Técnicas de Enrutamiento y Control de Congestión en Redes de Datos

Tipos de Enrutamiento

Encaminamiento Aleatorio

Es un método aislado y no adaptativo que no utiliza información sobre el estado de la red. Los nodos eligen un camino para reenviar el paquete, excluyendo el enlace de entrada. La elección puede ser aleatoria o rotatoria (round robin). Aunque no selecciona el enlace de menor coste o menor tamaño de cola, este método obliga a la red a transportar un tráfico superior al óptimo, pero inferior al de la técnica por inundación.

Patata Caliente

Este es un método aislado y adaptativo que tampoco utiliza información sobre la red. Cuando un nodo recibe un paquete, lo reenvía lo más rápido posible a través de la ruta de espera más corta. Combina el encaminamiento estático al considerar la longitud de las colas y el peso estático de las líneas.

Aprendizaje Hacia Atrás

Este método es aislado y adaptativo, y tampoco utiliza información sobre la red. Los paquetes incluyen un identificador del nodo origen y un contador que se incrementa en cada salto. Esto permite a los nodos determinar la distancia al nodo origen. Con el tiempo, cada nodo aprende la distancia hacia los demás y puede elegir el camino más corto. Por ejemplo, si el nodo A recibe un paquete por la línea C desde el nodo B con un contador de 4, deduce que B está a no más de 4 saltos a través de la línea C. Si la ruta actual hacia B tiene más de 4 saltos, A marcará la línea C como la preferida para el tráfico hacia B y registrará la distancia estimada en 4 saltos.

Control de Congestión en Redes

Congestión

La congestión ocurre cuando el número de paquetes en la subred se acerca al límite de su capacidad de gestión. Esto degrada el rendimiento de la red, provocando la pérdida de paquetes. El control de congestión busca mantener el número de paquetes por debajo del nivel en el que el rendimiento cae drásticamente.

• Congestión en las colas: Los nodos almacenan los paquetes entrantes en buffers de entrada y los mueven a los de salida para su retransmisión mediante multiplexación por división de tiempo estadística. Si los paquetes llegan demasiado rápido, los buffers se llenan. Un nivel de uso de las colas del 80% se considera crítico, y los paquetes pueden llegar desordenados. Las técnicas de control de flujo pueden propagar la congestión a toda la red.
• Rendimiento y retardo: A carga baja, el rendimiento aumenta proporcionalmente a la carga. A carga moderada, el rendimiento crece más lentamente. A carga severa, el rendimiento cae en picado y el retardo aumenta considerablemente.

Contrapresión

La contrapresión es una técnica donde un nodo congestionado puede frenar o detener el flujo de paquetes entrantes, propagándose hacia el origen. Esto implica que otros nodos controlen la velocidad de los paquetes entrantes. Puede aplicarse selectivamente a las conexiones lógicas con más tráfico. Se utiliza en redes orientadas a la conexión con control de flujo a nivel de enlace (como X.25) y en IP, pero no es adecuado para ATM ni Frame Relay.

Señalización Implícita de Congestión

En este método, el origen detecta indicios de congestión, como un aumento considerable del retardo de transmisión o la pérdida de paquetes. En consecuencia, reduce el flujo de tráfico hacia la red. No intervienen los nodos de conmutación, solo los sistemas finales. Se implementa en redes de datagramas (TCP/IP) y redes de circuitos virtuales (Frame Relay).