Protocolos de enrutamiento dinámico, CIDR, VLSM, RIP y redes de área extensa: fundamentos de telecomunicaciones

Métricas de enrutamiento

Los protocolos de enrutamiento dinámico valoran, para cada una de las rutas posibles a los destinos, cuál es la mejor. Esta métrica se calcula con un valor numérico; valor de métrica = ruta mejor.

Parámetros de la métrica

• Velocidad de transmisión: capacidad de transmisión del enlace (bbps).
• Retardo: tiempo que tarda un mensaje en alcanzar el destino.
• Congestión: cantidad de mensajes que circulan por la ruta.
• Fiabilidad: tasa de mensajes que alcanzan el destino frente a pérdidas.
• Saltos: número de enrutadores intermedios hasta el destino.
• Coste: rutas con tarificación.

Equilibrio de carga

Debido a que los protocolos de enrutamiento dinámico permiten varias rutas en sus tablas de enrutamiento con los mismos destinos (el mismo destino por varias rutas, distribuyendo mejor la carga), los protocolos RIP e IGRP utilizan 6 rutas para un mismo destino, EIGRP 4 y OSPF 1. RIP solamente realiza equilibrio cuando las rutas tienen la misma métrica; IGRP no.

Distancias administrativas

Cuando un enrutador trabaja con diferentes protocolos, y estos trabajan a su vez con diferentes características de métrica, entonces es difícil compararlas. La distancia administrativa sirve para solucionar el problema, ya que es el valor de fiabilidad de un protocolo. Cuanto menor sea el valor, más fiable es un protocolo sobre otro y con más frecuencia serán seleccionadas sus rutas con respecto a otros.

Protocolos de enrutamiento

Los protocolos enrutables permiten el envío de mensajes de un PC a otro (IPv4, IPv6, IPX).

Los protocolos de enrutamiento son los que, como sigue, envían mensajes (RIP, RIP2, IGRP, BGP).

1. Protocolos interiores y exteriores

• IGP: dentro de un sistema autónomo (sus protocolos RIP, RIP2, IGRP, OSPF, IS-IS).
• EGP: intercambian información entre distintos sistemas autónomos (BGP).

2. Enrutamiento por vector distancia

Dependiendo del tipo de métrica utilizada para el cálculo de las mejores rutas, se clasifican en las siguientes categorías:

• Protocolos basados en el vector distancia: cada enrutador se preocupa de enviar solo los mensajes a sus vecinos de forma periódica y no conoce con detalle la topología del resto de la red (RIP1, RIP2, IGRP).
• Protocolos basados en el estado de los enlaces: los enrutadores se pasan información y construyen un árbol con la topología de la red en la que identifican todos sus nodos. A partir de ese árbol, el enrutador puede calcular cuáles son las mejores rutas de todas las posibles y enviar esta información a sus vecinos (OSPF).
• Protocolos híbridos balanceados: una aproximación intermedia entre los dos anteriores. Solo envían las actualizaciones de la información de enrutamiento cuando se producen cambios en la topología (EIGRP, IS-IS).

Enrutamiento sin clase (CIDR)

Es una solución a corto plazo para solucionar los problemas de IPv4. Con este protocolo ya no se divide en clase A, B, C, D, E, sino que la división entre número de red y número de PC se realiza especificando el prefijo o máscara. CIDR mejora el aprovechamiento de IPv4, ya que no desperdicia los bits que se utilizan para identificar clases y también hace uso de los rangos de clases D y E, antes reservadas.

Máscara de red de longitud variable (VLSM)

Consiste en asignar más de una máscara a una misma IP para simplificar las entradas en las tablas.

RIP

RIP es uno de los protocolos de enrutamiento dinámico más utilizados en los inicios de Internet. Características:

• Utiliza cuenta de saltos para determinar la mejor ruta. Su valor máximo de saltos es 15 y una métrica de 16 indica una distancia infinita (evita bucles).
• No tiene en cuenta la velocidad de transmisión de los enlaces.
• Incluye la IP del siguiente enrutador.
• Envía actualizaciones de sus tablas a los vecinos cada 30 segundos.
• Cuando hay varias rutas, elige la de menor número de saltos.
• Se determina el número de red del destino mediante máscara.

Al recibir un mensaje: si el puerto por donde se recibe es de la misma red o de otra subred, el enrutador aplica la máscara de subred para determinar el puerto de salida. Si el puerto por donde se recibe no es de la misma red, aplica la máscara de clase para determinar el puerto de salida.

RIP1 incrementa mucho el tráfico al enviar las actualizaciones. La nueva versión RIP2 corrige: envío de prefijos de red y subred junto con la dirección, actualización de tablas por la dirección de difusión de clase D y soporte de autenticación en la actualización de las tablas.

Módem router, red de área extensa y VPN

La RTC (red telefónica conmutada) está destinada a transmitir voz a través de corriente, aunque también permite transmitir información y conexión de PC a Internet, usando técnicas de modulación y el protocolo PPP.

• PPP: destinado a conectar 2 PC unidos por el mismo enlace. Se encuentra en la capa de subred de la arquitectura TCP/IP y permite a un usuario acceder a Internet a través de módem RTC, RDSI, xDSL o cable (obsoleto por ADSL).
• X.25: se basa en protocolos de comunicación X.25. Transmisión lenta y las capas envían mucha info de control redundante (sustituido por Frame Relay).

RDSI (Red Digital de Servicios Integrados)

Esta arquitectura define todos los protocolos de red a nivel físico, enlace y red. Si un usuario cambia la instalación de RTC a RDSI necesitará adaptadores especiales para que funcione teléfono y fax. Para transmitir diferentes tipos de información, tiene distintos canales para cada información. Existen diferentes velocidades según contrato. La compañía colocará un dispositivo llamado TR1 en casa, o TR2 conectado a TR1 para empresas que necesiten más servicio.

• Básico o BRI: 2 canales B y 1 D.
• Primario o PRI: 30 canales B y 1 D.
• Híbrido: 1 canal A y 1 línea de suscripción (xDSL).

Con RDSI solo aparatos digitales. Utilizando red RTC, transmitir a alta velocidad.

Variantes de PPP

• PPPoA: para empaquetar los mensajes del protocolo PPP sobre ATM.
• PPPoE: mensajes PPP empaquetados y enviados a Ethernet.
• PPPoEoA: mensajes PPP empaquetados y enviados primero por Ethernet y luego por ATM.

Redes de cable

Requieren grandes inversiones. Las empresas usan fibra y las casas coaxial. Capacidades de transmisión decenas de veces mayores que RDSI o T-portador. También se utiliza variantes del PPP (OE, OA).

Frame Relay

Conjunto de protocolos diseñados para sustituir X.25. No realiza control de errores tan a fondo, porque actualmente no existen apenas errores. La velocidad no supera 10 Mbps.

WiMAX

Conectarse a redes de área extensa mediante microondas. IEEE 802.16d: 70 Mbps, 50 km. UMTS-HSPA hasta 7 Mbps; HSDPA 14.

Herramientas de diagnóstico de red

• ping: realiza diagnóstico de la función de la red si tiene activada la pila TCP/IP. Utiliza ICMP para notificar errores.
• nslookup: consulta directa e inversa a servidores DNS.
• route: consultar o establecer parámetros de enrutamiento del PC a bajo nivel.
• dig: consultas a servidores DNS.
• iptables: configuración de filtrado de paquetes en el sistema.
• nmap y netstat: comprobar puertos abiertos en PC local o remoto.