de rutas óptimas a un

destino es un árbol = sink tree (…)

• Árbol ⇒ sin lazos (loops)

K

J

I

Routing dinámico

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¿Camino óptimo?

• Shortest path
• ¿Cómo medirlo?
– Número de saltos
– Distancia geográfica
– Retardo

• Peso de cada vértice:

– BW
– Tráfico medio
– Coste (€€)
– Longitud media de cola
– Combinación

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20
20
1

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22

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3

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25

Routing dinámico

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Construcción de las tablas de rutas

¿Estática o dinámica?
Estática:
• Configuración manual
• Cambios lentos
Dinámica:
• Mediante un protocolo de

enrutamiento
– Escalabilidad
– Adaptabilidad
– Complejidad

¿Información

global

o

descentralizada?

Global:
•

routers

tienen
Todos
los
información
la
topología y los costes de los
enlaces

completa de

• Algoritmos “link state”
Descentralizada:
• El router conoce solo a sus

vecinos

• Mediante un proceso

iterativo
intercambia esa información con
sus vecinos

• Algoritmos “distance vector”

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Contenido

• Introducción
• Enrutamiento jerárquico

– IGPs
– EGPs

• Estructura de Internet

Routing dinámico

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Enrutamiento jerárquico

•

Escala: con centenares de

millones de destinos
¡No se pueden tener todos
los destinos en las tablas de
rutas!
– Memoria
– CPU
– BW para informar de rutas

• Autonomía administrativa
• Cada administrador de red
quiere
el
enrutamiento dentro de su
red

controlar

Routing dinámico

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Enrutamiento jerárquico

• Agrupar

routers en

regiones:

“Autonomous Systems” (AS)

• Routers de un AS un solo

administrador

• Normalemente los routers en el
mismo AS emplean el mismo
protocolo de enturamiento
– IGP = Interior Gateway Protocol
– Routers en diferentes AS pueden

emplear diferente IGP

– Interior oculto

• Comunicar

información de

enrutamiento entre los AS
– EGP = Exterior Gateway

Protocol

– Entre los border routers o
routers frontera de los
AS

Border router

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Enrutamiento jerárquico

Border router
tabla de
• La

rutas es

•

configurada por ambos
IGP:
internos

rutas a destinos

• EGP:

rutas a destinos

externos

IGP da las rutas internas

•
• ¿Si hay más de un enlace al

exterior?
– EGP debe informar de a
qué destinos se puede
llegar por cada uno

IGP

EGP

Tabla de rutas

Border router

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AS 3

Interior Gateway Protocols (IGP)
Características:
• Simples
• Calculan caminos eficientes

Los más comunes:
• RIP: Routing Information Protocol
• OSPF: Open Shortest Path First
• EIGRP: Interior Gateway Routing

respecto a una métrica

Protocol (propietario de Cisco)

• Recalculan

ante cambios

rápidamente

• No escalan bien para red