Componentes tabla de Enrutamiento

Prologo: La tabla de enrutamiento es una estructura de datos fundamental en cualquier red, ya que guía el tráfico de paquetes de un punto a otro. Vamos a desglosar sus componentes de manera detallada.

Componentes tabla de Enrutamiento:

Red de destino (Destination Network):

-. La red de destino constituye un componente fundamental en una tabla de enrutamiento, representando el espacio de direccionamiento–IP hacia el cual se debe encaminar el tráfico de Red.

Este campo puede manifestarse en dos formas principales:

• Redes específicas: Se expresan mediante una dirección de Red–IPv4 o IPv6 junto con su máscara de subred correspondiente (por ejemplo, 192.168.1.0/24). Estas entradas permiten un enrutamiento preciso hacia segmentos de red específicos dentro de una topología determinada.
• Ruta predeterminada (Default Route): Se identifica mediante la notación 0.0.0.0/0 en IPv4 o ::/0 en IPv6. Esta entrada actúa como un mecanismo de último recurso (last resort) en la tabla de enrutamiento, capturando todo el tráfico cuyo destino no coincide con ninguna otra entrada más específica. Es fundamental en la implementación del principio de longest prefix match utilizado en el proceso de decisión de enrutamiento.

-. La Red de destino trabaja en conjunto con otros parámetros de la tabla de enrutamiento para determinar la trayectoria óptima que seguirán los paquetes, considerando métricas como la distancia administrativa y el costo del enlace.

Máscara de subred:

-. La Máscara de Subred representa un componente fundamental en las tablas de enrutamiento y en la segmentación de redes IP. Esta secuencia de 32 bits (en IPv4) actúa como un filtro binario que, mediante una operación–AND bit a bit con la dirección–IP de destino, permite determinar con precisión los límites entre la porción de red y la porción de host de una dirección–IP.

-. La Máscara se compone de una secuencia continua de unos (1) seguida por una secuencia continua de ceros (0), donde los unos identifican la porción de red y los ceros corresponden a la porción de host. Pongamos un ejemplo, una Máscara 255.255.255.0 (en notación decimal) o /24 (en notación CIDR) permite delimitar los primeros 24 bits como identificador de red y los últimos 8 bits como identificador de host.

En el contexto del enrutamiento, la máscara de subred cumple tres funciones críticas:

• Determina el alcance y los límites de una subred específica, facilitando la segmentación eficiente de redes más grandes en subredes más manejables.
• Permite a los Routers tomar decisiones precisas de envío de paquetes al evaluar si un destino pertenece a una red local o requiere ser enviado a través de un gateway.
• Optimiza el proceso de búsqueda en la tabla de enrutamiento mediante la implementación de técnicas como Longest Prefix Match (LPM), donde se selecciona la ruta con la máscara más específica que coincida con la dirección de destino.

Gateway (Puerta de enlace o Next-Hop):

-. El Gateway representa un componente crítico en las tablas de enrutamiento que especifica la dirección–IP del siguiente dispositivo intermediario en la ruta hacia el destino final del paquete de datos. En términos técnicos, constituye el siguiente salto (next-hop) en la topología de red, típicamente representado por la dirección–IPv4 o IPv6 de un Router intermediario.

-. En escenarios donde el destino se encuentra en una red directamente conectada (directly connected network) al Router, el campo Gateway generalmente contiene la dirección–IP de la interfaz de salida (exit interface) del propio Router. Esto se debe a que no se requiere un dispositivo intermediario adicional para alcanzar la red destino, ya que existe conectividad directa de Capa2.

El Gateway juega un papel fundamental en:

• La determinación de la trayectoria óptima de los paquetes
• La implementación de políticas de enrutamiento
• La redundancia y failover en caso de fallos en la red
• El balanceo de carga cuando existen múltiples rutas disponibles

-. En el contexto de protocolos de enrutamiento dinámico como OSPF, BGP o EIGRP, el Gateway se actualiza automáticamente basándose en métricas específicas del protocolo, como costo, distancia administrativa y ancho de banda disponible.

Métrica:

-. La métrica es un parámetro fundamental en los protocolos de enrutamiento que representa un valor numérico calculado para cuantificar la «calidad» o «coste» asociado a una ruta específica en la red. Este valor se utiliza como criterio primario en los algoritmos de selección de rutas para determinar el camino más óptimo entre múltiples alternativas disponibles.

Los factores que influyen en el cálculo de la métrica pueden incluir:

• Distancia administrativa (AD): Un valor numérico que indica la confiabilidad de la fuente de información de enrutamiento.
• Ancho de banda (Bandwidth): Capacidad máxima de transmisión del enlace, típicamente medida en bits por segundo (bps).
• Retardo (Delay): Tiempo que tarda un paquete en atravesar la ruta, medido en milisegundos.
• Confiabilidad (Reliability): Tasa de error del enlace, expresada como porcentaje de paquetes entregados exitosamente.
• Carga (Load): Utilización actual del enlace, que puede afectar el rendimiento.
• MTU (Maximum Transmission Unit): Tamaño máximo de paquete permitido en la ruta.
• Número de saltos (Hop count): Cantidad de dispositivos intermedios que deben atravesarse.

-. Los protocolos de enrutamiento modernos, como OSPF (Open Shortest Path First) o EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol), utilizan algoritmos sofisticados que combinan múltiples de estos factores para calcular una métrica compuesta. Esta métrica permite al Router tomar decisiones de enrutamiento más precisas y adaptativas basadas en las condiciones reales de la red.

La fórmula general para el cálculo de la métrica puede expresarse como:

• Métrica = f(ancho_de_banda, retardo, confiabilidad, carga, otros_factores)

Donde ‘f‘ representa la función específica utilizada por el protocolo de enrutamiento para ponderar y combinar estos parámetros.

Protocolo en Tablas de Enrutamiento:

-. El protocolo es un elemento fundamental que especifica el método por el cual una ruta específica fue incorporada a la tabla de enrutamiento. Se clasifica en dos categorías principales:

Protocolos Estáticos:

• Son rutas configuradas manualmente por administradores de red
• Requieren intervención humana directa para su actualización
• Ofrecen mayor control y seguridad sobre el enrutamiento
• Son ideales para topologías de red simples y estables
• Consumen menos recursos de procesamiento y ancho de banda

Protocolos Dinámicos:

• Permiten el aprendizaje automático de rutas mediante algoritmos específicos
• Se adaptan automáticamente a cambios en la topología de red

Incluyen protocolos como:

• RIP (Routing Information Protocol): Utiliza el algoritmo vector-distancia
• OSPF (Open Shortest Path First): Implementa el algoritmo de estado de enlace
• BGP (Border Gateway Protocol): Protocolo de gateway exterior usado principalmente en Internet
• EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol): Protocolo propietario de Cisco que combina características de vector-distancia y estado de enlace

-. Cada tipo de protocolo tiene su propia métrica y método de propagación de rutas, lo que influye directamente en la eficiencia y confiabilidad del enrutamiento en la red.

Funcionalidad:

1. Un paquete llega a un Router.
2. El Router examina la dirección–IP de destino del paquete.
3. Busca una entrada en su tabla de enrutamiento que coincida con la dirección de red de destino.
4. Si encuentra una coincidencia, envía el paquete al siguiente salto especificado en la entrada.
5. Si no encuentra una coincidencia, puede utilizar una ruta predeterminada o descartar el paquete.

Resumiendo: la tabla de enrutamiento es el cerebro de un router, determinando cómo se envía el tráfico a través de una red. Al comprender sus componentes y cómo funciona, puedes mejorar tu capacidad para administrar y solucionar problemas en redes de cualquier tamaño.

Configurar y Verificar:

Recordemos:

-. Una tabla de enrutamiento es una base de datos que un Router utiliza para decidir la mejor ruta para enviar un paquete de datos a un destino específico. Esta tabla contiene información sobre las redes de destino, la siguiente puerta de enlace (Router) a la que se debe enviar el paquete y el costo asociado a cada ruta.

Es importante Configurar y Verificar las tablas de enrutamiento:

• Conectividad: Una configuración incorrecta puede impedir que los dispositivos se comuniquen entre sí.
• Rendimiento: Una tabla mal optimizada puede causar congestión y latencia en la red.
• Seguridad: Las tablas de enrutamiento pueden ser explotadas en ataques de denegación de servicio.

Configurar:

Configurar una tabla de enrutamiento estático:

1. Se configuran manualmente las rutas.
2. Ideal para redes pequeñas y estables.
3. Ejemplo (Cisco): Router(config)# ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1
4. Esto indica al router que para llegar a la red 192.168.1.0, debe enviar el tráfico a través de la interfaz conectada a la dirección IP 192.168.2.1.

Configurar una tabla de enrutamiento dinámico:

1. Los Routers intercambian información de enrutamiento automáticamente.
2. Ideal para redes grandes y complejas.
3. Protocolos comunes: RIP, OSPF, BGP.

Verificar:

Verificar una tabla de enrutamiento:

• Comando show ip route (Cisco): Muestra la tabla de enrutamiento completa.
• Comandos específicos para cada protocolo: show ip rip route , show ip ospf route, etc.
• Herramientas de administración de red: Permiten visualizar y analizar las tablas de enrutamiento de forma gráfica.

Consideraciones:

• Métricas: El costo asociado a una ruta. Se utiliza para determinar la mejor ruta.
• Rutas predeterminadas: Se utilizan cuando no se encuentra una coincidencia exacta en la tabla de enrutamiento.
• Rutas flotantes: Se utilizan como respaldo en caso de que falle la ruta principal.
• Sumarización de rutas: Reduce el tamaño de la tabla de enrutamiento y mejora el rendimiento.

Practica_Laptop (Tabla_Enrutamiento):

Análisis de la Salida del Comando (root@juan-SATELLITE-C55-C-1JM:/# ip route)

-. La imagen que proporcionas muestra la salida de un comando en un terminal de Linux: ip route. Este comando se utiliza para mostrar la tabla de enrutamiento de un sistema, es decir, las reglas que el sistema operativo utiliza para decidir cómo enviar paquetes de datos a diferentes destinos en la red.

Desglose de la Salida (default via 192.168.1.1 dev wlp7s0 proto dhcp metric 600):

• default: Indica que cualquier paquete que no tenga una ruta específica se enviará a través de esta ruta.
• via 192.168.1.1: La dirección IP a la que se enviarán los paquetes por defecto. Esta es probablemente la puerta de enlace predeterminada del sistema.
• dev wlp7s0: La interfaz de red (en este caso, una tarjeta Wi-Fi) que se utilizará para enviar los paquetes.
• proto dhcp: Indica que esta ruta fue configurada automáticamente a través del protocolo DHCP.
• metric 600: Un valor numérico que se utiliza para comparar rutas y seleccionar la mejor. Cuanto menor sea el valor, más preferible será la ruta.

Desglose de la Salida (169.254.0.0/16 dev wlp7s0 scope link metric 1000):

• 169.254.0.0/16: Una red local que se utiliza cuando un dispositivo no puede obtener una dirección IP a través de DHCP. Es comúnmente conocida como «dirección IP de enlace local».
• dev wlp7s0: La interfaz de red utilizada.
• scope link: Indica que esta ruta es válida solo para la interfaz de red especificada.
• metric 1000: El valor métrico de esta ruta.

Desglose de la Salida (192.168.1.0/24 dev wlp7s0 proto kernel scope link src 192.168.1.78 metric 600):

• 192.168.1.0/24: Una red local, probablemente la red a la que está conectado el dispositivo.
• dev wlp7s0: La interfaz de red utilizada.
• proto kernel: Indica que esta ruta fue configurada por el kernel del sistema operativo.
• scope link: Indica que esta ruta es válida solo para la interfaz de red especificada.
• src 192.168.1.78: La dirección IP fuente de los paquetes que se enviarán a través de esta ruta.

 

Nota: Este sistema está configurado para conectarse a una red Wi-Fi (wlp7s0) con una dirección IP de 192.168.1.78. La puerta de enlace predeterminada es 192.168.1.1. El sistema también tiene rutas configuradas para una red local y una dirección IP automática (169.254.0.0/16).

 

Recopilando:

-. Veamos los puntos mas importantes de este post:

• La tabla de enrutamiento es una estructura de datos fundamental que guía el tráfico de paquetes en una red, conteniendo la red de destino que representa el espacio de direccionamiento IP hacia donde se dirige el tráfico.
• La máscara de subred actúa como filtro binario de 32 bits (en IPv4) para determinar los límites entre la porción de red y host de una dirección IP mediante una operación AND bit a bit.
• El Gateway especifica la dirección IP del siguiente dispositivo intermediario (next-hop) en la ruta hacia el destino final del paquete de datos.
• La métrica es un valor numérico que cuantifica la calidad o coste de una ruta específica, considerando factores como ancho de banda, retardo, confiabilidad y número de saltos.
• Los protocolos pueden ser estáticos (configurados manualmente) o dinámicos (aprendizaje automático) como RIP, OSPF, BGP y EIGRP.
• El funcionamiento básico implica que cuando un paquete llega al router, este examina la dirección IP de destino y busca una coincidencia en su tabla de enrutamiento.
• La configuración puede realizarse manualmente para rutas estáticas o automáticamente para protocolos dinámicos.
• La verificación se realiza mediante comandos como «show ip route» en Cisco o «ip route» en Linux.
• En Linux, la salida del comando ip route muestra la ruta predeterminada (default), las interfaces de red (dev), los protocolos utilizados y las métricas asociadas.
• Las tablas de enrutamiento son críticas para la conectividad, el rendimiento y la seguridad de la red, siendo esencial su correcta configuración y mantenimiento.

 

• Referencias: moreluz.entorno
• Referencias: Cisco