RESUMEN MODULO 10
RESUMEN MODULO 10Protocolos Enrutables y EnrutadosUn protocolo
es un conjunto de reglas que determina cmo se comunican los
computadores entre s a travs de las redes. Los computadores se
comunican intercambiando mensajes de datos. Para aceptar y actuar
sobre estos mensajes, los computadores deben contar con
definiciones de cmo interpretar el mensaje. Los ejemplos de
mensajes incluyen aquellos que establecen una conexin a una mquina
remota, mensajes de correo electrnico y archivos que se transmiten
en la red. Un protocolo describe lo siguiente:
El formato al cual el mensaje se debe conformar
La manera en que los computadores intercambian un mensaje dentro
del contexto de una actividad en particular
Un protocolo enrutado permite que un Router enve datos entre
nodos de diferentes redes. Para que un protocolo sea enrutable,
debe admitir la capacidad de asignar a cada dispositivo individual
un nmero de red y uno de Host. Algunos protocolos como los IPX,
requieren slo de un nmero de red porque estos protocolos utilizan
la direccin MAC del Host como nmero de Host. Otros protocolos, como
el IP, requieren una direccin completa que especifique la porcin de
red y la porcin de Host. Estos protocolos tambin necesitan una
mscara de red para diferenciar estos dos nmeros. La direccin de red
se obtiene al realizar la operacin "AND" con la direccin y la
mscara de red.La razn por la que se utiliza una mscara de red es
para permitir que grupos de direcciones IP secuenciales sean
considerados como una sola unidad.
IP como Protocolo Enrutado
El Protocolo Internet (IP) es la implementacin ms popular de un
esquema de direccionamiento de red jerrquico. IP es un protocolo de
entrega no orientado a la conexin, poco confiable y de mximo
esfuerzo. IP determina la ruta ms eficiente para los datos basndose
en el protocolo de enrutamiento.Propagacin y Conmutacin de los
paquetes dentro de un router
A medida que un paquete pasa por la internetwork a su destino
final, los encabezados y la informacin final de la trama de Capa 2
se eliminan y se remplazan en cada dispositivo de Capa 3. Esto
sucede porque las unidades de datos de Capa 2, es decir, las
tramas, son para direccionamiento local. Las unidades de datos de
Capa 3 (los paquetes) son para direccionamiento de extremo a
extremo. El tipo de direccionamiento de Capa 2 utilizado, las
tramas estn diseadas para operar dentro del dominio de broadcast de
Capa 2, y cuando los datos atraviesan un dispositivo de Capa 3, la
informacin de Capa 2 cambia. Protocolo Internet IPLa mayora de los
servicios utilizan sistemas de entrega no orientados a conexin. Es
posible que los diferentes paquetes tomen distintas rutas para
transitar por la red, pero se reensamblan al llegar a su destino.
En un sistema no orientado a conexin, no se comunica con el destino
antes de enviar un paquete. La Internet es una red gigante no
orientada a conexin en la cual la mayora de la entrega de los
paquetes la lleva a cabo IP. TCP aade la confiabilidad de la Capa 4
a servicios no orientados a conexin de comunicacin con IP.Anatoma
de un paquete IP
Los paquetes IP constan de los datos de las capas superiores ms
el encabezado IP. El encabezado IP est formado por lo siguiente:
Versin: Especifica el formato del encabezado de IP. Este campo de
cuatro bits contiene el nmero 4 si el encabezado es IPv4 o el nmero
6 si el encabezado es IPV6. Sin embargo este campo no se usa para
distinguir entre ambas versiones, para esto se usa el campo de tipo
que se encuentra en el encabezado de la trama de capa 2.
Longitud del encabezado IP (HLEN): Indica la longitud del
encabezado del datagrama en palabras de 32 bits. Este nmero
representa la longitud total de toda la informacin del encabezado,
e incluye los dos campos de encabezados de longitud variable.
Tipo de servicio (TOS): Especifica el nivel de importancia que
le ha sido asignado por un protocolo de capa superior en
particular, 8 bits.
Longitud total: Especifica la longitud total de todo el paquete
en bytes, incluyendo los datos y el encabezado, 16 bits. Para
calcular la longitud de la carga de datos reste HLEN a la longitud
total.
Identificacin: Contiene un nmero entero que identifica el
datagrama actual, 16 bits. Este es el nmero de secuencia.
Sealadores: Un campo de tres bits en el que los dos bits de
menor peso controlan la fragmentacin. Un bit especifica si el
paquete puede fragmentarse, y el otro especifica si el paquete es
el ltimo fragmento en una serie de paquetes fragmentados.
Desplazamiento de fragmentos: usado para ensamblar los
fragmentos de datagramas, 13 bits. Este campo permite que el campo
anterior termine en un lmite de 16 bits.
Tiempo de existencia (TTL): campo que especifica el nmero de
saltos que un paquete puede recorrer. Este nmero disminuye por uno
cuando el paquete pasa por un Router. Cuando el contador llega a
cero el paquete se elimina. Esto evita que los paquetes entren en
un loop (bucle) interminable.
Protocolo: indica cul es el protocolo de capa superior, por
ejemplo, TCP o UDP, que recibe el paquete entrante luego de que se
ha completado el procesamiento IP, ocho bits.
Checksum del encabezado: ayuda a garantizar la integridad del
encabezado IP, 16 bits.
Direccin de origen: especifica la direccin IP del nodo emisor,
32 bits.
Direccin de destino: especifica la direccin IP del nodo
receptor, 32 bits.
Opciones: permite que IP admita varias opciones, como seguridad,
longitud variable.
Relleno: se agregan ceros adicionales a este campo para
garantizar que el encabezado IP siempre sea un mltiplo de 32
bits
Datos: contiene informacin de capa superior, longitud variable
hasta un de mximo 64 Kb.
Aunque las direcciones de origen y destino IP son importantes,
los otros campos del encabezado han hecho que IP sea muy flexible.
Los campos del encabezado contienen las direcciones origen y
destino del paquete y generalmente incluyen la longutid del
mensaje. La informacin para enrutar el mensaje tambin est includa
en el encabezado de IP, el cual puede ser largo y complejo.10.2
Protocolos de Enrutamiento IP
Descripcin del enrutamientoLa funcin de enrutamiento es una
funcin de la Capa 3 del modelo OSI. El enrutamiento es un esquema
de organizacin jerrquico que permite que se agrupen direcciones
individuales. Estas direcciones individuales son tratadas como
unidades nicas hasta que se necesita la direccin destino para la
entrega final de los datos.El enrutamiento es el proceso de hallar
la ruta ms eficiente desde un dispositivo a otro. El dispositivo
primario que realiza el proceso de enrutamiento es el Router. Las
siguientes son las dos funciones principales de un Router:
Los Routers deben mantener tablas de enrutamiento y asegurarse
de que otros Routers conozcan las modificaciones a la topologa de
la red. Esta funcin se lleva a cabo utilizando un protocolo de
enrutamiento para comunicar la informacin de la red a otros
Routers.
Cuando los paquetes llegan a una interfaz, el Router debe
utilizar la tabla de enrutamietno para establecer el destino. El
Router enva los paquetes a la interfaz apropiada, agrega la
informacin de entramado necesaria para esa interfaz, y luego
transmite la trama.
Un Router es un dispositivo de la capa de red que usa una o ms
mtricas de enrutamiento para determinar cul es la ruta ptima a
travs de la cual se debe enviar el trfico de red. Las mtricas de
enrutamiento son valores que se utilizan para determinar las
ventajas de una ruta sobre otra. Los protocolos de enrutamiento
utilizan varias combinaciones de mtricas para determinar la mejor
ruta para los datos. El protocolo enrutable ms comn, el protocolo
de Internet (IP) Otros ejemplos de protocolos enrutables incluyen
IPX/SPX y AppleTalk. Estos protocolos admiten la Capa 3. Los
protocolos no enrutables no admiten la Capa 3. El protocolo no
enrutable ms comn es el NetBEUI. NetBeui es un protocolo pequeo,
veloz y eficiente que est limitado a la entrega de tramas de un
segmento.
El enrutamiento en comparacin con la conmutacin
A menudo, se compara el enrutamiento con la conmutacin. Se puede
pensar que el enrutamiento y la conmutacin cumplen la misma funcin.
La diferencia bsica es que la conmutacin tiene lugar en la Capa 2,
o sea, la capa de enlace de los datos, en el modelo OSI y el
enrutamiento en la Capa 3. Esta diferencia significa que el
enrutamiento y la conmutacin usan informacin diferente en el
proceso de desplazar los datos desde el origen al destino.Cada
interfaz de computador y de Router mantiene una tabla ARP para
comunicaciones de Capa 2. La tabla ARP funciona slo para el dominio
de broadcast al cual est conectada.. El Router tambin mantiene una
tabla de enrutamiento que le permite enrutar los datos fuera del
dominio de broadcast. Cada componente de la tabla ARP contiene un
par de direcciones IP-MAC.
Las tablas de enrutamiento tambin registran cmo se inform la
ruta (en este caso ya sea directamente conectada [C] o informada
por RIP [R]), la direccin IP de red de las redes alcanzables, el
nmero de saltos o distancia hasta dichas redes, y la interfaz por
la que los datos deben enviarse para llegar a la red de destino.
Los switches Capa 2 construyen su tabla usando direcciones MAC.
Cuando un host va a mandar informacin a una direccin IP que no es
local, entonces manda la trama al router ms cercano., tambin
conocida como su Gateway por defecto. El Host utiliza las
direcciones MAC del Router como la direccin MAC destino.
Un host sabe la direccin IP del router puesto que en la
configuracin del host se incluye la direccin del Gateway por
defecto.nicamente un switch mantiene una tabla de direcciones MAC
conocidas, el router mantiene una tabla de direcciones IP. Las
direcciones MAC no estn organizadas de forma lgica. Las IP estn
organizadas de manera jerrquica. Un switch soporta un nmero
limitado de direcciones MAC desorganizadas debido a que slo tiene
que buscar direcciones MAC que estn dentro de su segmento. Los
Routers necesitan administrar un mayor volumen de direcciones.
Entonces, los Routers necesitan un sistema de direccionamiento
organizado que pueda agrupar direcciones similares y tratarlas como
una sola unidad de red hasta que los datos alcancen el segmento
destino. Si las direcciones IP no estuvieran organizadas, Internet
simplemente no funcionara. Sera como tener una biblioteca que
contiene una pila enorme con millones de pginas sueltas de material
impreso. Este material resultara intil porque sera imposible ubicar
un documento en particular.
Otra diferencia entre las redes conmutadas y enrutadas es que
las redes conmutadas no bloquean los broadcasts. Como resultado,
los Switches pueden resultar abrumados por las tormentas de
broadcast. Los Routers bloquean los broadcasts de LAN, de modo que
una tormenta de broadcast slo afecta el dominio de broadcast de
origen. Debido a que los Routers bloquean broadcasts, pueden
brindar un mayor nivel de seguridad y control de ancho de banda que
los Switches.Enrutado comparado con enrutamiento
Los protocolos usados en la capa de red que transfieren datos de
un Host a otro a travs de un Router se denominan protocolos
enrutados o enrutables. Los protocolos enrutados transportan datos
a travs de la red. Los protocolos de enrutamiento permiten que los
Routers elijan la mejor ruta posible para los datos desde el origen
hasta el destino.
Las funciones de un protocolo enrutado incluyen lo
siguiente:Incluir cualquier conjunto de protocolos de red que
ofrece informacin suficiente en su direccin de capa para permitir
que un Router lo enve al dispositivo siguiente y finalmente a su
destino. Definir el formato y uso de los campos dentro de un
paquete.
El Protocolo Internet (IP) y el intercambio de paquetes de
internetworking (IPX) de Novell son ejemplos de protocolos
enrutados. Otros ejemplos son DECnet, AppleTalk, Banyan VINES y
Xerox Network Systems (XNS).
Los Routers utilizan los protocolos de enrutamiento para
intercambiar las tablas de enrutamiento y compartir la informacin
de enrutamiento. En otras palabras, los protocolos de enrutamiento
permiten enrutar protocolos enrutados.
Las funciones de un protocolo de enrutamiento incluyen lo
siguiente:Ofrecer procesos para compartir la informacin de ruta.
Permitir que los Routers se comuniquen con otros Routers para
actualizar y mantener las tablas de enrutamiento.
Los ejemplos de protocolos de enrutamiento que admiten el
protocolo enrutado IP incluyen el Protocolo de informacin de
enrutamiento (RIP) y el Protocolo de enrutamiento de Gateway
interior (IGRP), el Protocolo primero de la ruta libre ms corta
(OSPF), el Protocolo de Gateway fronterizo (BGP), el IGRP mejorado
(EIGRP).
Determinacin de la rutaLa determinacin de la ruta permite que un
Router compare la direccin destino con las rutas disponibles en la
tabla de enrutamiento, y seleccione la mejor ruta. Los Routers
conocen las rutas disponibles por medio del enrutamiento esttico o
dinmico. Las rutas configuradas de forma manual por el
administrador de la red son las rutas estticas. Las rutas
aprendidas por medio de otros Routers usando un protocolo de
enrutamiento son las rutas dinmicas. El Router utiliza la
determinacin de la ruta para decidir por cul puerto debe enviar un
paquete en su trayecto al destino. Este proceso se conoce como
enrutamiento del paquete. Cada Router que un paquete encuentra a lo
largo del trayecto se conoce como salto. El nmero de saltos es la
distancia cubierta. Los Routers pueden tomar decisiones basndose en
la carga, el ancho de banda, el retardo, el costo y la
confiabilidad en los enlaces de red.
Se utiliza el siguiente proceso durante la determinacin de la
ruta para cada paquete que se enruta:
El router compara la direccin IP del paquete recibido contra las
tablas que tiene.
Se obtiene la direccin destino del paquete .
Se aplica la mscara de la primera entrada en la tabla de
enrutamiento a la direccin destino.
Se compara el destino enmascarado y la entrada de la tabla de
enrutamiento.
Si hay concordancia, el paquete se enva al puerto que est
asociado con la entrada de la tabla.
Si no hay concordancia, se compara con la siguiente entrada de
la tabla.
Si el paquete no concuerda con ninguno de las entradas de la
tabla, el Router verifica si se envi una ruta por defecto.
Si se envi una ruta por defecto, el paquete se enva al puerto
asociado. Una ruta por defecto es aquella que est configurada por
el administrador de la red como la ruta que debe usarse si no
existe concordancia con las entradas de la tabla de
enrutamiento.
El paquete se elimina si no hay una ruta por defecto. Por lo
general se enva un mensaje al dispositivo emisor que indica que no
se alcanz el destino.
Tablas de enrutamiento
Los protocolos de enrutamiento llenan las tablas de enrutamiento
con una amplia variedad de informacin. Esta informacin vara segn el
protocolo de enrutamiento utilizado. Las tablas de enrutamiento
contienen la informacin necesaria para enviar paquetes de datos a
travs de redes conectadas. Los dispositivos de Capa 3 interconectan
dominios de broadcast o LAN. Se requiere un esquema de
direccionamiento jerrquico para poder transferir los datos.Los
Routers mantienen informacin importante en sus tablas de
enrutamiento, que incluye lo siguiente: Tipo de protocolo: el tipo
de protocolo de enrutamiento que cre la entrada en la tabla de
enrutamiento.
Asociaciones entre destino/siguiente salto: estas asociaciones
le dicen al Router que un destino en particular est directamente
conectado al Router, o que puede ser alcanzado utilizando un Router
denominado "salto siguiente" en el trayecto hacia el destino final.
Cuando un Router recibe un paquete entrante, lee la direccin
destino y verifica si hay concordancia entre esta direccin y una
entrada de la tabla de enrutamiento.
Mtrica de enrutamiento: los distintos protocolos de enrutamiento
utilizan mtricas de enrutamiento distintas. Las mtricas de
enrutamiento se utilizan para determinar la conveniencia de una
ruta. Por ejemplo, el nmeros de saltos es la nica mtrica de
enrutamiento que utiliza el protocolo de informacin de enrutamiento
(RIP). El Protocolo de enrutamiento Gateway interior (IGRP) utiliza
una combinacin de ancho de banda, carga, retardo y confiabilidad
como mtricas para crear un valor mtrico compuesto.
Interfaces de salida: la interfaz por la que se envan los datos
para llegar a su destino final.
Los Routers se comunican entre s para mantener sus tablas de
enrutamiento por medio de la transmisin de mensajes de actualizacin
del enrutamiento. Algunos protocolos de enrutamiento transmiten
estos mensajes de forma peridica, mientras que otros lo hacen
cuando hay cambios en la topologa de la red. Algunos protocolos
transmiten toda la tabla de enrutamiento en cada mensaje de
actualizacin, y otros transmiten slo las rutas que se han
modificado. Un Router crea y guarda su tabla de enrutamiento,
analizando las actualizaciones de enrutamiento de los Routers
vecinos.
Algoritmos de enrutamiento y mtricas
Un algoritmo es una solucin detallada a un problema. En el caso
de paquetes de enrutamiento, diferentes protocolos utilizan
distintos algoritmos para decidir por cul puerto debe enviarse un
paquete entrante. Los algoritmos de enrutamiento dependen de las
mtricas para tomar estas decisiones.
Los protocolos de enrutamiento con frecuencia tienen uno o ms de
los siguientes objetivos de diseo: Optimizacin: la optimizacin
describe la capacidad del algoritmo de enrutamiento de seleccionar
la mejor ruta. La mejor ruta depende de las mtricas y el peso de
las mtricas que se usan para hacer el clculo. Por ejemplo, un
algoritmo puede utilizar tanto las mtricas del nmero de saltos como
la del retardo, pero puede considerar las mtricas de retardo como
de mayor peso en el clculo.
Simplicidad y bajo gasto: cuanto ms simple sea el algoritmo, ms
eficientemente ser procesado por la CPU y la memoria del Router.
Esto es importante ya que la red puede aumentar en grandes
proporciones, como la Internet.
Solidez y estabilidad: un algoritmo debe funcionar de manera
correcta cuando se enfrenta con una situacin inusual o desconocida;
por ejemplo, fallas en el hardware, condiciones de carga elevada y
errores en la implementacin.
Flexibilidad: un algoritmo de enrutamiento debe adaptarse
rpidamente a una gran variedad de cambios en la red. Estos cambios
incluyen la disponibilidad y memoria del Router, cambios en el
ancho de banda y retardo en la red.
Convergencia rpida: la convergencia es el proceso en el cual
todos los Routers llegan a un acuerdo con respecto a las rutas
disponibles. Cuando un evento en la red provoca cambios en la
disponibilidad de los Routers, se necesitan actualizaciones para
restablecer la conectividad en la red. Los algoritmos de
enrutamiento que convergen lentamente pueden hacer que los datos no
puedan enviarse.
Cada algoritmo de enrutamiento interpreta a su manera lo que es
mejor. El algoritmo genera un nmero, denominado valor mtrico, para
cada ruta a travs de la red. Los algoritmos de enrutamiento
sofisticados basan la eleccin de la ruta en varias mtricas,
combinndolas en un slo valor mtrico compuesto. En general, los
valores mtricos menores indican la ruta preferida. Las mtricas
pueden tomar como base una sola caracterstica de la ruta, o pueden
calcularse tomando en cuenta distintas caractersticas. Las
siguientes son las mtricas ms utilizadas en los protocolos de
enrutamiento:
Ancho de banda: la capacidad de datos de un enlace. En general,
se prefiere un enlace Ethernet de 10 Mbps a una lnea arrendada de
64 kbps.
Retardo: la cantidad de tiempo requerido para transportar un
paquete a lo largo de cada enlace desde el origen hacia el destino
El retardo depende del ancho de banda de los enlaces intermedios,
de la cantidad de datos que pueden almacenarse de forma temporaria
en cada Router, de la congestin de la red, y de la distancia
fsica
Carga: la cantidad de actividad en un recurso de red como, por
ejemplo, un Router o un enlace.
Confiabilidad: generalmente se refiere al ndice de error de cada
enlace de red.
Nmero de saltos: el nmero de Routers que un paquete debe
atravesar antes de llegar a su destino. La distancia que deben
atravesar los datos entre un Router y otro equivale a un salto. Una
ruta cuyo nmero de saltos es cuatro indica que los datos que se
transportan a travs de esa ruta deben pasar por cuatro Routers
antes de llegar a su destino final en la red. Si existen varias
rutas hacia un mismo destino, se elige la ruta con el menor nmero
de saltos.
Tictacs: el retardo en el enlace de datos medido en tictacs de
reloj PC de IBM. Un tictac dura aproximadamente 1/18 de
segundo.
Costo: un valor arbitrario asignado por un administrador de red
que se basa por lo general en el ancho de banda, el gasto monetario
u otra medida.
IGP y EGP
Un sistema autnomo es una red o conjunto de redes bajo un
control comn de administracin, tal como el dominio cisco.com. Un
sistema autnomo est compuesto por Routers que presentan una visin
coherente del enrutamiento al mundo exterior. Los Protocolos de
enrutamiento de Gateway interior (IGP) y los Protocolos de
enrutamiento de Gateway exterior (EGP) son dos tipos de protocolos
de enrutamiento.
Los IGP enrutan datos dentro de un sistema autnomo.Protocolo de
informacin de enrutamiento (RIP) y (RIPv2).
Protocolo de enrutamiento de Gateway interior (IGRP)
Protocolo de enrutamiento de Gateway interior mejorado
(EIGRP)
Primero la ruta libre ms corta (OSPF)
Protocolo de sistema intermedio-sistema intermedio (IS-IS).
Los EGP enrutan datos entre sistemas autnomos. Un ejemplo de EGP
es el protocolo de Gateway fronterizo (BGP).
Estado de Enlace y Vector de DistanciaLos protocolos de
enrutamiento pueden clasificarse en IGP o EGP, lo que describe si
un grupo de Routers se encuentra bajo una sola administracin o no.
Los IGP pueden a su vez clasificarse en protocolos de
vector-distancia o de estado de enlace.El enrutamiento por
vector-distancia determina la direccin y la distancia (vector)
hacia cualquier enlace en la internetwork. La distancia puede ser
el nmero de saltos hasta el enlace. Los Routers que utilizan los
algoritmos de vector-distancia envan todos o parte de las entradas
de su tabla de enrutamiento a los Routers adyacentes de forma
peridica. Esto sucede an si no ha habido modificaciones en la red.
Un Router puede verificar todas las rutas conocidas y realizar las
modificaciones a su tabla de enrutamiento al recibir las
actualizaciones de enrutamiento. Este proceso tambin se llama
"enrutamiento por rumor". La comprensin que el Router tiene de la
red se basa en la perspectiva que tiene el Router adyacente de la
topologa de la red. Los ejemplos de los protocolos por
vector-distancia incluyen los siguientes:
Protocolo de informacin de enrutamiento(RIP): es el IGP ms comn
de la red. RIP utiliza nmeros de saltos como su nica mtrica de
enrutamiento.
Protocolo de enrutamiento de Gateway interior (IGRP): es un IGP
desarrollado por Cisco para resolver problemas relacionados con el
enrutamiento en redes extensas y heterogneas.
IGRP mejorada (EIGRP): esta IGP propiedad de Cisco incluye
varias de las caractersticas de un protocolo de enrutamiento de
estado de enlace. Es por esto que se ha conocido como protocolo
hbrido balanceado, pero en realidad es un protocolo de enrutamiento
vector-distancia avanzado.
Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace se disearon
para superar las limitaciones de los protocolos de enrutamiento
vector distancia. Los protocolos de enrutamiento de estado de
enlace responden rpidamente a las modificaciones en la red,
enviando actualizaciones slo cuando se producen las modificaciones.
Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace envan
actualizaciones peridicas, conocidas como renovaciones de estado de
enlace a rangos ms prolongados; por ejemplo, 30 minutos.
Cuando una ruta o enlace se modifica, el dispositivo que detect
el cambio crea una publicacin de estado de enlace (LSA) en relacin
a ese enlace. Luego la LSA se transmite a todos los dispositivos
vecinos. Cada dispositivo de enrutamiento hace una copia de la LSA,
actualiza su base de datos de estado de enlace y enva la LSA a
todos los dispositivos vecinos. Se necesita esta inundacin de LAS
para estar seguros de que todos los dispositivos de enrutamiento
creen bases de datos que reflejen de forma precisa la topologa de
la red antes de actualizar sus tablas de enrutamiento.
Por lo general, los algoritmos de estado de enlace utilizan sus
bases de datos para crear entradas de tablas de enrutamiento que
prefieran la ruta ms corta. Ejemplos de protocolos de estado de
enlace son: Primero la Ruta Libre Ms Corta (OSPF) y el Sistema
Intermedio a Sistema Intermedio (IS-IS).
Protocolos de EnrutamientoRIP es un protocolo de enrutamiento
vector-distancia que utiliza el nmero de saltos como mtrica para
determinar la direccin y la distancia a cualquier enlace en
internetwork. Si existen varias rutas hasta un destino, RIP elige
la ruta con el menor nmero de saltos. Sin embargo, debido a que el
nmero de saltos es la nica mtrica de enrutamiento que RIP utiliza,
no siempre elige el camino ms rpido hacia el destino. Adems, RIP no
puede enrutar un paquete ms all de los 15 saltos. RIP Versin 1
(RIPv1) necesita que todos los dispositivos de la red utilicen la
misma mscara de subred, debido a que no incluye la informacin de la
mscara en sus actualizaciones de enrutamiento. Esto tambin se
conoce como enrutamiento con clase.RIP Versin 2 (RIPv2) ofrece un
prefijo de enrutamiento y enva informacin de la mscara de subred en
sus actualizaciones. Esto tambin se conoce como enrutamiento sin
clase. En los protocolos sin clase, las distintas subredes dentro
de la misma red pueden tener varias mscaras de subred. El uso de
diferentes mscaras de subred dentro de la misma red se denomina
mscara de subred de longitud variable (VLSM). IGRP es un protocolo
de enrutamiento por vector-distancia desarrollado por Cisco. El
IGRP se desarroll especficamente para ocuparse de los problemas
relacionados con el enrutamiento de grandes redes que no se podan
administrar con protocolos como, por ejemplo, RIP. IGRP puede
elegir la ruta disponible ms rpida basndose en el retardo, el ancho
de banda, la carga y la confiabilidad. IGRP tambin posee un lmite
mximo de nmero de saltos mucho mayor que RIP. IGRP utiliza slo
enrutamiento con clase.
OSPF es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace
desarrollado por la Fuerza de tareas de ingeniera de Internet
(IETF) en 1988. El OSPF se elabor para cubrir las necesidades de
las grandes internetworks escalables que RIP no poda cubrir.
El sistema intermedio-sistema intermedio (IS-IS) es un protocolo
de enrutamiento de estado de enlace utilizado para protocolos
enrutados distintos a IP. El IS-IS integrado es un sistema de
implementacin expandido de IS-IS que admite varios protocolos de
enrutamiento, inclusive IP.
Cisco es propietario de EIGRP y tambin IGRP. EIGRP es una versin
mejorada de IGRP. En especial, EIGRP suministra una eficiencia de
operacin superior tal como una convergencia rpida y un bajo gasto
del ancho de banda. EIGRP es un protocolo mejorado de
vector-distancia que tambin utiliza algunas de las funciones del
protocolo de estado de enlace. Por ello, el EIGRP veces aparece
incluido en la categora de protocolo de enrutamiento hbrido.
El protocolo de Gateway fronterizo (BGP) es un ejemplo de
protocolo de Gateway exterior (EGP). BGP intercambia informacin de
enrutamiento entre sistemas autnomos a la vez que garantiza una
eleccin de ruta libre de loops. BGP es el protocolo principal de
publicacin de rutas utilizado por las compaas ms importantes e ISP
en la Internet. BGP4 es la primera versin de BGP que admite
enrutamiento entre dominios sin clase (CIDR) y agregado de rutas. A
diferencia de los protocolos de Gateway internos (IGP), como RIP,
OSPF y EIGRP, BGP no usa mtricas como nmero de saltos, ancho de
banda, o retardo. En cambio, BGP toma decisiones de enrutamiento
basndose en polticas de la red, o reglas que utilizan varios
atributos de ruta BGP.10.3 Mecanismos de la Divisin en Subredes
Clases de direcciones IP de red
Las clases de direcciones IP ofrecen de 256 a 16,8 millones de
Hosts, como se vio con anterioridad en este mdulo. Para administrar
de forma eficiente un nmero limitado de direcciones IP, todas las
clases pueden subdividirse en subredes ms pequeas.Introduccin y
razones para realizar subredes
Parara crear la estructura de subred, los bits de host se deben
reasignar como bits de subred. Este proceso es a veces denominado
"pedir bits prestados". Sin embargo, un trmino ms preciso sera
"prestar" bits. El punto de inicio de este proceso se encuentra
siempre en el bit del Host del extremo izquierdo, aquel que se
encuentra ms cerca del octeto de red anterior. Las direcciones de
subred incluyen la porcin de red Clase A, Clase B o Clase C adems
de un campo de subred y un campo de Host. El campo de subred y el
campo de Host se crean a partir de la porcin de Host original de la
direccin IP entera. Esto se hace mediante la reasignacin de bits de
la parte de host a la parte original de red de la direccin.La
capacidad de dividir la porcin de Host original de la direccin en
nuevas subredes y campos de Host ofrece flexibilidad de
direccionamiento al administrador de la red.
La divisin en subredes ofrece algo de seguridad ya que el acceso
a las otras subredes est disponible solamente a travs de los
servicios de un Router. Adems, el uso de listas de acceso puede
ofrecer seguridad en el acceso. Estas listas pueden permitir o
negar el acceso a la subred, tomando en cuenta varios criterios, de
esta manera brindan mayor seguridad. Ms tarde se estudiarn las
listas de acceso. Algunos propietarios de redes Clases A y B han
descubierto que la divisin en subredes crea una fuente de ingresos
para la organizacin a travs del alquiler o venta de direcciones IP
que anteriormente no se utilizaban.
Una LAN se percibe como una sola red sin conocimiento de su
estructura de red interna. Esta visin de la red hace que las tablas
de enrutamiento sean pequeas y eficientes. Dada una direccin de
nodo local 147.10.43.14 de la subred 147.10.43.0, el mundo
exteriorslo puede ver la red mayor que se anuncia, la 147.10.0.0.
Esto tiene su razn en que la direccin de la subred local
147.10.43.0 slo es vlida dentro de la LAN donde se aplica el
subneteo.Cmo establecer la direccin de la mscara de subred
La seleccin del nmero de bits a utilizar en el proceso de
divisin en subredes depender del nmero mximo de Hosts que se
requiere por subred. Es necesario tener una buena comprensin de la
matemtica binaria bsica y del valor de posicin de los bits en cada
octeto para calcular el nmero de subredes y Hosts creados cuando se
pide bits prestados.Es posible que los ltimos dos bits del ltimo
octeto nunca se asignen a la subred, sea cual sea la clase de
direccin IP. Estos bits se denominan los dos ltimos bits
significativos. El uso de todos los bits disponibles para crear
subredes, excepto los dos ltimos, dar como resultado subredes con
slo dos Hosts utilizables. Este es un mtodo prctico de conservacin
de direcciones para el direccionamiento de enlace serial de
Routers. Sin embargo, para una LAN que est en funcionamiento, puede
que esto origine gastos prohibitivos en equipos. La mscara de
subred da al Router la informacin necesaria para determinar en qu
red y subred se encuentra un Host determinado. La mscara de subred
se crea mediante el uso de 1s binarios en los bits de red. Los bits
de subred se determinan mediante la suma de los valores de las
posiciones donde se colocaron estos bits. Si se pidieron prestados
tres bits, la mscara para direcciones de Clase C sera
255.255.255.224. Esta mscara se puede representar con una barra
inclinada seguida por un nmero, por ejemplo /27. El nmero
representa el nmero total de bits que fueron utilizados por la red
y la porcin de subred.Para determinar el nmero de bits que se
debern utilizar, el diseador de redes calcula cuntos Hosts necesita
la subred ms grande y el nmero de subredes necesarias. Como
ejemplo, la red require de 6 subredes con 25 usuarios cada una. Un
atajo para determinar cuntos bits se deben reasignar es mediante la
tabla original.La siguiente tabla indica que por cada 6 subredes
que se pueden usar se requieren tres bits en la mscara de subred.
La tabla tambin muestra que se crean hasta 30 usuarios por subred,
lo cual satisface las demandas del esquema que se platea. La
diferencia entre las direcciones vlidas y el total es el resultado
del uso de la primera direccin como el ID de la subred y de la
ltima como la direccin de broadcast para cada subred. El tomar
prestados el nmero adecuado de bits para obtener un nmero
determinado de subredes y de hosts por subred puede generar el
desperdicio de direcciones vlidas en algunas subredes. La habilidad
de usar estas direcciones no la proporciona un enrutamiento con
distincin de clase. Sin embargo, el enrutamiento sin distincin de
clase, el cual se cubrir ms adelante en el curso, permite el uso de
estas direcciones.
El mtodo que se utiliz para crear la tabla de subred puede
usarse para resolver todos los problemas con subredes. Este mtodo
utiliza la siguiente frmula: El nmero de subredes que se pueden
usar es igual a dos a la potencia del nmero de bitsasignados a
subred, menos dos. La razn de restar dos es por las direcciones
reservadas de ID de red y la direccin de broadcast.(2 potencia de
bits prestados) 2 = subredes utilizables
(23) 2 = 6
Nmero de Hosts utilizables = dos elevado a la potencia de los
bits restantes, menos dos (direcciones reservadas para el ID de
subred y el broadcast de subred)(2 potencia de los bits restantes
del Host) 2 = Hosts utilizables
(25) 2 = 30
Aplicacin de la mscara de subredLa tabla de la Figura es un
ejemplo de subredes y direcciones que se crean al asignar tres bits
al campo de la subred. Esto crear ocho subredes con 32 Hosts por
subred. Comience desde cero (0) al asignar nmeros a las subredes.
La primera subred es siempre llamada subred cero. Al llenar la
tabla de subred, tres de los campos son automticos, otros requieren
de clculos. El ID de subred de la subred 0 equivale al nmero
principal de la red, en este caso 192.168.10.0. El ID de broadcast
de toda la red es el mximo nmero posible, en este caso
192.168.10.255. El tercer nmero representa el ID de subred para la
subred nmero siete. Este nmero consiste en los tres octetos de red
con el nmero de mscara de subred insertado en la posicin del cuarto
octeto. Se asignaron tres bits al campo de subred con un valor
acumulativo de 224.
El ID de la subred siete es 192.168.10.224. Al insertar estos
nmeros, se establecen puntos de referencia que verificarn la
exactitud cuando se complete la tabla. Al consultar la tabla de
subredes o al utilizar la frmula, los tres bits asignados al campo
de la subred darn como resultado 32 Hosts en total, asignados a
cada subred. Esta informacin da el nmero de pasos de cada ID de
subred. El ID de cada subred se establece agregando 32 a cada nmero
anterior, comenzando con cero.Observe que el ID de la subred tiene
ceros binarios en la porcin de Host. El campo de broadcast es el
ltimo nmero en cada subred, y tiene unos binarios en la porcin de
Host. La direccin tiene la capacidad de emitir broadcast slo a los
miembros de una sola subred.
Ya que el ID de subred para la subred cero es 192.168.10.0 y hay
un total de 32 Hosts, el ID de broadcast ser 192.168.10.31
Comenzando con el cero, el trigsimo segundo nmero secuencial es el
31.Es importante recordar que cero (0) es un nmero real en el mundo
de networking. El resultado de la columna ID de broadcast puede
completarse usando el mismo proceso que fue utilizado para la
columna ID de la subred. Simplemente agregue 32 al ID de broadcast
anterior de la subred. Otra opcin es comenzar por el final de la
columna y calcular hacia arriba restando uno al ID de subred
anterior.
Como dividir las redes clase A y B en subredes
El procedimiento de dividir las redes de Clase A y B en subredes
es idntico al proceso utilizado para la Clase C, excepto que puede
haber muchos ms bits involucrados. Hay 22 bits disponibles para
asignacin a los campos de subred en una direccin de Clase A, y 14
bits en la de B.
Al asignar 12 bits de una direccin de Clase B a un campo de
subred, se crea una mscara de subred de 255.255.255.240 o /28. Los
ocho bits fueron asignados al tercer octeto dando como resultado
255, el valor total de los ocho bits juntos. Se asignaron cuatro
bits en el cuarto octeto dando 240 como resultado. Recuerde que el
nmero despus de la barra inclinada equivale a la suma total de
todos los bits asignados al campo de subred ms los bits de red
fijos.
Al asignar 20 bits de una direccin de Clase B a un campo de
subred, se crea una mscara de subred de 255.255.255.240 o /28. Los
ocho bits del segundo y tercer octeto fueron asignados al campo de
subred y a cuatro bits del cuarto octeto. En esta situacin, parece
que las mscaras de subred de las direcciones de Clase A y Clase B
son idnticas. A menos que la mscara est relacionada con una
direccin de red, no es posible descifrar cuntos bits fueron
asignados al campo de subred. No importa qu clase de direccin se
necesite dividir en subredes, las reglas son las siguientes:
Subredes totales = 2a la potencia de los bits pedidos Hosts
totales = 2a la potencia de los bits restantes Subredes utilizables
= 2a la potencia de los bits pedidos menos 2 Hosts utilizables= 2a
la potencia de los bits restantesmenos 2 Calculo de la subred de
residencia utilizando la operacin AND
Los Routers utilizan mscaras de subred para establecer las
subredes de origen para nodos individuales. Este proceso se
denomina operacin "AND" lgico. La operacin "AND" es un proceso
binario por medio del cual un Router calcula el ID de la subred
para un paquete entrante. La operacin "AND" es parecida a la
multiplicacin.Este proceso se administra a un nivel binario. Por lo
tanto, es necesario ver la direccin IP y la mscara de forma
binaria. Se realiza la operacin "AND"con la direccin IP y la
direccin de subred y el resultado es el ID de subred. El Router
entonces utiliza esa informacin para enviar el paquete por la
interfaz correcta. La divisin en subredes es algo que debe
aprenderse. Habr que dedicar mucho tiempo a la realizacin de
ejercicios prcticos para desarrollar esquemas flexibles y que
funcionen. Existe una gran variedad de calculadoras de subredes
disponibles en la Web. Sin embargo, un administrador de red debe
saber cmo calcular las subredes de forma manual para disear
esquemas de red efectivos y asegurar la validez de los resultados
obtenidos con una calculadora de subred. La calculadora de subred
no proporcionar el esquema inicial, slo el direccionamiento final.
Tampoco se permite el uso de calculadoras, de ninguna clase,
durante el examen de certificacin.
