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INSTITUTO TECNOLOGICO DE MORELIA

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Un ruteador es un dispositivo que se encarga de mover paquetes de datos de una ... que los switchs lo hacen en la capa 2 (Enlace) y los Hubs en la 1 (F sica) ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: INSTITUTO TECNOLOGICO DE MORELIA


1
Sistemas Distribuidos
Clase 6
Algoritmos de Ruteo
2
Algoritmos de Ruteo
3
Ruteadores
  • Definición
  • Un ruteador es un dispositivo que se encarga de
    mover paquetes de datos de una red a otra (pueden
    ser entre redes LAN o WAN o una combinación de
    ambas).
  • Funcionamiento
  • Se basan en tablas y protocolos de ruteo. Los
    ruteadores se encargan de leer las direcciones de
    red a donde van los paquetes y se encargan de
    asignar la mejor ruta posible para que logren
    llegar
  • Router http//www.techweb.com/encyclopedia

4
Ruteadores
  • Métricas
  • Para encontrar el mejor camino para un paquete
    utilizan métricas que se basan en tráfico,
    costos, distancias, velocidades, ancho de banda,
    saltos, etc).
  • Capa de funcionamiento
  • Los ruteadores trabajan en la capa 3 (Red)
    mientras que los switchs lo hacen en la capa 2
    (Enlace) y los Hubs en la 1 (Física).
  • Router http//www.techweb.com/encyclopedia

5
Ruteadores- Protocolos
  • Protocolos Empleados
  • Son capaces de soportar varios protocolos como
    IP, IPX, AppleTalk y DECnet pero solamente pueden
    buscar rutas para protocolos que soporten ruteo
    como son IP o IPX.
  • Los mensajes de protocolos no ruteables como
    NetBIOS y LAT, no pueden ser ruteados, solamente
    transferidos de LAN a LAN por medio de un puente
    (bridge). Los mensajes, que utilizan estos
    protocolos, para encontrar su destino es la
    dirección MAC Address (como lo hace el switch).
  • Router http//www.techweb.com/encyclopedia

6
Ruteadores- Protocolos
  • Router http//www.techweb.com/encyclopedia

7
Ruteadores- Protocolos
  • Router http//www.techweb.com/encyclopedia

8
Ruteadores- Ubicación
  • Ubicación de los ruteadores en una red
  • 1) Backbone
  • Los ruteadores más grandes se encuentran en el
    backbone y enlazan mensajes a lo largo del
    backbone.
  • 2) Conexión al Backbone
  • Los ruteadores medianos se encargan de enviar
    mensajes de una Lan a un Backbone.
  • 3) Lan a LAN
  • Son lo que conectan un segmento de red con otro
    segmento y normalmente son los ruteadores más
    pequeños.

9
Ruteadores- Ubicación
10
Ruteadores- Protocolos de Ruteo
  • Protocolos de Ruteo
  • Los protocolos de ruteo se basan en algoritmos
    para encontrar y determinar la mejor ruta desde
    un punto inicial a uno final.
  • Indicando los diferentes puntos por donde debe de
    pasar un paquete para alcanzar su destino.
  • Estos puntos intermedios por donde debe de pasar
    el paquete son los diferentes ruteadores.
  • Router http//www.techweb.com/encyclopedia

11
Ruteadores- Protocolos de Ruteo
  • Protocolos de Ruteo
  • Los protocolos de ruteo también verifican y
    comunican el estado de los ruteadores que se
    encuentran a su alrededor.
  • Esto es con el fin de poder cambiar en forma
    dinámica los caminos que deben de seguir los
    paquetes y no se queden atorados en algún camino.
  • Router http//www.techweb.com/encyclopedia

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Ruteadores- Protocolos de Ruteo
Tablas y Protocolos de Ruteo
  • Router http//www.techweb.com/encyclopedia

13
Ruteadores- Tipos de Enrutamiento
  • Tipos de Enrutamiento
  • 1) Estático
  • Es una ruta fija preprogramada por el
    administrador de la red. Las rutas estáticas no
    pueden utilizar los protocolos de enrutamiento y
    no se actualizan por sí solas después de recibir
    mensajes de actualización, deben actualizarse
    manualmente.
  • 2) Dinámico
  • Son los que utilizan los protocolos de
    enrutamiento y calculan automáticamente las rutas
    a partir de los mensajes de actualización. La
    mayoría de las redes son dinámicas.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
    inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN
    84-481-2727-7

14
Ruteadores- Convergencia
  • Definición
  • Se le denomina Convergencia al instante de tiempo
    que ocurre cuando se logra que todos los
    ruteadores de una red, se han puesto de acuerdo
    en una misma topología.
  • La topología es la forma es que están conectados
    los ruteadores de la red, así como todos las
    rutas posibles que hay entre ellos.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
    inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN
    84-481-2727-7

15
Ruteadores- Convergencia
  • Definición
  • Los cambios en la topología sucede cuando un
    enlace de un ruteador o un ruteador completo se
    ha caído o se ha agregado.
  • Lo cual afecta en la cantidad de rutas posibles
    para los paquetes, las cuales hay que recalcular.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
    inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN
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Ruteadores- Topología
  • Percepción de la Topología Para poder conocer la
    topología de la red, los ruteadores hacen lo
    siguiente
  • Cada ruteador envía mensajes hola a los
    ruteadores vecinos más cercanos a intervalos
    fijos (por ejemplo, una vez cada 90 segundos).
  • Si los ruteadores no reciben un mensaje de
    reconocimiento ACK (Acknowledge) en un periodo
    especificado (por ejemplo, 3 minutos) declaran
    esa ruta inválida.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
    inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN
    84-481-2727-7

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Ruteadores- Topología
  • Percepción de la Topología
  • Si no hay un ACK dentro de un intervalo largo
    (por ejemplo, 7 minutos) el ruteador y las rutas
    que van hacia él se eliminan de la tabla de
    enrutamiento, por lo que se recalculan todas las
    rutas de la red.
  • Problemas de Convergencia
  • Un tiempo de convergencia breve es uno de los
    objetivos de diseño cuando se implementa una
    topología de red.
  • En redes grandes, se requieren de varias
    actualizaciones entre ruteadores para lograr
    converger.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
    inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN
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Ruteadores- Problemas de Convergencia
  • La longitud del tiempo de convergencia depende
    del protocolo de enrutamiento utilizado, del
    tamaño de la red y del lugar donde se producen
    los cambios.
  • Un tiempo elevado de convergencia es un síntoma
    de un funcionamiento pobre de la red.
  • El principal factor que afecta la convergencia es
    el retardo de propagación.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
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Ruteadores- Retardo de Propagación
  • Definición
  • Es el retardo entre el instante en el que se
    envía el paquete y el momento en el que llega a
    su destino.
  • Por lo que no todos los ruteadores reciben al
    mismo tiempo las actualizaciones de la topología.
  • Las grandes redes tienen decenas de ruteadores,
    cientos de segmentos conectados y miles de
    equipos, donde cada uno de ellos es una fuente
    potencial de cambios.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
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Ruteadores- Retardo de Propagación
  • Cuanto mayor es el tamaño de la red, mayor es el
    retardo de propagación y cuantas más rutas
    redundantes se utilicen, más grande es la
    posibilidad de confusión.
  • Bucles de Enrutamiento
  • Definición
  • El retardo de propagación no debería ser un
    problema si los ruteadores convergieran antes de
    que aparezcan nuevos cambios.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
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Ruteadores- Bucles de Enrutamiento
  • Cuanto mayor es el retardo de propagación, hay
    mayor posibilidad de generar bucles de
    enrutamiento.
  • Un bucle de enrutamiento ocurre cuando los
    paquetes en una red no logran alcanzar su destino
    debido a conflictos de información en las tablas
    de ruteo.
  • Esto ocurre cuando se producen muchos cambios, y
    antes de converger, vuelven a suceder cambios en
    la topología de la red creando los bucles, por lo
    que los paquetes no alcazan su destino.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
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Ruteadores- Evitar Bucles
  • Para evitar los ciclos, los protocolos de
    enrutamiento incorporan una serie de mecanismos,
    como son
  • 1) Mantener inactiva
  • No enviar mensajes de una ruta caída durante
    cierto tiempo en lo que los ruteadores confirman
    el estado del enlace.
  • 2) División de horizontes.
  • El objetivo es no anunciar una ruta hacia atrás
    en la dirección de la misma ruta.
  • 3) Actualización inversa hostil
  • Se envían mensajes de actualización de
    enrutamiento que indica que una red no es
    alcanzable.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
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Ruteadores- Métricas
  • Definición
  • Una métrica de enrutamiento es un valor que usa
    un protocolo de enrutamiento para influir en las
    decisiones de enrutamiento.
  • La información de la métrica se almacena en
    tablas de enrutamiento y la utilizan los
    algoritmos de enrutamiento para determinar las
    rutas óptimas hacia los destinos.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
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Ruteadores- Métricas
  • Definición
  • Las métricas más utilizadas son
  • 1) Costo
  • Es el costo teórico que se usa para representar
    el tiempo, dificultad, riesgo y otros factores
    relacionados con una ruta.
  • 2) Distancia
  • No es distancia física en kilómetros o metros de
    cable, sino una distancia teórica. La mayoría de
    las métricas de distancia se basan en el número
    de saltos de una ruta.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
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Ruteadores- Métricas
  • 3) Ancho de banda
  • Para esto se utiliza el rango del ancho de banda
    de un enlace de red.
  • 4) Carga de tráfico
  • Es un número que representa la cantidad de
    tráfico, como el número y tamaño de los paquetes,
    que viajan sobre un enlace durante un periodo de
    tiempo especificado
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
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Ruteadores- Métricas
  • 5) Retardo
  • Se basa en el tiempo que transcurre entre el
    inicio de un ciclo de actualización de
    enrutamiento y el momento en el que todos los
    ruteadores de una red convergen en una topología
    única.
  • 6) Fiabilidad
  • Es un número relativo que se usa para indicar la
    fiabilidad de un enlace.
  • 7) MTU
  • El tamaño máximo de un paquete (máximo de
    unidades de transmisión) que una interfaz de red
    puede manejar, normalmente se expresa en bytes.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
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Ruteadores- Protocolos
  • Existen 3 tipos básicos de arquitectura de los
    protocolos de enrutamiento
  • 1) Protocolos de enrutamiento de distancia
    vectorial
  • Algoritmos sencillos que calculan un valor de
    distancia acumulativa entre enrutadores basándose
    en la cuenta de saltos.
  • 2) Protocolos de enrutamiento de estado del
    enlace
  • Algoritmos sofísticados que mantienen una
    compleja base de datos de la topología de red.
  • 3) Protocolos de enrutamiento híbridos
  • Una combinación de los métodos de distancia
    vectorial y de estado del enlace que intenta
    incorporar las ventajas de ambos y minimizar sus
    desventajas.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
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Ruteadores- Distancia Vectorial
  • En este algoritmo (conocido también como
    Bellman-Ford) los ruteadores pasan sus tablas de
    enrutamiento a sus vecinos inmediatos en todas
    direcciones.
  • En cada intercambio, el enrutador incrementa el
    valor de la distancia recibida para una ruta,
    aplicando así su propio valor a esa ruta.
  • La tabla actualizada se pasa después al exterior
    donde los ruteadores receptores repiten el
    proceso.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
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Ruteadores- Distancia Vectorial
  • Cada ruteador no necesita conocer todo lo
    relativo a otros enlaces, sólo si están allí y
    cuál es la distancia aproximada hasta ellos.
  • Se actualizan cada X tiempo definido previamente
    (p. e. 30 segs.), por lo que no se puede saber el
    estado de los enlaces hasta que se hacen las
    actualizaciones.
  • De lo anterior se ve que es lento de converger.
  • Es susceptible a caer en bucles de enrutamiento.
  • La mayoría de ellos están limitados a 16 saltos y
    se utilizan en redes de menos de 50 ruteadores.
  • Los protocolos más utilizados son RIP e IGRP.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
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Ruteadores- Distancia Vectorial
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
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Ruteadores- Estado del Enlace
  • También es conocido como SPF (Shortest Path First
    Primero el Camino Más Corto).
  • Se basan en el estado de los enlaces de red que
    forman las rutas.
  • El enrutamiento de estado del enlace lo
    administran los eventos.
  • Siempre que cambia el estado de un enlace, los
    ruteadores intercambian una actualización de
    enrutamiento denominada LSA (Link State
    Advertisement Aviso del Estado del Enlace).
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
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Ruteadores- Estado del Enlace
  • Cuando un ruteador recibe una LSA, se utiliza el
    algoritmo del estado del enlace para recalcular
    la ruta más corta hacia los destinos afectados
  • Este protocolo de enrutamiento intenta conocer
    siempre en todo momento la topología de la red,
    mediante la actualización, siempre que sucede un
    cambio.
  • Los cálculos del estado del enlace se basan en el
    algoritmo de Dijkstra (el cual también se conoce
    como el algoritmo SPF).
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
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Ruteadores- Estado del Enlace
  • Con este algoritmo se obtienen rutas nuevas, en
    vez de aplicar simplemente nuevos valores
    distancia a las rutas ya conocidas.
  • Las nuevas rutas calculadas por SPF se introducen
    en la tabla de enrutamiento actualizada.
  • Estas entradas incluyen valores recalculados de
    todas las métricas configuradas para utilizarlas
    en la implementación del estado del enlace.
  • Las métricas posibles son costo, retardo, ancho
    de banda, fiabilidad y otras.
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
    inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN
    84-481-2727-7

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Ruteadores- Híbridos
  • Los protocolos de enrutamiento híbrido utilizan
    métricas de distancia vectorial más precisas en
    un protocolo diseñado para converger rápidamente.
  • Existe un estándar abierto para este protocolo.
  • Existe otra versión propietaria de CISCO que se
    llama EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing
    Protocol Protocolo de Enrutamiento de Pasarela
    Interior Mejorada).
  • 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby
    Velte / traducción de la primera versión en
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Ruteadores- CISCO
  • CISCO
  • Es la compañía lider en el área de ruteadores.
  • La compañía produce ruteadores de todos tipos y
    capacidades.
  • La compañía ha elaborado e implementado los
    protocolos de ruteo más populares de la
    actualidad así como el desarrollo de nuevos
    protocolos.
  • Los ruteadores de la familia CISCO 7500 tienen la
    capacidad de procesar 250,000 paquetes por
    segundo.
  • Router http//www.techweb.com/encyclopedia

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Ruteadores- CISCO 7500
Ruteador CISCO 7500
  • Router http//www.techweb.com/encyclopedia

37
Fin
Algoritmos de Ruteo
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