![Netex learningMaker | Administrator Manual v3.0 [Es]](https://static.fdocuments.es/doc/165x107/541608988d7f722f6c8b4917/netex-learningmaker-administrator-manual-v30-es.jpg)
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CAPITULO CAPITULO 1010
FUNDAMENTOS DE FUNDAMENTOS DE
SUBREDES Y SUBREDES Y
ENRUTAMIENTOENRUTAMIENTO
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1. PROTOCOLOS ENRUTADOS, 1. PROTOCOLOS ENRUTADOS,
ENRUTABLES Y DE ENRUTAMIENTOENRUTABLES Y DE ENRUTAMIENTO
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Protocolos Enrutados y de enrutamientoProtocolos Enrutados y de enrutamiento..
• Un protocolo describe lo siguiente:– El formato que el mensaje debe tener
– La forma como las computadoras intercambian información
• Protocolo Enrutado / Enrutable:– Protocolo de red que proporciona información para permitir que
se envíe un paquete desde un host a otro en base al esquema de direccionamiento
– Permite a los routers re-enviar datos entre nodos de diferentes redes.
– Definen los formatos de datos dentro de un paquete
– Para que un protocolo sea enrutado, debe tener la capacidad de asignar un número de red y un número de host a cada dispositivo individual.
– IP, IPX, Apple Talk
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Protocolos Enrutados y de enrutamientoProtocolos Enrutados y de enrutamiento..
• Protocolo de Enrutamiento:– Soporta protocolos enrutados proporcionando los
mecanismos para compartir información de enrutamiento.
– Mensajes de protocolos de enrutamiento se mueven entre los routers
– Permite a los routers comunicarsen con otros routers para mantener sus tablas.
– Ejemplos de protocolos de enrutamiento TCP/IP: RIP, IGRP, EIGRP, OSPF
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Panorámica del EnrutamientoPanorámica del Enrutamiento
• Enrutamiento:– Es una función Capa 3 de OSI
– Proceso consistente en encontrar la ruta más eficiente desde un dispositivo a otro.
– Dispositivo que lleva a cabo el proceso de enrutamiento es el router
• Router:– Interconecta segmentos de red o redes enteras.
– Pasan tramas de datos entre redes en base a la información de capa 3
– Toman decisiones lógicas acerca de la mejor ruta para la entrega de datos en una red y después, dirigen los paquetes al puerto de salida apropiado.
– El proceso de encapsulación / desencapsulación se efectúa cada vez que un paquete pasa a través de un router
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Panorámica del EnrutamientoPanorámica del Enrutamiento
• Funciones de un router:– Mantener las tablas de enrutamiento y asegurarse de que otros
routers conozcan los cambios en la topología
– Enrutar los paquetes.
• Routers utilizan una o más métricas de enrutamiento para determinar la ruta óptima por la que debe enviarse el tráfico de la red.
• Métrica de Enrutamiento: valor que se utiliza para determinar la conveniencia de una ruta
• Protocolos de enrutamiento utilizan distintas combinaciones de criterios para determinar la métrica de enrutamiento.
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Enrutamiento frente a ConmutaciónEnrutamiento frente a Conmutación
• Principal diferencia: capa donde ocurre
• Enrutamiento y conmutación usan diferente información en el proceso de mover datos de un origen a un destino
• Conmutación interconecta segmentos que pertenecen a la misma subred o red lógica: dominio de difusión.
• Enrutamiento de capa 3, mueve datos entre dominios de difusión.
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Enrutamiento frente a ConmutaciónEnrutamiento frente a Conmutación
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Enrutamiento frente a ConmutaciónEnrutamiento frente a Conmutación
Resumen de Diferencias
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Determinación de Ruta.Determinación de Ruta.
• Proceso que un router utiliza para seleccionar el siguiente salto hacia el destino último de un paquete.
• Ocurre en la capa de red
• Permite que un router evalúe las rutas disponibles a un destino para establecer la mejor forma de manipular un paquete.
• Servicios de enrutamiento utilizan la información de la topología de la red para evaluar las rutas de red.
• Dirección de red ayuda al router a identificar la ruta dentro de la red.
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Determinación de Ruta.Determinación de Ruta.
• Routers aprenden rutas:
– Estáticamente: Routers configurados manualmente. Rutas estáticas
– Dinámicamente: Aprenden de otros routers usando protocolos de enrutamiento. Rutas dinámicas.
• Routers usan determinación de ruta para decidir por cuál puerto enviar un paquete para que continúe su viaje.
• Cada router que atravieza un paquete: salto (hop).
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Tablas de Enrutamiento.Tablas de Enrutamiento.
• Routers usan protocolos de enrutamiento para construir y mantener tablas de enrutamiento.
• Tablas contienen información de rutas que ayudan en el proceso de determinación de rutas.
• Información de las tablas varía dependiendo del protocolo usado.
• Información de las tablas:– Tipo de Protocolo
– Destino/Asociación Siguiente salto
– Métrica de enrutamiento
– Interfaz de salida
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Tablas de Enrutamiento.Tablas de Enrutamiento.
• Routers se comunican con otros routers para mantener sus tablas de enrutamiento. (A través de mensajes de enrutamiento)
• Algunos protocolos transmiten periódicamente mensajes de actualización, mientras que otros solo los transmiten cuando ocurren cambios en la topología de la red.
• Algunos protocolos transmiten las tablas enteras de enrutamiento, mientras que otros solo transmiten las rutas que han cambiado.
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Algoritmos de Enrutamiento y MétricasAlgoritmos de Enrutamiento y Métricas
• Algoritmos de enrutamiento dependen de las métricas para tomar sus decisiones.
• Algoritmos de enrutamiento tienen una o más de los siguientes objetivos de diseño– Optimización. Selección mejor ruta.– Simplicidad y baja sobrecarga. Procesador y memoria Router– Robustez y estabilidad. Funcionamiento en situaciones críticas– Flexibilidad: Adaptarse rápidamente a cambios de la red.– Rápida convergencia: Acuerdo para routers en rutas disponibles.
• Algoritmos de enrutamiento usan diferentes métricas para determinar la mejor ruta.
• Algoritmos de enrutamiento generan un número llamado el valor de la métrica para cada ruta.
• Algoritmos de enrutamiento sofisticados usan combinación de varias métricas, combinándolas en una sola métrica compuesta.
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Algoritmos de Enrutamiento y Métricas.Algoritmos de Enrutamiento y Métricas.
Métricas más comunmente usadas:– Ancho de banda: capacidad de datos del enlace.
– Retardo: Tiempo necesario para mover un paquete a lo largo del enlace.
– Carga: Cantidad de actividad en un recurso de red, como un router o un enlace.
– Confiabilidad. Tasa de error de cada enlace de red.
– Conteo de saltos: Número de routers que debe atravesar un paquete para llegar a su destino
– Ticks. Demora en un enlace usando ticks de reloj. 1/18 de seg.
– Costo. Valor arbitrario basado en ancho de banda, costo monetario, asignado por un administrador
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Algoritmos de Enrutamiento y Métricas.Algoritmos de Enrutamiento y Métricas.
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Protocolos de Enrutamiento Interior y Exterior.Protocolos de Enrutamiento Interior y Exterior.
• Sistema Autónomo: – Red o conjunto de redes bajo una administración común.– Consiste de routers que presentan una visión consistente de
enrutamiento del mundo externo.– La IANA asigna números de sistema autónomo. Número de 16 bits.
• Familias de protocolos de enrutamiento:– Protocolos de Gateway Interno (IGP): enrutan datos dentro de un
sistema autónomo• RIP y RIPv2. Protocolo de Información de Enrutamiento.
• IGRP. Protocolo de Enrutamiento de Gateway Interno
• EIGRP. Protocolo de Enrutamiento de Gateway Interno Mejorado.
• OSPF. Open Shortest Path First.
• IS-IS. Protocolo de Sistema Intermedio a Sistema Intermedio
– Protocolos de Gateway Externo (EGP): enrutan datos entre sistemas autónomos
• BGP
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IGP y EGP.IGP y EGP.
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Protocolos de Enrutamiento por Vector Protocolos de Enrutamiento por Vector Distancia y Estado de Enlace.Distancia y Estado de Enlace.
• Las categorías de Vector Distancia y Estado de Enlace describen cómo los routers interactúan entre si en términos de actualizaciones de enrutamiento.
• Vector distancia: determinan la distancia (conteo de saltos) y dirección (vector) a cualquier enlace en la red.
• Distancia: conteo de saltos
• Routers que usan algoritmos de V-D envían toda o parte de sus entradas de las tablas de enrutamiento a routers adyacentes periódicamente
• Este proceso ocurre así no haya cambios en la red: Enrutamiento por rumor.
• Protocolos V-D utilizan el algoritmo Bellman-Ford para calcular mejores rutas
• Ejemplos de protocolos V-D: RIP (más común en Internet), IGRP (Propietario de Cisco)
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Vector Distancia y Estado de Enlace.Vector Distancia y Estado de Enlace.
• Estado de Enlace: Solo envían actualizaciones cuando han ocurrido cambios en la red.
• Responden rápidamente a los cambios en la red enviando actualizaciones de activación solo cuando se ha producido un cambio en la red
• Envían actualizaciones periódicas – Refrescos de estado de enlace – (LSA) a intervalos largos de tiempo (30 minutos)
• Cuando una ruta o enlace cambia, el dispositivo que lo detecta genera un LSA y lo envía a todos los dispositivos vecinos.
• Cada vecino toma una copia del LSA, actualiza su BD topológica y envía el LSA a sus vecinos
• Estos algoritmos usan sus bases de datos para encontrar las mejores rutas a través de la red y alimentar la tablas de enrutamiento. (Usan algoritmo de Dijkstra)
• Ejemplos: OSPF, IS-IS
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Protocolos de Enrutamiento.Protocolos de Enrutamiento.
• RIP:
– Protocolo V-D
– Usa conteo de saltos como métrica para determinar el vector a cualquier enlace. (Menor número de saltos, pero no más rápida)
– No enruta paquetes que sobrepasen los 15 saltos
– RIPv1 requiere que todos los dispositivos usen la misma máscara de subred, porque no incluye esta información en sus tablas. (Enrutamiento Classful)
– RIPv2 proporciona un prefijo de enrutamiento y envían información de máscaras de subred en actualizaciones de enrutamiento. (Enrutamiento Classless).
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Protocolos de Enrutamiento.Protocolos de Enrutamiento.
– Con protocolos de enrutamiento Classless, diferentes subredes dentro de una misma red pueden tener diferentes máscaras de subred. (Enmascaramiento de subredes de longitud variable VLSM)
• IGRP.
– Protocolo V-D desarrollado por Cisco.
– Desarrollado para problemas de direccionamiento en redes grandes.
– Selecciona la ruta más rápida basado en: Retardo, ancho de banda, carga y fiabilidad.
– Usa solo enrutamiento Classful
– Tiene un límite de conteo de saltos más alto que RIP
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Protocolos de Enrutamiento.Protocolos de Enrutamiento.
• OSPF.
– Protocolo L-S (Estado de Enlace) desarrollado por IETF en 1998.
– Trata necesidades de direccionamiento en redes grandes, escalables que no son soportadas por RIP
• IS-IS
– Protocolo L-S usado para enrutar protocolos con excepción de IP.
– IS-IS Integrado es una implementación expandida que soporta varios protocolos incluído IP.
• EIGRP
– Protocolo propietario de Cisco. V-D, con funciones de L-S. Híbrido
– Versión avanzada de IGRP: Superior eficiencia de operación, rápida convergencia y baja sobrecarga del ancho de banda.
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Protocolos de Enrutamiento.Protocolos de Enrutamiento.
• BGP.
– Protocolo de Gateway Externo (EGP)
– Intercambia información de enrutamiento entre sistemas autónomos mientras garantiza selección de rutas libres de ciclos
– Principal protocolo usado por grandes compañías e ISP’s
– BGP4 es la primera versión de BGP que soporta Enrutamiento entre Interdominios Sin Clases (CIDR) y agregación de rutas.
– No usa métricas comunes. Toma decisiones basadas en políticas de red o reglas usando varios atributos de rutas BGP
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IP como protocolo enrutadoIP como protocolo enrutado
• Protocolo IP: más ampliamente usado en esquemas de direccionamiento de redes jerárquicas.
• No orientado a conexión, no fiable, entrega de mejor esfuerzo. (No verifica que los datos lleguen al destino)
• Determina mejor ruta basado en protocolos de enrutamiento
• De los paquetes solo analiza el encabezado, mas no los datos.
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Conmutación y Propagación de paquetes Conmutación y Propagación de paquetes dentro de un routerdentro de un router
• A medida que un paquete pasa por la red a su destino final, los encabezados y la información final de la trama de Capa 2 se eliminan y se remplazan en cada dispositivo de Capa 3.
• Cuando una trama es recibida en una interfaz del router:– Se extrae la MAC para:
• Determinar si la trama está direccionada a la interfaz del router o si es una difusión
• En ambos casos la trama es aceptada.
• La trama se descarta si está destinada a otro dispositivo en el mismo dominio de colisión.
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Propagación de paquetes y conmutación Propagación de paquetes y conmutación dentro de un routerdentro de un router
– Se extrae y verifica el CRC
• Si CRC falla, la trama es descartada
• Si no, se remueve el encabezado y trailer de capa 2 y el paquete es pasado a capa 3.
– Se analiza dirección IP destino:
• Se comprueba si el paquete está destinado al router o si será enrutado a otro dispositivo de la red
• Si concuerda con una de las direcciones del puerto del router:
– Se remueve encabezado de capa 3 y datos se pasan a capa 4
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Propagación de paquetes y conmutaciónPropagación de paquetes y conmutación dentro de un router dentro de un router
– Si no concuerda, el paquete debe ser enrutado hacia otro dispositivo en la red:
• Dirección IP se compara con tabla de enrutamiento
• Si concuerda con una entrada de la tabla, o si existe una ruta por defecto, el paquete se envía a la interfaz específica. Si no concuerda con ninguna entrada y no existe ruta por defecto, el paquete se descarta
• Se calcula nuevo CRC, que se adiciona al trailer de la trama, se le agrega encabezado de trama y se transmite el paquete hacia un nuevo dominio de broadcast.
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Servicios de Red sin conexión frente a Servicios de Red sin conexión frente a servicios de red orientados a Conexiónservicios de red orientados a Conexión
• Servicios de Red Sin conexión:
– Cada paquete se trata por separado y se envían sin previo aviso a través de la red. (No se contacta al destino antes de enviar al paquete )
– Paquetes pueden tomar diferentes rutas para atravesar la red
– Paquetes se reensamblan cuando llegan al destino
– Se conocen también como Conmutación de Paquetes
– Internet es una gigantesca red, NO ORIENTADA a conexión, en la cual todos los paquetes son entregados y tomados por IP.
– Capa 4 (Transporte), con TCP, presta servicios orientados a conexión y fiables a IP
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Protocolo de Internet (IP)Protocolo de Internet (IP)
Connectionless Network Services
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Servicios de Red sin conexión frente a Servicios de Red sin conexión frente a servicios de red orientados a Conexiónservicios de red orientados a Conexión
Servicios de Red Orientados a la Conexión:– Se establece una conexión entre el remitente y el destinatario antes de que
se transfieran los datos
– Todos los paquetes viajan secuencialmente a través del mismo circuito físico.
– Se conocen también como Conmutación de Circuitos
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Anatomía de un paquete IPAnatomía de un paquete IP
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Anatomía de un paquete IPAnatomía de un paquete IP
• Versión: Versión de IP actualmente utilizada
• HLEN: Longitud de la cabecera en palabras de 32 bits
• Tipo de Servicio: Nivel de importancia asignado por un protocolo de capa superior
• Longitud total: longitud del paquete entero
• Identificación: Número entero que identifica al paquete actual. Número de secuencia
• Señaladores: Control de fragmentación
• Protocolo: protocolo de capa superior que recibe los paquetes entrantes (TCP o UDP)
• Opciones: Permite a IP soportar opciones como la seguridad
• Relleno: Ceros adicionales añadidos para asegurarse que el encabezado es siempre múltiplo de 32 bits.
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CREACION DE SUBREDESCREACION DE SUBREDES
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Clases de Direcciones IP.Clases de Direcciones IP.
• Todas las clases de redes pueden ser divididas en subredes pequeñas. Administración efectiva de direcciones IP.
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Razones para crear subredes.Razones para crear subredes.
• Crear subredes: – Bits de host deben ser
reasignados a bits de red. (Prestar bits)
– El punto de inicio del préstamo, siempre es el bit más a la izquierda del campo de host.
• Razones:– Provee flexibilidad de
direccionamiento para el administrador de red.
– Proporciona contención de broadcast y seguridad a bajo nivel en la LAN
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Subredes.Subredes.
• EJERCICIOS
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Subredes.Subredes.
1. Dada una red clase B, se requieren crear como mínimo 70 subredes, cada con capacidad para 100 hosts. Determine la máscara de subred que se debe utilizar
• 2. Cuántas direcciones de host USABLES se pueden obtener de una red clase C con máscara de subred por defecto.
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Subredes.Subredes.
3. Dada la dirección de host 113.19.150.11 con máscara 255.255.224.0, determinar la dirección de la subred a la que pertenece este host.
4. Dada una red clase A, hallar la máscara apropiada para acomodar al menos 1200 host por subred.
5. Dada la siguiente dirección IP 201.100.11.90, con una máscara de subred por defecto, determine la dirección de la red a la cual pertenece este host.
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Subredes.Subredes.
6. Al aplicarle una máscara /26 a una red clase B, cuántas subredes usables se pueden crear y cuántos host por subred?
7. Cuántos bits hacen parte de la porción de red + subred y de la porción de host para una red clase C, utilizando una máscara por defecto? Y utilizando la máscara 255.255.255.240?
8. Cuáles son las direcciones de broadcast y de subred de las PRIMERAS TRES subredes utilizables, de una red 172.16.0.0 con máscara 255.255.248.0
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Subredes.Subredes.
9. Qué clase de dirección de red permite pedir prestados 15 bits para crear subredes?
10. Cuántas subredes se pueden crear en total si se piden prestados 4 bits del campo de host?