CONCEPTOS DE ROUTING

CONCEPTOS DE ROUTING

1. 4.1 CARACTERISTICAS DE UNA RED

   • TOPOLOGIA VELOCIDAD COSTO SEGURIDAD DISPONIBILIDAD ESCALABILIDAD CONFIABILIDAD
   • ¿PORQUE ELEGIR EL ROUTING?
     • La comunicación entre redes no sería posible sin un router que determine la mejor ruta hacia el destino y que reenvíe el tráfico al router siguiente en esa ruta. El router es responsable del routing del tráfico entre redes.
     • LOS ROUTERS SON COMPUTADORAS
       • Para que la mayoría de los dispositivos con capacidad de red funcionen (es decir, las computadoras, las tablet PC y los smartphones), estos requieren los siguientes componentes,
       • Los routers almacenan datos mediante lo siguiente: RAM ROM NVRAM FLASH
       • LOS ROUTERS INTERCONECTAN REDES
         • Un router conecta varias redes, lo que significa que posee varias interfaces, cada una de las cuales pertenece una red IP diferente. Cuando un router recibe un paquete IP en una interfaz, determina qué interfaz debe usar para reenviar el paquete hacia el destino. La interfaz que usa el router para reenviar el paquete puede ser el destino final o una red conectada a otro router que se usa para llegar a la red de destino
         • LOS ROUTERS ELIGEN LAS MEJORES RUTAS
           • Las funciones principales de un router son las siguientes: Determinar la mejor ruta para enviar paquetes. Reenviar paquetes a su destino.
           • MECANISMOS DE REEENVIO DE PAQUETES
             • Switching de procesos Switching rápido Cisco Express Forwarding (CEF)
             • Una analogía frecuente que se usa para describir los tres mecanismos de reenvío de paquetes es la siguiente: El switching de procesos resuelve un problema realizando todos los cálculos matemáticos, incluso si los problemas son idénticos. El switching rápido resuelve un problema realizando todos los cálculos matemáticos una vez y recuerda la respuesta para los problemas posteriores idénticos. CEF soluciona todos los problemas posibles antes de tiempo en una hoja de cálculo.

2. 4.1 CONEXION A UNA REDE

   • Los dispositivos de la oficina doméstica pueden conectarse de la siguiente manera: Las computadoras portátiles y las tablet PC se conectan de forma inalámbrica a un router doméstico. Una impresora de red se conecta mediante un cable Ethernet al puerto de switch en el router doméstico. El router doméstico se conecta al cable módem del proveedor de servicios mediante un cable Ethernet. El cable módem se conecta a la red del proveedor de servicios de Internet (ISP).
   • Los dispositivos de Sucursal se conectan de la siguiente manera: Los recursos corporativos (es decir, los servidores de archivos y las impresoras) se conectan a los switches de capa 2 mediante cables Ethernet. Las computadoras de escritorio y los teléfonos de voz sobre IP (VoIP) se conectan a los switches de capa 2 mediante cables Ethernet. Las computadoras portátiles y los smartphones se conectan de forma inalámbrica a los puntos de acceso inalámbrico (WAP). Los WAP se conectan a los switches mediante cables Ethernet. Los switches de capa 2 se conectan a una interfaz Ethernet en el router perimetral mediante cables Ethernet. Un router perimetral es un dispositivo que se encuentra en el perímetro o el límite de una red y crea rutas entre esa red y otra red, por ejemplo, entre una LAN y una WAN. El router perimetral se conecta al proveedor de servicios (SP) de una WAN. El router perimetral también se conecta a un ISP para propósitos de respaldo.
   • Los dispositivos del sito Central se conectan de la siguiente manera: Las computadoras de escritorio y los teléfonos VoIP se conectan a los switches de capa 2 mediante cables Ethernet. Los switches de capa 2 se conectan de forma redundante a los switches multicapa de capa 3 con cables Ethernet de fibra óptica (conexiones anaranjadas). Los switches multicapa de capa 3 se conectan a una interfaz Ethernet en el router perimetral mediante cables Ethernet. El servidor del sitio web corporativo se conecta a la interfaz del router perimetral mediante un cable Ethernet. El router perimetral se conecta al SP de una WAN. El router perimetral también se conecta a un ISP para propósitos de respaldo.
   • Gateways predeterminados
     • Dirección IP: identifica un host único en una red local. Máscara de subred: identifica con qué subred de la red se puede comunicar el host. Gateway predeterminado: identifica el router al que se debe enviar un paquete cuando el destino no está en la misma subred de la red local.
     • Registro del direccionamiento de red
       • Nombres de los dispositivos Interfaces usadas en el diseño Direcciones IP y máscaras de subred Direcciones de gateway predeterminado
       • Esta información se captura mediante la creación de dos registros útiles de la red: Diagrama de topología: proporciona una referencia visual que indica la conectividad física y el direccionamiento lógico de capa 3. A menudo se crea mediante software, por ejemplo, Microsoft Visio. Tabla de direccionamiento: es una tabla que captura nombres de dispositivos, interfaces, direcciones IPv4, máscaras de subred y direcciones de gateway predeterminado.
       • Habilitación de IP en un host
         • Se puede asignar información de dirección IP a un host de dos formas: ESTATICA DINAMICA
         • LED de dispositivos
           • Los equipos host se conectan a una red conectada por cable mediante una interfaz de red y un cable Ethernet RJ-45. La mayoría de las interfaces de red tienen uno o dos indicadores LED de enlace junto a la interfaz. Generalmente, un LED verde indica una conexión correcta, mientras que un LED verde que parpadea indica actividad de red
           • Acceso a consola
             • El acceso a la consola requiere lo siguiente: Cable de consola: un cable de consola RJ-45 a DB-9 Software de emulación de terminal: Tera Term, PuTTY, HyperTerminal
   • Habilitación de IP en un switch
     • Los dispositivos de infraestructura de red requieren direcciones IP para habilitar la administración remota. Con la dirección IP del dispositivo, el administrador de red puede conectarse al dispositivo de forma remota mediante Telnet, SSH, HTTP o HTTPS.
     • Los switches no tienen una interfaz dedicada a la que se pueda asignar una dirección IP. En cambio, la información de dirección IP se configura en una interfaz virtual denominada “interfaz virtual conmutada” (SVI).

3. CONFIGURACION INICIAL DE UN ROUTER

   • Configuración de parámetros básicos del router
     • Asignar un nombre al dispositivo: para distinguirlo de otros routers. Proteger el acceso de administración: para proteger el acceso a EXEC privilegiado, a EXEC de usuario y el acceso por Telnet, y cifrar las contraseñas con el máximo nivel. Configurar un aviso: para proporcionar notificaciones legales de acceso no autorizado.
     • CONFIGURACION DE UNA INTERFAZ IPv4
       • Los routers admiten redes LAN y WAN, y pueden interconectar distintos tipos de redes; por lo tanto, admiten muchos tipos de interfaces. Por ejemplo, los ISR G2 tienen una o dos interfaces Gigabit Ethernet integradas y ranuras para tarjetas de interfaz WAN de alta velocidad (HWIC) para admitir otros tipos de interfaces de red, incluidas las interfaces seriales, DSL y de cable
       • Configuración de una interfaz de router IPv6
         • Se debe realizar lo siguiente con la interfaz IPv6: Configurar la interfaz con una máscara de subred y una dirección IPv6: use el comando de configuración de interfaz ipv6 address dirección-ipv6/longitud-prefijo [link-local | eui-64]. Activar la interfaz: la interfaz se debe activar mediante el comando no shutdown.
         • Los siguientes comandos se pueden usar para crear, de forma estática, una dirección de unidifusión global o link-local de IPv6: ipv6 address dirección-ipv6 longitud-prefijo ipv6 address dirección-ipv6 /longitud-prefijo eui-64 ipv6 address dirección-ipv6 /longitud-prefijo Link-local  
         • Configuración de una interfaz loopback IPv4
           • El proceso de habilitación y asignación de una dirección de loopback es simple: Router(config)# interface loopback number Router(config-if)#ip address ip-address subnet-mask Router(config-if)# exit
           • Verificación de la configuración de interfaz
             • show ip interface brief show ip route show running-config interface id-interfaz
             • Los dos comandos siguientes se usan para recopilar información más detallada sobre la interfaz: show interfaces : muestra información sobre la interfaz y el conteo de flujo de paquetes de todas las interfaces del dispositivo. show ip interface : muestra la información relacionada con IPv4 de todas las interfaces de un router.
             • Filtrado de los resultados del comando show
               • SHOW RUNNING CONFIG
               • Los parámetros de filtrado que se pueden configurar después de la barra vertical incluyen lo siguiente: SECTION INCLUDE EXCLUDE BEGIN
               • Característica de historial de comandos
                 • La característica de historial de comandos es útil, ya que almacena temporalmente la lista de comandos ejecutados que se deben recuperar.

4. 4.2 DECISIONES DE ROUTING

   • Red conectada directamente Red remota Ninguna ruta determinada
   • Función de switching del router
     • Paso 1. Desencapsula el paquete de capa 3 eliminando el encabezado y el tráiler de la trama de capa 2. Paso 2. Examina la dirección IP de destino del paquete IP para encontrar el mejor camino en la tabla de enrutamiento. Paso 3. Si el router encuentra una ruta hacia el destino, encapsula el paquete de capa 3 en una nueva trama de capa 2 y reenvía la trama por la interfaz de salida.
     • Envío de un paquete
       • la PC1 envía un paquete a la PC2. La PC1 debe determinar si la dirección IPv4 de destino está en la misma red. La PC1 determina su propia subred realizando una operación AND en su propia dirección y máscara de subred IPv4. Esto produce la dirección de red a la que pertenece la PC1. A continuación, la PC1 realiza la misma operación AND con la dirección IPv4 de destino del paquete y la máscara de subred de la PC1.
       • Reenvío al siguiente salto
         • 1. El R1 examina la dirección MAC de destino, que coincide con la dirección MAC de la interfaz receptora, FastEthernet 0/0. Por lo tanto, el R1 copia la trama en su búfer. 2. El R1 distingue que el campo tipo de Ethernet es 0x800, lo que significa que la trama de Ethernet contiene un paquete IPv4 en la porción de datos de la trama. 3. El R1 desencapsula la trama de Ethernet. 4. Dado que la dirección IPv4 de destino del paquete no coincide con ninguna de las redes directamente conectadas del R1, este consulta su tabla de routing para enrutar este paquete.
         • Debido a que la interfaz de salida se encuentra en una red Ethernet, el R1 debe resolver la dirección IPv4 de siguiente salto con una dirección MAC de destino mediante ARP: 1. El R1 busca la dirección IPv4 de siguiente salto 192.168.2.2 en su caché ARP. Si la entrada no aparece en la caché ARP, el R1 envía una solicitud de ARP por la interfaz FastEthernet 0/1, y el R2 envía una respuesta de ARP. A continuación, el R1 actualiza su caché ARP con una entrada para 192.168.2.2 y la dirección MAC asociada. 2. El paquete IPv4 ahora se encapsula en una nueva trama de Ethernet y se reenvía por la interfaz FastEthernet 0/1 del R1.
         • Routing de paquetes
           • 1. El R2 examina la dirección MAC de destino, que coincide con la dirección MAC de la interfaz receptora, FastEthernet 0/0. Por lo tanto, el R2 copia la trama en su búfer. 2. El R2 distingue que el campo tipo de Ethernet es 0x800, lo que significa que la trama de Ethernet contiene un paquete IPv4 en la porción de datos de la trama. 3. El R2 desencapsula la trama de Ethernet. 4. Dado que la dirección IPv4 de destino del paquete no coincide con ninguna de las direcciones de interfaz del R2, este consulta su tabla de routing para enrutar este paquete. 5. El paquete IPv4 ahora se encapsula en una nueva trama de enlace de datos y se envía por la interfaz de salida Serial 0/0/0.
           • Llegar al destino
             • Los siguientes procesos ocurren cuando la trama llega al R3: 1. El R3 copia la trama PPP de enlace de datos en su búfer. 2. El R3 desencapsula la trama PPP de enlace de datos. 3. El R3 busca la dirección IPv4 de destino del paquete en la tabla de routing.
             • Dado que la interfaz de salida es una red Ethernet conectada directamente, el R3 debe resolver la dirección IPv4 de destino del paquete con una dirección MAC de destino: 1. El R3 busca la dirección IPv4 de destino del paquete en la caché del protocolo de resolución de direcciones (ARP) 2. El paquete IPv4 se encapsula en una nueva trama de enlace de datos de Ethernet y se envía por la interfaz FastEthernet 0/0 del R3. 3. Cuando la PC2 recibe la trama, examina la dirección MAC de destino, que coincide con la dirección MAC de la interfaz receptora, la tarjeta de interfaz de red (NIC) Ethernet. Por lo tanto, la PC2 copia el resto de la trama en su búfer. 4. La PC2 distingue que el campo tipo de Ethernet es 0x800, lo que significa que la trama de Ethernet contiene un paquete IPv4 en la porción de datos de la trama. 5. La PC2 desencapsula la trama de Ethernet y envía el paquete IPv4 al proceso IPv4 de su sistema operativo
   • El mejor camino
     • El mejor camino es elegido por un protocolo de enrutamiento en función del valor o la métrica que usa para determinar la distancia para llegar a esa red. Una métrica es un valor cuantitativo que se utiliza para medir la distancia que existe hasta una red determinada. El mejor camino a una red es la ruta con la métrica más baja.
     • A continuación, se indican algunos protocolos dinámicos y las métricas que utilizan: Protocolo de información de routing (RIP): conteo de saltos. Protocolo OSPF (Open Shortest Path First): el costo de Cisco según el ancho de banda acumulativo de origen a destino. Protocolo de routing de gateway interior mejorado (EIGRP): ancho de banda, retraso, carga, confiabilidad.
     • Balanceo de carga
       • Si está configurado correctamente, el balanceo de carga puede aumentar la efectividad y el rendimiento de la red. El balanceo de carga de mismo costo puede configurarse para usar tanto protocolos de enrutamiento dinámico como rutas estáticas.
       • Distancia administrativa
         • El IOS de Cisco utiliza lo que se conoce como “distancia administrativa” (AD) para determinar la ruta que se debe instalar en la tabla de routing de IP. La AD representa la “confiabilidad” de la ruta: cuanto menor sea la AD, más confiable será el origen de la ruta

5. 4.3 FUNCIONAMIENTO DEL ROUTER

   • La tabla de routing
     • La tabla de enrutamiento de un router almacena información sobre lo siguiente: Rutas conectadas directamente: estas rutas provienen de las interfaces activas del router. Los routers agregan una ruta conectada directamente cuando se configura una interfaz con una dirección IP y se activa. Rutas remotas: estas son redes remotas conectadas a otros routers. Las rutas que van a estas redes se pueden configurar de forma estática o dinámica mediante protocolos de routing dinámico
     • Orígenes de la tabla de routing
       • Las entradas en la tabla de routing se pueden agregar como lo siguiente: Interfaces de ruta local Interfaces conectadas directamente Rutas estáticas Protocolo de routing dinámico
       • Los orígenes de las entradas de la tabla de routing se identifican con un código. El código identifica la forma en que se descubrió la ruta L: identifica la dirección asignada a la interfaz de un router. Esto permite que el router determine de forma eficaz si recibe un paquete para la interfaz o para reenviar. C: identifica una red conectada directamente. S: identifica una ruta estática creada para llegar a una red específica. D: identifica una red que se descubre de forma dinámica de otro router con EIGRP. O: indica una red que se descubre de forma dinámica de otro router con el protocolo de routing OSPF.
       • Entradas de tabla de routing de red remota
         • La entrada indica la siguiente información: Origen de la ruta: identifica el modo en que se descubrió la ruta. Red de destino: identifica la dirección de la red remota. Distancia administrativa: identifica la confiabilidad del origen de la ruta. Los valores más bajos indican el origen de ruta preferido. Métrica: identifica el valor asignado para llegar a la red remota. Los valores más bajos indican las rutas preferidas. Siguiente salto: identifica la dirección IPv4 del router siguiente al que se debe reenviar el paquete. Marca de hora de la ruta: identifica el tiempo que pasó desde que se descubrió la ruta. Interfaz de salida: identifica la interfaz de salida que se debe utilizar para reenviar un paquete hacia el destino final.
         • Interfaces conectadas directamente
           • Se le debe asignar una dirección IPv4 o IPv6 válida. Se debe activar mediante el comando no shutdown. Debe recibir una señal portadora de otro dispositivo (router, switch, host, etc.).
           • Entradas de la tabla de routing de redes conectadas directamente
             • Origen de la ruta: identifica el modo en que se descubrió la ruta. Las interfaces conectadas directamente tienen dos códigos de origen de ruta. El código“C” identifica una red conectada directamente. El código “L” identifica la dirección IPv4 asignada a la interfaz del router. Red de destino: la dirección de la red remota. Interfaz de salida: identifica la interfaz de salida que se utiliza para reenviar paquetes a la red de destino.
             • Ejemplos de interfaces conectadas directamente
               • la tabla de routing agrega automáticamente las entradas conectadas (“C”) y locales (“L”).
               • Ejemplo de interfaz IPv6 conectada directamente
                 • Se pueden agregar entradas de ruta de red remota a la tabla de routing mediante los siguientes métodos: Enrutamiento estático Protocolos de enrutamiento dinámico
                 • Rutas estáticas
                   • Las rutas estáticas se configuran de forma manual. Estas definen una ruta explícita entre dos dispositivos de red. A diferencia de los protocolos de routing dinámico, las rutas estáticas no se actualizan automáticamente y se deben reconfigurar de forma manual si se modifica la topología de la red
                   • rutas estáticas IPv6
                     • Para configurar una ruta estática predeterminada IPv6, utilice el comando de configuración global ipv6 route ::/0 {dirección-ipv6 | tipo-interfaz número-interfaz}.
                     • Enrutamiento dinámico
                       • Los routers usan protocolos de enrutamiento dinámico para compartir información sobre el estado y la posibilidad de conexión de redes remotas. Los protocolos de routing dinámico realizan diversas actividades, como la detección de redes y el mantenimiento de las tablas de routing.
                       • Protocolos de routing IPv4
                         • EIGRP: protocolo de routing de gateway interior mejorado OSPF: Open Shortest Path First IS-IS: Intermediate System-to-Intermediate System RIP: protocolo de información de routing
                         • Ejemplos de routing dinámico IPv4
                           • La entrada que comienza con “D*EX” identifica que el origen de esta entrada fue EIGRP (“D"). La ruta es candidata a ser una ruta predeterminada (“*”) y es una ruta externa (“*EX”) reenviada por EIGRP. Las otras dos entradas “D” son rutas instaladas en la tabla de routing según la actualización del R2 que anuncia sus LAN.
                           • Protocolos de routing IPv6
                             • RIPng (RIP de última generación) OSPFv3 EIGRP para IPv6
                             • Ejemplos de routing dinámico IPv6
                               • Para ver la tabla de routing en el R1, introduzca el comando show ipv6 route, como se muestra en la ilustración. En el resultado de la ilustración, se muestra la tabla de routing del R1 después del intercambio de actualizaciones y la convergencia de los routers. Además de las rutas conectadas y locales, hay dos entradas “D” (rutas EIGRP) en la tabla de routing

6. RESUMEN

   • Los routers y los switches Cisco tienen muchas similitudes: admiten sistemas operativos modales y estructuras de comandos similares, así como muchos de los mismos comandos. Una característica que distingue a los switches de los routers es el tipo de interfaces que admite cada uno. Una vez que se configuró una interfaz en ambos dispositivos, se deben utilizar los comandos show adecuados para verificar que la interfaz funcione.