Definición de enrutamiento
El enrutamiento es el proceso de seleccionar la mejor ruta para entregar datos a otra red. La red de destino podría estar directamente adyacente, a unos pocos saltos de distancia o a través de Internet. El enrutamiento es un tema importante que debe comprender cualquier administrador de red. Las redes tienen poco valor si los datos no pueden fluir de un lugar a otro. El enrutamiento es muy simple en redes pequeñas, pero se vuelve exponencialmente más complejo con cada nueva conexión.
¿Para qué se utiliza un enrutador?
Un enrutador es un dispositivo de red que reenvía paquetes de datos hacia la red de la dirección de destino. Un enrutador se encuentra en el límite entre varios segmentos de la red. Los distintos puertos e interfaces físicos tienen direcciones en cada segmento de red conectado. Por lo general, un enrutador también es responsable de mantener una tabla de enrutamiento con rutas a todos los destinos conocidos. Un enrutador a menudo también ejecuta protocolos de enrutamiento para determinar la mejor ruta y actualizar la tabla de enrutamiento.
¿Cómo funciona un enrutador?
El trabajo más sencillo de un enrutador es reenviar paquetes hacia el destino final. El enrutador no es responsable de la entrega exitosa. Solo mueve datos hacia el siguiente dispositivo de red. Los enrutadores mantienen una tabla de enrutamiento, que es una lista de las mejores rutas hacia cada destino conocido. Los enrutadores también implementan protocolos de enrutamiento para descubrir y clasificar rutas a nuevas redes y actualizar la tabla de enrutamiento. Los enrutadores pueden segmentar diferentes partes de una red de área local (LAN). Los enrutadores WAN se ubican entre las redes LAN y una conexión a Internet u otra red de área amplia. Las redes definidas por software son una forma más nueva de topología de red donde las funciones del protocolo de enrutamiento están separadas de las funciones de reenvío de paquetes. Luego, un sistema de control centralizado puede tomar decisiones más optimizadas sobre las rutas que debe utilizar cada enrutador.
Algunos enrutadores también implementan firewalls de hardware y traducción natural de direcciones (NAT). Un enrutador NAT oculta el extremo privado de una transacción de red insertando su dirección pública como fuente.
| Un ejemplo de un enrutador LAN: un usuario del departamento de marketing desea descargar un archivo del servidor de archivos de la empresa. La computadora busca la dirección del servidor de archivos y sabe que no está en la red de marketing. La computadora de marketing solo conoce un enrutador, por lo que envía todo el tráfico no local al enrutador A. El enrutador A examina el paquete solicitando la descarga de un archivo. El enrutador A se conecta directamente a la red de marketing, la red de contabilidad, la red de ventas y los enrutadores B y C. El servidor de archivos parece residir en la red de administración. La tabla de enrutamiento en el enrutador A indica que el enrutador B tiene una ruta a la red de administración. El enrutador A copia el paquete en el puerto conectado al enrutador B. El enrutador A continúa reenviando el siguiente paquete. Si llega una respuesta del servidor de archivos, se tratará como un intercambio separado. |
Esquemas de entrega de rutas
Hay cuatro tipos de direcciones o esquemas de entrega en enrutamiento:
Protocolos para enrutamiento de redes Ad-Hoc móviles: proactivo, reactivo, híbrido
| Unicast: transmisión uno a uno desde un remitente específico a un destino específico. Esta es la forma dominante de comunicación en Internet. | Unidifusión: uno a uno  |
| Difusión: transmisión uno a todos desde un remitente específico a todos los destinatarios en una red determinada. Muchas tecnologías de red heredadas dependen de la transmisión, y todavía es común en las comunicaciones LAN en la actualidad. | Transmisión: uno para todos  |
| Multidifusión: transmisión de uno a muchos o de muchos a muchos. Las transmisiones de multidifusión son únicas en el sentido de que los nodos optan por participar o no en una dirección de multidifusión. Esto es común en las tecnologías de transmisión local para minimizar el ancho de banda que de otro modo podría ser necesario para la transmisión continua en tiempo real. Muchos protocolos de enrutamiento también utilizan multidifusión para actualizaciones de enrutamiento. | Multidifusión: uno a muchos  |
| Anycast: transmisión de uno a uno de muchos. Las tecnologías Anycast generalmente tienen una metodología para determinar qué nodo participante está más cerca de la fuente y transmitir a ese nodo participante. | Anycast: uno a uno de muchos  |
Tipos de enrutamiento
El enrutamiento se divide en dos tipos principales: estático y dinámico. Las rutas estáticas las configura manualmente un administrador en el enrutador. Este método es muy eficaz si la red es pequeña y los cambios son raros. Sin embargo, cada cambio de topología de la red requiere la intervención de un administrador, lo que puede resultar laborioso y provocar largos tiempos de inactividad en caso de fallos de la red.
Las rutas dinámicas, por otro lado, están determinadas por un protocolo de enrutamiento. Una vez configurado el protocolo, los cambios en la red se propagan automáticamente a todos los enrutadores participantes. La red puede autoreorganizarse para compensar fallas en los enlaces de red en cuestión de segundos. Sin embargo, ejecutar un protocolo de enrutamiento requiere ancho de banda, potencia de procesamiento y memoria del hardware del enrutador.
Protocolos de enrutamiento
Los protocolos de enrutamiento generalmente se clasifican como protocolos de puerta de enlace externa (EGP) o protocolos de puerta de enlace interna (IGP). En las redes modernas, a la mayoría de los administradores sólo les preocupan las rutas IP. Sin embargo, algunos de los protocolos de enrutamiento que todavía están en uso se pueden utilizar para protocolos más antiguos, como IPX/SPX.
Los protocolos de puerta de enlace externos manejan la determinación de rutas entre grandes sistemas autónomos (AS). Un sistema autónomo se define como un conjunto de redes bajo un único control organizacional. Por lo tanto, los EGP se implementan a través de conexiones WAN, proveedores troncales y proveedores de servicios de Internet (ISP). El único EGP comúnmente utilizado en la actualidad se conoce como Border Gateway Protocol (BGP).
Los protocolos de puerta de enlace internos manejan la determinación de rutas dentro de sistemas autónomos. Los IGP, entonces, se ejecutan en enrutadores LAN y enrutadores entre conexiones LAN y WAN. Hay muchos IGP comunes que se utilizan en la actualidad, incluidos:
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- RIPv2 (la versión 1 de RIP podría usarse para IP o IPX)
- EIGRP
- OSPF
- IS-IS (se puede utilizar para IP o IPX)
Algoritmos de enrutamiento
Cada protocolo de enrutamiento tiene un algoritmo que le indica cómo tomar decisiones sobre la mejor ruta hacia cada red. Cada protocolo utiliza alguna combinación de factores para definir un valor numérico, llamado métrica, que clasifica las rutas. La entrada de métricas puede incluir distancia, costo, confiabilidad, latencia, ancho de banda, carga, tamaño de paquete, etc.
Los algoritmos de vector de distancia envían su tabla de enrutamiento completa a los enrutadores vecinos. Estas actualizaciones se envían periódicamente, incluso si no hay actualizaciones, pero a menudo se envían más rápidamente si se detecta una falla. Los enrutadores participantes comparan las rutas en la actualización con las rutas que ya están en la tabla de enrutamiento local. Si una ruta en la actualización tiene una mejor métrica, reemplaza la entrada actual en la tabla de enrutamiento.
Los algoritmos de estado de enlace envían sólo el estado de los enlaces a todos los enrutadores con los que están asociados. Estas actualizaciones se envían sólo cuando cambia el estado de un enlace. A partir de la información del estado del enlace, cada enrutador compila un mapa de red completo con ese enrutador como centro. Luego, el enrutador determina la mejor ruta y la siguiente mejor ruta para cada segmento de red conocido. Las actualizaciones del estado del enlace son más pequeñas y menos frecuentes. Sin embargo, mantener y actualizar una topología de red requiere más procesamiento y RAM.
Resumen de la lección
El enrutamiento es el proceso de elegir la mejor ruta para mover datos a través de redes hacia el destino. Un enrutador es el hardware de red que tiene la tarea de mover datos a lo largo de la ruta y, generalmente, de descubrir qué rutas son las mejores. Una tabla de enrutamiento es la lista de las mejores rutas para destinos conocidos que mantiene un enrutador. Un protocolo de enrutamiento es la metodología que utiliza un enrutador para descubrir nuevas rutas y destinos, cambios en las rutas existentes y determinar si es necesario actualizar la tabla de enrutamiento. Un enrutador puede existir en el contexto de una red de área local (LAN), una red de área amplia (WAN) o una red definida por software (SDN). Un enrutador también puede operar en el límite entre esos tipos de redes. El contexto en el que se implemente el enrutador determinará qué clasificación de protocolo de enrutamiento utilizará.
Los protocolos de puerta de enlace interior (IGP) descubren rutas dentro de sistemas autónomos. Un sistema autónomo (AS) es el conjunto de todas las redes bajo el control de una única organización. Los protocolos de puerta de enlace exterior (EGP) descubren caminos entre estos sistemas autónomos. Sólo existe un protocolo de puerta de enlace exterior de uso común llamado protocolo de puerta de enlace fronteriza (BGP). Cada IGP implementa un algoritmo particular para determinar el «mejor» camino. Hay dos algoritmos comunes utilizados para los protocolos de puerta de enlace interior: vector de distancia y estado de enlace. A pesar de que solo existen dos algoritmos comunes, se utilizan muchos más protocolos de enrutamiento comunes, cada uno de los cuales implementa los algoritmos de manera diferente o incluso como un híbrido de ambos sistemas. Comprender el enrutamiento es uno de los aspectos más importantes de la administración de redes porque las redes son de poca utilidad si los datos no pueden fluir de un lugar a otro.
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