Conceptos Fundamentales de Enrutamiento y Protocolos de Red

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Conceptos Fundamentales de Enrutamiento de Redes

Proceso de Enrutamiento

  • El Enrutamiento: Proceso de transición de paquetes desde la entrada hacia el router de salida adecuado.
  • Rutas de Red: Determinación de la trayectoria que toman los paquetes a través de la red.

Componentes y Protocolos de Capa de Enlace y Red

  • Tramas Ethernet: Tamaño máximo de 1500 bytes (MTU - Maximum Transmission Unit).
  • Datagramas IP:
    • Bandera de Identificación: Indica si un datagrama está fragmentado; el último fragmento tiene el bit de 'más fragmentos' (MF) con valor cero.
    • Desplazamiento del Fragmento (Offset): Especifica la ubicación exacta del fragmento dentro del datagrama original.
  • ARP (Address Resolution Protocol):
    • ARP debe determinar la dirección física (MAC) del siguiente salto.
    • Las solicitudes ARP se envían en modo de difusión (broadcast) para obtener la dirección MAC del destino.
    • Se recibe una respuesta en modo de unidifusión (unicast), y posteriormente el paquete se reenvía en modo de unidifusión.
  • Dirección MAC (Media Access Control):
    • Identificador de 48 bits.
    • Representada en formato hexadecimal.
  • ICMP (Internet Control Message Protocol):
    • Opera en la capa de red.
    • Sirve para controlar errores y advertencias.
    • Los mensajes ICMP siempre informan al host de origen sobre los errores.
    • Ejemplos: Destino inalcanzable, Congestión de tráfico, Tiempo de vida (TTL) excedido.

IPv6 y Mecanismos de Transición

  • IPv6 (Internet Protocol version 6):
    • Dirección de 128 bits.
    • Cabecera de 40 bytes.
    • Incluye etiquetado de flujo y prioridad de tráfico.
  • Transición de IPv6 sobre IPv4:
    • Doble Pila (Dual Stack): Permite que un dispositivo opere simultáneamente con IPv4 e IPv6.
    • Tunelización: Encapsula paquetes IPv6 dentro de paquetes IPv4 para atravesar redes IPv4. Útil cuando los routers intermedios no soportan IPv6 nativamente.

Tipos de Enrutamiento

  • Enrutamiento Estático:
    • Rutas definidas manualmente por el administrador de red.
    • Si una ruta estática deja de ser válida (por ejemplo, por una caída de enlace), debe ser reconfigurada manualmente.
  • Enrutamiento Dinámico:
    • Las tablas de enrutamiento se construyen automáticamente mediante protocolos de enrutamiento.
  • Métrica de Enrutamiento:
    • Costo asociado a una ruta.
    • Los routers seleccionan la ruta con la métrica más baja para reenviar el tráfico.

Protocolos de Enrutamiento Comunes

  • RIP (Routing Information Protocol)
  • OSPF (Open Shortest Path First)
  • BGP (Border Gateway Protocol)

Clasificación de Protocolos de Enrutamiento

Protocolos de Vector Distancia

  • Cada router comparte con sus vecinos información sobre las redes que conoce.
  • El algoritmo subyacente conoce las interfaces del router y comparte información solo con los vecinos inmediatos, actualizando esta información en intervalos de tiempo regulares.

Protocolos de Estado de Enlace (OSPF)

  • Principio Fundamental: Todos los routers dentro de un área tienen la misma base de datos de estado de los enlaces.
  • Área (en OSPF): Un conjunto de redes, hosts y routers que operan bajo una administración común.
  • Router de Borde (Border Router): Un router que conecta un Sistema Autónomo (AS) con otros Sistemas Autónomos.
  • Cada router comparte información sobre su vecindad con los demás routers dentro de la misma área.
  • La actualización de esta información se produce cuando cualquier router detecta un cambio en la topología.
  • Idea General: Cada router mantiene una descripción precisa y completa de la topología de la red.

BGP (Border Gateway Protocol)

  • Tipo: Protocolo de vector de caminos (path vector).
  • Entradas de Tabla: Las entradas de su tabla de enrutamiento incluyen: red de destino, siguiente salto y el camino (secuencia de AS) para llegar al destino.
  • Manejo de Bucles (Loops): Cada router verifica si su propio AS está presente en el camino hacia el destino para evitar bucles.
  • Política de Enrutamiento: BGP permite la implementación de políticas de enrutamiento complejas basadas en el origen y destino de los paquetes.

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