Enrutamiento alg
- 1. Protocolos de enrutamiento Internet se compone de múltiples subredes interconectadas por enrutadores. Nombre - Dirección - Ruta El DNS traduce el nombre de una computadora en una dirección IP. Los enrutadores utilizan la dirección IP para transportar datagramas sobre una ruta en Internet hasta la computadora destino.
- 2. Protocolos de enrutamiento Los protocolos de enrutamiento son algoritmos que permiten decidir cuál es la mejor ruta que debe seguir un datagrama para llegar a su destino. Los protocolos de enrutamiento se utilizan para actualizar dinámicamente las tablas de enrutamiento.
- 3. Protocolos de enrutamiento Internet es una red formada por Sistemas Autónomos interconectados. Un Sistema Autónomo está constituido por un conjunto de subredes y enrutadores que tienen una administración común. UNAM SA 278 ITAM SA 21520
- 4. Protocolos de enrutamiento Cada Sistema Autónomo puede escoger su propio protocolo de enrutamiento debe intercambiar información de enrutamiento con otros Sistemas Autónomos
- 5. Protocolos de enrutamiento Protocolos de enrutamiento Al interior de un Sistema Autónomo Interior Gateway Protocol (IGP) Entre Sistemas Autónomos Exterior Gateway Protocol (EGP)
- 6. Protocolos de enrutamiento IGP Vectores de Distancias RIP-2 (RFC 2453) Estado de Enlaces OSPF-2 (RFC 2328) EGP Vectores de Ruta BGP-4 (RFC 1771)
- 7. RIP RIP Routing Information Protocol Utiliza un algoritmo de Vectores de Distancias. Este algoritmo fue usado en ARPANET desde 1969.
- 8. RIP Cada enrutador mantiene en su tabla de enrutamiento la distancia, en saltos, que lo separa de cada destino. Red IP Siguiente salto Distancia 10.0.0.0 20.0.0.5 40.0.0.0 30.0.0.7 20.0.0.0 entrega directa 30.0.0.0 entrega directa 1 1 2 2
- 9. RIP Cada enrutador envía a sus vecinos su vector de distancias cada 30 segundos. Red IP Distancia 10.0.0.0 40.0.0.0 20.0.0.0 30.0.0.0 1 1 2 2
- 10. RIP Los mensajes RIP se encapsulan en datagramas UDP. En un mensaje RIP pueden enviarse hasta 25 entradas del vector de distancias. Para transportar vectores grandes se utilizan varios mensajes.
- 11. RIP Cuando un enrutador A recibe de un vecino B su vector de distancias, actualiza la entrada de su tabla de enrutamiento correspondiente a la red K si: A no conocía a K Bk < Ak + 1 A enruta por B hacia K y Bk cambió
- 12. RIP La actualización de la tabla de enrutamiento del enrutador A modifica el renglón correspondiente a la red K: la nueva distancia es Bk + 1 el siguiente salto es B Una entrada de la tabla de enrutamiento se vuelve inválida si pasan 180 segundos sin que sea refrescada.
- 13. RIP Ejemplo de construcción de las tablas de enrutamiento. Red 10.0.0.0 Red 20.0.0.0 Red 30.0.0.0 Red 40.0.0.0 Q R S
- 14. RIP Cuenta al infinito (entre R y S) El destino se considera inalcanzable si la distancia es mayor a 15. Red 10.0.0.0 Red 20.0.0.0 Red 30.0.0.0 Red 40.0.0.0 X Q R S
- 15. RIP Una solución complementaria para acelerar la convergencia se conoce con el nombre de split horizon : si S piensa que puede llegar a 10.0.0.0 vía R, sus mensajes a R no deben incluir a esta red.
- 16. RIP El esquema simple del split horizon omite las rutas aprendidas de un vecino en el vector que se le envía a ese vecino. El esquema con “veneno en reversa” utilizado en RIP incluye esas rutas en el vector pero establece la distancia a infinito.
- 17. RIP Para acelerar aún más la convergencia, un enrutador envía a todos sus vecinos su vector de distancias inmediatamente después de haber considerado inalcanzable un destino. Un enrutador también puede enviar su vector de distancias cuando cambia su distancia a un destino.
- 18. RIP-2 Los mensajes incluyen para cada destino: dirección máscara de subred siguiente salto métrica Las actualizaciones se envían en multicast a la dirección 224.0.0.9 (y no en broadcast).
- 19. RIP-2 Comando Versión 0 Familia de direcciones Etiqueta de ruta Familia de direcciones Métrica Etiqueta de ruta Métrica Siguiente salto Máscara de subred Dirección Dirección Máscara de subred Siguiente salto
- 20. RIP-2 Comando: 1 solicitud 2 respuesta Versión: 2 Familia de direcciones: 2 para IP La etiqueta de ruta transporta información sobre el origen de una ruta aprendida del exterior.
- 21. RIP-2 Permite tener una autenticación sencilla: password o MD5. En la información para el primer destino: Familia de direcciones: 0xFFFF Etiqueta de ruta: Tipo de autenticación
- 22. IGRP IGRP es un algoritmo propietario de Cisco que utiliza Vectores de Distancias. El número de saltos no está limitado a 15. Las actualizaciones se envían cada 90 segundos, por lo que se carga menos la red con información de enrutamiento.
- 23. IGRP Para evitar los ciclos que involucran más de dos enrutadores, un enrutador no toma en cuenta las actualizaciones recibidas para una ruta: durante 90 segundos después de haberla considerado inaccesible ( hold down) , si el número de saltos ha crecido de manera importante (rutas envenenadas).
- 24. IGRP Utiliza como distancia una métrica compuesta ponderada: velocidad de transmisión, retardo, carga, tasa de error. Puede balancear la carga entre múltiples rutas que tienen una distancia equivalente.
- 25. OSPF Los algoritmos de vectores de distancias son buenos para redes estables y pequeñas. Su principal desventaja es que no escalan bien: su desempeño es bajo en Sistemas Autónomos grandes ya que el tamaño de sus mensajes es directamente proporcional al número de redes existentes.
- 26. OSPF OSPF Open Shortest Path First Es un protocolo de enrutamiento muy usado en Internet. Utiliza un algoritmo de Estado de Enlaces.
- 27. OSPF La métrica utilizada por omisión por los enrutadores es inversamente proporcional a la velocidad de transmisión del enlace: distancia = 108 / velocidad de transmisión Por ejemplo, para una red Ethernet a 10 Mbps, la distancia es 10.
- 28. OSPF Cada enrutador verifica continuamente los enlaces que lo unen con enrutadores adyacentes intercambiando mensajes Hello. Típicamente, los mensajes se envían cada 10 segundos y se considera que ha ocurido una falla en un vecino si no se recibe un mensaje de él durante 40 segundos.
- 29. OSPF Cada enrutador difunde cada 30 minutos, o cuando hay un cambio en el estado de uno de sus enlaces, Link State Advertisement s a todos los enrutadores del Sistema Autónomo para notificarles el Estado de sus Enlaces.
- 30. OSPF Cada enrutador conoce entonces la topología completa del Sistema Autónomo ( link-state database )y utiliza el algoritmo del camino más corto de Dijkstra para construir su tabla de enrutamiento. Cada enrutador construye un árbol de caminos más cortos con él como raíz.
- 31. OSPF Ejemplo de construcción de las tablas de enrutamiento. A, 5 C, 10 E, 100 D, 10 B, 50 F, 10 R1 R2 R3 R4 R5
- 32. R2 A R1 C R3 D R4 B E R5 F 5 50 5 10 10 10 10 50 100 100 10 OSPF Grafo asociado.
- 33. R2 A R1 C R3 D R4 B E R5 F 15 15 10 10 10 10 60 110 110 120 OSPF Árbol SPF con R3 como raíz.
- 34. OSPF Tabla de enrutamiento de R3. Red IP Siguiente salto Distancia C entrega directa A R1 B R4 15 60 10 D 10 E R4 110 F R4 120 entrega directa
- 35. OSPF La difusión de la información necesaria para conocer la topología de la red y el cálculo de la tabla de enrutamiento son operaciones costosas si la red es grande. En este caso, OSPF limita la propagación de sus mensajes para reducir el tráfico en la red y la potencia de cálculo necesaria.
- 36. OSPF OSPF soporta un enrutamiento jerárquico. Backbone Area 0 Area 1 Area 2 Area 3
- 37. OSPF Cada Sistema Autónomo tiene un backbone al cual se conectan todas las demás áreas. Los enrutadores de cada área conocen completamente su topología interna. La topología de cada área no es visible desde otras áreas, sólo se conoce que redes contiene.
- 38. Un grupo de bits identifica a un conjunto de redes. Se reduce el consumo de memoria y de procesador. Se agrega en el sentido del backbone. OSPF Area 1 Area 2 128.213.64-95 128.213.96-127 128.213.64.0/19 128.213.96.0/19 El backbone inyecta sólo rutas agregadas en otras áreas Actualizaciones pequeñas Backbone
- 39. OSPF El enrutamiento de un datagrama IP entre áreas consta de tres pasos: de la fuente hasta un enrutador en su área que forme parte del backbone a través del backbone hasta un enrutador que forme parte del área destinataria hasta el destino
- 40. OSPF Los mensajes OSPF se encapsulan en datagramas IP. Las actualizaciones se envían en multicast a la dirección 224.0.0.5
- 41. OSPF Versión Longitud del mensaje Dirección IP enrutador fuente Tipo de autentificación Información dependiente del Tipo de mensaje Número de Área Autentificación Checksum Tipo Autentificación
- 42. OSPF Version: 2 Tipo de autenticación: Ninguna Password MD5
- 43. OSPF Tipo: Hello Link State Update (contiene los LSA s) Link State Ack Database Description Link State Request
- 44. OSPF Es un protocolo abierto. Responde rápidamente a cambios en la topología de la red y genera poco tráfico. Proporciona balanceo de carga entre múltiples rutas que tengan la misma distancia.
- 45. EIGRP EIGRP es un algoritmo de Cisco. Es una versión extendida de IGRP que combina vectores de distancias y estado de enlaces.
- 46. BGP BGP Border Gateway Protocol Es el protocolo usado entre Sistemas Autónomos para intercambiar información de enrutamiento. Utiliza un algoritmo de Vectores de Rutas.
- 47. BGP SA - V SA - W SA - X SA - Y SA - Z eBGP eBGP eBGP eBGP iBGP
- 48. BGP Los enrutadores BGP deben configurarse para saber con quiénes deben intercambiar información de enrutamiento. Los mensajes se intercambian a través de conexiones TCP.
- 49. BGP Al interior de un Sistema Autónomo todos los enrutadores de frontera son vecinos: interconexión total reflector de rutas servidor de rutas confederación de SAs privados
- 50. BGP Tipo Marcador Longitud
- 51. BGP El Marcador inicialmente consiste de 1s. Si los vecinos deciden utilizar un mecanismo de autenticación, entonces este campo contiene la información de autenticación. El campo Longitud (en bytes) sirve para delimitar los mensajes en el flujo de bytes de TCP.
- 52. BGP Tipo: Open Keepalive Notification Update
- 53. BGP La adquisición de vecinos se realiza mediante el envío de mensajes OPEN y KEEPALIVE . Un mensaje OPEN inicia una relación de vecinos BGP con otro enrutador. Un mensaje KEEPALIVE reconoce un mensaje OPEN y confirma periódicamente la relación de vecinos. Un mensage NOTIFICATION termina una relación de vecinos cuando se detecta un error en el diálogo.
- 54. BGP Los mensajes UPDATE contienen anuncios de nuevas redes accesibles y la ruta correspondiente (AS_PATH), así como retiros de redes que ya no son accesibles. Anunciar una ruta implica que el Sistema Autónomo correspondiente puede y acepta transportar información hacia un destino.
- 55. BGP Cada enrutador BGP recibe de sus vecinos las rutas que emplean para llegar a cada posible destino y escoge la mejor. El criterio de selección no forma parte del protocolo.
- 56. BGP Para tomar decisiones de enrutamiento, pueden tenerse en cuenta, por ejemplo, cuestiones políticas, económicas, de confiabilidad o de seguridad. Este tipo de consideraciones se configura manualmente en los enrutadores.
- 57. BGP Por ejemplo, en función del SA fuente o de la composición del AS_PATH, la configuración manual puede: autorizar o no un anuncio asignar diferente preferencia a diferentes anuncios
- 58. BGP Los anuncios de nuevas redes accesibles contienen atributos que pueden utilizarse para tomar decisiones de enrutamiento: LOCAL_PREF AS_PATH ORIGIN MULTI_EXIT_DISC NEXT_HOP
- 59. Multicast Existen también protocolos de enrutamiento para propagar qué redes están inscritas en qué grupos multicast: Distance Vector Multicast Routing Protocol Multicast extensions to OSPF Protocol Independent Multicast
Notas del editor
- #4: SA UNAM 278 SA ITAM 21520
- #8: Algoritmo de Bellman-Ford. RIP fue desarrollado por Xerox y adoptado por IP a principios de los 80s.
- #11: Puerto UDP 520.
- #15: El problema de cuenta al infinito se presenta si: Q falla R invalida su entrada para 10.0.0.0 (red inalcanzable) ya que no recibe actualización de Q. S envia su vector de distancias a R, anunciando que su distancia a 10.0.0.0 es 3. R actualiza su tabla de enrutamiento, distancia a 10.0.0.0 es 4. R envia su vector de distancias a S, anunciando que su distancia a10.0.0.0 es 4. S actualiza su tabla de enrutamiento, distancia a 10.0.0.0 es 5. . . .
- #16: Ni tampoco deben incluir a 20.0.0.0 No se resuelven los ciclos que invlucran a más de 2 enrutadores.
- #17: “ Bad news is better than no news at all”.
- #18: Para evitar una avalancha de mensajes, durante la inicialización o una reconfiguración, un enrutador debe esperar un tiempo aleatorio (entre 1 y 5 segundos) después de enviar un mensaje para enviar otro (a menos que sea uno periódico).
- #19: RFC 1723 (1993) La máscara de subred permite utilizar VLSM o CIDR. El siguiente salto normalmente es el enrutador que emite el mensaje.
- #21: La etiqueta de ruta puede transportar, por ejemplo, el número de SA de quien se aprendió la ruta.
- #22: Etiqueta de ruta: 2 password 1 y 3 MD5 (RFC 2082)
- #23: IGRP se encapsula en datagramas IP. Fue desarrollado a mediados de los 80s.
- #24: “ de manera importante” puede traducirse por: un factor 1.1
- #25: Por omisión sólo se utiliza la velocidad de transmisión y el retardo. Puede balancear la carga entre rutas que son más o menos iguales.
- #26: Fue desarrollado a fines de los 80s.
- #29: Los mensajes Hello sirven también para elegir al enrutador designado en una LAN.
- #30: Los LSA s se envían en un mensaje Link State Update . Los LSA s contienen un número de secuencia para evitar envíos cíclicos durante la difusión y para no considerar anuncios recibidos fuera de secuencia.
- #33: Los vértices son: enrutadores y redes (tránsito o terminales) Los arcos son: enrutador-enrutador o enrutador-red A cada interfaz de salida de un enrutador se asocia un costo.
- #37: En cada área, cuando mucho 50 enrutadores.
- #39: También lo hacen RIP-2 y BGP-4.
- #41: Protocolo 89.
- #42: Dirección IP más pequeña del enrutador fuente.
- #44: Hello para descubrir a los vecinos y elegir al enrutador designado. Link State Update para difundir los costos de sus enlaces. Link State Ack para acusar recibo de LSU . Para sincronizar la base de datos de vecinos: Database Description para describir el estado actual de la base de datos. Link State Request para solicitar alguna entrada particular de la base de datos.
- #46: Fue desarrollado a principios de los 90s. Utiliza el Distributed Update Algorithm para prevenir ciclos y para cambiar a rutas alternas muy rápido cuando detecta una falla.
- #47: BGP-4: RFC 1771
- #49: Puerto 179.
- #50: El servidor procesa los anuncios. SAs privados: 64512 a 65534.
- #52: El mensage OPEN puede negocia,r como opción, el mecanismo de autenticación.
- #54: Cada enrutador debe enviar un mensaje OPEN a su vecino. Después de enviar NOTIFICATION se cierra la conexión TCP.
- #59: LOCAL_PREF: preferencia al distribuir un anuncio en iBGP AS_PATH: en longitud ORIGIN: ¿cómo aprendió la ruta el emisor? IGP, EGP, estática MED: preferencia local anunciada a un SA contiguo por un SA con varias salidas NEXT_HOP: métrica más pequeña al enrutador – ruta aprendida por IGP, eBP, iBGP – dirección más pequeña del enrutador