3. INTRODUCCION A LOS PROTOCOLOS DINAMICOS DE ENRUTAMIENTO

3.1 Introducción y Ventajas

3.1.1 Antecedentes y Perspectivas

La evolución de los protocolos de enrutamiento dinámico Los protocolos de enrutamiento dinámico se han utilizado en las redes desde principios de la decada de 1980. La primera versión del RIP fue introducida en 1982, pero algunos de los algoritmos básicos del protocolo se utilizaron en ARPANET en 1969.

Uno de los primeros protocolos de enrutamiento fue Routing Information Protocol (RIP), RIP se ha convertido más recientemente en la versión RIPv2. Sin embargo, la versión más reciente de RIP no es escalable para las grandes implementaciones de red. Para atender las necesidades de redes de mayor tamaño, surgieron dos protocolos de enrutamiento avanzados: Open Path First (OSPF) e Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS). Cisco desarrolló Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) y Enhanced IGRP (EIGRP), para grandes implementaciones de red.

La función de los protocolos de enrutamiento dinámico

Los protocolos de enrutamiento se utilizan para facilitar el intercambio de información de rutas entre routers. Los protocolos de enrutamiento permiten a los routers compartir dinámicamente información sobre redes remotas y añadir automáticamente esta información de enrutamiento a sus propias tablas.

Protocolos de enrutamiento determinan la mejor ruta para cada red, que se añade a la tabla de enrutamiento. Una de las ventajas principales de utilizar un protocolo de enrutamiento es que cuando se produce un cambio de topología, los Routers aprenden automáticamente la información sobre las nuevas redes y también encuentran vías alternativas cuando hay una falla en un enlace o de red actual.

En comparación con el enrutamiento estático, protocolos de enrutamiento dinámico requieren menos gastos generales de administración. Sin embargo, el costo de la utilización de protocolos de enrutamiento dinámico es dedicar parte de los recursos de un router para la operación del protocolo incluyendo tiempo de CPU y ancho de banda del enlace de red. A pesar de los beneficios de las rutas dinámicas, enrutamiento estático aún tiene su lugar. Hay momentos en los que el enrutamiento estático es el más apropiado. La mayoría de las veces, se encuentra una combinación de ambos tipos de enrutamiento en cualquier red que tiene un moderado nivel de complejidad.

3.1.2 Descubrimiento de la Red y Mantenimiento de la Tabla de Enrutamiento

Un protocolo de enrutamiento es un conjunto de procesos, algoritmos, y mensajes que se utilizan para intercambiar información de enrutamiento y poblar la tabla de enrutamiento con la elección de los mejores caminos.

El propósito de un protocolo de enrutamiento incluye: Descubrimiento de redes remotas Mantener actualizada la información de enrutamiento Elegir el mejor camino hacia el destino de las redes Capacidad de encontrar un nuevo mejor camino, si el actual camino ya no está disponible

¿Cuáles son los componentes de un protocolo de enrutamiento?

Estructuras de datos - Algunos protocolos de enrutamiento utilizar tablas y / o bases de datos para sus operaciones. Esta información se guarda en RAM.

Algoritmo - Un algoritmo es una lista finita de pasos utilizados en el cumplimiento de una tarea. Los protocolos de enrutamiento usan de algoritmos para facilitar la información de enrutamiento y determinar el mejor enlace.

Mensajes del protocolo de enrutamiento - Los protocolos de enrutamiento utilizan varios tipos de mensajes para descubrir los routers vecinos, el intercambio de información de enrutamiento, y otras tareas para obtener y mantener información precisa acerca de la red.

Operación del Protocolo de Enrutamiento Dinámico

Todos los protocolos de enrutamiento tienen la misma finalidad - obtener más información sobre redes remotas y adaptarse rápidamente cuando se produzca un cambio en la topología. El método que utiliza el protocolo de enrutamiento de realizar esto depende de que el algoritmo utiliza y las características operativas de ese protocolo. Las operaciones de un protocolo de enrutamiento dinámico varian dependiendo del tipo de protocolo de enrutamiento y los protocolos de enrutamiento. En general, las operaciones de un protocolo de enrutamiento dinámico puede ser descritas de la siguiente manera:

El Router envía y recibe mensajes de enrutamiento en sus interfaces. El Router intercambia mensajes de enrutamiento y comparte información con otros

Routers que utilizan el mismo protocolo de enrutamiento. Los Routers intercambian la información de enrutamiento para obtener más información

sobre redes remotas. Cuando un Router detecta un cambio de la topología, el protocolo de Enrutamiento

anuncia este cambio a los otros Routers.

3.1.3 Ventajas

Uso del enrutamiento Estático

Antes de la identificación de los beneficios de los protocolos de enrutamiento dinámico, tenemos que examinar las razones por las que se utiliza el enrutamiento estático. Enrutamiento dinámico tiene varias ventajas sobre el enrutamiento estático. Sin embargo, el enrutamiento estático es usado en las redes de hoy. De hecho, las redes suelen utilizar una combinación de ambos enrutamientos estático y dinámico.

El enrutamiento estático tiene varios usos, incluyendo:

Proporcionar la facilidad de mantenimiento de las tablas de enrutamiento en redes más pequeñas que no se espera que crezcan significativamente.

Enrutamiento desde y hacia redes Stub. El uso de una sola ruta por defecto, utilizadas para representar un camino a cualquier red

que no tiene la ruta más específica en la tabla de enrutamiento.

Enrutamiento estático ventajas y desventajas

Ventajas del enrutamiento estático: Minimo de procesamiento de CPU Más fácil de entender para el administrador Fácil de configurar

Desventajas del enrutamiento estático: Mucho tiempo de configuración y mantenimiento. La configuración es propensa a errores, especialmente en las grandes redes. La intervención del administrador es necesaria para mantener la evolución de la

información de las rutas. No es escalable en las redes en crecimiento, el mantenimiento pasa a ser engorroso. Requiere un conocimiento completo de toda la red para su correcta ejecución.

Enrutamiento Dinamico ventajas y desventajas

Ventajas del enrutamiento dinámico: El administrador tiene menos trabajo en el mantenimiento de la configuración al añadir o

eliminar las redes. Los protocolos reaccionan automáticamente a la topología de los cambios. La configuración es menos propensa a errores. Más escalable, el aumento de la red por lo general no representa un problema.

Desventajas del enrutamiento dinámico: Se utilizan los recursos del Router (ciclos de CPU, memoria y ancho de banda del enlace). Más conocimiento del administrador es necesario para la configuración, verificación, y la

resolución de problemas.

3.2.1 Descripción

Clasificación de los protocolos de enrutamiento dinámico

Los protocolos de enrutamiento se pueden clasificar en diferentes grupos de acuerdo con sus características. Los protocolos de enrutamiento más utilizados son:

PROTOCOLO TIPO INTERIOR / EXTERIORRIP vector distancia interiorIGRP (Cisco) vector distancia interiorOSPF Estado del Enlace interiorIS-IS Estado del Enlace interiorEIGRP (Cisco) vector distancia avanzado interiorBGP Vector Enlace exterior

3.2.2 IGP y EGP

Un sistema autónomo (AS) - también conocida como dominio de enrutamiento - es un conjunto de routers bajo una administración común. Los ejemplos típicos son la red interna de una empresa y un proveedor de servicios de Internet de la red.

Debido a que la Internet se basa en el concepto de sistema autónomo, son necesarios dos tipos de protocolos de enrutamiento: interior y exterior. Estos protocolos son:

Interior Gateway protocolos (IGP): se utiliza dentro de los sistemas autónomos.

Protocolos Gateway Exterior (EGP) se utilizan para ingresar a los Sistemas autónomos, - encaminamiento entre sistemas autónomos.

Características de los protocolos de enrutamiento IGP y EGP

IGP se utilizan para el enrutamiento dentro de un dominio de enrutamiento o sistema autónomo. Un sistema autónomo que compone comúnmente de muchas personas pertenecientes a las redes de las empresas, las escuelas y otras instituciones. IGP se utiliza para las rutas en el sistema autónomo, y también se utiliza para las rutas dentro de las redes individuales. IGP incluye IP RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, y IS-IS.

Los protocolos de enrutamiento, y más concretamente, el algoritmo que utiliza el protocolo de enrutamiento, utiliza una métrica para determinar el mejor camino a la red. La métrica utilizada por el protocolo de enrutamiento RIP es contar hops (saltos), que es el número de routers que un paquete debe atravesar para llegar a otra red. OSPF utiliza el ancho de banda para determinar el camino más corto.

EGP por otra parte, está diseñado para uso entre los diferentes sistemas autónomos que se encuentran bajo el control de las diferentes administraciones. BGP es el único viable actualmente (EGP), y es el protocolo de enrutamiento utilizado por la Internet. BGP es un protocolo de vector de enlace que puede utilizar muchos atributos diferentes para medir rutas.. BGP es utilizado habitualmente entre los proveedores de servicios de Internet y, a veces entre una empresa y un proveedor de acceso a Internet.

3.2.3 Vector Distancia y Estado del enlace

Interior Gateway Protocolos (IGPs) pueden ser clasificados en dos tipos: Protocolos de enrutamiento de Vector Distancia Protocolos de enrutamiento de Estado del enlace

Operación de protocolos de enrutamiento de Vector Distancia

Vector Distancia significa que las rutas se anuncian como vectores de distancia y dirección. La distancia se define en términos la métrica como el conteo de Hops (Saltos) y la dirección es simplemente el next-hop router o interfaz de salida. Los Protocolos de Vector Distancia suelen utilizar el algoritmo de Bellman-Ford para la determinación del mejor camino o ruta.

Algunos protocolos de vector distancia envían periódicamente tablas de enrutamiento completas a todos los vecinos conectados. En las redes grandes, estas actualizaciones de las tablas de enrutamiento pueden ser enormes, causando un tráfico importante en los enlaces.

A pesar de que el algoritmo de Bellman-Ford mantiene una base de datos accesible de las redes, el algoritmo no permite a un router conocer la topología exacta de una internetwork. El router sólo conoce la información de enrutamiento recibida por sus vecinos. Los protocolos de vector distancia utilizan los routers como señales puestas a lo largo de la ruta al destino final. La única información que conoce acerca de un router remoto de red es la distancia o métrica para llegar a esa red, y que interfaz o camino a utilizar para llegar allí. Los Protocolos de enrutamiento de Vector Distancia no tienen un verdadero mapa de la topología de la red.

Operación de protocolos de enrutamiento de Estado del Enlace

En contraste con el protocolo de enrutamiento de vector distancia, un router configurado con un protocolo de enrutamiento de estado del enlace puede crear una "visión completa" o una topología de la red por medio de la recolección de información de todos los otros routers. Utilizar un protocolo de enrutamiento de estado del enlace es como tener un mapa de la topología de la red completo. Un Router utiliza el Estado del Enlace para crear un mapa de la topología y para seleccionar el mejor camino para todos los destinos en la topología de las redes.

Los protocolos de enrutamiento de Estado del Enlace no utilizan actualizaciones periódicas. Después de la red ha convergido, solo se enviara un mensaje cuando hay un cambio en la topologia.

Los protocolos de estado del enlace funcionan mejor en situaciones en que: El diseño de red es jerárquica, por lo general se produce en grandes redes. Los administradores tienen un buen conocimiento de la aplicación del protocolo de

enrutamiento de Estado del Enlace. La rápida convergencia de la red es crucial.

3.2.4 Classfull y Classless

Protocolos de Enrutamiento Classfull

Los protocolos de enrutamiento Classful no envían la máscara de subred en la información de enrutamiento en las actualizaciones. Los primeros protocolos de enrutamiento como RIP, es classful. Esto fue en un momento en que se asignaban las direcciones de red basado en clases, la clase A, B, o C. En un protocolo de enrutamiento no era necesario incluir la máscara de subred en la ruta de actualización, porque la máscara de red podría determinarse sobre la base del primer octeto de la dirección de red.

Los protocolos de enrutamiento Classful se siguen utilizando en algunas redes de hoy, pero debido a que no incluyen la máscara de subred no se pueden utilizar en todas las situaciones. Los protocolos de enrutamiento Classful no se pueden utilizar cuando ha subnetiado una red que utiliza más de una máscara de subred, en otras palabras, los protocolos de enrutamiento classful no soportan máscaras de subred de longitud variable (VLSM).

Protocolos de enrutamiento Classless

Los protocolos de enrutamiento Classless incluyen la dirección de red con la máscara de subred de las rutas en las actualizaciones. Los protocolos de enrutamiento Classless son necesarios hoy en la mayoría de las redes debido a su apoyo a VLSM redes discontinuas y otras características.

Los protocolos de enrutamiento Classless son protocolos RIPv2, EIGRP, OSPF, IS-IS y BGP.

3.2.5 Convergencia

La convergencia es cuando todos los routers (las tablas de enrutamiento) se encuentran en estado de coherencia. La red ha convergido cuando todos los routers tienen información completa y exacta acerca de la red. El tiempo de convergencia es el tiempo que tardan los routers para compartir información, calcular las mejores rutas, y actualizar sus tablas de enrutamiento. Una red no es totalmente operable hasta que la red ha convergido.

La convergencia es a la vez independiente y de colaboración. Los routers comparten información entre sí, pero deben calcular los impactos independientemente de la topología.

La convergencia incluye propiedades como la velocidad de propagación de información de enrutamiento y el cálculo de rutas óptimas. Los Protocolos de enrutamiento pueden ser evaluados sobre la base de la velocidad de convergencia, la convergencia más rápida, el mejor protocolo de enrutamiento. En general, RIP y IGRP son lentos a converger, mientras que EIGRP y OSPF son más rápidos a converger.

3.3.1 Propósito de la Métrica

Hay casos en que un protocolo de enrutamiento aprende más de una ruta hacia el mismo destino. Para seleccionar el mejor camino, el protocolo de enrutamiento debe ser capaz de evaluar y diferenciar entre los caminos disponibles. Para este fin se utiliza una métrica. Un valor utilizado por protocolos de enrutamiento para asignar los costos para llegar a las redes remotas. La métrica se utiliza para determinar qué camino es más preferible cuando hay múltiples rutas a la misma red remota.

Cada protocolo de enrutamiento utiliza sus propias métricas. Por ejemplo, contar los hops en RIP, EIGRP utiliza una combinación de ancho de banda y delay, y la aplicación de Cisco OSPF utiliza el ancho de banda. El conteo de Hos es la métrica más fácil prever. El conteo de Hops se refiere al número de routers que un paquete debe cruzar para llegar a un destino de red. Para R3 en la figura, la red 172.16.3.0 es de dos saltos, o dos routers de distancia.

3.3.2 La Métrica y Protocolos de Enrutamiento

Parámetros de la métrica

Los diferentes protocolos de enrutamiento utilizan diferentes parámetros. La métrica utilizada por un protocolo de enrutamiento no es comparable a la métrica utilizada por otro protocolo de

enrutamiento. Dos tipos diferentes de protocolos de enrutamiento pueden elegir diferentes caminos hacia el mismo destino debido a la utilización de diferentes indicadores.

Por ejemplo, RIP elege el camino con la menor cantidad de Saltos (Hops), mientras que OSPF elige el camino con el mayor ancho de banda.

La métrica utilizada en los protocolos de enrutamiento IP pueden ser: Conteo de Hops - Un simple indicador que cuenta el número de routers que debe

atravesar un paquete Ancho de banda - El camino con el mayor ancho de banda Load (Carga) - Considera la utilización del tráfico de un determinado enlace Delay (Retraso) - Considera el tiempo en que un paquete tarda en recorrer un camino Reliability (Fiabilidad) - Se evalúa la probabilidad de fracaso de un enlace, calculado a

partir de errores en la interfaz o fallas previaqs del enlace. Costo (Costo)- un valor determinado, ya sea por el IOS o por el administrador de la red

para indicar la preferencia de una ruta. El costo puede representar una métrica.

El Campo de Métrica en la Tabla de Enrutamiento

Las métricas para cada protocolo de enrutamiento son las siguientes: RIP: contar Hops - La mejor camino es elegido por la ruta con la menor cantidad de hops. IGRP y EIGRP: Ancho de banda, retardo, fiabilidad, y de carga - El mejor camino es

elegido por la ruta con el menor compuesto de métricas, valor calculado a partir de estos múltiples parámetros. Por defecto, sólo ancho de banda y la demora se utilizan.

IS-IS y OSPF: Costo - El mejor camino es elegido por la ruta con el menor costo. La implementación OSPF de Cisco utiliza el ancho de banda. IS-IS se discute en CCNP.

3.3.3 Cargas Balanceadas

Hemos hablado de que los protocolos de enrutamiento utilizan la metrica para determinar la mejor ruta para llegar a las redes remotas. Pero, ¿qué sucede cuando dos o más rutas al mismo destino tienen los mismos valores de métricas? ¿Cómo va el router a decidir qué camino usar para el reenvío de paquetes? En este caso, el router no elige una sóla de las rutas. En lugar de ello, el router "Balancea las Cargas". Los paquetes se envían utilizando la igualdad de coste de todos los caminos.

Balanceo de carga es en efecto, si dos o más rutas están asociados con el mismo destino.

3.4.1 Propósito de las Distancias Administrativas

Múltiples Fuentes de Enrutamiento

Sabemos que los routers adyacentes aprenden sobre las redes que están conectadas directamente y sobre redes remotas mediante el uso de rutas y protocolos de enrutamiento dinámico. De hecho, un router puede aprender de una ruta a la misma red de más de una fuente

Aunque menos comunes, más de un protocolo de enrutamiento dinámico se puede desplegar en la misma red. En algunas situaciones puede ser necesario para la misma ruta de dirección de red utilizando varios protocolos de enrutamiento como RIP y OSPF. Debido a que los diferentes protocolos de enrutamiento utilizan diferentes métricas, no es posible comparar las cifras para determinar el mejor camino.

Así que, ¿cómo puede un router determinar qué ruta para instalar en la tabla de enrutamiento cuando se ha aprendido acerca de la misma red de más de una fuente de enrutamiento?

El propósito de la distancia administrativa

La Distancia Administrativo (AD) se define como la preferencia de una fuente de enrutamiento. Cada fuente de enrutamiento - incluidos los protocolos de enrutamiento, rutas estáticas, e

incluso redes conectadas directamente - tienen prioridad en el orden de más a menos -. Los Routers Cisco utilizan la característica de AD para seleccionar el mejor camino cuando se aprende sobre la misma red de destino de dos o más fuentes diferentes de enrutamiento.

La Distancia Administrativa de es un valor de 0 a 255. Cuanto menor sea el valor es más preferida la ruta de la fuente. Una distancia administrativa de 0 es el más preferido. Sólo una red conectada directamente tiene una distancia administrativa de 0, lo que no se puede cambiar.

Un distancia administrativa de 255 significa que el router no creerá

TIPO DE ENRUTAMIENTO DISTANCIA ADMINISTRATIVAConectado 0Estático 1EIGRP summary route 5External BGP 20Internal EIGRP 90IGRP 100OSPF 110IS-IS 115RIP 120External EIGRP 170Internal BGP 200

3.4.3 Rutas Estaticas

Las rutas estáticas son ingresadas por un administrador que quiere configurar manualmente el mejor camino a un destino. Por ese motivo, rutas por defecto tienen un valor de AD de 1. Esto significa que después de las redes conectadas directamente, que tienen un valor por defecto de AD de 0, rutas son las más preferidas ruta fuente.

Hay situaciones cuando un administrador configura una ruta con el mismo destino que se aprende mediante un protocolo de enrutamiento dinámico, pero utilizando un camino diferente. La ruta se configurará con una AD mayor que la de los protocolos de enrutamiento. Si existe un enlace fallido en el camino utilizado por el protocolo de enrutamiento dinámico, la ruta proporcionada por el protocolo de enrutamiento se elimina de la tabla de enrutamiento. La ruta se convertirá en la única fuente y se añadirá automáticamente a la tabla de enrutamiento. Esto es conocido como una ruta estática flotante, y se discute en CCNP.

3.4.4 Redes Directamente Conectadas

Las redes directamente conectadas aparecen en la tabla de enrutamiento tan pronto como la dirección IP de la interfaz está configurada y la interfaz está activada y en funcionamiento. El valor AD de las redes conectadas directamente es 0, lo que significa que este es el preferido de enrutamiento. No hay mejor ruta para un router que tener una de sus interfaces directamente conectadas a la red.