Conceptos y protocolos de enrutamiento: 1. Introducción al enrutamiento y reenvío de paquetes
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Fundamentos de red: “Introducción al enrutamiento y reenvío de paquetes” Francesc Pérez Fdez. 1. ROUTER Los routers tienen muchos de los mismos componentes de hardware y software que se encuentran en otras computadoras, entre ellos: cpu, ram, rom y el firmware. La principal responsabilidad de un router es dirigir los paquetes destinados a redes locales y remotas mediante: La determinación del mejor camino para enviar paquetes (tabla de enrutamiento) El reenvío de los paquetes a su destino Cuando el router recibe un paquete, examina su dirección IP de destino y busca la mejor coincidencia con una dirección de red en la tabla de enrutamiento del router. La tabla de enrutamiento también incluye la interfaz que se utilizará para reenviar el paquete. Es muy probable que un router reciba un paquete encapsulado en un tipo de trama de enlace de datos, como una trama de Ethernet, y al reenviar el paquete, el router lo encapsulará en otro tipo de trama de enlace de datos. Las diferentes tecnologías de enlace de datos a las que se conecta un router pueden incluir tecnologías LAN, como Ethernet, y conexiones seriales
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Fundamentos de red: “Introducción al enrutamiento y reenvío de paquetes” Francesc Pérez Fdez.
1. ROUTER
Los routers tienen muchos de los mismos componentes de hardware y software que se encuentran en otras computadoras, entre ellos: cpu, ram, rom y el firmware.
La principal responsabilidad de un router es dirigir los paquetes destinados a redes locales y remotas mediante:
La determinación del mejor camino para enviar paquetes (tabla de enrutamiento) El reenvío de los paquetes a su destino
Cuando el router recibe un paquete, examina su dirección IP de destino y busca la mejor coincidencia con una dirección de red en la tabla de enrutamiento del router. La tabla de enrutamiento también incluye la interfaz que se utilizará para reenviar el paquete.
Es muy probable que un router reciba un paquete encapsulado en un tipo de trama de enlace de datos, como una trama de Ethernet, y al reenviar el paquete, el router lo encapsulará en otro tipo detrama de enlace de datos. Las diferentes tecnologías de enlace de datos a las que se conecta unrouter pueden incluir tecnologías LAN, como Ethernet, y conexiones seriales WAN, como la conexión T1 que usa PPP, Frame Relay y Modo de transferencia asíncrona (ATM).
Los routers usan protocolos de rutas estáticas y de enrutamiento dinámico para detectar redes remotas y crear sus tablas de enrutamiento.
Fundamentos de red: “Introducción al enrutamiento y reenvío de paquetes” Francesc Pérez Fdez.
2. DENTRO DEL ROUTER
Componentes internos
Fundamentos de red: “Introducción al enrutamiento y reenvío de paquetes” Francesc Pérez Fdez.
2. DENTRO DEL ROUTER
Componentes internos: CPU: ejecuta las instrucciones del sistema operativo, como la inicialización del sistema y las
funciones de enrutamiento y conmutación. RAM: memoria volátil que pierde el contenido cuando se apaga o reinicia el router. Se usa para almacenar
estos componentes: Sistema operativo: el sistema operativo Internetwork (IOS, Internetwork Operating System)
de Cisco se copia a la RAM durante el arranque. Archivo de configuración en ejecución: éste es el archivo de configuración que almacena los comandos
de configuración que el IOS del router utiliza actualmente. Salvo algunas excepciones, todos los comandos configurados en el router se almacenan en el archivo de configuración
en ejecución, conocido como running-config. Tabla de enrutamiento IP: este archivo almacena información sobre redes remotas y
conectadas directamente. Se usa para determinar el mejor camino para reenviar el paquete. Caché ARP: este caché contiene la dirección IPv4 para el mapeo de direcciones MAC, similar
al caché ARP en una PC. El caché ARP se usa en routers que tienen interfaces LAN como lasinterfaces Ethernet.
Búfer de paquete: los paquetes se almacenan temporalmente en un búfer cuando se reciben en una interfaz o antes de salir de ésta.
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2. DENTRO DEL ROUTER
Componentes internos: ROM: memoria no volátil. Almacena el firmware responsable de:
Instrucciones bootstrap Software básico de diagnóstico Versión más básica del IOS
Flash: memoria no volátil. Se usa como almacenamiento permanente para el sistema operativo, Cisco IOS. La memoria flash consiste en tarjetas SIMM o PCMCIA, que pueden actualizarse para aumentar la
cantidad de memoria flash. NVRAM: memoria no volátil. Almacenamiento permanente para el archivo de configuración de
inicio (startup-config).
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2. DENTRO DEL ROUTER
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3. ARRANQUE DEL ROUTER
El proceso de arranque está conformado por cuatro etapas principales:
Ejecución del POST (Autodiagnóstico al encender): se utiliza para probar el hardware del router.
Cuando se enciende el router, el software en el chip de la ROM ejecuta el POST. Durante esta
autocomprobación, el router ejecuta diagnósticos desde la ROM a varios componentes de
hardware, entre ellos la CPU, la RAM y la NVRAM.
Carga del programa bootstrap: el programa bootstrap se copia de la ROM a la RAM. Una vez en
la RAM, la CPU ejecuta las instrucciones del programa bootstrap. La tarea principal del programa
bootstrap es ubicar al Cisco IOS y cargarlo en la RAM.
Ubicación y carga del software Cisco IOS: el IOS normalmente se almacena en la memoria flash,
pero también puede almacenarse en otros lugares como un servidor de protocolo de transferencia
de archivos trivial (TFTP, Trivial File Transfer Protocol). Si no se puede localizar una imagen
completa del IOS, se copia una versión más básica del IOS desde la ROM a la RAM. Esta versión
del IOS se usa para ayudar a diagnosticar cualquier problema y puede usarse para cargar una
versión completa del IOS en la RAM.
Ubicación y carga del archivo de configuración de inicio o ingreso al modo setup: el programa
bootstrap busca en la NVRAM el archivo de configuración de inicio, conocido como startup-config.
El archivo contiene los parámetros y comandos de configuración previamente guardados, entre
ellos: direcciones de interfaz, información de enrutamiento, contraseñas, cualquier otra
configuración guardada por el administrador de red
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3. ARRANQUE DEL ROUTER
El proceso de arranque está conformado por cuatro etapas principales:
Si el archivo de configuración de inicio no existe en la NVRAM, el router puede buscar un
servidor TFTP. si no puede localizarse el archivo de configuración de inicio, el router indica
al usuario que ingrese en el modo Setup. El modo Setup consiste en una serie de preguntas
que solicitan al usuario información de configuración básica.
“¿Desea ingresar al diálogo de configuración inicial? [sí/no]:”
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3. ARRANQUE DEL ROUTER
Verificación del proceso de arranque “show version” :
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4. PUERTOS DE ADMINISTRACIÓN Y REENVÍO DE PAQUETES
A diferencia de las interfaces seriales y Ethernet, los puertos de administración no se usan para el
reenvío de paquetes. El puerto de administración más común es el puerto de consola. El puerto de
consola se usa para conectar una terminal, o con más frecuencia una PC que ejecuta un software
emulador de terminal, para configurar el router sin necesidad de acceso a la red para ese router. El
puerto de consola se debe usar durante la configuración inicial del router.
Otro puerto de administración es el puerto
auxiliar. No todos los routers cuentan con un
puerto auxiliar. A veces el puerto auxiliar
puede usarse de maneras similares al puerto
de consola. También puede usarse para
conectar un módem.
Cada interfaz se debe configurar con una
dirección IP y una máscara de subred de una
red diferente. El Cisco IOS no permitirá que
dos interfaces activas en el mismo router
pertenezcan a la misma red.
Las interfaces del router pueden dividirse en dos grupos principales: interfaces LAN, como Ethernet y
FastEthernet e interfaces WAN, como las seriales, ISDN, y Frame Relay.
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5. CONFIGURACIÓN BÁSICA DE UN ROUTER
La primera petición de entrada aparece en el modo usuario. El modo usuario deja ver el estado del
router, pero no permite modificar su configuración.
El comando enable se usa para ingresar al Modo EXEC privilegiado. Este modo permite al usuario
realizar cambios de configuración en el router.
Para poder configurar el router ha de ingresar en modo configuración “Router#configure terminal”
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5. CONFIGURACIÓN BÁSICA DE UN ROUTER
Comandos para configurar las interfaces de un router
Fundamentos de red: “Introducción al enrutamiento y reenvío de paquetes” Francesc Pérez Fdez.
6. LA TABLA DE ENRUTAMIENTO
Una tabla de enrutamiento es un archivo de datos que se encuentra en la RAM y se usa para
almacenar la información de la ruta sobre redes remotas y conectadas directamente. La tabla de
enrutamiento contiene asociaciones entre la red y el siguiente salto. La asociación del siguiente salto
también puede ser la interfaz de salida hacia el destino final.
Una red conectada directamente es una red que está directamente vinculada a una de las interfaces
del router. Se añade a la tabla de enrutamiento después de activar la interfaz con el comando
“no shutdown”.
Una red remota es una red a la que sólo se puede llegar mediante el envío del paquete a otro router.
Las redes remotas se agregan a la tabla de enrutamiento mediante el uso de un protocolo de
enrutamiento dinámico o la configuración de rutas estáticas. Las rutas dinámicas son rutas hacia redes
remotas que fueron aprendidas automáticamente por el router utilizando un protocolo de enrutamiento
dinámico. Las rutas estáticas son rutas hacia redes manualmente configuradas por un administrador de
red.
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6. LA TABLA DE ENRUTAMIENTO
Una ruta estática incluye la dirección de red y la máscara de subred de la red remota, junto con la
dirección IP del router del siguiente salto o la interfaz de salida. Las rutas estáticas se indican con el
código S en la tabla de enrutamiento. Las rutas estáticas se deben usar en los siguientes casos:
Una red está compuesta por unos pocos routers solamente.
Una red se conecta a Internet solamente a través de un único ISP.
Una red extensa está configurada con una topología hub-and-spoke.
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6. LA TABLA DE ENRUTAMIENTO
Los routers usan protocolos de enrutamiento dinámico para compartir información sobre el estado y la
posibilidad de conexión de redes remotas. Los protocolos de enrutamiento dinámico ejecutan varias
actividades, entre ellas:
Descubrimiento de la red: compartir información sobre las redes que conoce con otros routers que
también están usando el mismo protocolo de enrutamiento.
Actualización y mantenimiento de las tablas de enrutamiento: los protocolos de enrutamiento
dinámico no sólo deciden acerca del mejor camino hacia diferentes redes, también determinan el
mejor camino nuevo si la ruta inicial se vuelve inutilizable (o si cambia la topología).
Éstos son algunos de los protocolos de enrutamiento dinámico más comunes para el enrutamiento de
paquetes IP:
RIP, Routing Information Protocol
IGRP, Interior Gateway Routing Protocol.
EIGRP, Enhanced Interior Gateway Routing Protocol.
Open Shortest Path First (OSPF)
Intermediate-System-to-Intermediate-System (IS-IS)
BGP, Border Gateway Protocol.
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6. LA TABLA DE ENRUTAMIENTO
Fundamentos de red: “Introducción al enrutamiento y reenvío de paquetes” Francesc Pérez Fdez.
6. LA TABLA DE ENRUTAMIENTO
Dado que los routers no necesariamente tienen la misma información en sus tablas de enrutamiento,
los paquetes pueden recorrer la red en un sentido, utilizando un camino, y regresar por otro camino.
Esto se denomina enrutamiento asimétrico. El enrutamiento asimétrico es más común en Internet, que
usa el protocolo de enrutamiento BGP, que en la mayoría de las redes internas.
La identificación del mejor camino de un router implica la evaluación de múltiples rutas hacia la
misma
red de destino y la selección de la ruta óptima o "la más corta" para llegar a esa red. Cuando existen
múltiples rutas para llegar a la misma red, cada ruta usa una interfaz de salida diferente en el router
para llegar a esa red. El mejor camino es elegido por un protocolo de enrutamiento en función del valor
o la métrica que usa para determinar la distancia para llegar a esa red. Una métrica es un valor
cuantitativo que se usa para medir la distancia hacia una ruta determinada. El mejor camino a una
red
es la ruta con la métrica más baja.
Cuando un router tiene múltiples rutas hacia una red de destino y el valor de esa métrica (conteo de
saltos, ancho de banda, etc.) es el mismo, esto se conoce como métrica del mismo costo, y el router
realizará un balanceo de carga de mismo costo. El router enviará los paquetes utilizando las múltiples
interfaces de salida en la tabla de enrutamiento.
Fundamentos de red: “Introducción al enrutamiento y reenvío de paquetes” Francesc Pérez Fdez.
6. LA TABLA DE ENRUTAMIENTO
En caso de que se lo esté preguntando, un router puede enviar paquetes a través de múltiples redes
aun cuando la métrica no sea igual, siempre que esté usando un protocolo de enrutamiento que tenga
esta capacidad. A esto se lo conoce como balanceo de carga con distinto costo. Los EIGRP
(además del IGRP) son los únicos protocolos de enrutamiento que pueden configurarse para el
balanceo de carga con distinto costo.
Si la dirección IP de destino del paquete no pertenece ni a una red conectada ni a una remota, y si el
router no tiene una ruta predeterminada, entonces el paquete se descarta. El router envía un
mensaje ICMP de destino inalcanzable a la dirección IP de origen del paquete.
Fundamentos de red: “Introducción al enrutamiento y reenvío de paquetes” Francesc Pérez Fdez.
7. FUNCIÓN DE CONMUTACIÓN
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7. FUNCIÓN DE CONMUTACIÓN
