Computer Networks I. Enrutado IP (IP routing)

Transcripción

1 Version 28/03/17 Computer Networks I application transport network red link Enrutado IP (IP routing) physical

2 Sumario Introducción Entrega directa Reenvío Método del camino frente al método del próximo salto Método específico del host frente al método específico de la red Método por defecto Tablas de enrutado Sinónimos: enrutamiento/encaminamiento Enrutado dinámico Internet, the IP protocol 2

3 Introducción Todos los hosts IP tienen una tabla de enrutado que asocia parejas (dirección IP, máscara) con un método de entrega: Entrega directa (el destino es un host vecino) Dirección próximo salto (un router vecino) Internet, the IP protocol 3

4 Entrega: directa e indirecta La capa de red supervisa la gestión de los paquetes por las redes físicas subyacentes. Esto es la entrega de un paquete Entrega directa: misma red o último router a destino Entrega indirecta: resto Computer Networks I 4

5 Entrega directa El emisor sabe si la entrega es directa haciendo las siguientes comprobaciones: Calcula la dirección de red del destino, haciendo uso de la máscara y de la dirección IP del destino Comprueba si es su propia dirección de red. En caso afirmativo, la entrega es directa, ya que el emisor está en dicha red Computer Networks I 5

6 Reenvío El reenvío consiste en colocar un paquete en camino a su destino. Necesita que un host o un router tenga una tabla de enrutado. Cuando un host tiene que enviar un paquete, o un router ha recibido un paquete para reenviar, busca en su tabla para encontrar el camino al destino final. Aspectos considerados en esta sección: Técnicas de reeenvío Proceso de reenvío Tablas de enrutado Computer Networks I 6

7 Técnicas de reenvío: método del camino frente al método del próximo salto En vez de almacenar todo el camino, se almacena sólo la dirección del próximo salto Computer Networks I 7

8 Técnicas de reenvío: método específico del host frente al método específico de la red En vez de una entrada por host, se almacena una entrada por red. Todos los hosts de una misma red son el mismo destino Computer Networks I 8

9 Técnicas de reenvío: método por defecto El host A se conecta a dos routers, R1 para la N2 y R2 para el resto de Internet Computer Networks I 9

10 Proceso de reenvío: módulo de reenvío simplificado en direccionamiento sin clases ARP averigua la dirección física del próximo salto o del host destino (si es el último) y entrega la trama en la capa de enlace Computer Networks I 10

11 i En direccionamiento sin clases, necesitamos al menos 4 columnas en la tabla de enrutado. Computer Networks I 11

12 Ejemplo 1 Computer Networks I 12

13 Ejemplo 2a Encontrar la tabla de enrutado para el router R1: Computer Networks I 13

14 Ejemplo 2b Tabla de enrutado para el router R1: Computer Networks I 14

15 Ejemplo 2c Mostrar el proceso de reenvío si llega un paquete a R1 en el ejemplo 1 con destino El router realiza los siguientes pasos: 1.Se aplica la primera máscara (/26) a la dirección destino. El resultado es , que NO coincide con la dirección de red correspondiente (fila 1). ( ) AND ( ) = Se aplica la segunda máscara (/25) a la dirección destino. El resultado es , que SÍ coincide con la dirección de red correspondiente (fila 2). ( ) AND ( ) = La dirección de salto siguiente (la dirección de destino del paquete) y el número de interfaz m0 se pasan al protocolo ARP para su posterior procesamiento. Computer Networks I 15

16 Ejemplo 2d Mostrar el proceso de reenvío si llega un paquete al router R1 con destino El router realiza los siguientes pasos: 1.Se aplica la primera máscara (/26) a la dirección destino. El resultado es , que NO coincide con la dirección de red correspondiente (fila 1). ( ) AND ( ) = Se aplica la segunda máscara (/25) a la dirección destino. El resultado es , que NO coincide con la dirección de red correspondiente (fila 2). ( ) AND ( ) = Computer Networks I 16

17 Ejemplo 2e 3. Se aplica la tercera máscara (/24) a la dirección destino. El resultado es , que SÍ coincide con la dirección de red correspondiente (fila 3). ( ) AND ( ) = La dirección de destino del paquete y el número de interfaz m3 se pasan al protocolo ARP Computer Networks I 17

18 Ejemplo 2f Mostrar el proceso de reenvío si llega un paquete al router R1 con destino /26 ( ) AND ( ) = /25 ( ) AND ( ) = /24 ( ) AND ( ) = /22 ( ) AND ( ) = Se aplican todas las máscaras, una a una, a la dirección destino, pero no se encuentra ninguna coincidencia. Cuando se llega al final de la tabla, el módulo da la dirección del siguiente salto, , y el número de interfaz m2 al protocolo ARP. Probablemente se trata de un paquete de salida que necesita enviarse por el router por defecto a algún lugar de Internet. Computer Networks I 18

19 Ejemplo 3a Encontrar la tabla de enrutado para el router R1 de nuevo, cambiando la red /26 para que no sea una subred de /25. Hay algún error? Computer Networks I 19

20 Ejemplo 3b Tabla de enrutado para el router R1 en este caso: Computer Networks I 20

21 Agregación de direcciones R2 ve las cuatro organizaciones como un mismo destino Computer Networks I 21

22 Coincidencia con la máscara más larga Si Organización 4 no puede conectarse a R1 y llega la dirección Si se hubiera aplicado antes /24, el resultado sería incorrecto, ya que se dirigiría a Organización 1 Computer Networks I 22

23 Encaminamiento jerárquico con proveedores ISP Computer Networks I 23

24 Ejemplo (I) Como ejemplo de un encaminamiento jerárquico, consideremos la Figura anterior. Un ISP regional tiene direcciones que empiezan en El ISP regional ha decidido dividir este bloque en cuatro subbloques, cada uno con direcciones. Tres de estos subbloques se asignan a tres ISP locales; el segundo subbloque se reserva para uso futuro. Observar que la máscara para cada bloque es /20 porque la máscara del bloque era /18 y se divide en 4 bloques. El primer ISP local (ISP1 local) ha dividido su subbloque asignado en 8 subbloques más pequeños y ha asignado cada uno de ellos a un ISP de barrio. Cada ISP de barrio proporciona servicios a 128 hogares, usando cada uno cuatro direcciones. Computer Networks I 24

25 Ejemplo (II) El segundo ISP local (ISP2 local) ha dividido su bloque en 4 bloques y ha asignado las direcciones a cuatro grandes organizaciones, cada una con direcciones y máscara /22 El tercer ISP local (ISP3 local) ha dividido su bloque en 16 bloques y ha asignado cada bloque a una pequeña organización. Cada una de las pequeñas organizaciones tiene 256 direcciones, y su máscara es /24. Computer Networks I 25

26 Ejemplo (III) Todos los routers que envían un paquete con dirección destino comprendida entre y llegan a este ISP regional. El ISP regional envía cada paquete con dirección comprendida entre a al ISP1 local, a al ISP2 local y a al ISP3 local El ISP1 local envía cada paquete con direcciones comprendidas entre a a ISP1 de barrio, a a ISP8 de barrio ISP1 de barrio envía cada paquete con direcciones comprendidas entre a a Hogar 1, a a Hogar 2, a a Hogar 128 Computer Networks I 26

27 Campos comunes en una tabla de enrutado Además de las cuatro columnas ya vistas. Flags: U (activo): router activo G (gateway): el destino es otra red H (específica de la estación) D (añadido por redirección) M (modificado por redirección) Contador: número usuarios conectados en un instante. Uso: número paquetes enviados a través de esa ruta. Computer Networks I 27

28 Ejemplo Una utilidad usada para encontrar los contenidos de una tabla de enrutado de un host a un router es netstat en UNIX o GNU/Linux. La próxima diapositiva muestra la lista de los contenidos del servidor por defecto. Se han usado las dos opciones r y n. La opción r indica que estamos interesados en la tabla de enrutado, y la opción n que estamos buscando la dirección numérica. Obsérvese que es una tabla de enrutado para un host, no para un router. Computer Networks I 28

29 Ejemplo (continuación) La columna destino aquí define la dirección de red. Esta columna realmente define la dirección del próximo salto. El valor muestra que la entrega es directa. La última entrada tiene un flag de G, que significa que se puede alcanzar el destino mediante un router (router por defecto). La columna Iface define la interfaz. Computer Networks I 29

30 Ejemplo (continuación) Se puede obtener más información sobre direcciones IP y direcciones físicas del servidor con el comando ifconfig en la interfaz de interés (eth0). Computer Networks I 30

31 Configuración del servidor para el ejemplo anterior Computer Networks I 31

32 Protocolos de enrutamiento unidestino Una tabla de enrutado puede ser estática o dinámica. Una tabla estática tiene entradas manuales. Una tabla dinámica se actualiza automáticamente cuando hay un cambio en algún lugar de Internet. Un protocolo de enrutado es una combinación de reglas y procedimientos que permiten que los routers en Internet informen unos a otros de los cambios. Computer Networks I 32

33 Sistemas autónomos Un SA es un grupo de redes y routers bajo la autoridad de una misma administración. El enrutado dentro de un SA se llama intradominio y entre SAs se llama interdominio. Computer Networks I 33

34 Protocolos de enrutado más populares Vector distancia. RIP. Protocolo de información de enrutado Estado del enlace. OSPF. Protocolo abierto de primer camino más corto Vector camino. BGP. Protocolo de pasarela frontera Computer Networks I 34