Protocolos de enrutamiento de red

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Protocolos de enrutamiento de red

Una vez que un(a) ingeniero(a) ha logrado un conocimiento básico de como funciona el enrutamiento (reenvío) de paquetes, el paso siguiente es configurar el método de enrutamiento. En este post se consideran las principales categorías de configuración de enrutamiento y se habla de diferentes tipos de protocolos de enrutamiento dinámico que son frecuentemente utilizados.

Como configurar el enrutamiento de la red

Existen dos principales formas de configurar el enrutamiento: estático y dinámico.

El enrutamiento estático generalmente es usado en redes pequeñas, donde la cantidad de routers a ser configurados es pequeña. De todos modos, el enrutamiento estático es algunas veces usado en redes grandes como una pequeña pieza de una infraestructura de enrutamiento dinámicamente controlada. En estos casos, las rutas estáticas definen típicamente rutas por defecto o tráfico que se dirige de manera controlada de una red a otra.

El Enrutamiento Dinámico está pensado para poder manejar automáticamente cambios en la red a medida que la topología va cambiando y es típicamente utilizado en todos los tipos de redes que no hemos mencionado previamente.

Como un ejemplo, demos un vistazo a la siguiente imagen. Este ejemplo muestra un número de caminos diferentes que un mensaje puede tomar cuando sale desde el router R1 hacia el R6. Por ejemplo, el tráfico podría ir por  R1 > R2 > R4 > R6 ó podría ir por R1 > R3 > R4 > R6.

Cuando se configura enrutamiento estático, típicamente el(la) ingeniero(a) configura una sola ruta para alcanzar el destino. En este caso, para llegar de R1 a R6 usando el camino por R2 y R4 la ruta tendría que ser configurada en R1, R2 y R4 para la ruta de ida y otra ruta será necesaria en R6, R4 y R2 para el camino de regreso. Tenga en mente que esta ruta es solo para una única red de destino.

Para poder alcanzar cada destino potencial dentro de la red, el(la) ingeniero(a) inicialmente necesita calcular las mejores rutas para cada uno de los posibles destinos y luego configurar individualmente cada ruta a lo largo de cada "mejor camino". Obviamente este proceso puede tomar mucho tiempo. Piense en ¿que pasaría si ocurre una falla a lo largo del "mejor camino" calculado?.

Esta es la razón por la que se usan protocolos de enrutamiento Dinámico en redes grandes y enrutamiento estático en redes pequeñas o en casos específicos. Los protocolos de enrutamiento dinámico eliminan el problema de la configuración manual, han sido diseñados para manejar topologías complejas y para lidiar con fallas en la red sin la necesidad de atención por parte del(la) administrador(a) de la red.

Tipos de Enrutamiento Dinámico

Luego de haber decido usar un protocolo de enrutamiento dinámico, el(la) ingeniero(a) tiene que tomar algunas decisiones adicionales relacionadas con el tipo de protocolo de enrutamiento dinámico. 

En el nivel mas alto existen dos categorías de protocolos de enrutamiento dinámico: Protocolos de Gateway Exterior (exterior gateway protocols EGPs) y Protocolos de gateway Interior (interior gateway protocols IGPs). 

 
Los EGPs conectan multiples dominios de red, se llaman Exterior porque el protocolo es exterior a los dominios de red. (Un dominio en este caso es una organización específica, un Service Provider o una red bajo una misma administración. También se llama un Sistema Autónomo (AS) ).

Los IGPs manejan el enrutamiento dentro de estos dominios de red. Estos protocolos son los más comunes y cada compañía con una red maneja su propio dominio de red.

Las redes modernas usan solo un protocolo EGP: el Border Gateway Protocol (BGP). 

Como es de esperar, existen varios diferentes IGPs y la elección de uno de ellos dependerá de los requerimientos de cada red. Los más populares IGPs son cuatro:

• Open Shortest Path First (OSPF)
• Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)
• Intermediate System to Intermediate System (IS-IS)
• Routing Information Protocol (RIP)

Estos protocolos EGP e IGP están categorizados en tres diferentes tipos de protocolos de enrutamiento: Vector-distancia, Estado-enlace y Vector-ruta. 

Existen un numero importante de diferencias entre estos tipos, los cuales vamos a ver en las siguientes tres secciones.

Protocolos Vector-distancia

Existen algunas características asociadas con los protocolos de enrutamiento Vector-distancia tradicionales:

• La vista que un Router tiene de la red es solamente la que ha sido descubierta a partir de lo que conocen sus vecinos (También llamado "enrutamiento por rumor").
• El Router envía una versión completa de su tabla de enrutamiento a sus vecinos en intervalos periódicos
• Toman un tiempo largo en lograr la convergencia cuando ocurre una falla porque las actualizaciones solo se envían en intervalos regulares
• En comparación con los protocolos Estado-enlace, los protocolos de Vector-distancia tienen una probabilidad mayor de causar bucles de enrutamiento (Routing loops).

 
El único protocolo moderno que conserva las características tradicionales de Vector-distancia es RIP. Este protocolo envía cada 30 segundos una copia completa de su tabla de enrutamiento a través de todas las interfaces habilitadas con RIP. Una vez que recibe una actualización desde uno de sus vecinos, instala la información recibida en su tabla de enrutamiento (asumiendo que no hay confictos). Si pasa algo y la ruta queda inalcanzable, la ruta permanece en la tabla de enrutamiento por al menos 180 segundos (temporizador de invalido por defecto) antes de ser marcada como "inalcansable". Esta técnica hace lenta la convergencia de una ruta que ha fallado y retraza el tráfico que podría haber sido enrutado por una ruta alternativa.

RIP tiene tres versiones: RIP versión 1 (RIPv1), RIP versión 2 (RIPv2) y RIP next generation (RIPng). La forma de operar de estas tres versiones es muy similar pero hay algunas diferencias:

• RIPv1 envia sus actualizaciones en Broadcast, mientras que RIPv2 usa Multicast evitando que los dispositivos "no-RIP" tengan que procesar paquetes extra cada 30 segundos.
• RIPv2 soporta redes subneteadas (Sin clase, Classless, CIDR, VLSM) mientras que el RIPv1 solo soporta enrutamiento con clase (Classfull)
• RIPng trabaja de forma similar a RIPv2 pero para direcciones IPv6

EIGRP es tecnicamente un protocolo Vector-distancia y también se basa en la información de sus vecinos, pero EIGRP tiene varias características sobresalientes que lo hacen actuar como un protocolo Estado-enlace. Por esta razón a veces se considera a EIGRP como un protocolo híbrido, usando recursos de ambos tipos de protocolos. Otras características avanzadas incluyen la creación de adyacencias y actualizaciones parciales disparadas, por mencionar dos de ellas.

Para evitar los bucles de enrutamiento se usan dos métodos diferentes: Envenenamiento en reversa y Horizonte dividido. Envenenamiento en reversa es usado cada vez que una nueva ruta es aprendida de un vecino, cuando esto ocurre el router manda automáticamente una actualización de ruta de vuelta a la interface por la cual aprendió de esta ruta pero con una métrica infinita. Esto previente que el vecino use esa ruta que acaba de aprender.
 
Horizonte dividido es también usado cuando un router publica rutas fuera de sus interfaces. Con el horizonte divido, si una ruta es apredida por medio de una interface entonces no se envía la misma información sobre esa ruta por la misma interface.

Protocolos de Estado-enlace

Los protocolos de Estado-enlace a cada router en una red una vista completa de toda la red, permitiendo que cada router tenga la habilidad de calcular la mejor ruta a cada punto de la red. Todos los protocolos de enrutamiento de Estado-enlace modernos usan el algorimo SPF de Dijkstra.

 Los protocolos de Estado-enlace trabajan estableciendo adyacencias de vecinos con los routers conectados e intercambiando una copia de las redes conocidas (no solamente el contenido de su tabla de enrutamiento) con esos vecinos. Todas las actualizaciones que son recibidas son inmediatamente reenviadas a todos los otros vecinos conectados.

Ambos protocolos, el OSPF e IS-IS, son protocolos de Estado-enlace y ambos usan el algoritmo de Dijkstra para construir el mapa con las mejores rutas a todos los puntos de la red. De todos modos, su configuración es muy distinta, y la elección de una red sobre otra está basada principalmente en los requerimientos de una red específica.

OSPF es mayormente implementado en empresas mientras que IS-IS es mas popular en redes de Service Provider.

Protocolos de Vector-ruta

El único protocolo Vector-ruta en uso hoy en día es BGP. Cuando BGP es configurado, va a guardar una copia de todas los Sistemas autónomos (AS) alcanzables (AS es el término BGP para los Dominios de red de los que se habló antes en este post) y el camino para alcanzarlos. Esta información le da al protocolo una vista clara de cuales redes pueden alcanzarse y cual es el camino informado para cada una.

Un router BGP también usa un número diferente de atributos de ruta para determinar cual ruta finalmente usará para alcanzar un destino específico. Dado que BGP es un EGP y es usado para enrutar entre dominios de enrutamiento, es frecuente que existan múltiples caminos hacia un destino. Usando una combinación de estos atributos, un Router elige la ruta que usará.

Resumen

La opción de usar un método de enrutamiento dinámico o estático es determinado frecuentemente por el tamaño de la red. Si la red es muy pequeña (unos cuantos nodos) una solución con enrutamiento estático puede funcionar. De todos modos, aunque la red sea pequeña, un método de enrutamiento dinámico puede ser usado sin tener que hacer mucha configuración y este va a seguir siendo útil a medida que la red crezca.

El tipo de protocolo de enrutamiento dinámico a ser usado, finalmente, puede depender de la marca del equipo de enrutamiento que esté en uso. OSPF y EIGRP son dos de los protocolos de enrutamiento mas populares usados en redes empresariales. Uno de los dos, el EIGRP, es considerado mas sencillo de configurar, pero hasta hace no mucho tiempo ha sido un protocolo propietario de Cisco y en consecuencia no estaba disponible en equipos de otras marcas.

Si usted está instalando solamente equipo Cisco, la selección dependerá mas del entrenamiento que haya recibido su personal de redes y cual protocolo entienden mejor.

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Post basado en el artículo de Sean Wilkins, publicado por CiscoPress en : http://www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=2435847 con aportes del editor del blog

Traducido por José R. Torrico Gumucio - Cisco Networking Academy Instructor