Práctica 3: Capa de Red Ruteo

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1 75.43 Introducción a los Sistemas Distribuidos Práctica 3: Capa de Red Ruteo Resumen En esta práctica ejercitamos los conceptos de subnetting desarrollados en la práctica anterior y comenzamos el estudio del ruteo en redes de datos. Se deberán definir rutas estáticas para hacer funcionar una topología y luego aplicaremos ruteo dinámico. Los protocolos de ruteo dinámico permiten a los routers aprender, seleccionar y distribuir rutas. Tienen también la habilidad de adaptarse a los cambios de topología y fallas en la red. Analizaremos los protocolos de ruteo dinámico RIP y OSPF, observando los criterios de selección de rutas, la reconvergencia ante cambios en la topología y el intercambio de paquetes. También se analizará el protocolo VRRP, que brinda redundancia de gateways. La redundancia es un aspecto importante cuando se requiere de una red con alta disponibilidad. Parte 1: Ejercicios teóricos 1. (Fragmentación IP) Un router recibe un paquete IP con el bit Don't Fragment=1. Indique si las siguientes a afirmaciones son verdaderas o falsas y justifique. a. Si el MTU correspondiente a la interfaz saliente es menor que el paquete, entonces lo descarta. b. Siempre descarta el paquete. c. Sólo fragmenta el paquete en caso de que el MTU correspondiente a la interfaz saliente sea menor que el paquete. d. Nunca fragmenta el paquete. e. Si descarta el paquete, el router puede enviar un mensaje al router anterior. 2. (Fragmentación IP) En la red de la figura, PC1 envía un frame con payload de 1500 bytes con destino hacia PC3. 1

2 a. Responda los siguientes puntos: I. Describa el proceso de fragmentación IP que se produce, indicando en cada paso los parámetros relacionados con el proceso. II. Quién reensambla los fragmentos? Justifique su respuesta. b. Elija la opción correcta y justifique su elección: Si un fragmento se pierde, en cierta ventana de tiempo... I. Se retransmitirá el fragmento perdido II. III. IV. Se retransmitirán todos los fragmentos Se retransmitirán todos los paquetes IP Ninguna de las anteriores 3. (RIP; Split Horizon; Poison Reverse) En la siguiente topología se utiliza el protocolo RIPv2 con Split Horizon y Poison Reverse. Se publican a través del protocolo las 6 redes locales. a. Transcriba el distance vector que envía R2 a R3 luego de detectar la caída del enlace marcado con la cruz roja. b. Qué situaciones permite prevenir el mecanismo de Split Horizon? c. Como se resuelve en última instancia un loop en RIP? Parte 2: Simulación en GNS3 Tips para el GNS3: Con el comando no ip domain lookup dentro de conf t se evitan los timeouts para resolver nombres de dominio. Con la combinación CTRL+TAB+6 se detiene el procesamiento de un comando. Asignando los valores de Idle-PC correctos a los dispositivos se puede lograr una mejora significativa en el uso del tiempo de CPU. 2

3 Escenario 1: Ruteo estático y redundancia de gateways Abra topología 1 en GNS3 e inicie la simulación. Comenzaremos por estudiar la estructura de la red, y luego definiremos las rutas estáticas para comunicar a LAN1 y LAN2. 1. (Topología de capa 3) Realice un esquema a nivel de capa 3 con todas las redes existentes. Deben estar presentes: Las direcciones IPs de todas las interfaces de los dispositivos de capa 3 Los nombres de las interfaces físicas y subinterfaces definidas. La dirección de red y la máscara correspondientes a cada red. Sea claro, este esquema le ayudar a resolver el resto de la práctica. 2. (Generación de rutas estáticas) Genere en el escenario y transcriba en el informe todas las rutas estaticas que necesite cada dispositivo (router o PC) para que se pueda cursar tráfico entre PC1 y PC2. Todas las tablas de ruteo de los routers y PCs están inicialmente vacías. 3. (Ping y traceroute) Verifique el punto a) mediante ping y traceroute. Dibuje la topología y marque sobre ella el camino que recorren los paquetes. 4. (Concepto de ruteo simétrico) Verifique que el camino de ida sea el mismo que el de vuelta, es decir que no exista ruteo asimétrico. Se puede ayudar con traceroute y capturando en las interfaces. 5. (VRRP en la LAN1) Ahora analizaremos la utilidad de VRRP en este escenario. a. Con el comando show vrrp verifique el estado del protocolo VRRP en R2. b. Inicie una captura sobre f0/0 en R2. Desactive la interfaz f1/0 en R1 y compruebe los cambios de estado de VRRP. Interprete el tráfico capturado. c. Observe las configuraciones de R1 y R2. Explique qué utilidad tienen los dos trackings definidos. d. Vuelva a activar la interfaz de R1 y compruebe el estado de VRRP mediante el comando show vrrp. Todo debe haber vuelto al estado inicial. 6. (VRRP en la LAN2) Analice si el tráfico está pasando por el router R3 o por R4. Simule la caída del enlace entre dicho router y el ISP, y responda: 3

4 a. PC1 y PC2 se siguen comunicando? b. Si su respuesta es afirmativa, explique por qué, y si es negativa proponga una solución basada en object tracking para que sigan comunicándose mientras el enlace esté caído. c. Vuelva a levantar el enlace. 7. (Caídas internas en el ISP) Analice si el tráfico está pasando por Risp2 o Risp3. Simule la caída del enlace entre ese router y Risp1, y responda: a. PC1 y PC2 se siguen comunicando? b. Si su respuesta es afirmativa, explique por qué, y si es negativa proponga una solución basada en object tracking para que sigan comunicándose mientras el enlace esté caído. c. Vuelva a levantar el enlace. 8. Que conclusiones puede sacar respecto a la utilidad de VRRP y del ruteo estático? Escenario 2: Ruteo dinámico y redundancia de gateways Vuelva a abrir la topología 1 e inicie la simulación. Modificaremos el ruteo en el ISP para que sea dinámico. 1. Configure el ruteo estático con default gateway en PC1, PC2, R1 y R2. 2. Para que se pueda cursar tráfico entre PC1 y PC2 deberá configurar el ruteo dinámico con OSPF en el ISP, en R3 y en R4. Atención: R1 y R2 no utilizaran OSPF. Deberá analizar que redes debe publicar (advertise) cada router que utiliza OSPF. Recuerde que todas las tablas de ruteo están inicialmente vacías. 3. Verifique el punto 2) mediante ping y traceroute. Dibuje la topología y marque sobre ella el camino que recorren los paquetes. 4. Verifique que el camino de ida sea el mismo que el de vuelta, es decir que no exista ruteo asimétrico. Se puede ayudar con traceroute y capturando en las interfaces. 5. (VRRP en la LAN2) Analice si el tráfico está pasando por el router R3 o por R4. Simule la caída del enlace entre dicho router y el ISP, y responda: Con ruteo estático era necesario modificar una tabla de ruteo en el ISP para mantener la comunicación entre PC1 y PC2. Explique qué sucede ahora con ruteo dinámico. Sigue siendo necesario el object tracking en R3? Y el object tracking en Risp1? Vuelva a levantar el enlace. 6. (Caídas internas en el ISP) Analice si el tráfico está pasando por Risp2 o Risp3. Simule la caída del enlace entre ese router y Risp1, y responda: Con ruteo estático era necesario un object tracking en Risp1 para mantener la comunicación entre PC1 y PC2. Explique qué sucede ahora con ruteo dinámico. 4

5 Escenario 3: Ruteo dinámico OSPF (Open Shortest Path First) Trabajaremos con la siguiente topología de red, sobre la cual se ha configurado ruteo dinámico a través del protocolo OSPF. Cargue en GNS3 la topología 2 1. Dibuje el grafo dirigido asociado a la red, representando a los routers con nodos circulares y a las redes con nodos cuadrados. 2. Aplique el algoritmo de Dijkstra para calcular los caminos mínimos desde el router R1 hacia todos los demás nodos del grafo. Señale sobre el grafo el árbol de camino mínimo. 3. Cuál es el costo total desde R1 hasta las redes de PC1, de PC2 y de PC3? Como puede verificar este costo en la consola de R1? 4. Realice un traceroute desde PC1 hasta PC2 y verifique que el camino recorrido sea el correcto. Realice lo mismo entre PC1 y PC3. 5. Active la captura de tráfico en las interfaces f1/0 y f2/0 de R1. Luego deshabilite la interfaz f0/0 de R4. 6. (Reconvergencia) Detenga la captura. A partir de ella, responda las siguientes preguntas: a. Cómo se detecta en el protocolo un cambio en un enlace? b. Qué paquetes LS Update se generan para actualizar la topología? c. Quienes los generan? d. Quienes los propagan? e. Muestre 2 paquetes LS Update llegados a R1 durante la reconvergencia para informar de la caida del enlace, uno de ellos conteniendo algún Router-LSA y otro conteniendo algún Network-LSA. Resalte principalmente los siguientes campos, indicando para cada IP, el router al que esa IP corresponde: 5

6 IP de origen IP de destino Link State ID LS Sequence Number Advertising Router Información de link-state intercambiada 7. Describa con sus propias palabras aquello que informan los LSA que transcribió. Observación: El protocolo OSPF transmite unidades mínimas denominadas LSA" (Link- State Advertisement). Estas unidades son generadas por los routers OSPF del enlace y transmitidas a sus routers OSPF vecinos inmediatos. Los LSA son propagados a través de la red (flooding) dentro de paquetes LS Update". Existen distintos tipos de LSA: los Router-LSA" brindan información sobre un router específico, y los \Network-LSA" brindan información sobre una red local específica. Los routers OSPF se identifican siempre con su IP más alta, mientras que los links se identifican con la IP de uno de los routers conectados a ellos (aquel con mayor IP). 8. Indique cual será el nuevo camino entre PC1 y PC3. Escenario 4: Ruteo dinámico RIPv2 (Routing Information Protocol) Esta simulación está realizada sobre la misma topología de la sección anterior, pero utilizando el protocolo RIPv2. Recuerde que los enlaces en RIPv2 no tienen costo, y el costo de un camino se basa exclusivamente en el `hop count'. Cargue en GNS3 la topología Calcule teóricamente, sobre la misma topología, las rutas óptimas desde R1 hacia el resto de los routers utilizando el algoritmo de Bellman-Ford. Marque sobre un gráfico los enlaces obtenidos. 2. Cuál es el costo total desde R1 hasta las redes de PC1, de PC2 y de PC3? Como puede verificar este costo en la consola de R1? 3. Active la captura de tráfico en la interfaz f0/0 de R2. 4. Realice un traceroute desde PC1 hasta PC2 y verifique que el camino recorrido sea el correcto. Realice lo mismo entre PC1 y PC3. 5. Detenga la captura. Observe el RIPv2 Response que genera R2. Escriba el distance vector y explique cómo se manifiesta en el la regla de Split Horizon. 6. Active la captura de tráfico en las interfaces f1/0 y f2/0 de R1, y deshabilite la interfaz f0/0 de R2. 7. Espere a que la topología vuelva a converger. Cual es ahora el camino desde PC1 a PC2? 8. Detenga la captura de tráfico. Observe el RIPv2 Response que recibe R1. Escriba el distance vector y explique cómo se manifiesta en el la regla de Split Horizon. 9. Como se detecta en el protocolo que una ruta ha dejado de funcionar? 10. Observe cuanto tiempo se demora R1 en aprender la nueva ruta hacia PC2, y muestre el paquete que le ensena a R1 esta nueva ruta. 6