PDF de programación - Tema 13 - Enrutamiento IP avanzado

Bloque IV: El nivel de red

Tema 13: Enrutamiento IP avanzado

Índice

• Bloque IV: El nivel de red

– Tema 13: Enrutamiento avanzado

• Introducción
• Estructura de un router
• Tabla de enrutamiento

– ICMP máquina o red inalcanzable
– ICMP redirect
– Ejemplo resumen

• Protocolos de enrutamiento

• Referencias

– Capítulo 4 de “Redes de Computadores: Un enfoque

descendente basdado en Internet”. James F. Kurose, Keith
W. Ross. Addison Wesley, 2ª edición. 2003.

– Capítulos 9 y 10 de “TCP/IP Illustrated, Volume 1: The
Protocols”, W. Richard Stevens, Addison Wesley, 1994.

RC - Bloque IV - Tema 13

2

Introducción

•
•

La función más importante del protocolo IP es la de enrutamiento.
Los datagramas a enrutar pueden ser:
– Generados en la máquina local.
– O de otras máquinas La máquina debe ser configurada como

router, sino serán descartados.

• Componentes:

– Tabla de enrutamiento: contiene la información para el

enrutamiento (destino, gateway, flags, interfaz, ...)

– Algoritmo de enrutamiento: busca en la tabla de enrutamiento una

entrada que se corresponda con la dirección de destino (1º
dirección exacta, 2º dirección de red, 3º default, 4º error).

– Demonio de enrutamiento: proceso que se ejecuta en el router

para comunicarse con sus routers vecinos.

• Determina los cambios (altas, bajas y modificaciones) sobre la

tabla de enrutamiento.

• No cambia el algoritmo de enrutamiento.
• Pero determina la política de enrutamiento del sistema Elige

las rutas a almacenar en la tabla de enrutamiento en función
de la situación de la red.

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Demonio
enrutamiento

Comando

route

Introducción
UDP

Comand
o netstat

ICMP

ICMP redirect

Cola de salida
IP: calcular el

siguiente salto (si

es necesario)

Tabla de

enrutamiento

Nivel IP

TCP

si

no

Paquete propio
(una de nuestras
direcciones IP o

broadcast)?

Reenviar
datagrama

Encaminamient

o en origen

Opciones de

procesamiento IP

Cola de entrada

IP

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Interfaces de salida

Introducción

•

La tabla de enrutamiento es consultada con frecuencia por el nivel IP (del orden
de 100 veces/seg.)

• Y es actualizada con menos frecuencia por el demonio de enrutamiento (del

orden de cada 30 seg.).
La tabla de enrutamiento también puede ser actualizada al recibir mensajes
ICMP redirect o por medio del comando route.
– El comando route se ejecuta con frecuencia cuando la máquina arranca

•

para instalar rutas iniciales.

• El comando netstat permite visualizar la tabla de enrutamiento.

• Algoritmo de enrutamiento: busca en la tabla de enrutamiento y decide la

interfaz de salida del paquete.
1. Búsqueda de una dirección de máquina que se corresponda con la

dirección IP de destino.

2. Búsqueda de una dirección de red que se corresponda con la dirección IP

de destino.

con ID = 0).

3. Búsqueda de entrada por defecto. (Se especifica como una entrada de red,

• Política de enrutamiento: determina que rutas se almacenan en la tabla de

enrutamiento.
– Se establece mediante el demonio de enrutamiento.
– No cambia el algoritmo de enrutamiento.

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Estructura de un router

• Componente de reenvío: reenviar los paquetes desde la interfaz

de entrada a la interfaz de salida.
– Tabla de enrutamiento + información del paquete (cabecera)

• Componente de control: responsable de la construcción y

mantenimiento de la tabla de reenvío.
– Protocolos de enrutamiento: RIP, OSPF, BGP, ...

Algoritmo de
enrutamiento

Tabla de

enrutamiento

Componente de reenvío

Interfaces de entrada

Protocolos de
enrutamiento

Interfaces de salida

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Componente de control

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Estructura de un router

• Componente de control:

– Uno o más protocolos de enrutamiento para intercambio de

información de enrutamiento (OSPF, BGP, ...).

– Procedimientos para convertir esta información en las tablas
de reenvío (enrutamiento): vectores de distancia, estado de
los enlaces, ...

– Se encarga de las tareas de: mantener la tabla de

enrutamiento, clasificar los paquetes (en IP no se clasifican)
y organizar las colas (en IP no se organizan – cola FIFO).

• Componente de reenvío:

– Procedimientos usados por un router para decidir el reenvío

de un paquete a la interfaz de salida correcta.

– Define la información utilizada de un paquete para

encaminar el paquete + el proceso de búsqueda en la tabla
de enrutamiento.

– Tareas: decrementar el TTL y re-calcular el checksum, re-
escribir la cabecera del nivel de enlace, regenerar la señal
física.

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Tabla de enrutamiento

• Red 194.27.89.0

LAN C

LAN B

144

le1

le0
41

le2
211

RA

le3 192.168.1.1
192.168.1.2

LAN A

Internet

212

le0

RB

le1
218

LAN D

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Tabla de enrutamiento

Subred

Máscara

Dir. subred

Dir. subred

Broadcast dirigido

subred

A (00)

B (10)

255.255.255.192

00 000000

194.27.89.0

194.27.89.63

255.255.255.192

10 000000

194.27.89.128

194.27.89.191

C (11 010)

255.255.255.248

11 010 000

194.27.89.208

194.27.89.215

D (11 011)

255.255.255.248

11 011 000

194.27.89.216

194.27.89.223

• En la máquina 194.27.89.210/29 ejecutamos el comando que permite

visualizar la tabla de enrutamiento:
194.27.89.210 % netstat -rn

•
Routing tables
Destination
194.27.89.216
127.0.0.1
default
194.27.89.208

Flags

Gateway
194.27.89.212 UG
127.0.0.1
UH
194.27.89.211 UG
194.27.89.210 U

Refcnt
0
0
0
1
0
0
25043
4

Use Interface
emd0
lo0
emd0

emd0

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Tabla de enrutamiento

• Cada entrada de la tabla de enrutamiento contiene la siguiente información:

– Destination: dirección IP de destino, que puede ser un host (host ID != 0) o

una dirección de red (host ID =0).

– Gateway:

salida

– Flags:

• Si directamente conectado al destino dirección IP de la interfaz de

• Sino, dirección IP del siguiente router.

• U: La ruta está funcionando (up).
• G: El siguiente salto es un router (gateway). Si no está este flag, indica

que el destino está directamente conectado.

• H: La ruta es hacia una máquina (host), es decir, el destino es una dir.

IP completa. En caso de no estar este flag, la ruta es hacia una red.

• D: Ruta creada por un ICMP “redirect”.
• M: Ruta modificada por un ICMP “redirect”.

– Rfcnt: columna de “Reference Count”

•

Indica el número de usos activos en cada ruta. Por ejemplo:
conexiones TCP que la utilizan.

– Use: número de paquetes enviados a través de esa ruta.
– Interface: especificación de la interfaz de red a la que se debe pasar el

datagrama para su envío.

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Tabla de enrutamiento

• Flag G:

• Flag H:

– Afecta a la columna Gateway
– Determina si la ruta es directa (si no está presente) o indirecta (si

está presente).

• Ruta indirecta: columna Gateway contiene la dirección IP del
siguiente router Dir. destino enlace = dir. enlace siguiente
router.

• Ruta directa: columna Gateway contiene la dirección IP de la

interfaz de salida Dir. destino enlace y dir. IP destino
especifican la misma máquina.

– Afecta a la columna Destination
– Si está presente la dirección se corresponde con una dirección

IP de un host

– Si no está presente la dirección se corresponde con una

dirección IP de red (o subred).

• Entrada default: es la ruta por defecto.

– Indica el router al que se envían los paquetes cuando no se

encuentra una ruta específica para ese destino.

– Cada máquina puede tener una o más rutas por defecto.

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Tabla de enrutamiento

• 194.27.89.210 % netstat -rn
Routing tables
Destination
194.27.89.216
127.0.0.1
default
194.27.89.208

Gateway
194.27.89.212 UG
127.0.0.1
UH
194.27.89.211 UG
194.27.89.210 U

Flags

Refcnt
0
1
0
4

Use
0
0
0
25043

Interface
emd0
lo0
emd0
emd0

Interfaz de
loopback

Interfaz
Ethernet

Directamente
conectados

• Datagrama destino 194.27.89.213 194.27.89.213

& 255.255.255.248 = 194.27.89.208

• Datagrama destino 194.27.89.44 Id. red =

194.27.89.0 Default

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Tabla de enrutamiento: Ejemplo

• ¿Cómo es la tabla de enrutamiento de

Refcnt
0
0
0

Use Interface
0
0
0

lo0
emd0
emd0

Refcnt
0
0
0

Use Interface
0
0
0

lo0
emd0
emd0

194.27.89.217?
Routing tables
Destination
127.0.0.1
194.27.89.216 194.27.89.217 U
default

Gateway
127.0.0.1

194.27.89.218 UG

Flags
UH

• ¿Y la de 194.27.89.137?

Routing tables
Destination
127.0.0.1
194.27.89.128 194.27.89.137 U
default

Gateway
127.0.0.1

194.27.89.144 UG

Flags
UH

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Tabla de enrutamiento: Ejemplo

• ¿Cómo es la tabla de enrutamiento de RB?

Routing tables
Destination
127.0.0.1
194.27.89.208
194.27.89.216
default

Refcnt
0
0
0
0
0
0
0
0
• ¿Cómo es la tabla de enrutamiento de RA?

Gateway
127.0.0.1
194.27.89.212
194.27.89.218
194.27.89.211

Flags
UH
U
U
UG

Use Interface
lo0
le0
le1
le0

Routing tables
Destination
127.0.0.1
194.27.89.0
194.27.89.128
194.27.89.208
192.168.1.2
default
194.27.89.216

Gateway
127.0.0.1
194.27.89.41
194.27.89.144
194.27.89.211
192.168.1.1
192.168.1.2
194.27.89.212

Flags
UH
U
U
U
UH
UG
UG

Refcnt
0
0
0
0
0
0
0

Use Interface
0
0
0
0
0
0
0

lo0
le0
le1
le2
le3
le3
le2

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Tabla de enrutamiento: Ejemplo

• RA recibe un datagrama destinado a 194.27.89.217,

¿qué máscara aplicará?

• Cada entrada de la tabla de enrutamiento tiene una

máscara de subred implícitamente asociada:
– IP conoce la interfaz de red asociada con cada
entrada de la tabla de enrutamiento (le0, le1, ...)
– Cada interfaz tiene asociada una dirección IP y

una máscara de subred.

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Tabla de enrutamiento: Ejemplo

Routing tables
Destination
127.0.0.1
194.27.89.0
194.27.89.128
194.27.89.208
192.168.1.2
default
194.27.89.216

Flags
UH

Gateway
127.0.0.1
194.27.89.41 U
194.27.89.144 U
194.27.89.211 U
192.168.1.1 UH
192.16