PDF de programación - Enrutamiento IP dinámico

Enrutamiento IP dinámico

Daniel Morató

Area de Ingeniería Telemática

Departamento de Automática y Computación

Universidad Pública de Navarra

[email protected]

Laboratorio de Programación de Redes

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

Contenido

• Introducción sobre el routing IP en Internet
• Tipos de protocolos de enrutamiento
• Casos concretos:
– RIP (versión 1)
– OSPF

5 Nov

Enrutamiento IP dinámico

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Routing IP

• Las rutas son caminos acíclicos
• Para llegar a una red destino cada router sabe el siguiente router (next

hop) a quien debe entregar los paquetes

• Los routers pueden conseguir esa información de dos formas:

– Mediante configuración manual estática
– Dinámicamente a través de un protocolo de enrutamiento

• Ventajas:

– Escalabilidad
– Adaptabilidad

• Desventajas:

– Complejidad

• Funcionamiento: Los routers intercambian información sobre las rutas o routers
que conocen y con esa información calculan el siguiente salto correcto para
llegar a una red destino

• Normalmente cada enlace entre routers tiene asociado un coste (métrica)
• Muchos protocolos de enrutamiento escogen el camino que tenga menor

coste total (la suma de los costes de todos los enlaces en el mismo)

5 Nov

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Arquitectura del enrutamiento en Internet

• Existe un conjunto de Autonomous Systems (AS) o Sistemas Autónomos
• Cada AS está bajo el control de un solo administrador
• Cada AS tiene asignado un identificador único de 16 bits
• Enlaces conectan routers de los diferentes ASs
• Los routers que tienen enlaces con routers de otros ASs se llaman Routers
Frontera o Border Routers
• ASs que ofrecen conectividad con Internet generalmente se conocen como
ISPs (Internet Service Providers)

Border Router

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Tipos de enrutamiento

• Intradomain

- Dentro de un dominio (AS)
- Un protocolo de enrutamiento para calcular rutas dentro de un dominio se llama IGP o
Interior Gateway Protocol
- Características:

- Simples
- Calculan caminos eficientes respecto a una métrica
- Recalculan rápidamente ante cambios
- No escalan bien para redes grandes

- Ejemplos: RIP (Routing Information Protocol), OSPF (Open Shortest Path First), IGRP
(Interior Gateway Routing Protocol), EIGRP (Enhanced IGRP)

• Interdomain

- Entre dominios
- Un protocolo de enrutamiento para calcular rutas entre dominios se llama EGP o Exterior
Gateway Protocol
- Características:

- Mejor escalabilidad
- Mayor carga para el router
- Habilidad para agregar rutas
- Habilidad para expresar políticas

- Ejemplos: EGP, BGP (Border Gateway Protocol)

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Tipos de protocolos de enrutamiento
• Distant Vector (DV)

(Por el algoritmo para diseminar la información)

- Cada router calcula el mejor camino a todos los destino y lo informa a los demás
- Informan de la dirección y distancia (métrica) a un destino. La dirección es generalmente a
través del router que hace el anuncio
- El cálculo es simple, incremental y distribuido
- Ejemplos: RIP, IPX-RIP, DECnet, IGRP, EIGRP (incluye capacidades típicas de protocolos
link-state)

• Link State (LS)

- Aproximación de base de datos distribuida replicada en vez de un cálculo distribuido
incremental
- Los routers informan de sus enlaces a redes activos y con routers vecinos
- Inundan la red con esta información para que llegue a todos los routers
- Todos los routers obtienen información sobre toda la topología, tienen una imagen (grafo) de
la red (todos la misma) y a partir de ahí eligen los caminos
- Menor tiempo de convergencia que DV ante cambios en la red
- Sobre el grafo se suele emplear el algoritmo de Dijkstra para calcular las rutas
- Ejemplos: OSPF, IS-IS, PNNI

• Path Vector

- Como distance-vector pero comunican todo el camino a la red destino
- Ejemplo: BGP

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RIP

• Routing Information Protocol
• IGP
• Distance Vector
• La métrica que emplea es el “número de saltos”. Una red
directamente conectada a un router tiene coste 1
• Cada router envía información de su tabla de rutas a los
routers adyacentes (en redes a las que él está directamente
conectado)
• Para el intercambio de información emplean datagramas UDP
• El puerto reservado es el 520
• Emplea el algoritmo de Bellman-Ford distribuido

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RIP

• Veamos su funcionamiento con un ejemplo
• Inicialmente los routers tienen en su tabla de rutas solo las redes a las que están directamente conectados.
Es lo único que conocen
• Periódicamente (cada 30segs) los routers envían su tabla de rutas por cada uno de sus interfaces a la
dirección IP de broadcast (255.255.255.255) (no están sincronizados)
• Supongamos que el primero que envía su tabla de rutas es R1
• R2 recibe el paquete de R1 por la red B, con su tabla de rutas. Ese paquete (a esa red) lo ha enviado con la
dirección IP origen 192.168.1.1 y dirección destino 255.255.255.255
• El paquete contiene la tabla de rutas actual de R1

Red destino

Next-hop

Métrica

Red destino

Next-hop

Métrica

Red destino

Next-hop

Métrica

192.168.0.0/24
192.168.1.0/24

-
-

R1

1
1

192.168.1.0/24
192.168.2.0/24

-
-

1
1

192.168.2.0/24
192.168.3.0/24

-
-

1
1

R2

R3

192.168.0.1

192.168.1.1

192.168.1.2

192.168.2.1

192.168.2.2

192.168.3.1

Red B: 192.168.1.0/24

Red C: 192.168.2.0/24

Red A: 192.168.0.0/24

Red D: 192.168.3.0/24

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RIP

• En un paquete con una tabla de rutas se pueden encontrar rutas con diferentes características respecto al
router que lo recibe:

- Redes destino que no conoce (no tiene en su tabla de rutas)
- Redes destino que conoce con una métrica peor
- Redes destino que conoce con una métrica mejor
- Redes destino que conoce con una métrica igual

• En el paquete que recibe R2 hay una red destino que desconoce (192.168.0.0). Añade a su tabla de rutas
que puede llegar a esa red entregándole los paquetes al router 192.168.1.1 (la IP origen del paquete de RIP)
con métrica la que viene en esa ruta (1) + 1
• En el paquete que recibe R2 también viene una ruta a una red que conoce (192.168.1.0). En el paquete
viene con coste 1, +1 quedaría en tu tabla con coste 2, peor que la que conoce (coste 1) así que la ignora

Red destino

Next-hop

Métrica

Red destino

Next-hop

Métrica

Red destino

Next-hop

Métrica

192.168.0.0/24
192.168.1.0/24

-
-

R1

1
1

1
192.168.1.0/24
192.168.2.0/24
1
192.168.0.0/24 192.168.1.1 2

-
-

192.168.2.0/24
192.168.3.0/24

-
-

1
1

R2

R3

192.168.0.1

192.168.1.1

192.168.1.2

192.168.2.1

192.168.2.2

192.168.3.1

Red B: 192.168.1.0/24

Red C: 192.168.2.0/24

Red A: 192.168.0.0/24

Red D: 192.168.3.0/24

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RIP

• Supongamos que a continuación es R2 quien decide (pasan sus 30segs) mandar su tabla de rutas
• R1 recibe el paquete que R2 envía a la red B. R2 lo envía con IP origen 192.168.1.2 e IP destino
255.255.255.255
• R1 ignora la ruta a la red 192.168.1.0 que viene en ese paquete porque daría un coste de 2 y él sabe llegar
con coste 1. También ignora la ruta a 192.168.0.0 porque daría un coste de 3 y él sabe llegar con coste 1
• R1 aprende la ruta a la red 192.168.2.0
• Aprende que los paquetes llegan a la red 192.168.2.0 si los entrega a 192.168.1.2 (coste 2)
• R3 recibe el paquete que R2 envía a la red B. R2 lo envía con IP origen 192.168.2.1 e IP destino
255.255.255.255
• R3 ignora la ruta a la red 192.168.2.0 porque daría un coste de 2 y él sabe llegar con coste 1
• R3 aprende que puede llegar a la red 192.168.1.0 si entrega los paquetes a 192.168.2.1 (coste 2)
• R3 aprende que puede llegar a la red 192.168.0.0 si entrega los paquetes a 192.168.2.1 (coste 3)

Red destino

Next-hop

Métrica

1
192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
1
192.168.2.0/24 192.168.1.2 2

-
-

Red destino

Next-hop

Métrica

Red destino

Next-hop

Métrica

1
192.168.1.0/24
192.168.2.0/24
1
192.168.0.0/24 192.168.1.1 2

-
-

1
192.168.2.0/24
192.168.3.0/24
1
192.168.1.0/24 192.168.2.1 2
192.168.0.0/24 192.168.2.1 3

-
-

R1

R2

R3

192.168.0.1

192.168.1.1

192.168.1.2

192.168.2.1

192.168.2.2

192.168.3.1

Red B: 192.168.1.0/24

Red C: 192.168.2.0/24

Red A: 192.168.0.0/24

Red D: 192.168.3.0/24

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RIP

• A continuación es R3 quien envía su tabla de rutas
• R2 recibe la tabla de rutas que envía R3 por la red C con IP origen 192.168.2.2, IP destino
255.255.255.255
• R2 aprende la ruta a la red D e ignora el resto porque conoce mejores caminos
• Lo siguiente que sucederá es que de nuevo R1 envíe su tabla de rutas
• R2 recibe esa actualización. No hace ningún cambio en su tabla
• A continuación es R2 quien envía su actualización
• R3 no modifica su tabla pero R1 aprende que puede llegar a la red 192.168.3.0 si envía los paquetes a
192.168.1.2
• A partir de aquí los routers siguen enviando periódicamente su tabla de rutas pero mientras no haya cambios
en la topología no cambiarán las tablas de rutas

Red destino

Next-hop

Métrica

1
192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
1
192.168.2.0/24 192.168.1.2 2
192.168.3.0/24 192.168.1.2 3

-
-

Red destino

Next-hop

Métrica

Red destino

Next-hop

Métrica

1
192.168.1.0/24
192.168.2.0/24
1
192.168.0.0/24 192.168.1.1 2
192.168.3.0/24 192.168.2.2 2

-
-

1
192.168.2.0/24
192.168.3.0/24
1
192.168.1.0/24 192.168.2.1 2
192.168.0.0/24 192.168.2.1 3

-
-

R1

R2

R3

192.168.0.1

192.168.1.1

192.168.1.2

192.168.2.1

192.168.2.2

192.168.3.1

Red B: 192.168.1.0/24

Red C: 192.168.2.0/24

Red A: 192.168.0.0/24

Red D: 192.168.3.0/24

5 Nov

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RIP

(cuenta a infinito)

• Supongamos que llegado cierto momento se apaga/estropea el router R1
• R2 seguirá enviando el tráfico de