Protocolos de Ruteo, las bases

Como ya vimos, el ruteo dinámico nos provee información de las redes que están conectadas en cada router de nuestra red, y está basado en distintos parámetros, como la distancia administrativa, el ancho de banda, el número de saltos, etc.

La distancia administrativa (AD) es usada para calificar la confianza que tenemos en la información de ruteo, siendo 0 lo mejor y 255 una ruta que nunca sería utilizada, por eso es que una red directamente conectada aparece en la tabla de ruteo con una AD de 0.

Cuando el router recibe dos anuncios de la misma red por rutas diferentes, lo primero que se revisará es la AD, y si una de las rutas tiene una AD menor, esa será colocada en la tabla de ruteo. En caso de que la AD de ambas sea igual, entonces se determinará la mejor ruta por el número de saltos o el ancho de banda de los enlaces; y si en ambas rutas las métricas son iguales, entonces el router usará ambas rutas, balanceando la carga entre ambas.

Las rutas directamente conectadas son las que tienen mayor prioridad, después las rutas estáticas, y luego las aprendidas por medio de un protocolo de ruteo (tabla de distancias administrativas). Cuando una tabla de ruteo contiene información de las rutas hacia cada una de las redes existentes, entonces se dice que alcanzamos la convergencia de la red.

Hay 3 clases de protocolos de ruteo:

• Vector-Distancia (distance-vector), encuentran la mejor ruta a una red en base a la distancia. Cada vez que un paquete pasa por un router (los llamados saltos) la métrica hacia esa red se incrementa. La ruta con menos saltos hacia esa red es la mejor. El vector nos indica la dirección hacia la red remota. RIP e IGRP son protocolos de Vector-Distancia y envían la tabla de ruteo completa a los vecinos directamente conectados. Es importante notar que no toman en cuenta el ancho de banda, por lo que una ruta con menos saltos, pero un ancho de banda muy pequeño podría ser preferida sobre otra más "óptima"
• Estado del Enlace (link state), o también llamados Protocolos de la ruta más corta primero (Open Shortest Path First), crean 3 tablas separadas; una de los vecinos directamente conectados, una que determina la topología de la red completa, y una última que es utilizada como tabla de ruteo. Estos protocolos dan más información de la red que un protocolo de Vector-Distancia. OSPF es un protocolo basado en Estado del Enlace y hace que un router envíe información de sus propios enlaces a otros routers en la red.
• Protocolos híbridos, que son una mezcla de los protocolos Vector-Distancia y Estado del Enlace, por ejemplo EIGRP.

La decisión de que tipo de protocolo usar debe ser tomada en cada caso particular de acuerdo a las necesidades de cada red; pero conocer las ventajas y debilidades de cada protocolo nos ayudará a hacer una excelente decisión que cubra nuestras necesidades.

Ruteo

Un router se encarga de reenviar paquetes entre redes, eso se llama ruteo; sin embargo, por si solo conoce únicamente las redes directamente conectadas a él, no entiende de hosts, sólo de redes, y cuando un host conectado en una red que está en la interfase de un router tiene un paquete para una red desconocida, hace lo siguiente:

El host crea el paquete con la dirección IP de destino y de origen, pone la información que enviará y lo manda a su capa de enlace de datos, donde se coloca la dirección MAC de la tarjeta ethernet del host y la dirección MAC de nuestro Default Gateway, usualmente la interfase del router.

Esto ocurre porque las direcciones MAC son locales y no pueden salir de un dominio de broadcast, por eso, aunque la dirección de destino sea externa a nuestra red local, la MAC address utilizada para transportar ese frame es la del router. Cuando el router recibe el frame lo procesa y ve que la MAC address de destino es la de su interfase, por lo que quita la información capa 2 y procesa el contenido, un paquete IP, que tiene una dirección de destino que no es suya, y podría o no estar en una red que conoce el router.

El router procesa el paquete IP y revisa si conoce la red de destino en su tabla de ruteo, donde habrá una lista de rutas hacia las redes que conoce; Si el router conoce esa red como directamente conectada, crea un nuevo frame y cambia la MAC de origen por la de su interfase de salida, y pone la MAC de destino del host indicado; en caso de no conocerla directamente conectada, elabora el nuevo frame y lo manda a través de la intefase que está conectada en la dirección que la tabla de ruteo le indica, y hará un forward del paquete.

Podría ser el caso que no tenga una ruta espécifica para la red que busca, pero si hay una ruta de default o una red de default, el router entregará todo el tráfico cuya ruta es desconocida a esa ruta o red de default. En caso de no tener una ruta de default y de no concoer una ruta hacia el destino, el router crea un nuevo paquete IP, lo encapsula en un frame y lo reenvía de regreso por la interfase de donde llegó el paquete con la respuesta de "destino inalcanzable"

Ahora, es importante saber que hay dos tipos de protocolos, de ruteo y ruteables.
Generalmente usamos IP que es un protocolo ruteable, para encargarnos del direccionamiento entre las redes; y usamos BGP, OSFP, RIPv1 y RIPv2, IGRP, EIGRP, etc. como protocolos de ruteo.

Un protocolo de ruteo nos sirve para anunciar entre los distintos routers de la red las redes que cada quien conoce, y de esa manera construir rutas desde todos los puntos de la red hacia esas redes.

Hay 3 tipos de ruteo:

• Ruteo Estático
• Ruteo por Default
• Ruteo Dinámico

En el ruteo estático, nosotros administramos las rutas y las escribimos directamente en cada router, lo que es tedioso y difícil de mantener cuando la red es de un tamaño considerable.

En el ruteo por default, podría o no haber rutas estáticas o dinámicas en mi tabla de ruteo, pero todo aquel destino desconocido será alcanzado a través de una ruta de salida por default; en el caso de RIP también se anuncian en la red las rutas por default.

En el ruteo dinámico, donde usamos los protocolos de ruteo, cada router anuncia las redes que conoce y les da una distancia administrativa y un costo, aunque no todos los protocolos asignan o usan las mismas variables.

En general, las distancias administrativas son tomadas por el router como en la tabla de nuestro post anterior, a menos que especifiquemos lo contrario; por ejemplo, podríamos configurar una ruta por default y darle una distancia adminsitrativa de 130, y luego configurar RIP, cuyas rutas tendrán un distancia administrativa de 120, siendo sus rutas utilizadas preferentemente sobre las rutas estáticas; sin embargo, si en determinado momento RIP no tiene una ruta hacia una red, nuestra ruta estática sería utilizada.


Podemos ver estos conceptos en las topologías de Packet Tracer que puedes descargar:

• En el primer ejemplo tenemos la topología de 3 routers, cada uno con su LAN y con las interfases configuradas, pero sin ruteo, 
• y en el segundo ejemplo tenemos la misma red, pero con rutas de default en los routers de los extremos y rutas estáticas en el central