Protocolos de enrutamiento dinámico.(Introducción)

Las rutas estáticas (explicadas en un post anterior), nos proporcionaban una serie de características que para determinados escenarios podían ser interesantes. Recordemos que este tipo de enrutamiento no imponía sobrecarga en los routers ni en los enlaces de red y era fácil de configurar. Pero a la vez presenta graves limitaciones como la poca escalabilidad y falta de adaptabilidad a fallas. Situaciones en las que es aconsejable el uso de las rutas estáticas son las siguientes:

1. Un circuito de datos que es poco fiable y deja de funcionar constantemente. En estas circunstancias, un protocolo de enrutamiento dinámico podrá producir demasiada inestabilidad, mientras que las rutas estáticas no.

2. Existe una sola conexión con un solo ISP. En lugar de conocer todas las rutas globales de Internet, se utiliza una sola ruta estática.

3. Se puede acceder a una red a través de una conexión de acceso telefónico. Dicha red no puede proporcionar las actualizaciones constantes que requieren un protocolo de enrutamiento dinámico.

4. Un cliente o cualquier otra red vinculada no desean intercambiar información de enrutamiento dinámico. Se puede utilizar una ruta estática para proporcionar información a cerca de la disponibilidad de dicha red.

Para resolver algunos de los problemas que presenta el enrutamiento estático aparecen los protocolos de enrutamiento dinámico que presentan las siguientes características:

• Escalables y adaptables.
• Originan sobrecargas en la red.
• Presentan recuperación frente a fallas.

Por lo tanto los protocolos de enrutamiento dinámico son usados por los enrutadores para descubrir automáticamente nuevas rutas permitiendo a los administradores dejar que la red se regule de una forma automática, pero al precio de un mayor consumo de ancho de banda y potencia del procesador en tareas de adquisición y mantenimiento de información de enrutamiento.

Antes de meternos de lleno en la explicación debemos aclarar brevemente una serie de conceptos que nos pueden ser útiles.

Convergencia: Es el objetivo principal de todos los protocolos de enrutamiento. Cuando un conjunto de enrutadores converge significa que todos sus elementos se han puesto de acuerdo y reflejan la situación real del entorno de red donde se encuentran. La velocidad con la que los protocolos convergen después de un cambio es una buena medida de la eficacia del protocolo de enrutamiento.

Distancia administrativa y métrica: Es una medida de la confianza otorgada a cada fuente de información de enrutamiento Cada protocolo de enrutamiento lleva asociado una distancia administrativa. Los valores más bajos significan una mayor fiabilidad. Un enrutador puede ejecutar varios protocolos de enrutamiento a la vez, obteniendo información de una red por varias fuentes. En estos casos usará la ruta que provenga de la fuente con menor distancia administrativa de los protocolos de enrutamiento.

Sistema autonomo (SA): Es un conjunto de enrutadores, generalmente administrados por una entidad común, que intercambian información de enrutamiento mediante un protocolo de enrutamiento común. Los sistemas autónomos poseen un identificador numérico de 16 bits.

Se puede realizar una primera clasificación de los protocolos de enrutamiento en función de si actúan dentro de un sistema autónomo(IGP) o exteriores que conectan sistemas autónomos (EGP).

Los protolocolos internos (IGP, Interior Gateway Protocol) permiten el intercambio de información dentro de un sistema autónomo. Ejemplos de protocolos internos son RIP (Routing Information Protocol), RIPv2 (RIP version 2), IGRP (Iter-Gateway Routing Protocol), EIGRP (Enhanced IGRP) y OSPF (Open Shortest Path First).

Los protocolos externos (EGP, Exterior Gateway Protocol) interconectan sistemas autónomos. Un ejemplo de protocolo de enrutamiento de este tipo es el BGP (Border Gateway Protocol, Protocolo de Pasarela de frontera).

También pueden clasificarse los protocolos de enrutamiento dinámico en función del algoritmo utilizado para llevar a cavo el enrutamiento. Existen tres grandes categorias:

– Protocolos de vector distancia.

Buscan el camino más corto determinando la dirección y la distancia a cualquier enlace. Estos algoritmos de enrutamiento basados en vectores, pasan copias periódicas de una tabla de enrutamiento de un router a otro y acumulan vectores distancia. Las actualizaciones regulares entre routers comunican los cambios en la topología..

Este algoritmo genera un número, denominado métrica de ruta, para cada ruta existente a través de la red. Normalmente cuanto menor es este valor, mejor es la ruta. Las métricas pueden calcularse basándose en una sola o en múltiples características de la ruta. Las métricas usadas habitualmente por los routers son:

– Numero de saltos: Número de routers por los que pasará un paquete.
– Pulsos: Retraso en un enlace de datos usando pulsos de reloj de PC.
– Coste: Valor arbitrario, basado generalmente en el ancho de banda, el coste económico u otra medida.
– Ancho de banda: Capacidad de datos de un enlace.
– Retraso: Cantidad de actividad existente en un recurso de red, como un router o un enlace.
– Carga: Cantidad de actividad existente en un recurso de red, como un router o un enlace.
– Fiabilidad: Se refiere al valor de errores de bits de cada enlace de red.
– MTU: Unidad máxima de transmisión. Longitud máxima de trama en octetos que puede ser aceptada por todos los enlaces de la ruta.

RIP,RIPv2,IGRP, son protocolos característicos de vector distancia.

– Protocolos de estado de enlace.

Los protocolos de estado de enlace crean tablas de enrutamiento basándose en una base de datos de la topología. Esta base de datos se elabora a partir de paquetes de estado de enlace que se pasan entre todos los routers para describir el estado de una red. Utiliza paquetes de estado de enlace (LSP), una base de datos topológica, el algoritpo SPF, el árbol SPF resultante y por último, una tabla de enrutamiento con las rutas y puertos de cada red.

Sus principales características son las siguientes:

1. Solo envían actualizaciones cuando hay cambios de topología por lo que las actualizaciones son menos frecuentes que en los protocolos por vector distancia.
2. Las redes que ejecutan protocolos de enrutamiento por estado de enlace pueden ser segmentadas en distintas áreas jerárquicamente organizadas, limitando así el alcance de los cambios de rutas.
3. Las redes que se ejecutan protocolos de enrutamiento por estado de enlace soportan direccionamiento sin clase.

El protocolo característico es es OSPF.

– Protocolos híbridos.

Son algoritmos que toman las características más sobresalientes del vector de distancia y la del estado de enlace. Estos protocolos utilizan la métrica de los protocolos vector distancia como métrica, sin embargo utilizan en las actualizaciones de los cambios de topología bases de datos de topología, al igual que los protocolos de estado del enlace. ejemplos característicos de protocolos híbridos son BGP y EIGRP.

Terminaremos esta breve introducción con dos tablas: una comparativa entre vector distancia y estado de enlace y otra tabla con los protocolos que iremos explicando en sucesivos posts.

Vector Distancia	Estado de enlace
Vista de la topología de la red desde la perspectiva del vecino	Consigue una vista común de toda la topología de la red
Añade vectores de distancias de router a router	Calcula la ruta más corta hasta otros routers
Frecuentes actualizaciones periódicas, convergencia lenta	Actualizaciones activadas por eventos, convergencia rápida
Pasa copias de la tabla de enrutamiento a los routes vecinos	Pasa las actualizaciones de enrutamiento de estado del enlace a los otros routers

(*) Comparativa entre vector distancia y estado de enlace.

CARCT.	RIP	OSPF	IGRP	EIGRP
Tipo	Vector-Dist.	Estado-enlace	Vector-Dist	Vector-Dist.
Tiempo de converg.	Lento	Rápido	Lento	Rápido
Soporta VLSM	No	Si	No	Si
Consumo de A. B.	Alto	Bajo	Alto	Bajo
Consumo de recursos	Bajo	Alto	Bajo	Bajo
Mejor escalamiento	No	Si	Si	Si
De libre uso o propietario	Libre Uso	Libre Uso	Propietario	Propietario

(*) Comparativa entre protocolos.