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Clase 6

Sistemas Distribuidos. Clase 6. “Algoritmos de Ruteo”. Algoritmos de Ruteo. Ruteadores. Definición: Un ruteador es un dispositivo que se encarga de mover paquetes de datos de una red a otra (pueden ser entre redes LAN o WAN o una combinación de ambas). Funcionamiento:

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  1. Sistemas Distribuidos Clase 6 “Algoritmos de Ruteo”

  2. Algoritmos de Ruteo

  3. Ruteadores Definición: • Un ruteador es un dispositivo que se encarga de mover paquetes de datos de una red a otra (pueden ser entre redes LAN o WAN o una combinación de ambas). Funcionamiento: • Se basan en tablas y protocolos de ruteo. Los ruteadores se encargan de leer las direcciones de red a donde van los paquetes y se encargan de asignar la mejor ruta posible para que logren llegar • Router http://www.techweb.com/encyclopedia

  4. Ruteadores Métricas: • Para encontrar el mejor camino para un paquete utilizan métricas que se basan en tráfico, costos, distancias, velocidades, ancho de banda, saltos, etc). Capa de funcionamiento: • Los ruteadores trabajan en la capa 3 (Red) mientras que los switchs lo hacen en la capa 2 (Enlace) y los Hubs en la 1 (Física). • Router http://www.techweb.com/encyclopedia

  5. Ruteadores- Protocolos Protocolos Empleados: • Son capaces de soportar varios protocolos como IP, IPX, AppleTalk y DECnet pero solamente pueden buscar rutas para protocolos que soporten ruteo como son IP o IPX. • Los mensajes de protocolos no ruteables como NetBIOS y LAT, no pueden ser ruteados, solamente transferidos de LAN a LAN por medio de un puente (bridge). Los mensajes, que utilizan estos protocolos, para encontrar su destino es la dirección MAC Address (como lo hace el switch). • Router http://www.techweb.com/encyclopedia

  6. Ruteadores- Protocolos • Router http://www.techweb.com/encyclopedia

  7. Ruteadores- Protocolos • Router http://www.techweb.com/encyclopedia

  8. Ruteadores- Ubicación Ubicación de los ruteadores en una red: 1) Backbone: • Los ruteadores más grandes se encuentran en el backbone y enlazan mensajes a lo largo del backbone. 2) Conexión al Backbone: • Los ruteadores medianos se encargan de enviar mensajes de una Lan a un Backbone. 3) Lan a LAN: • Son lo que conectan un segmento de red con otro segmento y normalmente son los ruteadores más pequeños.

  9. Ruteadores- Ubicación

  10. Ruteadores- Protocolos de Ruteo Protocolos de Ruteo: • Los protocolos de ruteo se basan en algoritmos para encontrar y determinar la mejor ruta desde un punto inicial a uno final. • Indicando los diferentes puntos por donde debe de pasar un paquete para alcanzar su destino. • Estos puntos intermedios por donde debe de pasar el paquete son los diferentes ruteadores. • Router http://www.techweb.com/encyclopedia

  11. Ruteadores- Protocolos de Ruteo Protocolos de Ruteo: • Los protocolos de ruteo también verifican y comunican el estado de los ruteadores que se encuentran a su alrededor. • Esto es con el fin de poder cambiar en forma dinámica los caminos que deben de seguir los paquetes y no se queden atorados en algún camino. • Router http://www.techweb.com/encyclopedia

  12. Ruteadores- Protocolos de Ruteo Tablas y Protocolos de Ruteo • Router http://www.techweb.com/encyclopedia

  13. Ruteadores- Tipos de Enrutamiento Tipos de Enrutamiento: 1) Estático: • Es una ruta fija preprogramada por el administrador de la red. Las rutas estáticas no pueden utilizar los protocolos de enrutamiento y no se actualizan por sí solas después de recibir mensajes de actualización, deben actualizarse manualmente. 2) Dinámico: • Son los que utilizan los protocolos de enrutamiento y calculan automáticamente las rutas a partir de los mensajes de actualización. La mayoría de las redes son dinámicas. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  14. Ruteadores- Convergencia Definición: • Se le denomina Convergencia al instante de tiempo que ocurre cuando se logra que todos los ruteadores de una red, se han puesto de acuerdo en una misma topología. • La topología es la forma es que están conectados los ruteadores de la red, así como todos las rutas posibles que hay entre ellos. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  15. Ruteadores- Convergencia Definición: • Los cambios en la topología sucede cuando un enlace de un ruteador o un ruteador completo se ha caído o se ha agregado. • Lo cual afecta en la cantidad de rutas posibles para los paquetes, las cuales hay que recalcular. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  16. Ruteadores- Topología Percepción de la Topología: Para poder conocer la topología de la red, los ruteadores hacen lo siguiente: • Cada ruteador envía mensajes “hola” a los ruteadores vecinos más cercanos a intervalos fijos (por ejemplo, una vez cada 90 segundos). • Si los ruteadores no reciben un mensaje de reconocimiento “ACK” (Acknowledge) en un periodo especificado (por ejemplo, 3 minutos) declaran esa ruta inválida. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  17. Ruteadores- Topología Percepción de la Topología: • Si no hay un “ACK” dentro de un intervalo largo (por ejemplo, 7 minutos) el ruteador y las rutas que van hacia él se eliminan de la tabla de enrutamiento, por lo que se recalculan todas las rutas de la red. Problemas de Convergencia • Un tiempo de convergencia breve es uno de los objetivos de diseño cuando se implementa una topología de red. • En redes grandes, se requieren de varias actualizaciones entre ruteadores para lograr converger. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  18. Ruteadores- Problemas de Convergencia • La longitud del tiempo de convergencia depende del protocolo de enrutamiento utilizado, del tamaño de la red y del lugar donde se producen los cambios. • Un tiempo elevado de convergencia es un síntoma de un funcionamiento pobre de la red. • El principal factor que afecta la convergencia es el retardo de propagación. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  19. Ruteadores- Retardo de Propagación Definición: • Es el retardo entre el instante en el que se envía el paquete y el momento en el que llega a su destino. • Por lo que no todos los ruteadores reciben al mismo tiempo las actualizaciones de la topología. • Las grandes redes tienen decenas de ruteadores, cientos de segmentos conectados y miles de equipos, donde cada uno de ellos es una fuente potencial de cambios. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  20. Ruteadores- Retardo de Propagación • Cuanto mayor es el tamaño de la red, mayor es el retardo de propagación y cuantas más rutas redundantes se utilicen, más grande es la posibilidad de confusión. Bucles de Enrutamiento • Definición: • El retardo de propagación no debería ser un problema si los ruteadores convergieran antes de que aparezcan nuevos cambios. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  21. Ruteadores- Bucles de Enrutamiento • Cuanto mayor es el retardo de propagación, hay mayor posibilidad de generar bucles de enrutamiento. • Un bucle de enrutamiento ocurre cuando los paquetes en una red no logran alcanzar su destino debido a conflictos de información en las tablas de ruteo. • Esto ocurre cuando se producen muchos cambios, y antes de converger, vuelven a suceder cambios en la topología de la red creando los bucles, por lo que los paquetes no alcazan su destino. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  22. Ruteadores- Evitar Bucles Para evitar los ciclos, los protocolos de enrutamiento incorporan una serie de mecanismos, como son: 1) Mantener inactiva: • No enviar mensajes de una ruta caída durante cierto tiempo en lo que los ruteadores confirman el estado del enlace. 2) División de horizontes. • El objetivo es no anunciar una ruta hacia atrás en la dirección de la misma ruta. 3) Actualización inversa hostil: • Se envían mensajes de actualización de enrutamiento que indica que una red no es alcanzable. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  23. Ruteadores- Métricas Definición: • Una métrica de enrutamiento es un valor que usa un protocolo de enrutamiento para influir en las decisiones de enrutamiento. • La información de la métrica se almacena en tablas de enrutamiento y la utilizan los algoritmos de enrutamiento para determinar las rutas óptimas hacia los destinos. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  24. Ruteadores- Métricas Definición: Las métricas más utilizadas son: 1) Costo: • Es el costo teórico que se usa para representar el tiempo, dificultad, riesgo y otros factores relacionados con una ruta. 2) Distancia: • No es distancia física en kilómetros o metros de cable, sino una distancia teórica. La mayoría de las métricas de distancia se basan en el número de saltos de una ruta. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  25. Ruteadores- Métricas 3) Ancho de banda: • Para esto se utiliza el rango del ancho de banda de un enlace de red. 4) Carga de tráfico: • Es un número que representa la cantidad de tráfico, como el número y tamaño de los paquetes, que viajan sobre un enlace durante un periodo de tiempo especificado • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  26. Ruteadores- Métricas 5) Retardo: • Se basa en el tiempo que transcurre entre el inicio de un ciclo de actualización de enrutamiento y el momento en el que todos los ruteadores de una red convergen en una topología única. 6) Fiabilidad: • Es un número relativo que se usa para indicar la fiabilidad de un enlace. 7) MTU: • El tamaño máximo de un paquete (máximo de unidades de transmisión) que una interfaz de red puede manejar, normalmente se expresa en bytes. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  27. Ruteadores- Protocolos • Existen 3 tipos básicos de arquitectura de los protocolos de enrutamiento: 1) Protocolos de enrutamiento de distancia vectorial: • Algoritmos sencillos que calculan un valor de distancia acumulativa entre enrutadores basándose en la cuenta de saltos. 2) Protocolos de enrutamiento de estado del enlace: • Algoritmos sofísticados que mantienen una compleja base de datos de la topología de red. 3) Protocolos de enrutamiento híbridos: • Una combinación de los métodos de distancia vectorial y de estado del enlace que intenta incorporar las ventajas de ambos y minimizar sus desventajas. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  28. Ruteadores- Distancia Vectorial • En este algoritmo (conocido también como Bellman-Ford) los ruteadores pasan sus tablas de enrutamiento a sus vecinos inmediatos en todas direcciones. • En cada intercambio, el enrutador incrementa el valor de la distancia recibida para una ruta, aplicando así su propio valor a esa ruta. • La tabla actualizada se pasa después al exterior donde los ruteadores receptores repiten el proceso. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  29. Ruteadores- Distancia Vectorial • Cada ruteador no necesita conocer todo lo relativo a otros enlaces, sólo si están allí y cuál es la distancia aproximada hasta ellos. • Se actualizan cada X tiempo definido previamente (p. e. 30 segs.), por lo que no se puede saber el estado de los enlaces hasta que se hacen las actualizaciones. • De lo anterior se ve que es lento de converger. • Es susceptible a caer en bucles de enrutamiento. • La mayoría de ellos están limitados a 16 saltos y se utilizan en redes de menos de 50 ruteadores. • Los protocolos más utilizados son RIP e IGRP. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  30. Ruteadores- Distancia Vectorial • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  31. Ruteadores- Estado del Enlace • También es conocido como SPF (Shortest Path First – Primero el Camino Más Corto). • Se basan en el estado de los enlaces de red que forman las rutas. • El enrutamiento de estado del enlace lo administran los eventos. • Siempre que cambia el estado de un enlace, los ruteadores intercambian una actualización de enrutamiento denominada LSA (Link State Advertisement – Aviso del Estado del Enlace). • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  32. Ruteadores- Estado del Enlace • Cuando un ruteador recibe una LSA, se utiliza el algoritmo del estado del enlace para recalcular la ruta más corta hacia los destinos afectados • Este protocolo de enrutamiento intenta conocer siempre en todo momento la topología de la red, mediante la actualización, siempre que sucede un cambio. • Los cálculos del estado del enlace se basan en el algoritmo de Dijkstra (el cual también se conoce como el algoritmo SPF). • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  33. Ruteadores- Estado del Enlace • Con este algoritmo se obtienen rutas nuevas, en vez de aplicar simplemente nuevos valores distancia a las rutas ya conocidas. • Las nuevas rutas calculadas por SPF se introducen en la tabla de enrutamiento actualizada. • Estas entradas incluyen valores recalculados de todas las métricas configuradas para utilizarlas en la implementación del estado del enlace. • Las métricas posibles son costo, retardo, ancho de banda, fiabilidad y otras. • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  34. Ruteadores- Híbridos • Los protocolos de enrutamiento híbrido utilizan métricas de distancia vectorial más precisas en un protocolo diseñado para converger rápidamente. • Existe un estándar abierto para este protocolo. • Existe otra versión propietaria de CISCO que se llama EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol – Protocolo de Enrutamiento de Pasarela Interior Mejorada). • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

  35. Ruteadores- CISCO CISCO: • Es la compañía lider en el área de ruteadores. • La compañía produce ruteadores de todos tipos y capacidades. • La compañía ha elaborado e implementado los protocolos de ruteo más populares de la actualidad así como el desarrollo de nuevos protocolos. • Los ruteadores de la familia CISCO 7500 tienen la capacidad de procesar 250,000 paquetes por segundo. • Router http://www.techweb.com/encyclopedia

  36. Ruteadores- CISCO 7500 Ruteador CISCO 7500 • Router http://www.techweb.com/encyclopedia

  37. Fin Algoritmos de Ruteo

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