Protocolos de Enrutamiento: puertas de enlace interiores y exteriores

¿Qué son los protocolos de enrutamiento?

El trabajo más básico de un enrutador es reenviar paquetes de datos a su destino. El enrutador no es responsable de la entrega exitosa, solo hace que las cosas avancen en el camino. Si el destino está en una red conectada directamente al enrutador, esto es simple: copie el paquete de la interfaz entrante a la interfaz saliente. Si el destino está más lejos en la red, esto se vuelve más difícil. Los protocolos de enrutamiento son los que hacen posible el reenvío a destinos distantes. La definición del protocolo de enrutamiento es la metodología para descubrir una ruta a redes distantes y elegir una ruta si existe más de una.

Métricas del protocolo de enrutamiento

Cuando existen múltiples caminos hacia un destino, el enrutador tiene que elegir entre las posibilidades. Cada protocolo diferente tiene una forma de determinar la «mejor» ruta, que asigna un valor numérico llamado métrica. Una métrica se puede calcular de muchas formas diferentes; algunos de los datos que se pueden incluir son:

• Recuento de saltos: el número de enrutadores o saltos entre el enrutador y el destino.
• Longitud de ruta: similar al recuento de saltos, pero puede incluir factores como costo, retraso, etc. para determinar la «longitud».
• Ancho de banda: velocidad de las conexiones entre el enrutador y el destino.
• Fiabilidad: porcentaje de paquetes descartados a lo largo de la ruta
• Carga: cuánto tráfico restante utiliza la misma ruta

La distancia administrativa (AD) técnicamente no forma parte de ninguna métrica determinada, pero funciona de manera similar. Es una forma que tiene el administrador de la red de influir o anular las decisiones de enrutamiento de la red. Se prefieren las rutas con una distancia administrativa más baja a las que tienen una AD más alta. Las redes conectadas directamente generalmente reciben un valor AD de 0. Las rutas asignadas estáticamente definidas por el administrador a menudo reciben una distancia administrativa de 1. Cada protocolo de enrutamiento tiene un AD predeterminado, pero se puede ajustar en la configuración. Cada ruta encontrada por ese protocolo tiene el mismo AD, por lo tanto, la métrica del protocolo de enrutamiento determina la ruta recomendada.

Clasificación de protocolos de enrutamiento

Los protocolos de enrutamiento se clasifican o agrupan de varias maneras. Los protocolos con clase versus sin clase se determinan si el protocolo envía información de máscara de subred como parte de las actualizaciones o, en cambio, asume que las direcciones de red utilizarán el sistema de clase IP. Los protocolos de vector de distancia versus estado de enlace especifican qué información se envía como parte de las actualizaciones de enrutamiento de la red y si la velocidad o la distancia es la métrica principal. Por último, los protocolos se agrupan en protocolos de puerta de enlace interior y protocolos de puerta de enlace exterior. Esta clasificación se ampliará en las próximas secciones.

Protocolos de puerta de enlace interior

Los protocolos de puerta de enlace interior (IGP) se utilizan para determinar rutas entre segmentos de red dentro del control de una organización. En conjunto, estos segmentos de red se conocen como Sistema Autónomo (AS). Los IGP deben ser flexibles y capaces de hacer frente a cambios frecuentes y rápidos en la topología de la red. Además, se clasifican en vector-distancia, estado de enlace o híbridos. Los protocolos de vector de distancia envían la tabla de enrutamiento completa como parte de la actualización. Los enrutadores vecinos examinarán la tabla de enrutamiento y, basándose en una métrica definida principalmente por la distancia, pueden actualizar la tabla de enrutamiento interna con una mejor ruta. Los protocolos de estado de enlace solo anuncian el estado de los enlaces conectados como parte de la actualización. Al recopilar el estado de todos los enlaces de todos los vecinos, el enrutador construye un mapa de red y luego utiliza una métrica determinada principalmente por la velocidad para actualizar la tabla de enrutamiento interna.

Tener IGP confiables y eficientes ha sido una preocupación constante desde que existen las redes informáticas. Algunos de los protocolos fueron desarrollados por empresas privadas como Xerox, DEC y Cisco. Otros han sido publicados por organizaciones no gubernamentales internacionales como IETF e ISO.

Protocolos de puerta de enlace exterior

Los protocolos de puerta de enlace exterior (EGP) determinan las mejores rutas entre sistemas autónomos. Por lo general, los emplean los ISP y otros interesados ​​en mantener la columna vertebral de las redes de área amplia e Internet. Existió un protocolo inicial para este propósito, también conocido como Protocolo de puerta de enlace exterior, pero ahora está obsoleto y ha sido reemplazado en gran medida por el Protocolo de puerta de enlace fronteriza (BGP). Los protocolos de puerta de enlace exterior deben ser más seguros, ya que operan entre la autoridad de diferentes sistemas. Sin embargo, no es necesario que sean tan flexibles ni tan receptivos a los cambios rápidos. Las fallas de enlaces y los cambios de rutas son mucho menos comunes con los protocolos de puerta de enlace exterior.

El protocolo de puerta de enlace fronteriza tiene algunas diferencias notables con respecto a otros protocolos de enrutamiento. BGP es único en el uso de paquetes TCP para enrutar actualizaciones. Esto ayuda a garantizar que los datos de actualización lleguen de manera confiable. Otros protocolos utilizan UDP o transmisiones de multidifusión para las actualizaciones. Además, BGP sólo envía actualizaciones con cambios; no hay actualizaciones periódicas y periódicas. Como tal, no existe un descubrimiento automático de la topografía inicial. El administrador debe configurar cuidadosamente un enrutador BGP durante la implementación. No existe una forma predeterminada de determinar la mejor ruta en BGP u otros protocolos de puerta de enlace exterior. Los administradores modifican cuidadosamente las ubicaciones, las métricas de costos y las rutas óptimas y personalizan el enrutamiento para cualquier enrutador BGP bajo su control.

Características del protocolo de enrutamiento

Hay muchos protocolos de enrutamiento disponibles para cualquier administrador de red. Aquí hay algunas características a considerar al elegir:

• Interoperabilidad: algunos protocolos son propietarios. ¿Todos los dispositivos de red de la organización podrán utilizar el protocolo?
• Escalabilidad: algunos protocolos se limitan a funcionar en redes más pequeñas o se vuelven ineficientes a medida que las redes crecen.
• Evitación de bucles: los bucles de enrutamiento ocurren cuando un cambio en las rutas hace que algunos enrutadores tengan información inexacta sobre las rutas disponibles. Esto puede provocar que los datos se reenvíen repetidamente pero nunca lleguen al destino. Varios protocolos de enrutamiento evitan o resuelven bucles rápidamente.
• Convergencia: la convergencia es una medida de la rapidez con la que todos los dispositivos llegan a un estado estable después de un cambio en las rutas disponibles.
• Ancho de banda: los protocolos utilizan diferentes cantidades de ancho de banda para enviar actualizaciones, lo que reduce lo que está disponible para el tráfico regular.
• Gastos generales: los protocolos requieren diferentes cantidades de potencia de procesamiento y RAM para manejar las actualizaciones y calcular las mejores rutas.

Lista de protocolos de enrutamiento

A continuación se muestra una lista de algunos de los protocolos de enrutamiento comunes que se utilizan en la actualidad:

Esta lista no pretende ser exhaustiva. Se desarrollan e implementan nuevos protocolos a medida que surge la necesidad y evoluciona la topología de la red.

Resumen de la lección

Un protocolo de enrutamiento es el proceso mediante el cual un enrutador descubre rutas a destinos de red distantes y selecciona la ruta preferida para usar para el reenvío de paquetes. A menudo se clasifican en interiores o exteriores. Los protocolos de puerta de enlace interior (IGP) determinan las rutas entre nodos de la misma red o sistema autónomo. Un Sistema Autónomo (AS) es el conjunto de nodos o redes controlados por una única entidad organizativa. Dependiendo del protocolo, tienen un sistema automatizado para utilizar la velocidad, los saltos, el retraso, la confiabilidad y el tamaño de los paquetes de la red para determinar la mejor ruta y asignar un valor métrico. Los protocolos de puerta de enlace exterior (EGP) gobiernan el enrutamiento entre sistemas autónomos. Generalmente los utilizan los ISP, proveedores troncales y otras personas involucradas en el mantenimiento de redes de área amplia (WAN). Los protocolos de puerta de enlace exterior no tienen un único sistema automatizado para determinar las decisiones de enrutamiento. En cambio, los administradores de enrutadores BGP crean un sistema personalizado que considera la ubicación física, los costos de las conexiones y las rutas óptimas para los datos.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador