Introducción al enrutamiento y reenvío de paquetes Conceptos y protocolos de enrutamiento: capítulo 1 © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 1 Objetivos Identificar un router como una computadora con un sistema operativo (SO) y un hardware diseñado para el proceso de enrutamiento. Demostrar la capacidad para configurar dispositivos y aplicar direcciones. Describir la estructura de una tabla de enrutamiento. Describir de qué manera un router determina una ruta y conmuta paquetes. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 2 Los Routers son computadoras Un router es una computadora especializada en enviar paquetes en redes de datos. Responsables por interconectar redes a través de la selección de la mejor ruta para llegar al destino. Componentes de hardware y software: CPU RAM ROM Sistema Operativo © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 3 Los Routers son computadoras Componentes de un router y sus funciones CPU – Ejecuta las instrucciones del sistema operativo: Iniciar sistema Funciones de enrutamiento Funciones de conmutación RAM (Random Access Memory) – La RAM almacena los siguientes componentes: Sistema Operativo: El IOS (Internetwork Operative System) de Cisco se copia en la RAM durante el arranque. Tabla de enrutamiento IP: Contiene información sobre redes directamente conectadas y remotas. Se utiliza para determinar la mejor ruta para enviar paquetes. Cache ARP Buffer de Paquetes Running configuration La RAM pierde su contenido cuando un router se apaga. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 4 Los Routers son computadoras Componentes de un router y sus funciones ROM (Read-only memory) – La ROM almacena los siguientes componentes: Instrucciones de bootstrap Software de diagnóstico básico Versión de IOS a escala reducida. La ROM utiliza firmware. La ROM no pierde su contenido cuando el router se apaga. NVRAM (Non-volatile RAM) – Almacena la configuración de arranque (startup configuration). La configuración incluye : parámetros IP. La NVRAM no pierde su contenido cuando el router se apaga. Memoria Flash – Contiene el sistema operativo. Consiste en SIMMs o tarjetas PCMCIA, pueden ser actualizadas para aumentar la cantidad de memoria. Interfaces – Existen múltiples interfaces físicas, se utilizan para interconectar redes. Ethernet/Fast ethernet Interfaces seriales Interfaces de administración © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 5 Sistema Operativo de Internetwork El IOS de Cisco es un sistema operativo multitarea integrado a las funciones de enrutamiento, conmutación, internetworking y telecomunicaciones. Existen muchas imágenes diferentes de IOS dependiendo de las características y el modelo del router. Mas funciones, IOS más grande, más memoria flash y RAM. IPv6, NAT, etc. La interfaz de línea de comandos (CLI) es el método más común para configurar los routers Cisco, algunos routers proveen también GUI © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 6 Proceso de arranque del router 1. Ejecución del POST (Autodiagnóstico al encender) 2. Carga del programa de bootstrap 3. ubicación y carga del software Cisco IOS 4. Ubicación y carga del archivo de configuración de inicio o ingreso al modo de setup. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 7 Verificación del proceso de arranque El comando show version se utiliza para ver información del router sobre el proceso de arranque. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 8 Dentro del Router Interfaces de Router Puertos de Administración.- No se usan para el reenvío de paquetes El puerto de administración más común es el puerto de consola. Se utiliza en la configuración inicial del router. Se conecta a través de una PC mediante un programa de emulación de terminal El otro puerto de administración (no es común en todos los routers), es el puerto AUX © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 9 Dentro del Router Interfaces del Router Este tipo de interfaz (WAN o LAN) se utilizan para recibir y reenviar paquetes. Los routers conectan diferentes tipos de redes, para el acceso a la LAN pueden tener interfaces del tipo FastEthernet, así como distintos tipos de interfaces WAN (T1,DSL, ISDN) Los routers Cisco utilizan indicadores (LEDs) para proveer información del estado de las interfaces. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 10 Dentro del Router Interfaces del Router (cont.) Las interfaces pertenecen a diferentes redes. Cada interfaz tiene configurada una dirección IP en una red diferente. Interfaz LAN. Como su nombre lo indica es una interfaz que se utiliza para conectar un router a la LAN de la misma manera que una NIC conecta una PC a la LAN. El router contiene una dirección de capa 2 (mac-address) que participa en los procesos ARP, también contiene un cache ARP. La interfaz del router generalmente utiliza un conector RJ-45. Router a Router/PC – cable cruzado Router a Switch – cable directo © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 11 Dentro del Router Interfaces del Router (cont.) Interfaces WAN. Se utilizan para conectar los routers a redes externas, utilizan diferentes conectores, el encapsulamiento a nivel de capa 2 puede ser: PPP, FrameRelay, HDLC. Cada interfaz WAN tiene su propia dirección IP que la identifica de forma única en una red específica. Utilizan sus propias direcciones de capa 2 dependiendo de la tecnología. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 12 Dentro del Router Router y la capa de Red La principal función del router es recibir paquetes en una interfaz y reenviarlos en otra interfaz* revisando la dirección de destino de los paquetes. A esto se denomina proceso de enrutamiento. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 13 Dentro del Router Router y la capa de Red Los routers operan en las capas 1, 2 y 3. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 14 Configuración y direccionamiento de la CLI Implementación de esquemas de direccionamiento básicos. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 15 Configuración y direccionamiento de la CLI Configuración básica del Router Durante la configuración inicial se realizan algunas tareas básicas. Nombre Contraseñas Mensajes © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 16 Configuración y direccionamiento de la CLI Configuración básica del Router R1(config-if)#clock rate 64000 © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 17 Configuración y direccionamiento de la CLI Verificación de la configuración básica R1#show running-config R1#copy running-config startup-config R1#show startup-config R1#copy running-config startup-config R1# show ip route R1# show interfaces R1#show ip interface brief © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 18 Construcción de la tabla de enrutamiento Introducción de la tabla de enrutamiento El router busca la información de enrutamiento almacenada en su tabla de enrutamiento. La tabla de enrutamiento se encuentra en la RAM, básicamente contiene asociaciones entre redes y el siguiente salto, también puede ser la interfaz de salida hacia el destino final. Si la relación entre red e interfaz de salida corresponde a la red de destino, se trata de una red directamente conectada. Una red remota es una red que no está directamente conectada al router, a esta red solo se puede llegar enviando los paquetes a otro router. Las redes remotas se agregan a la tabla de enrutamiento de forma estática o dinámica. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 19 Construcción de la tabla de enrutamiento Introducción de la tabla de enrutamiento El comando show ip route © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 20 Construcción de la tabla de enrutamiento Redes conectadas directamente Cuando se configura una interfaz (activación + direccionamiento IP) se agrega a la tabla de enrutamiento la red a la pertenece la IP de la interfaz como red directamente conectada. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 21 Construcción de la tabla de enrutamiento Enrutamiento estático Se configura manualmente por el administrador. Incluye la dirección y la máscara de la red de destino, junto con la dirección IP del router del siguiente salto o la interfaz de salida. Las rutas estáticas tienen la letra S como código en la tabla de enrutamiento. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 22 Construcción de la tabla de enrutamiento Enrutamiento estático Se utiliza enrutamiento estático cuando: Una red está compuesta por unos pocos routers solamente Una red se conecta a Internet solamente a través de un único ISP Una red extensa está configurada con una topología (hub-and-spoke) Generalmente una tabla de enrutamiento contiene una combinación entre rutas directamente conectadas, rutas estáticas y generadas por protocolos de enrutamiento. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 23 Construcción de la tabla de enrutamiento Enrutamiento dinámico En este caso las redes remotas son agregadas por protocolos de enrutamiento dinámico. En la figura, la red 192.168.4.0/25 aparece en R1, aprendida desde R2 a través del protocolo de enrutamiento dinámico RIP (Routing Information Protocol) En la tabla de enrutamiento, esta entrada tiene el código R (RIP). © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 24 Construcción de la tabla de enrutamiento Enrutamiento dinámico (Cont.) Los protocolos de enrutamiento ejecutan varias actividades. Descubrimiento automático de las redes Compartir información sobre las redes que un router conoce (ej. Redes directamente conectadas) con otro. Mantenimiento de las tablas de enrutamiento Después del descubrimiento inicial de la red, los protocolos de enrutamiento dinámico actualizan y mantienen las tablas de enrutamiento. Determinar el mejor camino. Determinar el mejor camino nuevo si el anterior se vuelve inutilizable. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 25 Construcción de la tabla de enrutamiento Protocolos de enrutamiento dinámico Protocolo de información de enrutamiento (RIP, Routing Information Protocol) Protocolo de enrutamiento de gateway interior (IGRP, Interior Gateway Routing Protocol) Protocolo de enrutamiento de gateway interior mejorado (EIGRP, Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) Open Shortest Path First (OSPF) Intermediate-System-to-Intermediate-System (IS-IS) Protocolo de gateway fronterizo (BGP, Border Gateway Protocol) CCNA2: RIP (versión 1 y 2), EIGRP y OSPF © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 26 Construcción de la tabla de enrutamiento Principios de la tabla de enrutamiento 1. Cada router toma sus propias decisiones en forma independiente, según la información de su propia tabla de enrutamiento. 2. El hecho de que un router tenga cierta información en su tabla de enrutamiento no significa que los otros routers tengan la misma información. 3. La información de enrutamiento acerca de una ruta de una red a otra no proporciona información de enrutamiento acerca de la ruta inversa o de retorno. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 27 Construcción de la tabla de enrutamiento Enrutamiento asimétrico Dado que los routers no necesariamente tienen la misma información en sus tablas de enrutamiento, los paquetes pueden recorrer la red en un sentido, utilizando un camino, y regresar por otro camino El enrutamiento asimétrico es más común en Internet, que usa el protocolo de enrutamiento BGP El administrador de la red debe verificar la siguiente información de enrutamiento: ¿Existe una ruta de origen a destino que esté disponible en ambos sentidos? ¿La ruta que se tomó en ambos sentidos es la misma ruta? (El enrutamiento asimétrico no es inusual, pero a veces puede causar otros problemas). © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 28 Determinación de ruta y funciones de conmutación Campos de paquetes y tramas © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 29 Determinación de ruta y funciones de conmutación La métrica y el mejor camino Un router solo pública las mejores rutas en la tabla de enrutamiento. Si existe más de una camino hacia la misma red de destino el router escoge la ruta más optima (la más corta) Para saber el mejor camino, el router utiliza la ‘métrica’ (distancia para llegar al destino) RIP (conteo de saltos) OSPF (ancho de banda) © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 30 Determinación de ruta y funciones de conmutación Balanceo de carga del mismo costo Cuando un router tiene múltiples rutas hacia un mismo destino con la misma métrica, el router hace un balanceo de carga. Un router bajo ciertas condiciones puede hacer balanceo de carga con rutas de métrica distinta. © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 31 Determinación de ruta y funciones de conmutación Determinación de ruta Dos funciones durante el reenvío de paquetes. Determinación de la ruta Conmutación La búsqueda de una ruta en la tabla de enrutamiento puede tener los siguientes resultados: Red directamente conectada Red remota Sin determinación de ruta © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 32 Determinación de ruta y funciones de conmutación Función de conmutación Después de determinar la mejor ruta, el router debe encapsular el paquete para que pueda ser entregado por la interfaz de salida. Conmutación es el proceso de aceptar un paquete por una interfaz y reenviarlo a otra interfaz © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 33 Resumen © 2006 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Información pública de Cisco 34
