ÍNDICE. Algoritmos de enrutamiento. Algoritmos de control de congestión. Interconexión de redes. Protocolos de enrutamiento en internet.

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Josefa Ávila Pérez
hace 8 años
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1 T4. NIVEL DE RED(2)

2 ÍNDICE Algoritmos de enrutamiento. Algoritmos de control de congestión. Interconexión de redes. Protocolos de enrutamiento en internet. 2

3 INTRODUCCIÓN Objetivo: transmisión de paquetes de origen a destino. Conocer la topología de la subred (grupo de enrutadores). Elegir trayectorias adecuadas (sobrecarga). Si origen y destino pertenecen a distintas redes, debe solucionar los problemas. 3

4 Interconexión de redes Sin conexiones 4

5 Interconexión de redes Con conexiones 5

6 NIVEL DE RED EN INTERNET En el nivel de red, Internet puede verse como un conjunto de subredes, o sistemas autónomos (AS) interconectados. 6

7 NIVEL DE RED EN INTERNET Objetivo: el envío de datagramas de origen a destino, proporcionando un medio mejor. El protocolo IP es el protocolo de nivel de red y es el que mantiene unida la red Internet. Comunicación en Internet: toma corrientes de datos del nivel de transporte y las divide en datagramas (hasta 64Kbytes, en la práctica 1500 bytes). 7

El protocolo IP es el protocolo de nivel de red y es el que mantiene unida la red

8 Enrutamiento Introducción Reenvío de datagramas IP Ruta por defecto y por tabla de saltos. Tabla de saltos 8

9 Enrutamiento Reenvío de datagramas IP Algoritmo: Para mandar un paquete a la dirección IP_Dest If ((Mask[i] & IP_Dest)==Destino[i]) Enviar a Next Hop; 9

10 Enrutamiento Ejemplos de tablas de enrutamiento Tabla de SW2 SW2 Switch = conmutador de paquetes en este contexto 10

11 Enrutamiento Ejemplo de tablas de enrutamiento 11

12 Enrutamiento Ejemplo de tablas de enrutamiento con ruta predeterminada. Se reduce el tamaño de las tablas. 12

13 Enrutamiento Enrutamiento estático. No cambia con el tiempo Sencillo Inflexible Baja sobrecarga de la red. Enrutamiento dinámico Cambia con el tiempo 13

14 Enrutamiento estático Encaminamiento por el camino más corto.(dijkstra 1959) permanente tentativa 14

15 Enrutamiento Algoritmo del camino más corto. 15

16 Enrutamiento estático Enrutamiento por inundación. Paquetes duplicados Contador de vida (TTL). marca de paquete---> lista Inundación selectiva. - Ojimetro Utilizado para comparar algoritmos. 16

17 Enrutamiento estático Enrutamiento basado en flujo. Retardo medio µc pqtes/s λ pqtes/s real 1 T= µ C λ Rutas a probar 17

18 Enrutamiento estático Enrutamiento basado en flujo Kbps/800 1/(25-14) 14/82 82 Minimizar (cambiando de rutas de prueba) Ti Wi = 86 ms 18

19 Enrutamiento dinámico Enrutamiento basado en vector distancia (RIP). (antes del 79) Router A B C D E F G H JAB 8+12=20 por A JIB JHB JKB 6+28 I J K L 19

20 Enrutamiento dinámico Enrutamiento basado en vector distancia (RIP). Problema de conteo a infinito. Las buenas noticias se propagan más rápidamente que las malas. CBA=1+1= 2 mínimo CDA=1+ CBA=1+1=2 mínimo CDA=1+3 20

Las buenas noticias se propagan más rápidamente que

21 Enrutamiento dinámico Horizonte dividido Si está en la ruta: notifica inalcanzable ó En el ejemplo anterior, para la aparición de A. A B C D E 0+1= = = = = = = = = = = = Está en la ruta CDCA Mentir DA= 0+1= = = =

22 Enrutamiento dinámico Horizonte dividido Continuación: Para la desaparición de A. A B C D E = 1+ = = = = = = = Está en la ruta CDCA Mentir DA = = = = = = = = = Las buenas noticias se propagan tan rápidamente como las malas. 22

23 Enrutamiento dinámico Horizonte dividido: En este caso converge lentamente D C A B CD= CAD/CBD=1+ ACD=1+1= 2 ABD=1+2 ACD=1+ ABD=1+2= 3 ACD=1+ ABD=1+3= 4 ACD=1+ ABD=1+ 4= 5 BCD=1+1= 2 BAD=1+2 BCD=1+ BAD=1+2= 3 BCD=1+ BAD=1+3=4 BCD=1+ BAD=1+4=5 23

24 Enrutamiento dinámico Enrutamiento por estado del enlace. El algoritmo de vector distancia no tiene en cuenta: el ancho de banda tiempo de convergencia. Fases: 1.- Descubrir a sus vecinos y conocer sus direcciones de red. 2.- Medir el retardo o coste para cada uno de sus vecinos. 3.- Construir un paquete con esta información. 4.- Enviarlo a todos los router. 5.- Calcular la ruta más corta a todos los router (Dijkstra). 24

25 Enrutamiento por estado del enlace. 1º Descubrir a sus vecinos y conocer sus direcciones de red. Paquete HELLO con nombre único. LAN como nodo. H Router B D E D E G I G H B A C F A C F I LAN (a) N (b) Fig (a) Nine routers and a LAN. (b) A graph model of (a). 25

26 Enrutamiento por estado del enlace. 2º Medición del costo de la línea. Retardo: Paquete ECHO Carga o ancho de banda? - Puede oscilar con la carga. West East G B C F A H E I D J Fig A subnet in which the East and West parts are connected by two lines. 26

27 Enrutamiento por estado del enlace. 3º Construcción de paquetes de estado del enlace. A (Con sus vecinos) B E 2 C F D A Seq. Age B 4 E 5 Link State Packets B C D E F Seq. Age A 4 C 2 Seq. Age B 2 D 3 Seq. Age C 3 F 7 Seq. Age A 5 C 1 Seq. Age B 6 D 7 F 6 E 1 F 8 E 8 (a) (b) Cuando? Periódicamente y por evento. 27

28 Enrutamiento por estado del enlace. 4º Distribución de paquetes de estado del enlace. A Seq. Age B 4 E 5 Inundación selectiva. Versiones diferentes del paquete de estado. Desbordamiento, caída de router, corrupción del no. de secuencia. nº de secuencia y edad (TTL). Inundación retardada. Indicadores de envío y reconocimiento. Send flags ACK flags Source Seq. Age A C F A C F Data A F E C D Fig The packet buffer for router B in Fig

29 Enrutamiento por estado del enlace. 5º Cálculo de nuevas rutas. Con los paquetes de estado del enlace es posible construir el grafo de la subred. Enlaces de ida y vuelta. Dijkstra. Memoria proporcional a n router x k vecinos. Fallos en rutas: - Ruta + ó - - Agotamiento de memoria. - Los errores aumentan con el tamaño de la subred. Da origen al protocolo OSPF (Open Shortest Path First) 29

30 Enrutamiento jerárquico Distintos niveles de rutas. No es la distancia más corta. 30

31 Congestionamiento Demasiados paquetes presentes en la subred. Distinguir de control de flujo. Soluciones: Aumento puntual del ancho de banda(?). Reducción de la carga. 31

32 Congestionamiento Políticas de prevención de la congestión 32

33 Congestionamiento Algoritmo de la cubeta con goteo. 33

34 Congestionamiento Algoritmo de la cubeta con ficha. Permite ráfagas de salida. C+pS=MS (L. Conservación de los bits) donde: C bits capacidad p bps por ficha M bps salida máx. S ráfaga máxima 34

35 Ejem.- a y b:entrada y salida goteo c: C=250KB p=2mb/s M= 25MB/s d C= 500 KB e C= 750KB f: goteo 10MB/s C+pS=MS 35

36 Interconexión de redes B Puentes R Routers M Routers Multiprotocolo (IP, CLNP, IPX,...) 36

37 Interconexión de redes Pasarelas de aplicación 37

38 Interconexión de redes Tunneling(encapsulamiento) con routers 38

39 Interconexión de redes Sin conexiones Con conexiones 39

40 Protocolos de encaminamiento AS 1 AS 2 Internal router AS 3 AS 4 BGP protocol # connects the ASes Jerarquía: Protocolos de pasarela interior (IGP). Backbone - Dentro de un sistema autónomo (AS). Backbone router - RIP Utiliza alg. de vector distancia. Area - OSPF Utiliza alg. de estado del enlace (jerárquico). Protocolos de pasarela exterior (EGP). Area# border# router - Entre varios sistemas autónomos (AS-AS). - BGP AS boundary router Fig The relation between ASes, backbones, and areas in OS 40

41 OSPF Open Short Path First, RFC 1247, 1988 Requisitos: Abierto, sin patentar A B C Distintas métricas: distancia física, retardo, carga,... Dinámico. Rutas por tipo de servicio (IP). Equilibrio de cargas. Jerarquía. Seguridad LAN 1 Redes con túneles, LAN y WAN. L1 A B C 4 D G G D WAN 1 W1 (a) E 8 WAN 2 H WAN 3 W2 13 H 12 W3 1 I F LAN 2 F L2 2 J J (b) Fig (a) An autonomous system. (b) A graph representation of (a) 41

42 OSPF Tipo de servicio: métricas por: retardo, rendimiento y confiabilidad Jerarquía de rutas intraárea. interárea: backbone interas. Tipos de routers internos al área 2 o más áreas backbone (área) frontera (otros AS) 42

43 OSPF Mensajes de HELLO por todas pp y multicast en LAN a vecinos. Encaminador designado y R. Adyacentes. Mensajes de estado del enlace entre Router Adyacentes. 43

44 BGP BGP (Border Gateway Protocol). Tráfico en tránsito. Políticas de encaminamiento, seguridad y económicas. Tipos de rutas: - IntraAS - InterAS - de tránsito 44

45 BGP Basado en el algoritmo de vector distancia (como RIP). Trayectorias posibles: notifica (TCP) la que usa y distancia Ponderación de distancias y políticas. No tiene el problema de conteo a infinito. 45

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