LABORATORIO DE REDES ( 5º Ing. INFORMÁTICA ) PRÁCTICA 4 PROTOCOLOS DE ENRUTAMIENTO: EIGRP

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1 LABORATORIO DE REDES ( 5º Ing. INFORMÁTICA ) PRÁCTICA 4 PROTOCOLOS DE ENRUTAMIENTO: EIGRP CURSO 2008 / 2009

2 TOPOLOGÍA PARA LA REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA NOTA: El router Barcelona no está activo, por lo que los routers Madrid y Valencia están directamente conectados. En la interfaz s0/1 de Valencia, se debe utilizar la dirección IP Objetivos El objetivo de esta práctica es que el alumno adquiera los conocimientos prácticos sobre protocolos de enrutamiento para la configuración de routers, en especial nos centraremos en el protocolo EIGRP, protocolo de enrutamiento híbrido balanceado. El objetivo final de la práctica es observar el funcionamiento y la configuración de los routers. Este objetivo se puede desglosar en los siguientes objetivos parciales: Características de los protocolos enrutados y de enrutamiento. Comandos Relacionados Protocolo EIGRP Métrica Paquetes Configurar EIGRP como protocolo de enrutamiento Verificar el funcionamiento del protocolo Restaurar la configuración inicial del router. 2. Funciones básicas de un router Para el tráfico que atraviesa una nube de red, la determinación de la ruta se produce en la capa de red (capa 3). La función de determinación de ruta permite al router evaluar las rutas disponibles hacia un destino y establecer el mejor manejo de un paquete. Los servicios de 1

3 enrutamiento utilizan la información de topología de red al evaluar las rutas de red. El router determina qué ruta debe utilizar buscando en la tabla de enrutamiento IP para enviar paquetes desde la red origen a la red destino. Las entradas de esta tabla de enrutamiento las pueden configurar el administrador de red (mediante rutas estáticas) o se puede rellenar a través de procesos dinámicos ejecutados en la red (protocolos de enrutamiento). Después de que el router determina qué ruta debe utilizar, procede a enviar el paquete. Toma el paquete que aceptó en una interfaz y lo envía hacia otra interfaz o puerto que represente la mejor ruta hacia el destino del paquete Figura 1. Tabla de encaminamiento de un router Por todo lo comentado anteriormente, se puede decir que las dos funciones básicas de un router son las siguientes: a) Determinación de ruta El router utiliza la porción de red de la dirección destino del paquete IP entrante para realizar la selección de la ruta para transferir el paquete al siguiente router a lo largo de la ruta. Para ello utiliza la tabla de encaminamiento. Permite al router seleccionar la interfaz más adecuada para enviar un paquete. Figura 2. Encaminamiento en routers 2

4 b) Conmutación de paquetes Permite que el router acepte un paquete en una interfaz y lo envíe a través de una segunda interfaz. De esta forma podemos describir el procesamiento básico que sufre un paquete IP en un router, en los siguientes pasos: 1. Recepción de una trama de enlace de datos en una interfaz del router. 2. Descarte y eliminación del encabezado de enlace de datos de la trama. 3. Envío del paquete de red resultante al proceso de capa de red adecuado. 4. Examen del encabezado de protocolo de red (dirección IP destino) 5. Consulta de la tabla de enrutamiento por parte del proceso de capa de red. 6. Obtención del interfaz de salto siguiente (de salida) mas adecuado al destino. 7. Encapsulación en una nueva trama de enlace de datos del paquete de red. 8. Envío a la cola de la interfaz de salida seleccionada. 9. Envío de la nueva trama a la red hacia el salto siguiente. A medida que un paquete se desplaza a través de la red, su dirección MAC se modifica, pero la dirección de red sigue siendo la misma. Este proceso tiene lugar cada vez que el paquete se envía a través de otro router. En el router que se encuentra conectado a la red del host destino, el paquete se encapsula en el tipo de trama de enlace de datos de la LAN destino y se entrega al host destino. 3. Protocolos enrutados Protocolos de enrutamiento Protocolos enrutables Los protocolos son el lenguaje o las normas de comunicación entre los dispositivos en una red. Los protocolos enrutables son aquellos que se pueden enrutar. La información de direccionamiento de Capa 3 (de red) se coloca en el encabezado del paquete de datos que permite que el paquete atraviese múltiples redes para llegar a su destino. Para que un protocolo se pueda enrutar, el método de direccionamiento debe tener por lo menos dos partes; un número de red y un número de nodo. Es la porción de red que corresponde a la dirección la que permite que un paquete se enrute desde una red a otra. Todos los dispositivos 3

5 en una red generalmente ejecutan el mismo protocolo enrutado, que es similar a un lenguaje común, para poder comunicarse. La mayoría de los protocolos LAN son protocolos enrutados. El protocolo enrutado o enrutable más común es el Protocolo Internet o IP, que es un estándar internacional. IP a veces se denomina TCP/IP pero TCP en realidad es un protocolo de transporte (Capa 4) y no se involucra directamente con el protocolo IP enrutable que funciona en la Capa 3. Para que un dispositivo (estación de trabajo, servidor, router, etc.) se pueda comunicar en Internet, debe ejecutar el protocolo IP. Las direcciones IP son de 32 bits y contienen una porción de red y una porción de nodo que asigna, típicamente, el administrador de la red. Otros protocolos de LAN enrutados son Novell IPX, AppleTalk y Decnet. Protocolos de enrutamiento Los protocolos de enrutamiento son los protocolos que utilizan los routers para comunicarse entre sí a fin de intercambiar información de forma dinámica acerca de las redes que pueden alcanzar y de la conveniencia de las rutas disponibles. Normalmente se denominan protocolos de enrutamiento dinámico y facilitan el proceso de enrutamiento. No son necesarios en una red pequeña si se utilizan solamente rutas estáticas. Los paquetes de protocolo de enrutamiento ocupan ancho de banda y operan independientemente de los paquetes de datos enrutados que atraviesan la red. No hay ninguna información en un paquete IP que se relacione con el protocolo de enrutamiento que se utiliza. Los routers se envían entre sí periódicamente información acerca de las rutas (tablas de enrutamiento), de modo que cuando reciben un paquete de protocolo enrutado (como IP) saben a dónde deben enviarlo. Si comparamos la dirección del protocolo enrutado con la dirección de una carta, se puede comparar el protocolo de enrutamiento con el mensajero que se traslada entre los routers para indicarles cuáles son la rutas que están abiertas y cuáles son las más rápidas. Los protocolos de enrutamiento se pueden clasificar en general según si son interiores o exteriores, y se subdividen por tipo: vector distancia o estado de enlace. 4. Comandos Relacionados A continuación se mencionan algunos comandos que se van a utilizar en la configuración de los routers, y que van a ser de gran utilidad en la realización de la práctica. Comando show ip interfaces El comando show ip interfaces muestra el estado y los parámetros globales asociados con todas las interfaces IP. El software IOS de Cisco introduce automáticamente una ruta directamente conectada en la tabla de enrutamiento si el software puede enviar y recibir paquetes a través de esa interfaz. Esa interfaz se marca como activada o up. Si la interfaz no se puede utilizar, se elimina de la tabla de enrutamiento. Al eliminar esa entrada se permite el uso de rutas de respaldo, en el caso de que existan. Comando show ip protocol El comando show ip protocol muestra parámetros, filtros e información de red acerca de todos los protocolos de enrutamiento (es decir, RIP, IGRP, etc.) en uso en el router. El algoritmo utilizado para calcular la métrica de enrutamiento para IGRP aparece en la pantalla. Define el valor de la métrica K1-K5 y el máximo número de saltos. La métrica K1 representa 4

6 el ancho de banda y la métrica K3 representa el retardo. Por defecto, los valores de las métricas K1 y K3 se establecen en 1. Los valores métricos de K2, K4 y K5 se establecen en 0. Comando show ip route El comando show ip route muestra el contenido de una tabla de enrutamiento IP. La tabla contiene una lista de todas las redes y subredes conocidas y las métricas asociadas con cada entrada. Observe que en este ejemplo la información se derivó de IGRP (I) o de conexiones directas (C). Este es un comando IOS sumamente importante, fascinante (ver cómo el router aprende nuevas rutas) y esencial (para diagnosticar por qué el router puede descartar o enrutar incorrectamente los paquetes; para realizar el diagnóstico de fallas después de un cambio de topología). 5. Protocolo EIGRP El protocolo EIGRP es una versión avanzada de IGRP. Específicamente, EIGRP suministra una eficiencia de operación superior y combina las ventajas de los protocolos de estado de enlace con las de los protocolos de vector distancia. Este protocolo es una versión mejorada del protocolo IGRP. IGRP es un protocolo de enrutamiento por vector-distancia desarrollado por Cisco. IGRP envía actualizaciones de enrutamiento a intervalos de 90 segundos, publicando las redes en un sistema autónomo en particular. Algunas de las características de diseño claves de IGRP enfatizan lo siguiente: Versatilidad que permite manejar automáticamente topologías indefinidas y complejas Flexibilidad para segmentos con distintas características de ancho de banda y de retardo Escalabilidad para operar en redes de gran envergadura El protocolo de enrutamiento IGRP utiliza por defecto dos métricas, ancho de banda y retardo. IGRP puede utilizar una combinación de variables para determinar una métrica compuesta. Estas variables incluyen: Ancho de banda Retardo Carga Confiabilidad El protocolo EIGRP utiliza una métrica compuesta, la misma que el protocolo IGRP pero multiplicada por 256: Métrica = [BandW + Delay] x 256 Donde Bandw y Delay se calculan exactamente igual que para IGRP. A diferencia de los tradicionales protocolos de vector distancia como RIP e IGRP, EIGRP no se apoya en las actualizaciones periódicas: las actualizaciones se envían sólo cuando se produce un cambio. El enfoque de EIGRP tiene la ventaja que los recursos de la red no son consumidos por las periódicas actualizaciones. No obstante, si un router queda desconectado, perdiendo todas sus rutas, cómo podría EIGRP detectar esa pérdida? EIGRP 5

7 cuenta con pequeños paquetes: hello packets para establecer relación con los vecinos y detectar la posible pérdida de algún vecino. Un router descubre un vecino cuando recibe su primer hello packet desde una red directamente conectada. El router responde con el algoritmo de difusión de actualización (DUAL) para enviar una ruta completa al nuevo vecino. Como respuesta, el vecino le envía la suya. De este modo, la relación se establece en dos etapas: I. Cuando un router A recibe un Hello Packet de otro vecino B, A envía su tabla de enrutamiento al router B, con el bit de inicialización activado. II. Cuando el router B recibe un paquete con el bit de inicialización activado, manda su tabla de topología al router A. El intervalo entre paquetes Hello desde cualquier router en un a red es de 5 segundos (por defecto) en la mayoría de los casos. Cada hello packet anuncia un hold-time (el tiempo que el vecino considera para contestar) que por defecto es de 15 segundos. Si no se reciben hello packets en ese tiempo, el algoritmo DUAL es informado de que el vecino está down. De este modo, a parte de detectar vecinos, los Hello Packets también detectan la pérdida de vecinos. Los intervalos pueden ser reconfigurados de la siguiente manera: ip hello-interval eigrp autonomous-system-number seconds ip hold-time eigrp autonomous-system-number seconds Veamos un ejemplo sobre la siguiente topología: La siguiente salida muestra los vecinos de NewYork. La primera columna (H) es el orden en el que los vecinos fueron aprendidos. El Hold-time de (Ames) es 10 segundos, por lo que se puede deducir que el ultimo hello packet se recibió hace 5 segundos. El hold-time de (Chicago) es de 13 segundos, por lo que el último hello packet recibido fue hace 2 segundos. El hold-time de un vecino no debe exceder los 15 segundos o caer por debajo de los 10 segundos, si lo hace, indicaría la pérdida de uno o más hello packets. 6

8 NewYork#sh ip eigrp neighbor IP-EIGRP neighbors for process 10 H Address Interface Hold Uptime SRTT RTO Q Seq (sec) (ms) Cnt Num (Ames) Se0/ :17: (Chicago)Se0/ :24: Todos los destinos que se aprenden de los vecinos se copian en la tabla de topología. Cada destino es listado con los vecinos que anuncian el destino, la distancia, y la métrica para alcanzar el destino por medio de ese vecino. Veamos, en nuestro ejemplo, la topología que muestra NewYork, en especial la entrada (Red que Nueva York puede alcanzar desde Chicago y desde Ames). Hay dos vecinos que envían actualizaciones con este destino: Chicago( ) y Ames ( ): NewYork#sh ip eigrp topology IP-EIGRP Topology Table for process 10 Codes: P - Passive, A - Active, U - Update, Q - Query, R - Reply, r - Reply status... P /24, 1 successors, FD is 2,707,456 via (Chicago) (2,707,456/2,195,456), Serial0 via (Ames) (46,251,776/281,600), Serial1 Chicago envía una actualización con distancia y Ames con distancia NewYork calcula su propia métrica para : y , via Chicago y Ames respectivamente. NewYork usa el menor coste vía Chicago. La distancia factible (FD) de NewYork hacia es , y Chicago es el sucesor. Después, NewYork comprueba si Ames es un sucesor factible. La distancia de Ames es Como RD < FD ( < ) Ames es un sucesor factible. 7

9 La salida de show ip eigrp topology muestra una lista de sucesores factibles. La salida de: show ip eigrp topology all-links muestra todos los vecinos, tato si son alcanzables como si no. Si aparece una P, Modo Pasivo, indica que la ruta está inactiva, implicando que la ruta se sabe que es buena, pero que no se está produciendo ninguna actividad. El formato de los paquetes EIGRP es el siguiente: Se encapsulan en los paquetes IP, con el campo de protocolo = 88. La dirección destino IP en EIGRP depende del tipo de paquete (algunos son enviados multicast: dirección ; y otros son enviados unicast). OPCODE: especifica el tipo de paquete EIGRP: update, queyy, hello, reply CHECKSUM: se aplica a todo el paquete EIGRP, excluyendo la cabecera IP FLAGS: el bit de más a la derecha es el bit de inicialización, usado en el establecimiento de relación con los vecinos. SEQUENCE y ACK: usados para enviar mensajes de manera fiable. AS NUMBER: identifica el proceso EIGRP emitido en el paquete. Los campos que siguen a la cabecera dependen del campo OPCODE. EIGRP ofrece mejoras respecto IGRP: Posee una alta convergencia, casi instantánea cuando los sucesores son factibles Soporta que la máscara de subred sea variable. Esto permite una mayor eficiencia en el uso del espacio de direcciones, comunicación entre redes con distinta configuración... No posee actualizaciones regulares, no son periódicas Fácil configuración. 8

10 Estos beneficios atacan a los altos requisitos de memoria, ya que almacenan las tablas de topología, las tablas de enrutamiento de los vecinos, por lo que es necesaria una gran cantidad de memoria. El algoritmo DUAL es complejo, y de un alto coste de CPU. 9

11 TAREA 1: Configuración del Protocolo de Enrutamiento PASO 1: Configuración de los routers Configura los routers comprobando que las direcciones IP, y máscara de red de cada una de las interfaces es la correcta. Comprueba que hay conectividad con otros routers vecinos. PASO 2: Configuración de los host Debemos configurar las direcciones IP, subred, máscara y gateway de cada terminal. a) Cada estación de trabajo debería ser capaz de ejecutar el comando ping a su correspondiente router b) En este punto, las estaciones no se podrán comunicar unas con otras. Será necesario configurar un protocolo de enrutamiento, que en nuestro caso será EIGRP. PASO 3: Comprobación de la información de los routers y de las interfaces. a) En el prompt del modo privilegiado: MADRID# show running-config b) Usando el commando show ip interface brief comprueba el estado de cada interfaz Interface IP-Address Ok? Method Status FastEthernet 0/0 Serial 0/0 Serial 0/1 c) Completa para cada tu router: FastEthernet 0/0: Serial 0/0: Serial 0/1: d) Haz un ping desde una interfaz serie conectada a la otra de otro router. Obtenemos respuesta? Si no se ha obtenido respuesta, comprueba la configuración de los routers, hasta que el ping tenga éxito. Para ello, los routers deben tener sus interfaces correspondientes activadas (no shutdown), usar el mismo protocolo (HDLC, Frame Relay) y que el protocolo de línea también esté activado en esas interfaces, deben tener direcciones IP de la misma subred en esas interfaces que los comunican, la misma máscara de subred, que una funciona como DCE y otra como DTE, etc. 10

12 PASO 4: Configuración de EIGRP en el router a) Configura el protocolo de enrutamiento EIGRP en cada router. Utiliza las siguientes instrucciones, adecuadas a las redes que conectan cada router, según la topología adoptada en la práctica (observa que en el ejemplo, Valencia conecta las subredes 16, 24 y 56, y también se pone la dirección de red ): VALENCIA (config)# router eigrp 101 VALENCIA (config-router)# network VALENCIA (config-router)# network VALENCIA (config-router)# network VALENCIA (config-router)# network VALENCIA (config-router)# end Nota: es posible que tengas que quitar otros protocolos de enrutamiento con los siguientes comandos... VALENCIA (config)# no router rip VALENCIA (config)# no router igrp 100 VALENCIA (config)# no router ospf process_id b) Muestra la tabla de encaminamiento del router: VALENCIA# show ip route c) Hay alguna entrada en la tabla? Por qué? PASO 6: Probar conectividad de la Red Realiza un ping desde tu router a los routers vecinos que tengas (por ejemplo, si estas en el router Valencia, haz un ping a Barcelona y Sevilla). Tuvo éxito? 11

13 TAREA 2: Comprobación del funcionamiento de la RED de routers PASO 1: Mostrar vecinos a) Desde el router, mostrar algún vecino que esté conectado. Usa: show ip eigrp neighbors desde el modo maestro. b) Muestra alguna información? PASO 2: Mostrar la topología a) Para mostrar la topología, emite la orden show ip eigrp topology all-links. b) Cuántos routers están en modo pasivo? c) Utiliza el comando show para mostrar las estadísticas EIGRP. En el router: Show ip eigrp traffic d) Cuántos paquetes ha recibido el router? Cuántos ha mandado? Qué tipos de paquete utiliza? TIPO DE MENSAJE RECIBIDOS ENVIADOS e) Ejecuta el comando sh ip eigrp interfaces y rellena la siguiente tabla INTERFACE PEERS XMIT QUEUE UN/RELIABLE F0/0 S0/0 S0/1 MEAN SRTT PACING TIME UN/RELIABLE MULTICAST FLOW TIMER PENDING ROUTES El protocolo EIGRP permite transmisiones fiables y no fiables. Qué parámetro de la salida anterior muestra el número de paquetes pendientes en las colas de transmisión fiables y no fiables? 12

14 TAREA 3: Comprobación del funcionamiento de la RED general a) Comprueba que los switchs y al menos un terminal de cada subred están correctamente configurados. b) Realiza un ping desde una máquina de una subred a máquinas del resto de subredes. Con qué redes hay conectividad? Con cuáles no? Por qué? TAREA 4. Ajustar los pesos de la Métrica EIGRP EIGRP utiliza el mínimo ancho de banda en el camino hacia la red de destino, y el retardo total para calcular la métrica de enrutamiento. El comando eigrp metric weights se puede utilizar para ajustar el comportamiento por defecto de la métrica de EIGRP. Hay que tener en cuenta que el cambio de estos parámetros puede afectar dramáticamente al rendimiento de la red. Comando Router(config-router)# metric weights tos k1 k2 k3 k4 k5 Propósito Ajusta la métrica EIGRP o el valor K. La siguiente fórmula se aplica para determinar la métrica total de la red: métrica = [K1*bandwidth + (K2*bandwidth)/(256 - load) + K3*delay] * [K5/(reliability + K4)] Los valores por defecto son K1=K3=1, K2=K4=K5=0 Utiliza el comando Router# show ip route network Cuál es el valor de la métrica para esa red? Ejecuta ahora el comando Router(config-router)# metric weights Cuál sería ahora el valor de la métrica? Restaura la métrica por defecto con el comando Router(config-router)#no metric weights 13

15 TAREA 5. Configurar el porcentaje de Ancho de Banda Utilizado Por defecto, los paquetes EIGRP consumen un máximo del 50% del ancho del enlace configurado con el comando bandwidth. Cuál sería la sintaxis correcta del comando Router(config-if)#ip bandwidth-percent eigrp para cambiar el ancho de banda? TAREA 6. Ajustar el intervalo entre paquetes Hello Utiliza el comando Router#debug eigrp packet Cada cuanto se mandan mensajes Hello? Utiliza ahora los siguientes comandos Router#undebug all Router#configure terminal Router(conf)#interface s0/0 Router(config-if)#ip hello-interval eigrp Router#debug eigrp packet Cada cuanto se mandan mensajes Hello para cada interfaz? TAREA 7: Restaurar el router Entra en el modo exec: Router> enable Dentro del modo privilegiado: Router# reload A la pregunta de si quieres salvar el fichero de configuración startup-config, responde NO. System configuration has been modified.save? [yes/no]:n Proceed with reload? [confirm] Obtendremos como respuesta: Reload requested by console. Y ya tendremos el router preparado para otra nueva práctica. 14

16 Más información sobre EIGRP en Routers Cisco disponible en: p.htm#wp