Transporte de Datos en Redes IP: Enrutamiento y Tablas
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Paquetes IP: Transporte de Datos de Extremo a Extremo
La función de la capa de red es transferir datos desde el host que los origina hasta el que los usará. Si los hosts de origen y de destino están en la misma red, el paquete se envía entre los dos hosts a través del medio local sin la necesidad de un router.
Sin embargo, si los hosts de destino y de origen están en redes diferentes, el paquete puede estar transportando una PDU de capa de transporte a través de muchas redes y a través de muchos routers. Al ser así, la información contenida no es alterada por ninguno de los routers cuando se toman decisiones de reenvío.
Si la comunicación se produce entre hosts de diferentes redes, la red local entrega el paquete de origen a su router gateway. El router examina la porción de red de la dirección de destino del paquete y lo reenvía a la interfaz apropiada. Si la red de destino está conectada directamente a este router, el paquete se reenvía directamente a ese host. En caso de que la red no esté conectada directamente, el paquete es enviado a un segundo router, que es el de segundo salto. El paquete reenviado pasa a ser entonces responsabilidad de este segundo router.
Gateway: El Camino de Salida de la Red
El gateway es necesario para enviar un paquete fuera de la red local. Si la porción de red de la dirección de destino del paquete es diferente de la red del host de origen, el paquete tiene que ser enrutado fuera de la red original. Para hacerlo, el paquete se envía al gateway. Este gateway es una interfaz de router conectada a la red local. La interfaz gateway tiene una dirección de capa de red que coincide con la dirección de red de los hosts. Los hosts están configurados para reconocer estas direcciones como el gateway.
Gateway Predeterminado
El gateway predeterminado está configurado como un host. Tanto la dirección IPv4 como la del gateway deben tener la misma porción de red en sus respectivas direcciones.
Ningún paquete puede ser enviado sin una ruta. Un host debe ser capaz de enviar un paquete tanto al host de la red local como al gateway. Para reenviar paquetes, el host debe contar con rutas que representen estos destinos.
El router toma una decisión de transmisión para cada paquete que llega a la interfaz del gateway. Este proceso de reenvío se conoce como enrutamiento. Para mandar un paquete a la red de destino, el router necesita de una ruta hacia esa red. En caso de no existir, no se puede hacer el envío.
La red de destino puede estar a un cierto número de routers o saltos del gateway. La ruta hacia esa red solo indicará el siguiente router al cual transmitir el paquete, no el router final.
Ruta: El Camino Hacia una Red
Al igual que los dispositivos finales, los routers también incorporan en sus tablas de enrutamiento rutas a las redes conectadas. Cuando una interfaz de router está configurada con una dirección IP y una máscara de subred, la interfaz se convierte en parte de esa red.
La tabla de enrutamiento almacena información acerca de las redes remotas conectadas. Estas redes están unidas directamente a una de las interfaces de router. Estas interfaces son los gateways para los hosts en las distintas redes locales. Las redes remotas son aquellas que no están conectadas directamente al router.
Las rutas de una tabla de enrutamiento tienen tres características:
- Red de destino
- Siguiente salto
- Métrica
Si existen dos o más caminos al mismo destino, se utiliza la métrica para decidir la ruta que aparecerá en la tabla de enrutamiento.
Si en la tabla de enrutamiento no hay una ruta que represente la red de destino, el paquete será descartado. La ruta coincidente podría ser tanto una ruta conectada como una ruta a una red remota. El router puede usar también una ruta predeterminada para transmitir el paquete. La ruta predeterminada se emplea cuando la red de destino no está representada por ninguna otra ruta de la tabla de enrutamiento.
Tabla de Enrutamiento del Host
A diferencia de la tabla de enrutamiento de un router, que contiene tanto rutas remotas como locales, la tabla local del host suele almacenar su conexión, o conexiones, directas y su propia ruta predeterminada al gateway. La configuración de la dirección del gateway predeterminado en el host crea la ruta predeterminada local. Sin un gateway o una ruta predeterminados, los paquetes destinados al exterior serán descartados.
Enrutamiento
El enrutamiento es el proceso que lleva a cabo un router cuando toma decisiones de reenvío para cada paquete que llega a la interfaz del gateway. Para mandar un paquete a la red de destino, el router necesita de una ruta a esa red. En caso de que en el router no exista dicha ruta, el paquete será enviado al gateway predeterminado. La red de destino puede encontrarse a un cierto número de routers o saltos del gateway. El proceso de enrutamiento utiliza una tabla de enrutamiento para emparejar la dirección de la red de destino con el siguiente salto, y después reenvía el paquete a esta dirección.
Red de Destino
Para que un router envíe un paquete a la red de destino de una forma eficiente, necesita contar con información acerca de la ruta en su tabla de enrutamiento.
Entradas de la Tabla de Enrutamiento
Una entrada de ruta, o red de destino, en la tabla de enrutamiento representa un rango de direcciones de hosts y, a veces, también de redes.
Ruta Predeterminada
Una ruta predeterminada es aquella que se utiliza en caso de no existir otra configurada para la entrega. En redes IPv4, la dirección 0.0.0.0 se emplea para este propósito. Los paquetes cuya red de destino no coincida con ninguna ruta más específica en la tabla de enrutamiento son reenviados al router de siguiente salto asociado a la ruta predeterminada. Esta ruta recibe el nombre de gateway de último recurso. Cuando en un router hay una ruta predeterminada configurada, es posible verla en la salida.
Siguiente Salto: Dónde Irá el Paquete a Continuación
El siguiente salto es la dirección del dispositivo que procesará el paquete a continuación. Para un host de una red, la dirección del gateway predeterminado es el siguiente salto para todos los paquetes destinados a otra red.
A medida que cada paquete alcanza un router, la dirección de la red de destino se examina y compara con las rutas de la tabla de enrutamiento.
Reenvío de un Paquete: Mover el Paquete Hasta su Destino
El enrutamiento se lleva a cabo paquete a paquete y salto a salto. Cada paquete es tratado independientemente por cada router a lo largo del camino. En cada salto, el router examina la dirección IP de destino de cada paquete y después comprueba la tabla de enrutamiento. A continuación, el router realizará una de las siguientes tareas con el paquete:
- Reenviarlo al router de siguiente salto
- Reenviarlo al host de destino
- Descartarlo
Un router ejecuta los siguientes pasos para determinar la acción apropiada:
- Como dispositivo intermedio, el router procesa el paquete en la capa de red.
- El router examina la dirección IP.
- El router examina la tabla de enrutamiento para localizar una coincidencia.
- El router selecciona el siguiente salto.
- A continuación, el router toma una de las siguientes posibilidades: