Por el momento (recuerde) en Moscú utilizamos las direcciones 172.16.0.0-172.16.6.255. Supongamos que la red puede aumentar aún más aquí, digamos que aparece una oficina en Vorobyovy Gory y reservaremos más subredes hasta 172.16.15.0/24 inclusive.
Todas estas direcciones: 172.16.0.0-172.16.15.255 - se pueden describir de la siguiente manera: 172.16.0.0/20. Esta red (con el prefijo /20) será la llamada superred, y la operación de combinar subredes en una superred se llama suma subredes (resumiendo rutas, para ser precisos, resumen de rutas)

Pedimos disculpas por las sábanas gigantes, el vídeo también cada vez es más largo e insoportable. Intentaremos ser más compactos la próxima vez.

Todos los interesados, pero no registrados, están invitados a una conversación en LiveJournal.
Por preparar el artículo, muchas gracias a mi coautor y a mi esposa por su paciencia de león.

Para aquellos que estén muy insatisfechos: este artículo no es absoluto, no revela completamente los aspectos teóricos y, por lo tanto, no pretende ser una documentación completa. Desde el punto de vista de los autores, esto es una ayuda para principiantes, un incentivo mágico, por así decirlo. En el hub tienes la oportunidad de poner un signo negativo y no demostrar que estamos equivocados. Le pido que haga precisamente eso, porque su insatisfacción sólo se resolverá con los argumentos anteriores.

Primero, aclaremos algunos conceptos:

• nodo de red (nodo): cualquier dispositivo de red con protocolo TCP/IP;
• host (host): un nodo de red que no tiene capacidades de enrutamiento de paquetes;
• enrutador: un nodo de red con capacidades de enrutamiento de paquetes

El enrutamiento IP es el proceso de reenviar tráfico de unidifusión desde un nodo emisor a un nodo receptor en una red IP con una topología arbitraria.

Cuando un nodo en una red IP envía un paquete a otro nodo, el encabezado del paquete IP contiene la dirección IP del nodo emisor y la dirección IP del nodo receptor. El paquete se envía de la siguiente manera:

1. El nodo emisor determina si el nodo receptor está en la misma red IP que el remitente (red local) o en una red IP diferente (red remota). Para hacer esto, el nodo emisor realiza una multiplicación lógica bit a bit de su dirección IP por su máscara de subred, luego una multiplicación lógica bit a bit de la dirección IP del nodo destinatario también por su máscara de subred. Si los resultados coinciden, ambos nodos están en la misma subred. Si los resultados son diferentes, entonces los nodos están en subredes diferentes.
2. Si ambos nodos de red están ubicados en la misma red IP, entonces el nodo emisor primero verifica la caché ARP para ver si la dirección MAC del nodo destinatario está en la tabla ARP. Si la entrada requerida está disponible en la tabla, los paquetes se envían directamente al nodo destinatario en el nivel de enlace. Si la entrada requerida no está en la tabla ARP, entonces el nodo emisor envía una solicitud ARP para la dirección IP del nodo destinatario, la respuesta se coloca en la tabla ARP y luego el paquete también se transmite a nivel de enlace de datos. (entre adaptadores de red de computadoras).
3. Si el nodo emisor y el nodo receptor están ubicados en diferentes redes IP, entonces el nodo emisor envía este paquete al nodo de red, que se especifica en la configuración del remitente como la "puerta de enlace predeterminada". La puerta de enlace predeterminada siempre está en la misma red IP que el nodo emisor, por lo que la comunicación se produce en la capa de enlace de datos (después de realizar una solicitud ARP). La puerta de enlace predeterminada es el enrutador responsable de enviar paquetes a otras subredes (ya sea directamente o a través de otros enrutadores).

Consideremos el ejemplo mostrado en la Fig. 4.5.

Arroz. 4.5.

En este ejemplo hay 2 subredes: 192.168.0.0/24 y 192.168.1.0/24. Las subredes se combinan en una sola red mediante un enrutador. La interfaz del enrutador en la primera subred tiene una dirección IP 192.168.0.1, en la segunda subred, 192.168.1.1. Hay 2 nodos en la primera subred: el nodo A (192.168.0.5) y el nodo B (192.168.0.7). La segunda subred tiene el host C con la dirección IP 192.168.1.10.

Si el Host A envía un paquete al Host B, primero descubrirá que el Host B está en la misma subred que el Host A (es decir, la subred local), luego el Host A realizará una solicitud ARP para la dirección IP 192.168. Después de esto, el contenido del paquete IP se transferirá a la capa de enlace de datos y la información se transferirá desde el adaptador de red del host A al adaptador de red del host B. Este es un ejemplo de entrega directa de datos (o entrega directa). ruta, entrega directa).

Si el host A envía un paquete al host C, primero descubrirá que el host C está en una subred diferente (es decir, una subred remota). Luego, el host A enviará el paquete al host que está especificado en su configuración como puerta de enlace predeterminada (en este caso, la interfaz del enrutador con la dirección IP 192.168.0.1). El enrutador en la interfaz 192.168.1.1 realizará una entrega directa al Host C. Este es un ejemplo de entrega indirecta (o entrega indirecta) de un paquete del Host A al Host C. En este caso, el proceso de enrutamiento indirecto consta de dos operaciones de enrutamiento directo.

En general, el proceso de enrutamiento IP es una serie de operaciones individuales que enrutan paquetes directa o indirectamente.

Cada nodo de la red toma una decisión sobre el enrutamiento de paquetes basándose en la tabla de enrutamiento, que se almacena en la RAM de este nodo. Las tablas de enrutamiento existen no solo para enrutadores con múltiples interfaces, sino también para estaciones de trabajo conectadas a la red mediante un adaptador de red. La tabla de enrutamiento en Windows se puede ver usando el comando de impresión de ruta. Cada tabla de enrutamiento contiene un conjunto de entradas. Los registros se pueden generar de varias maneras:

• entradas creadas automáticamente por el sistema según la configuración del protocolo TCP/IP en cada adaptador de red;
• entradas estáticas creadas por el comando route add o en la consola de servicio Servicio de enrutamiento y acceso remoto ;
• Entradas dinámicas creadas por diferentes protocolos de enrutamiento (RIP u OSPF).

Consideremos dos ejemplos: la tabla de enrutamiento de una estación de trabajo típica ubicada en la red local de una empresa y la tabla de enrutamiento de un servidor que tiene varias interfaces de red.

Estación de trabajo.

En este ejemplo, hay una estación de trabajo que ejecuta Windows XP, con un adaptador de red y la siguiente configuración de protocolo TCP/IP: dirección IP: 192.168.1.10, máscara de subred: 255.255.255.0, puerta de enlace predeterminada: 192.168.1.1.

Ingresemos el comando de impresión de ruta en la línea de comando de Windows, el resultado del comando será la siguiente pantalla (Fig. 4.6; el texto para la versión en inglés del sistema se muestra entre paréntesis):

Lista de interfaces- una lista de adaptadores de red instalados en la computadora. Interfaz Interfaz de bucle invertido MS TCP siempre está presente y está destinado a referir el nodo a sí mismo. Interfaz NIC Fast Ethernet PCI de la familia Realtek RTL8139- Tarjeta LAN.

Dirección de red- el rango de direcciones IP a las que se puede acceder mediante esta ruta.

máscara de red- máscara de subred a la que se envía el paquete utilizando esta ruta.

Dirección de la entrada- Dirección IP del nodo al que se reenvían los paquetes correspondientes a esta ruta.

Interfaz- designación de la interfaz de red de esta computadora a la que se envían los paquetes correspondientes a la ruta.

Métrica- coste condicional de la ruta. Si hay varias rutas para la misma red, se selecciona la ruta con el coste mínimo. Normalmente, la métrica es la cantidad de enrutadores por los que debe pasar un paquete para llegar a la red deseada.

Analicemos algunas filas de la tabla.

La primera fila de la tabla corresponde al valor de la puerta de enlace predeterminada en la configuración TCP/IP de esta estación. La red con dirección "0.0.0.0" representa "todas las demás redes que no coinciden con otras filas en esta tabla de enrutamiento".

La segunda línea es la ruta para enviar paquetes desde el nodo hacia sí mismo.

La tercera línea (red 192.168.1.0 con máscara 255.255.255.0) es la ruta para enviar paquetes en la red IP local (es decir, la red en la que se encuentra esta estación de trabajo).

La última línea es la dirección de transmisión de todos los hosts de la red IP local.

La última línea de la Fig. 4.6 - lista de rutas permanentes de estaciones de trabajo. Estas son rutas estáticas que se crean con el comando route add. En este ejemplo no existe tal ruta estática.

Ahora considere un servidor que ejecuta Windows 2003 Server, con tres adaptadores de red:

• Adaptador 1: ubicado en la red interna de la empresa (dirección IP - 192.168.1.10, máscara de subred - 255.255.255.0);
• Adaptador 2: ubicado en la red externa del proveedor de Internet ISP-1 (dirección IP - 213.10.11.2, máscara de subred - 255.255.255.248, interfaz más cercana en la red del proveedor - 213.10.11.1);
• Adaptador 3: ubicado en la red externa del proveedor de Internet ISP-2 (dirección IP - 217.1.1.34, máscara de subred - 255.255.255.248, interfaz más cercana en la red del proveedor - 217.1.1.33).

Las redes IP de los proveedores son condicionales, las direcciones IP se eligen sólo con fines ilustrativos (aunque es muy posible que coincidan con cualquier red existente).

Además, el servidor tiene instalado el servicio de enrutamiento y acceso remoto para

enrutamiento IP

Enrutamiento IP– el proceso de selección de una ruta para transmitir un paquete en una red. Una ruta (ruta) es una secuencia de enrutadores a través de los cuales pasa un paquete en su camino hacia el nodo de destino. Un enrutador IP es un dispositivo especial diseñado para conectar redes y determinar la ruta de los paquetes en una red compuesta. El enrutador debe tener varias direcciones IP con números de red correspondientes a los números de las redes que se están conectando.

El enrutamiento se realiza en el nodo emisor en el momento en que se envía el paquete IP y luego en los enrutadores IP.

El principio de enrutamiento en el nodo emisor parece bastante simple. Cuando necesita enviar un paquete a un nodo con una dirección IP específica, el nodo emisor utiliza una máscara de subred para seleccionar números de red de su propia dirección IP y la dirección IP del destinatario. A continuación, se comparan los números de red y, si coinciden, el paquete se envía directamente al destinatario; de lo contrario, al enrutador cuya dirección se especifica en la configuración del protocolo IP.

La selección de ruta en el enrutador se basa en la información proporcionada en tabla de ruteo. Una tabla de enrutamiento es una tabla especial que asigna direcciones IP de redes a las direcciones de los siguientes enrutadores a los que se deben enviar los paquetes para entregarlos a estas redes. Una entrada obligatoria en la tabla de enrutamiento es la llamada Ruta por defecto, que contiene información sobre cómo enrutar paquetes a redes cuyas direcciones no están presentes en la tabla, por lo que no es necesario describir las rutas para todas las redes en la tabla. Las tablas de enrutamiento pueden ser construidas “manualmente” por el administrador o dinámicamente, basándose en el intercambio de información realizado por enrutadores que utilizan protocolos especiales.

El enrutamiento es el proceso de determinar la ruta de la información en las redes de comunicación. El enrutamiento se utiliza para recibir un paquete de un dispositivo y transmitirlo a otro dispositivo a través de otras redes. Un enrutador o puerta de enlace es un nodo de red con varias interfaces, cada una de las cuales tiene su propia dirección MAC y dirección IP.

Otro concepto importante es la tabla de enrutamiento. Una tabla de enrutamiento es una base de datos almacenada en un enrutador que describe el mapeo entre las direcciones de destino y las interfaces a través de las cuales se debe enviar un paquete de datos al siguiente salto. La tabla de enrutamiento contiene: la dirección del nodo de destino, la máscara de red de destino, la dirección de la puerta de enlace (que indica la dirección del enrutador en la red al que se debe enviar el paquete a la dirección de destino especificada), la interfaz (el puerto físico a través que se transmite el paquete), métrico (un indicador numérico que especifica la ruta prioritaria).

Las entradas en la tabla de enrutamiento se pueden colocar de tres maneras diferentes. El primer método implica utilizar una conexión directa en la que el propio enrutador determina la subred conectada. Una ruta directa es una ruta local al enrutador. Si una de las interfaces del enrutador está conectada directamente a una red, cuando recibe un paquete dirigido a dicha subred, el enrutador envía inmediatamente el paquete a la interfaz a la que está conectado. La conexión directa es el método de enrutamiento más confiable.

El segundo método implica ingresar rutas manualmente. En este caso, se produce un enrutamiento estático. Una ruta estática especifica la dirección IP del siguiente enrutador vecino o interfaz de salida local que se utiliza para enrutar el tráfico a una subred de destino específica. Se deben configurar rutas estáticas en ambos extremos del canal de comunicación entre enrutadores; de lo contrario, el enrutador remoto no sabrá la ruta por la cual enviar paquetes de respuesta y solo se organizará la comunicación unidireccional.

Y el tercer método implica la colocación automática de registros mediante protocolos de enrutamiento. Este método se llama enrutamiento dinámico. Los protocolos de enrutamiento dinámico pueden rastrear automáticamente los cambios en la topología de la red. El funcionamiento exitoso del enrutamiento dinámico depende de que el enrutador realice dos funciones principales:

1. Mantener actualizadas sus tablas de enrutamiento
2. Difusión oportuna de información sobre redes y rutas que conocen entre otros enrutadores.

Los parámetros para el cálculo de métricas pueden ser:

1. Banda ancha
2. Latencia (tiempo que tarda un paquete en viajar desde el origen al destino)
3. Carga (carga de canal por unidad de tiempo)
4. Fiabilidad (número relativo de errores en el canal)
5. Número de saltos (transiciones entre enrutadores)

Si el enrutador conoce más de una ruta a la red de destino, compara las métricas de estas rutas y transmite la ruta con la métrica (coste) más baja a la tabla de enrutamiento.

Hay bastantes protocolos de enrutamiento; todos se dividen según los siguientes criterios:

1. Según el algoritmo utilizado (protocolos de vector distancia, protocolos de estado del canal de comunicación)
2. Por área de aplicación (para enrutamiento intradominio, para enrutamiento entre dominios)

El protocolo de estado del canal se basa en el algoritmo de Dijkstra, ya he hablado de ello. Te contaré brevemente sobre el algoritmo del vector distancia.

Entonces, en protocolos de vector de distancia, los enrutadores:

• Determine la dirección (vector) y la distancia al nodo de red deseado
• Reenviar periódicamente tablas de enrutamiento entre sí
• En actualizaciones periódicas, los enrutadores aprenden sobre los cambios en la topología de la red.

Sin entrar en demasiados detalles, el protocolo de enrutamiento de estado de enlace es mejor por varias razones:

• Comprensión precisa de la topología de la red. Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace crean un árbol de rutas más cortas en una red. Así, cada router sabe exactamente dónde se encuentra su “hermano”. No existe tal topología en los protocolos de vector distancia.
• Convergencia rápida. Cuando los enrutadores reciben un paquete de estado de enlace LSP, inmediatamente reenvían el paquete en forma de avalancha. En los protocolos de vector de distancia, un enrutador primero debe actualizar su tabla de enrutamiento antes de enviarla a otras interfaces.
• Actualizaciones basadas en eventos. Los LSP se envían sólo cuando se produce un cambio en la topología y sólo información relacionada con ese cambio.
• División en zonas. Los protocolos de estado de enlace utilizan el concepto de zona: el área dentro de la cual se distribuye la información de enrutamiento. Esta separación ayuda a reducir la carga de la CPU del enrutador y estructurar la red.

Ejemplos de protocolos de estado de enlace: OSPF, IS-IS.

Ejemplos de protocolos de vector de distancia: RIP, IGRP.

Otra división global de protocolos por alcance: para enrutamiento IGP intradominio, para enrutamiento EGP entre dominios. Repasemos las definiciones.

IGP (Protocolo de puerta de enlace interior): protocolo de puerta de enlace interna. Estos incluyen cualquier protocolo de enrutamiento utilizado dentro de un sistema autónomo (RIP, OSPF, IGRP, EIGRP, IS-IS). Cada protocolo IGP representa un dominio de enrutamiento dentro de un sistema autónomo.

EGP (Protocolo de puerta de enlace exterior): protocolo de puerta de enlace interna. Proporciona enrutamiento entre diferentes sistemas autónomos. Los protocolos EGP proporcionan la conexión de sistemas autónomos individuales y el tránsito de datos transmitidos entre estos sistemas autónomos. Protocolo de ejemplo: BGP.

Expliquemos también el concepto de sistema autónomo.

Un sistema autónomo (AS) es un conjunto de redes que están bajo un único control administrativo y que utilizan una única estrategia y reglas de enrutamiento.

El sistema autónomo para redes externas actúa como un solo objeto.

Un dominio de enrutamiento es una colección de redes y enrutadores que utilizan el mismo protocolo de enrutamiento.

Finalmente, una imagen que explica la estructura de los protocolos de enrutamiento dinámico.

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El enrutamiento es el proceso de determinar la ruta de la información en las redes de comunicación.

Las rutas se pueden especificar administrativamente (rutas estáticas) o calcularse mediante algoritmos de enrutamiento basados ​​en información sobre la topología y el estado de la red obtenida mediante protocolos de enrutamiento (rutas dinámicas).

Las rutas estáticas pueden ser:

Rutas que no cambian con el tiempo;

Rutas que cambian según horario.

El enrutamiento en redes informáticas generalmente se realiza mediante software y hardware especiales: enrutadores; en configuraciones simples también se puede realizar mediante computadoras de uso general configuradas en consecuencia.

En el sentido común de la palabra, el enrutamiento significa el movimiento de información desde un origen a un destino a través de una red interconectada. En este caso, por regla general, se encuentra al menos un nodo en el camino. El enrutamiento a menudo se opone a la interconexión. de redes mediante un puente que, según la opinión popular, este método realiza exactamente las mismas funciones. La principal diferencia entre los dos es que el puente se produce en la Capa 2 del modelo de referencia ISO, mientras que el enrutamiento ocurre en la Capa 3. Esta diferencia explica por qué el enrutamiento y el puente utilizan información diferente a medida que avanzan del origen al destino. puente realizan sus tareas de diferentes maneras; de hecho, existen varios tipos diferentes de enrutamiento y puenteo.

Componentes de enrutamiento

El enrutamiento implica dos componentes principales: determinar rutas de enrutamiento óptimas y transportar grupos de información (generalmente llamados paquetes) a través de una red. En este artículo, el último de estos dos componentes se denomina conmutación. Por otro lado, la determinación de rutas. puede ser un proceso muy complejo.

Definiendo una ruta

La determinación de la ruta puede basarse en varios indicadores (valores resultantes de cálculos algorítmicos sobre una sola variable, por ejemplo, la longitud de la ruta) o combinaciones de indicadores. Las implementaciones de software de algoritmos de enrutamiento calculan métricas de ruta para determinar rutas óptimas a un destino.

Para facilitar el proceso de determinación de rutas, los algoritmos de enrutamiento inicializan y mantienen tablas de enrutamiento que contienen información de enrutamiento. La información de enrutamiento cambia según el algoritmo de enrutamiento utilizado.

Los algoritmos de enrutamiento llenan las tablas de enrutamiento con una cierta cantidad de información. Las asociaciones de destino/siguiente salto le dicen al enrutador que se puede alcanzar de manera óptima un determinado destino enviando un paquete a un determinado enrutador que representa el "siguiente salto" en el camino hacia el destino final. Al recibir un paquete entrante, el enrutador verifica la dirección de destino e intenta asociar esta dirección con el siguiente reenvío.

Las tablas de enrutamiento también pueden contener otra información. Los "indicadores" proporcionan información sobre la conveniencia de un canal o ruta en particular. Los enrutadores comparan métricas para determinar las rutas óptimas. Los indicadores difieren entre sí según el algoritmo de enrutamiento utilizado. Más adelante en este capítulo se presentarán y describirán una serie de indicadores comunes.

Los enrutadores se comunican entre sí (y mantienen sus tablas de enrutamiento) pasando varios mensajes. Un tipo de mensaje de este tipo es un mensaje de "actualización de enrutamiento". Las actualizaciones de enrutamiento normalmente incluyen toda o parte de la tabla de enrutamiento. Al analizar la información de actualización de enrutamiento de todos los enrutadores, cualquiera de ellos puede crear una imagen detallada de la topología de la red. Otro ejemplo de mensajes intercambiados entre enrutadores es un "anuncio de estado de enlace". Un anuncio de estado de enlace informa a otros enrutadores sobre el estado de los enlaces del remitente. La información del enlace también se puede utilizar para crear una imagen completa de la topología de la red. Una vez que se comprende la topología de la red, los enrutadores pueden determinar las rutas óptimas hacia los destinos.

Traspuesta

Los algoritmos de conmutación son relativamente simples y básicamente son los mismos para la mayoría de los protocolos de enrutamiento. En la mayoría de los casos, el host determinará que el paquete debe enviarse a otro host. Habiendo recibido la dirección del enrutador de cierta manera, el host de origen envía un paquete dirigido específicamente a la dirección física del enrutador (capa MAC), pero con la dirección de protocolo (capa de red) del host de destino.

Después de verificar la dirección de protocolo de destino del paquete, el enrutador determina si sabe o no cómo reenviar el paquete al siguiente enrutador. En el segundo caso (cuando el enrutador no sabe cómo reenviar el paquete), normalmente se ignora el paquete. En el primer caso, el enrutador reenvía el paquete al siguiente enrutador reemplazando la dirección física del destino con la dirección física del siguiente enrutador y luego reenvía el paquete.

La próxima transferencia puede o no ser el anfitrión del destino final. De lo contrario, el siguiente salto suele ser otro enrutador que pasa por el mismo proceso de decisión de conmutación. A medida que un paquete se mueve a través de Internet, su dirección física cambia, pero su dirección de protocolo sigue siendo la misma. Este proceso se ilustra en la figura.

La descripción anterior analiza la conmutación entre el sistema de origen y el de destino final. La Organización Internacional de Normalización (ISO) ha desarrollado una terminología jerárquica que puede resultar útil para describir este proceso. Usando esta terminología, los dispositivos de red que no tienen la capacidad de reenviar paquetes entre subredes se denominan sistemas finales (ES), mientras que los dispositivos de red que sí tienen esta capacidad se denominan sistemas intermedios (IS). Los sistemas intermedios se subdividen en sistemas que pueden comunicarse dentro de "dominios de enrutamiento" (IS "intradominio") y sistemas que pueden comunicarse tanto dentro de un dominio de enrutamiento como con otros dominios de enrutamiento ("IS entre dominios"). Generalmente se considera que un "dominio de enrutamiento" es parte de una red integrada bajo control administrativo general y se rige por un conjunto definido de pautas administrativas. Los dominios de enrutamiento también se denominan "sistemas autónomos" (AS). Subdivididos además en “secciones de enrutamiento”, sin embargo, los protocolos de enrutamiento intradominio también se utilizan para conmutar tanto dentro como entre secciones.

Algoritmos de enrutamiento

Los algoritmos de enrutamiento se pueden diferenciar en función de varias características clave. En primer lugar, el rendimiento del protocolo de enrutamiento resultante está influenciado por los problemas específicos que resuelve el diseñador del algoritmo. En segundo lugar, existen diferentes tipos de algoritmos de enrutamiento y cada uno de ellos tiene un impacto diferente en la red y los recursos de enrutamiento. Finalmente, los algoritmos de enrutamiento utilizan una variedad de métricas que influyen en el cálculo de rutas óptimas. Las siguientes secciones analizan estos atributos de los algoritmos de enrutamiento.

Objetivos del desarrollo de algoritmos de enrutamiento

Los algoritmos de enrutamiento suelen diseñarse teniendo en cuenta uno o más de los siguientes objetivos:

1. Optimidad

2. Simplicidad y bajos gastos generales

3. Vitalidad y estabilidad

4. Convergencia rápida

5. Flexibilidad

Optimidad

La optimización es probablemente el objetivo de diseño más común. Caracteriza la capacidad de un algoritmo de enrutamiento para seleccionar la "mejor" ruta. La mejor ruta depende de los indicadores y del “peso” de estos indicadores utilizados en el cálculo. Por ejemplo, un algoritmo de enrutamiento puede utilizar varios saltos con un cierto retraso, pero al calcular el "peso" del retraso, puede estimarlo como muy significativo. Naturalmente, los protocolos de enrutamiento deben definir estrictamente sus algoritmos para calcular indicadores.

Simplicidad y bajos gastos generales

Los algoritmos de enrutamiento están diseñados para ser lo más simples posible. En otras palabras, el algoritmo de enrutamiento debe proporcionar su funcionalidad de manera eficiente, con una sobrecarga y utilización mínimas del software. La eficiencia es especialmente importante cuando el programa que implementa el algoritmo de enrutamiento debe ejecutarse en una computadora con recursos físicos limitados.

Vitalidad y estabilidad

Los algoritmos de enrutamiento deben tener capacidad de supervivencia. En otras palabras, deben funcionar bien en caso de circunstancias inusuales o imprevistas, como fallas de hardware, condiciones de carga elevada e implementaciones incorrectas. Porque Los enrutadores están ubicados en centros de red y su falla puede causar problemas importantes.

A menudo, los mejores algoritmos de enrutamiento son aquellos que han resistido la prueba del tiempo y han demostrado ser confiables en diversas condiciones de red.

Convergencia rápida

Los algoritmos de enrutamiento deben converger rápidamente. La convergencia es el proceso de acuerdo entre todos los enrutadores sobre rutas óptimas. Cuando algún evento de red hace que las rutas sean rechazadas o estén disponibles, los enrutadores envían mensajes de actualización de enrutamiento. Los mensajes de actualización de enrutamiento impregnan las redes, lo que provoca nuevos cálculos de rutas óptimas y, en última instancia, obliga a todos los enrutadores a ponerse de acuerdo sobre esas rutas. Los algoritmos de enrutamiento que convergen lentamente pueden provocar bucles de enrutamiento o fallas en la red.

Flexibilidad

Los algoritmos de enrutamiento también deben ser flexibles. En otras palabras, los algoritmos de enrutamiento deben adaptarse con rapidez y precisión a una variedad de circunstancias de la red. Por ejemplo, supongamos que se rechaza un segmento de red. Muchos algoritmos de enrutamiento, una vez conscientes de este problema, seleccionan rápidamente la siguiente mejor ruta para todas las rutas que normalmente utilizan ese segmento. Los algoritmos de enrutamiento se pueden programar para adaptarse a los cambios en el ancho de banda de la red, el tamaño de las colas del enrutador, la latencia de la red y otras variables.

Tipos de algoritmos

Los algoritmos de enrutamiento se pueden clasificar por tipo. Por ejemplo, los algoritmos podrían ser:

1. Estático o dinámico

2. Ruta única o ruta múltiple

3. De un solo nivel o jerárquico

4. Con inteligencia en el host o router

5. Intradominio e interdominio

6. Algoritmos para el estado del canal o vector distancia.

Algoritmos estáticos o dinámicos

Los algoritmos de enrutamiento estático no son algoritmos en absoluto. El administrador de la red establece la distribución de las tablas de enrutamiento estático antes de que comience el enrutamiento. No cambia a menos que el administrador de la red lo cambie. Los algoritmos que utilizan rutas estáticas son fáciles de desarrollar y funcionan bien en entornos donde el tráfico de la red es relativamente predecible y el diseño de la red es relativamente simple.

Porque Los sistemas de enrutamiento estáticos no pueden responder a los cambios en la red y generalmente se consideran inadecuados para las grandes redes actuales en constante cambio. La mayoría de los algoritmos de enrutamiento dominantes de la década de 1990. - dinámico.

Los algoritmos de enrutamiento dinámico se adaptan a las condiciones cambiantes de la red en tiempo real. Lo hacen analizando los mensajes entrantes de actualización de enrutamiento. Si el mensaje indica que se ha producido un cambio en la red, los programas de enrutamiento recalculan las rutas y envían nuevos mensajes de ajuste de enrutamiento. Estos mensajes impregnan la red, lo que hace que los enrutadores vuelvan a ejecutar sus algoritmos y cambien las tablas de enrutamiento en consecuencia. Los algoritmos de enrutamiento dinámico pueden complementar las rutas estáticas cuando corresponda. Por ejemplo, puede desarrollar un "enrutador de último acceso" (es decir, un enrutador al que se envían todos los paquetes que no se envían a lo largo de una ruta particular). Un enrutador de este tipo actúa como depósito de paquetes no enviados, asegurando que todos los mensajes se procesen al menos de una manera determinada.

Algoritmos de ruta única o de múltiples rutas

Algunos protocolos de enrutamiento complejos proporcionan múltiples rutas al mismo destino. Estos algoritmos de rutas múltiples permiten multiplexar el tráfico en múltiples líneas; Los algoritmos de ruta única no pueden hacer esto. Las ventajas de los algoritmos de rutas múltiples son obvias: pueden proporcionar un rendimiento y una confiabilidad significativamente mayores.

Algoritmos de un solo nivel o jerárquicos

Algunos algoritmos de enrutamiento operan en un espacio plano, mientras que otros utilizan jerarquías de enrutamiento. En un sistema de enrutamiento de una sola capa, todos los enrutadores son iguales entre sí. En un sistema de enrutamiento jerárquico, algunos enrutadores forman lo que constituye la columna vertebral ( columna vertebral- base de enrutamiento. Los paquetes de enrutadores no centrales viajan hacia y a través de enrutadores centrales hasta llegar al área general del destino. A partir de este momento, viajan desde el último enrutador central a través de uno o más enrutadores no centrales hasta su destino final.

Los sistemas de enrutamiento a menudo establecen grupos lógicos de nodos llamados dominios, o sistemas autónomos (AS), o áreas. En los sistemas jerárquicos, algunos enrutadores de un dominio pueden comunicarse con enrutadores de otros dominios, mientras que otros enrutadores de ese dominio solo pueden comunicarse con enrutadores dentro de su propio dominio. En redes muy grandes, pueden existir niveles jerárquicos adicionales. Los enrutadores en el nivel jerárquico más alto forman la base de enrutamiento.

La principal ventaja del enrutamiento jerárquico es que imita la organización de la mayoría de las empresas y, por lo tanto, respalda muy bien sus patrones de tráfico. La mayor parte de la comunicación en red se lleva a cabo dentro de grupos de pequeñas empresas (dominios). Los enrutadores dentro de un dominio solo necesitan conocer otros enrutadores dentro de su dominio, por lo que sus algoritmos de enrutamiento se pueden simplificar. El tráfico de actualización de enrutamiento puede reducirse en consecuencia, según el algoritmo de enrutamiento utilizado.

Algoritmos con inteligencia en el ordenador principal o router

Algunos algoritmos de enrutamiento suponen que el nodo fuente final determina la ruta completa. Esto suele denominarse enrutamiento de origen. En los sistemas de enrutamiento de origen, los enrutadores simplemente actúan como dispositivos de almacenamiento y reenvío del paquete, reenviándolo a la siguiente parada sin pensar.

Otros algoritmos suponen que las computadoras principales no saben nada sobre las rutas. Al utilizar estos algoritmos, los enrutadores determinan la ruta a través de la red interconectada en base a sus propios cálculos. En el primer sistema comentado anteriormente, la inteligencia de enrutamiento se encuentra en la computadora principal. En el sistema considerado en el segundo caso, los enrutadores están dotados de. Inteligencia de enrutamiento.

El equilibrio entre enrutamiento con inteligencia en el host y enrutamiento con inteligencia en el enrutador se logra sopesando la optimización de la ruta frente a la sobrecarga de tráfico. Los sistemas con inteligencia en la computadora principal a menudo eligen las mejores rutas, porque normalmente encuentran todas las rutas posibles hacia el destino antes de que se envíe realmente el paquete. Luego seleccionan la mejor ruta basándose en la determinación de la optimización de ese sistema en particular. Sin embargo, el acto de determinar todas las rutas a menudo requiere un tráfico de búsqueda significativo y una gran cantidad de tiempo.

Algoritmos intradominio o entre dominios

Algunos algoritmos de enrutamiento operan sólo dentro de dominios; otros, tanto dentro de los dominios como entre ellos. La naturaleza de estos dos tipos de algoritmos es diferente. Por lo tanto, está claro que el algoritmo de enrutamiento óptimo dentro de un dominio no será necesariamente el algoritmo de enrutamiento óptimo entre dominios.

Algoritmos de estado de canal o vector de distancia

Los algoritmos de estado de enlace (también conocidos como algoritmos de ruta más corta) envían información de enrutamiento a todos los nodos en una red interconectada. Sin embargo, cada enrutador envía solo la parte de la tabla de enrutamiento que describe el estado de sus propios enlaces. como los algoritmos de Bellman-Ford) requieren que cada enrutador envíe toda o parte de su tabla de enrutamiento, pero solo a sus vecinos. Los algoritmos de estado de enlace en realidad envían pequeños ajustes en todas las direcciones, mientras que los algoritmos de vector de distancia envían ajustes mayores solo a los enrutadores vecinos.

Con una convergencia más rápida, los algoritmos de estado de enlace son algo menos propensos a generar bucles de enrutamiento que los algoritmos de vector distancia. Por otro lado, los algoritmos de estado de enlace tienen cálculos más complejos que los algoritmos de vector de distancia, y requieren más potencia de procesamiento y memoria que los algoritmos de vector de distancia. Como resultado, los algoritmos de estado de enlace pueden resultar más costosos de implementar y mantener. A pesar de sus diferencias, ambos tipos de algoritmos funcionan bien en una amplia variedad de circunstancias.

Indicadores de algoritmos (métricas)

Las tablas de enrutamiento contienen información que los programas de conmutación utilizan para seleccionar la mejor ruta. ¿Qué caracteriza la construcción de tablas de enrutamiento? ¿Cuál es la naturaleza de la información que contienen? Esta sección sobre métricas de algoritmos intenta responder la pregunta de cómo un algoritmo determina si una ruta es preferible a otra.

Los algoritmos de enrutamiento utilizan muchas métricas diferentes. Los algoritmos de enrutamiento complejos pueden basarse en múltiples indicadores al seleccionar una ruta, combinándolos de tal manera que el resultado sea un indicador separado (híbrido). Las siguientes son las métricas utilizadas en los algoritmos de enrutamiento:

Longitud de la ruta

Fiabilidad

Demora

Banda ancha

Costo de comunicación

Longitud de la ruta

La longitud de la ruta es la métrica de enrutamiento más común. Algunos protocolos de enrutamiento permiten a los administradores de red asignar precios arbitrarios a cada enlace de red. En este caso, la longitud del camino es la suma de los costos asociados con cada canal que fue atravesado. Otros protocolos de enrutamiento definen el "número de saltos", es decir Métrica que caracteriza el número de pasos que debe realizar un paquete en su camino desde su origen hasta su destino a través de productos de red (como enrutadores).

Fiabilidad

La confiabilidad, en el contexto de los algoritmos de enrutamiento, se refiere a la confiabilidad de cada enlace en la red (generalmente descrita en términos de proporción de bits a errores). Algunos enlaces de red pueden fallar con más frecuencia que otros. Las fallas de algunos enlaces de red se pueden resolver más fácil o rápidamente que las fallas de otros enlaces. Al asignar calificaciones de confiabilidad, se puede tener en cuenta cualquier factor de confiabilidad. Los administradores de red suelen asignar calificaciones de confiabilidad a los enlaces de red. Por regla general, se trata de valores digitales arbitrarios.

Demora

El retraso de enrutamiento generalmente se entiende como el tiempo necesario para que un paquete viaje desde su origen hasta su destino a través de una red interconectada. El retraso depende de muchos factores, incluido el ancho de banda de los canales de red intermedios y las colas en el puerto de cada enrutador. la ruta del paquete, la congestión de la red en todos los canales intermedios de la red y la distancia física sobre la cual se debe mover el paquete. Debido a que existe una conglomeración de varias variables importantes, la latencia es el indicador más común y útil.

Banda ancha

El ancho de banda se refiere a la capacidad de tráfico disponible de cualquier enlace. En igualdad de condiciones, un canal Ethernet de 10 Mbps es preferible a cualquier línea alquilada con un ancho de banda de 64 KB/seg. Aunque el ancho de banda es una estimación de la capacidad máxima alcanzable de un enlace, las rutas que pasan por enlaces de mayor ancho de banda no son necesariamente mejores que las rutas que pasan por enlaces más lentos.

METROmenú"Configuración de la interfaz IP"

Segmentación del tráfico

La segmentación del tráfico sirve para diferenciar dominios en la capa 2. Esta característica le permite configurar puertos para que estén aislados entre sí, pero al mismo tiempo tengan acceso a puertos compartidos utilizados para conectar servidores y la red troncal del proveedor. Esta función se puede utilizar al crear redes de proveedores.

Un ejemplo de uso de la función Segmentación de tráfico.

Todas las computadoras (PC2 - PC24) tienen acceso al puerto de enlace ascendente, pero no tienen acceso entre sí a nivel de enlace. Esta solución se puede utilizar:

1.En proyectos ETTH para aislar puertos de usuarios finales.

2.Para proporcionar acceso a un servidor compartido

Ejercicio

1. Ensamble la topología de red que se muestra en la figura.

2. Estudie las secciones “Direccionamiento en redes IP”, “Enrutamiento IP” y el menú “Configuración de interfaz IP”

3. Cree subredes IP. Asigne a cada PC una dirección IP de su propia subred

4. Estudie la sección “Segmentación de tráfico” y el menú “Segmentación de tráfico”

5. Organice el principio de "peine" en cada uno de los conmutadores DES-3010G: cada computadora conectada al conmutador puede intercambiar información solo con el mundo exterior, pero no con otras computadoras conectadas a este conmutador.

6. Confirme que la configuración que ha realizado sea correcta.

Preguntas para el autocontrol.

1. Tipos de domicilios.

2. Niveles de dirección IP.

3. Clases de direcciones IP. Dar ejemplos.

4. Características de los protocolos ARP y RARP.

5. Servicio DNS

6. Funciones del servidor DHCP.

7. Tipos de encaminamiento.

8. Componentes de enrutamiento

9. Determinación de ruta

10. Cambio

11. Algoritmos de enrutamiento

12. Objetivos del desarrollo de algoritmos de enrutamiento

13. Tipos de algoritmos

14. Indicadores de algoritmos (métricas)

15. ¿Qué ajustes se pueden configurar usando el menú “Configuración de interfaz IP”?

16. ¿Para qué se utiliza la segmentación del tráfico? Déjame mostrártelo con un ejemplo.

16. ¿Qué configuraciones se pueden organizar usando el menú “Segmentación de tráfico”?