Redes de Computadoras La capa de red

Transcripción

1 Redes de Computadoras La capa de red Ing. Eduardo Interiano Ing. Faustino Montes de Oca

2 Contenido Conceptos básicos de la capa de red Diferencia entre protocolos enrutados y de enrutamiento Protocolos de enrutamiento IP

3 Conmutación de paquetes Store-and-Forward El ambiente de los protocolos de la capa de red fig 5-1

4 Implementación de servicios sin conexión Enrutando en una subred de datagramas

5 Implementación de servicios orientados a conexión Enrutando dentro de una red de circuitos virtuales

6 Comparación de subredes de datagramas y de VC 5-4

7 Qué son los protocolos enrutados y los de enrutamiento? Los protocolos enrutados son usados por los enrutadores para dirigir el tráfico del usuario Los protocolos de enrutamiento son usados por los enrutadores para mantener las tablas de rutas

8 Enrutamiento multiprotocolo

9 Cuáles son las funciones de los enrutadores? Determinar la mejor ruta Conmutar los paquetes entre las interfaces

10 Qué deben hacer los enrutadores para poder determinar la ruta? Mantener una tabla de rutas Compartir periódicamente la información de rutas con otros enrutadores

11 Qué contiene la tabla de rutas? Una entrada para cada red destino conocida, que está asociada a un valor llamado métrica y a un apuntador hacia el siguiente enrutador para llegar a ese destino

12 Qué tipos de algoritmos de enrutado existen? Adaptativos o dinámicos Toman en cuenta los cambios de la topología y otros No adaptativos o estáticos No toman en cuenta los cambios. Las rutas se calculan manualmente y luego se introducen en la tabla de rutas

13 Enrutado estático

14 Enrutado estático Usos: Para esconder partes de una intranet (internetwork) Permite al administrador especificar qué es o no mostrado en una partición específica Para probar un enlace particular a una red Es el mejor método para mantener las tablas de rutas cuando hay solo una ruta o camino a una red de destino en particular

15 Enrutado dinámico

16 Enrutado dinámico Tiene dos funciones Mantener las tablas de rutas Distribución temporizada de la información en forma de actualizaciones de rutas Usa los protocolos de enrutamiento para compartir la información de las rutas Los protocolos de enrutamiento definen un conjunto de reglas usadas por el enrutador cuando éste se comunica con los enrutadores vecinos.

17 Cómo determina un enrutador la mejor ruta? Utiliza la tabla de rutas y evalúa la métrica La ruta escogida es aquella que tiene la métrica menor Qué es la métrica? Es un valor generado por el enrutador o asignado por el administrador para cada ruta, tomando en cuenta los diferentes factores que la afectan y sus pesos correspondientes

18 Qué utilizan los enrutadores para calcular la métrica? Los componentes de la métrica son: Ancho de banda Retardo Carga Confiabilidad Número de saltos Tics Costo

19 Cuáles son los objetivos de los protocolos de enrutamiento? Ruta óptima (depende de la métrica y del peso asignado) Simplicidad y eficiencia (los recursos de cálculo son limitados) Solidez (robusto ante circunstancias imprevistas) Convergencia rápida y estabilidad (la convergencia lenta puede provocar lazos) Flexibilidad (debe adaptarse a los cambios)

20 Qué tipos de los protocolos de enrutamiento existen? Por el ámbito de utilización se clasifican en: Interiores Se utilizan para enrutar información dentro de las redes que están bajo una administración común o sistema autónomo Exteriores Se utilizan para intercambiar información de enrutamiento entre redes que no comparten una administración común, enrutar entre sistemas autónomos

21 Protocolos de enrutamiento interior y exterior

22 Qué es un sistema autónomo?

23 Qué es un sistema autónomo? Es un grupo de redes bajo una misma administración que comparten una estrategia de enrutamiento común

24 Qué tipos de los protocolos de enrutamiento interior existen? Por el enfoque se clasifican en: Vector distancia (RIP e IGRP) Estado del enlace (OSPF, IS-IS y NLSP) Híbridos (EIGRP)

25 Algoritmos de enrutado El principio de optimidad Enrutado del camino más corto (Shortest Path Routing) Inundación (Flooding) Enrutado vector-distancia (Distance Vector Routing) Enrutado de estado de enlace (Link State Routing) Enrutado jerárquico (Hierarchical Routing)

26 Algoritmos de enrutado Conflicto entre equidad y optimidad

27 El principio de optimidad (a) subred (b) Un árbol de atracción para el enrutador B (sink tree o set de rutas óptimas) (Ruta óptima J a K y B se incluye B a K es ruta óptima también.)

28 Enrutado del camino más corto (Dijkstra) Los primeros cinco pasos del algoritmo para el cálculo de la ruta más corta de A hacia D

29 Enrutado vector-distancia (a) Subred (b) Entradas desde A, I, H, K, nueva tabla de rutas para J.

30 Creación de la tabla de rutas

31 Enrutado vector-distancia (2) El problema de la cuenta a infinito

32 RIP (Algoritmo Bellman-Ford o Ford-Fullkerson) Protocolo vector-distancia Fue el protocolo de la ARPANET y de la Internet Es uno de los protocolos más difundidos y es soportado por diversos sistemas tales como enrutadores de todos los fabricantes, Servidores Win2000 y Linux Usa los saltos como métrica única Tiene un límite o infinito de 16 saltos

33 IGRP Es un protocolo vector-distancia propietario de Cisco, excepto IGRP-ISO Fue diseñado como una mejora para RIP Utiliza cuatro parámetros para el cálculo de la métrica Tiene mejoras para evitar los problemas típicos de los protocolos vector-distancia

34 Cuáles métricas utiliza IGRP?

35 Cuáles son las características que mejoran la estabilidad de IGRP? Esperas (holddown) th > t actualización Horizontes divididos (split horizon) Actualizaciones inversas (poison reverse) _white_paper09186a cb7.shtml#splithorizon Actualizaciones flash (Cisco)

36 Comparación de RIP e IGRP

37 Enrutado de estado del enlace Tareas de cada enrutador Descubrir a sus vecinos, y aprenderse sus direcciones Medir el costo hacia sus vecinos Construir paquetes conteniendo lo que acaba de aprender Enviar los paquetes primero Calcular el camino más corto hacia las redes destino

38 OSPF

39 Aprendiendo acerca de los vecinos (a) Lan con 9 enrutadores. (b) El grafo de la red (Hellos)

40 Midiendo los costos de la línea (métrica) Uso del ancho de banda y la carga para calcular la métrica

41 Costo en OSPF

42 Construyendo los paquetes de estado del enlace o LSP (a) Subred (b) Los LSP para la subred

43 Distribuyendo los LSP (Link State Packets) La tabla de almacenamiento de paquetes del enrutador B (figura anterior)

44 LSP en OSPF

45 Comandos OSPF

46 Enrutado jerárquico Se basa en la subdivisión en zonas o regiones

47 El protocolo IS-IS Características: Protocolo de enrutamiento dinámico Estado del enlace (Link State) Enrutamiento jerárquico Protocolo classless Permite sumarización Soporta VLSM

48 El protocolo IS-IS IS-IS distingue entre enrutamiento de nivel 0, 1, 2 y 3. El enrutamiento de nivel 0 ocurre entre hosts y enrutadores dentro de una misma red. El enrutamiento de nivel 1 ocurre entre enrutadores dentro de una misma área. Estos enrutadores se conocen como enrutadores de nivel 1 o L1. El enrutamiento de nivel 2 ocurre entre áreas, formando el backbone del dominio. Estos enrutadores se conocen como enrutadores de nivel 2 o L2. El enrutamiento de nivel 3 ocurre entre dominios.

49 El protocolo IS-IS Área 1 Área 2 L1 L1 L1/L2 Backbone L1/L2 L1 L1 Enrutamiento de nivel 1 Enrutamiento de nivel 2 Enrutamiento de nivel 0 Los enrutadores pueden ser L1, L2 o L1/L2. Los enrutadores L1/L2 enrutan entre las áreas y el backbone. Son análogos a los ABRs en OSPF.

50 IS-IS es un protocolo Link- State Un protocolo de estado del enlace ve una red como un rompecabezas. Cada pieza corresponde a un enrutador o a una red LAN. Los enrutadores crean copias de las piezas adyacentes a ellos y las propagan por toda la red. Una vez que un enrutador tiene una copia de cada pieza del rompecabezas, está en la capacidad de armarlo. El algoritmo que utilizan los protocolos de estado del enlace para armar el rompecabezas se conoce como algoritmo Dijkstra o Shortest Path First.

51 IS-IS es un protocolo Link-State Dijkstra

52 IS-IS es un protocolo Link- State Cada pieza del rompecabezas se conoce como LSP (Link State PDU). Es análogo al término LSA de OSPF. El conjunto de LSPs que cada enrutador almacena se conoce como Base de Datos Topológica. A partir de esta base de datos, el enrutador calcula el SPT por medio del algoritmo de Dijkstra. De aquí se obtiene finalmente la tabla de enrutamiento.

53 Mensajes Hello Al igual que OSPF, IS-IS utiliza mensajes Hello para descubrir vecinos y establecer adyacencias. Existen tres tipos de mensajes Hello en IS- IS: ESH: Enviados desde un ES hacia IS ISH: Enviados desde un IS hacia un ES IIH: Enviados entre dos ISs

54 Referencias Tanenbaum, Andrew S.. Redes de Computadoras 3ª Ed. Pearson, México, 1997