Enrutamiento dinámico

En esta unidad veremos los siguientes puntos:

• Las ventajas del enrutamiento dinámico sobre el enrutamiento estático
• Los tipos de protocolos de enrutamiento dinámico
• Cómo decide un router qué rutas introducir en su tabla de enrutamiento
• Activación de protocolos de enrutamiento dinámico con el comando network

En la unidad anterior aprendimos sobre el enrutamiento estático, en el que un administrador configura manualmente las rutas para crear la tabla de enrutamiento de un router. Al usar el enrutamiento dinámico, los routers se comunican entre sí y crean sus tablas de enrutamiento automáticamente. Si bien el enrutamiento estático tiene sus usos, el enrutamiento dinámico ofrece varias ventajas que examinaremos en este capítulo.

Lo que aquí trataremos tiene, de alguna forma, una correspondencia con algunos de los elementos de los siguientes temas de examen del CCNA:

• 3.1 Interpretar los componentes de la tabla de enrutamiento
• 3.2 Determinar cómo un router toma una decisión de reenvío de forma predeterminada
• 3.3 Configurar y verificar el enrutamiento estático IPv4
• 3.4 Configurar y verificar OSPFv2

Enrutamiento dinámico vs. enrutamiento estático

El enrutamiento dinámico es un proceso mediante el cual los routers comparten información sobre la red, lo que les permite crear sus tablas de enrutamiento sin necesidad de que un administrador configure manualmente cada ruta. Esto se logra mediante un protocolo de enrutamiento, que define cómo se comunican los routers para compartir información de enrutamiento y cómo la utilizan para crear sus tablas de enrutamiento.

La imagen siguiente muestra un ejemplo del funcionamiento de los protocolos de enrutamiento. R1, R2 y R3 utilizan un protocolo de enrutamiento para intercambiar mensajes, informándose mutuamente de sus redes conocidas. Cada router utilizará esta información para crear su tabla de enrutamiento, sin necesidad de que un administrador configure manualmente las rutas.

Cada router utilizará esta información para crear su tabla de enrutamiento.

El enrutamiento dinámico ofrece varias ventajas sobre el enrutamiento estático, como la adaptabilidad y la escalabilidad. Analicemos estas dos ventajas con más detalle.

Adaptabilidad

Las rutas estáticas, como su nombre indica, son estáticas e inmutables; no pueden reaccionar a los cambios en la red. Si una ruta deja de ser válida debido a un fallo de hardware en uno de los routers de la ruta, la ruta estática no se ajustará automáticamente para encontrar una ruta alternativa. La imagen de más abajo muestra un ejemplo: el enlace R2-R3 se cae debido a un fallo de hardware. Esto hace que R3 elimine su ruta a 192.168.30.0/24 de su tabla de enrutamiento; ya no puede acceder a la dirección IP del siguiente salto. Sin embargo, R1 desconoce el fallo del enlace. Como resultado, R1 mantiene su ruta a 192.168.30.0/24 a través de R2 en su tabla de enrutamiento, aunque ya no sea una ruta válida para llegar al destino.

Dado que la ruta de R1 a 192.168.30.0/24 a través de R2 permanece en su tabla de enrutamiento, continuará reenviando paquetes destinados a hosts en la red 192.168.30.0/24 a R2. R2 no tiene otra opción que descartar los paquetes, ya que no tiene una ruta a 192.168.30.0/24 en su tabla de enrutamiento. La imagen muestra cómo el enrutamiento dinámico soluciona esto; permite a R1 adaptarse automáticamente al cambio de red, insertando una nueva ruta al destino en su tabla de enrutamiento.

En cuestión de segundos tras el fallo, todos los routers de la red detectarán el cambio y tendrán nuevas rutas en sus tablas de enrutamiento. Una vez restaurado el enlace fallido (quizás reemplazando un cable defectuoso), los routers se adaptarán de nuevo a ese cambio, restaurando sus tablas de enrutamiento a su estado anterior. La adaptabilidad del enrutamiento dinámico mejora la resiliencia de la red; es capaz de recuperarse automáticamente de los fallos con un tiempo de inactividad mínimo. Esto no es posible en una red que utiliza exclusivamente enrutamiento estático.

Escalabilidad

Otra ventaja importante del enrutamiento dinámico es la escalabilidad. Si bien el enrutamiento estático puede ser práctico para redes pequeñas, se vuelve cada vez más complejo e inmanejable a medida que la red crece. Por otro lado, los protocolos de enrutamiento dinámico se escalan fácilmente para admitir redes muy grandes y complejas. En la imagen se muestra una red de seis routers, cada uno conectado a una LAN que contiene varias subredes. Además, dos routers tienen conexiones a un ISP. Esta es una red bastante simple, pero incluso en una red de este tamaño, configurar manualmente rutas estáticas a cada destino en cada router no es muy práctico. Una opción más sencilla es habilitar un protocolo de enrutamiento en cada router y permitir que compartan la información de enrutamiento entre ellos.

Antes de examinar los diferentes tipos de protocolos de enrutamiento, cabe mencionar que las rutas estáticas tienen sus propias ventajas, como la previsibilidad y el control. Dado que el enrutamiento estático implica la configuración manual de rutas (especificando el siguiente salto para cada destino), son útiles cuando se desea controlar la ruta exacta que siguen los paquetes. Afortunadamente, no es necesario elegir entre enrutamiento estático y dinámico; se puede usar una combinación de ambos en un solo router.

Tipos de protocolos de enrutamiento

Los protocolos de enrutamiento se dividen en dos categorías principales: Protocolos de Puerta de Enlace Interior (IGP - Interior Gateway Protocol) y Protocolos de Puerta de Enlace Exterior (EGP - Exterior Gateway Protocols). Los IGP se utilizan para intercambiar información de enrutamiento dentro de un único sistema autónomo (AS), es decir, la red de una organización. Los EGP, por otro lado, se utilizan para intercambiar información de enrutamiento entre diferentes sistemas autónomos, como entre una empresa y un ISP o entre dos ISP.

La imagen de abajo muestra la diferencia entre los IGP y los EGP. Cada organización del diagrama utiliza un IGP para intercambiar información de enrutamiento dentro de su organización, pero un EGP para intercambiar información de enrutamiento con otras organizaciones.

La siguiente imagen enumera los protocolos de enrutamiento más utilizados en la actualidad. Además de clasificarse como IGP o EGP, los protocolos de enrutamiento pueden clasificarse por tipo de algoritmo, que describe cómo los routers comparten información y calculan rutas.

Protocolos de puerta de enlace interior

Los IGP utilizan uno de dos tipos de algoritmos: vector-distancia y estado-enlace. En esta sección, analizaremos las características básicas de cada uno. Protocolos de vector de distancia

Actualmente se utilizan dos protocolos principales de enrutamiento por vector de distancia: RIP (Routing Information Protocol), estándar de la industria, y EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol), desarrollado por Cisco. RIP es un protocolo muy simple que suele emplearse solo en redes y laboratorios muy pequeños. EIGRP, por otro lado, es más avanzado que RIP (de hecho, a veces se le denomina protocolo de vector de distancia avanzado) y se utiliza en muchas redes a gran escala.

Los routers que utilizan un protocolo de vector-distancia comparten información sobre sus redes conocidas y las métricas para acceder a ellas. Las métricas son un concepto similar al costo raíz de STP. Mientras que el costo raíz de STP mide la eficiencia de una ruta al puente raíz, una métrica mide la eficiencia de una ruta a la red de destino. La siguiente figura muestra cómo un router obtiene información de una red de destino (LAN A) con un protocolo de enrutamiento de vector-distancia. R1 obtiene información de LAN A a través de dos vecinos: R2 y R5. Dado que la ruta a través de R5 tiene una métrica menor, R1 la inserta en su tabla de enrutamiento; es preferible un valor de métrica menor.

La característica clave de los protocolos de enrutamiento por vector de distancia es que cada router no tiene un mapa completo de la red; para cada red de destino que aprende, solo conoce la métrica y el router del siguiente salto. Usando el ejemplo de la figura, R1 sabe que para llegar a la LAN A, puede reenviar paquetes a R2, cuya métrica es 2, o a R5, cuya métrica es 1; desconoce los detalles de la red más allá de R2 y R5, como se muestra a continuación:

Protocolos de estado de enlace

Al igual que los protocolos de enrutamiento por vector de distancia, existen dos protocolos principales de enrutamiento de estado de enlace en uso actualmente: Sistema Intermedio a Sistema Intermedio (IS-IS) y Open Shortest Path First (OSPF), ambos protocolos estándar de la industria. IS-IS se utiliza con mayor frecuencia en redes de proveedores de servicios (como las redes de ISP) y no lo abordaremos en detalle aquí. OSPF sí lo abordaremos con detalle más adelante.

Al utilizar un protocolo de enrutamiento de estado de enlace, cada router crea un mapa de conectividad de la red. Para que todos los routers puedan crear su propio mapa de conectividad, cada uno comparte información sobre sus enlaces conectados y su estado (subredes conectadas, costo métrico, etc.); de ahí el nombre "estado de enlace". Esta información no solo se comparte con los routers vecinos directamente conectados, sino con todos los routers de la red, para que todos puedan crear el mismo mapa de conectividad. Cada router utiliza este mapa de la red para calcular la mejor ruta a cada destino. La figura de abajo muestra este concepto: el R1 crea un mapa de conectividad y lo utiliza para calcular una ruta a la LAN A.

Construir este mapa de la red y usarlo para calcular rutas requiere más recursos de CPU y memoria en el router que los requeridos por los protocolos de enrutamiento por vector de distancia, lo cual puede ser un problema en redes muy grandes. El mapa se almacena en memoria mediante una estructura llamada base de datos de estado de enlace (LSDB), y calcular rutas a partir de la LSDB puede consumir muchos recursos de la CPU. Sin embargo, existen métodos para superar esta limitación, como dividir la red en áreas.

Protocolos de puerta de enlace exterior

En las redes modernas, solo se utiliza ampliamente un único EGP: el Protocolo de Puerta de Enlace de Frontera (BGP). BGP utiliza un algoritmo de vector de ruta para calcular rutas. Al igual que los dos tipos de algoritmos IGP, el nombre de vector de ruta nos da una pista sobre cómo funciona BGP. La ruta es la serie de sistemas autónomos que un paquete recorrerá a lo largo de su ruta hacia su destino; por ejemplo, podría pasar por dos ISP diferentes antes de llegar al Sistema Autónomo de destino.

La Figura muestra la lógica de vector de ruta: los paquetes del R1 a destinos en la Empresa B viajarán a través de los ISP A y B y luego llegarán a la Empresa B. El R1 conoce esta ruta comunicándose con el ISP A mediante BGP. En lugar de tomar decisiones de enrutamiento basadas en la serie de routers individuales por los que viajarán los paquetes, BGP toma decisiones de enrutamiento basadas en la serie de sistemas autónomos por los que viajarán (cada AS probablemente consta de varios routers).

Selección de ruta

La selección de ruta es algo que ya hemos visto anteriormente. Esa definición de selección de ruta se refería al reenvío de paquetes; cuando un router reenvía un paquete, seleccionará la ruta coincidente más específica en la tabla de enrutamiento.

Sin embargo, la selección de ruta también puede referirse al proceso de seleccionar las rutas que se utilizan para completar la tabla de enrutamiento. Las rutas aprendidas mediante un protocolo de enrutamiento dinámico no se insertan automáticamente en la tabla de enrutamiento del router. Del mismo modo, las rutas estáticas configuradas manualmente tampoco se incluyen necesariamente en la tabla de enrutamiento. Si una ruta no está en la tabla de enrutamiento, no se puede utilizar para reenviar paquetes. En resumen, el término "selección de ruta" tiene dos significados:

• Población de la tabla de enrutamiento: el proceso de seleccionar qué rutas ingresará el router en su tabla de enrutamiento
• Reenvío de paquetes: el proceso de seleccionar la mejor ruta en la tabla de enrutamiento para reenviar un paquete en particular.

Si un router aprende varias rutas al mismo destino, solo insertará la mejor ruta a ese destino en su tabla de enrutamiento. Para determinar cuál es la mejor ruta, comparará dos parámetros: distancia métrica y administrativa.

El parámetro de la métrica

Ya vimos un ejemplo del funcionamiento de las métricas en la figura anterior. R1 aprendió dos rutas para llegar a la LAN A: una con una métrica de 2 y otra con una métrica de 1. ¿Cuál de las dos rutas insertó R1 en su tabla de enrutamiento? R1 seleccionó la última debido a su métrica más baja.

La métrica de cada protocolo de enrutamiento se calcula de forma diferente. RIP utiliza un conteo de saltos simple: la cantidad de routers entre el router y el destino constituye la métrica de la ruta. OSPF utiliza un valor de costo calculado a partir del ancho de banda de cada enlace de la ruta. EIGRP utiliza un cálculo más complejo basado en el ancho de banda y el retardo (el tiempo que tardan los bits en viajar a través de un enlace), así como otros parámetros. La tabla a continuación resume cómo RIP, EIGRP y OSPF calculan las métricas.

La siguiente figura muestra un ejemplo de selección de ruta en una red de routers que utilizan OSPF para compartir información de enrutamiento. El R1 utiliza su mapa de conectividad para calcular las posibles rutas para llegar a 192.168.3.0/24 y selecciona la mejor ruta para su tabla de enrutamiento.

El siguiente ejemplo muestra la ruta en la tabla de enrutamiento de R1. Prestad atención a los dos valores entre corchetes:

R1# show ip route
. . .
O     192.168.3.0/24 [110/2] via 192.168.1.6, 00:08:35, GigabitEthernet0/0

Después de la red de destino 192.168.3.0/24, la ruta incluye dos valores entre corchetes: [110/2]. El primer valor (110) corresponde a la distancia administrativa de la ruta y el segundo valor (2) a su métrica. En el siguiente ejemplo, deshabilito la interfaz G0/0 de R1, lo que invalida la ruta vía R3. A continuación, reviso de nuevo la tabla de enrutamiento; la ruta alternativa vía R2, con una métrica de 4, se inserta en la tabla de enrutamiento en lugar de la ruta vía R3.

R1(config)# interface g0/0
R1(config-if)# shutdown
R1(config-if)# do show ip route
. . .
O     192.168.3.0/24 [110/4] via 192.168.1.2, 00:00:04, GigabitEthernet0/1

El parámetro de distancia administrativa

Aunque la mayoría de los routers solo ejecutan un protocolo de enrutamiento, hay casos en los que un router ejecuta varios protocolos; por ejemplo, si dos empresas (que ejecutan diferentes protocolos de enrutamiento) conectan sus redes para permitir la comunicación entre ellas. Al ejecutar varios protocolos de enrutamiento, un router puede obtener información sobre la misma red de destino a partir de diferentes protocolos de enrutamiento. En tales casos, el router necesita una forma de comparar las rutas para determinar cuál debe ingresar en la tabla de enrutamiento.

Cada protocolo de enrutamiento utiliza diferentes parámetros para determinar la métrica de una ruta: RIP utiliza un simple conteo de saltos, OSPF utiliza un costo basado en el ancho de banda y la métrica de EIGRP se calcula mediante una fórmula que puede considerar diversos factores. El proceso de selección de rutas de BGP es mucho más complejo que un simple valor métrico. Dado que la métrica de cada protocolo de enrutamiento es diferente, no se pueden comparar directamente; sería como preguntar: "¿Qué es mejor: 20 kilogramos o 10 kilómetros?". Si un router aprende múltiples rutas a la misma red de destino desde diferentes protocolos de enrutamiento, necesita usar algo más para seleccionar qué ruta entra en la tabla de enrutamiento.

Esa es la función de la distancia administrativa (AD). La AD es un valor que indica la preferencia de un protocolo de enrutamiento. Un valor de AD bajo indica que se considera que un protocolo de enrutamiento es más confiable, es decir, que tiene mayor probabilidad de seleccionar buenas rutas. Mientras que una métrica se utiliza para comparar rutas aprendidas mediante el mismo protocolo de enrutamiento, la AD se utiliza para comparar rutas aprendidas mediante diferentes protocolos de enrutamiento. La tabla muestra los valores de AD predeterminados de algunos protocolos de enrutamiento diferentes (incluidas las rutas conectadas y estáticas).

Al igual que al comparar valores de métricas, se prefiere el valor de AD más bajo. Las rutas conectadas (las rutas que se agregan automáticamente al configurar una dirección IP en una interfaz) tienen un AD de 0; siempre se prefieren sobre otros tipos de ruta. Las rutas estáticas, con un AD de 1, se prefieren por defecto sobre las rutas aprendidas de cualquier protocolo de enrutamiento dinámico; sin embargo, más adelante en esta sección explicaremos cómo reducir su preferencia. El valor de AD menos preferido es 255. Los routers Cisco pueden usar este valor para marcar una ruta como inutilizable; se eliminará de la tabla de enrutamiento.

La figura a continuación muestra un ejemplo en el que se utiliza AD para seleccionar la ruta que entra en la tabla de enrutamiento. R1 obtiene la red de destino 10.0.0.0/24 mediante EIGRP y OSPF. Aunque el valor de la métrica de la ruta EIGRP (3584) es numéricamente mayor que el de la ruta OSPF (4), esto es irrelevante en este caso; los valores de las métricas de EIGRP y OSPF no se pueden comparar directamente. En su lugar, se utiliza AD para decidir qué ruta entra en la tabla de enrutamiento. El AD de EIGRP (90) es menor que el de OSPF (110), por lo que R1 inserta la ruta EIGRP en su tabla de enrutamiento.

El siguiente ejemplo muestra la ruta EIGRP en la tabla de enrutamiento del R1. Observe los valores entre corchetes: el AD de EIGRP es 90 y la métrica de la ruta es 3584.

R1# show ip route
. . .
D        10.0.0.0 [90/3584] via 192.168.12.2, 00:33:30, GigabitEthernet0/0
. . .

ECMP

Las métricas se utilizan para seleccionar rutas con el mismo destino, aprendidas mediante el mismo protocolo de enrutamiento, y el AD se utiliza para seleccionar rutas con el mismo destino, aprendidas mediante diferentes protocolos de enrutamiento. Pero ¿qué sucede si un router aprende varias rutas con el mismo destino mediante el mismo protocolo de enrutamiento y estas tienen la misma métrica? En ese caso, todas las rutas se añadirán a la tabla de enrutamiento y el tráfico se distribuirá entre ellas; la mitad del tráfico se enviará por una ruta y la otra por la otra. Esto se denomina enrutamiento multirruta de igual coste (ECMP).

Rutas estáticas flotantes

De forma predeterminada, las rutas estáticas tienen un AD de 1 y, por lo tanto, se prefieren a las rutas aprendidas mediante un protocolo de enrutamiento dinámico. Sin embargo, en algunos casos, podría ser conveniente configurar una ruta estática como respaldo, que solo se incluya en la tabla de enrutamiento si se pierde la ruta principal (aprendida mediante un protocolo de enrutamiento). Esta es la función de las rutas estáticas flotantes.

Una ruta estática flotante es una ruta estática configurada con un AD mayor que el valor predeterminado de 1 para que sea menos preferida. Por ejemplo, para que una ruta estática sea menos preferida que una ruta OSPF al mismo destino, debe configurarse con un AD mayor que 110 (el AD de OSPF). Para configurar una ruta estática flotante, simplemente se añade el valor de AD al final del comando. Por ejemplo, se puede configurar una ruta estática recursiva flotante con el comando ip route destination-network netmask next-hop ad. La Figura 17.14 muestra un ejemplo en el que se configura una ruta estática con un AD de 111 para que sea menos preferida que una ruta aprendida mediante OSPF.

Una ruta estática flotante funciona como ruta de respaldo, ofreciendo una ruta secundaria para los datos si la ruta principal falla. Si bien los protocolos de enrutamiento dinámico también pueden ofrecer la misma funcionalidad (recalculando la siguiente mejor ruta si la mejor ruta actual falla), una ruta estática flotante puede proporcionar una ruta de respaldo a través de un router con el que el router local no intercambia información de enrutamiento. En la figura , R1 tiene una relación de vecino OSPF con R4, pero no con R2. Las rutas estáticas flotantes también ofrecen las ventajas mencionadas anteriormente, como control y previsibilidad; permiten controlar con exactitud qué ruta tomará el tráfico si falla la ruta principal.

En el siguiente ejemplo, se prueba la ruta estática flotante que vimos en la figura anterior. Al revisar por primera vez la tabla de enrutamiento de R1, la ruta OSPF está presente. Luego, deshabilitamos la interfaz G0/1 de R1 (simulando un fallo de hardware) y revisamos la tabla de enrutamiento de nuevo; esta vez, la ruta estática flotante (con un AD de 111) ha reemplazado a la ruta OSPF:

R1(config)# do show ip route 
. . .
O        10.0.0.0 [110/4] via 192.168.1.6, 00:25:43, 
GigabitEthernet0/1
. . .
R1(config)# interface g0/1
R1(config-if)# shutdown    
R1(config)# do show ip route
. . .
S        10.0.0.0 [111/0] via 192.168.1.2
. . .

Ejemplos de selección de ruta

La selección de rutas, en sus dos acepciones (población de la tabla de enrutamiento y reenvío de paquetes), es un tema muy importante para el examen CCNA. En esta sección, analizaremos algunos ejemplos de cada una y aclararemos los conceptos que hemos cubierto hasta ahora.

Población de la tabla de enrutamiento

Considere el siguiente ejemplo. R1 aprende las siguientes rutas mediante configuración manual y protocolos de enrutamiento dinámico:

• (A) 203.0.113.0/24 a través de enrutamiento estático
• (B) 203.0.113.0/25 vía RIP, métrica 4
• (C) 203.0.113.0/26 a través de EIGRP, métrica 5678

• (D) 203.0.113.0/27 a través de OSPF, métrica 10 Consideremos el siguiente ejemplo. R1 aprende las siguientes rutas mediante configuración manual y protocolos de enrutamiento dinámico:

• (A) 203.0.113.0/24 a través de enrutamiento estático

• (B) 203.0.113.0/25 vía RIP, métrica 4
• (C) 203.0.113.0/26 a través de EIGRP, métrica 5678
• (D) 203.0.113.0/27 a través de OSPF, métrica 10

¿Qué ruta(s) insertará R1 en su tabla de enrutamiento? Tras leer hasta este punto, podríamos pensar que R1 seleccionará la ruta estática porque tiene el AD más bajo. O quizás pensemos que R1 seleccionará la ruta OSPF porque tiene la longitud de prefijo más larga (utilizando la regla de la "ruta coincidente más específica" que ya hemos visto. Sin embargo, la respuesta es que R1 insertará las cuatro rutas en su tabla de enrutamiento.

La razón es que las cuatro rutas tienen destinos diferentes. Aunque comparten la misma dirección de red de destino (203.0.113.0), todas tienen longitudes de prefijo diferentes y, por lo tanto, se consideran destinos diferentes. No es necesario compararlas; R1 las insertará todas en la tabla de enrutamiento.

Cabe destacar que las cuatro subredes del ejemplo se superponen, como se muestra en la figura de abajo. Las subredes /25, /26 y /27 se encuentran dentro de la subred /24. Sin embargo, al crear la tabla de enrutamiento, se consideran redes de destino diferentes y, por lo tanto, se insertarán en ella.

Veamos otro ejemplo. R1 aprende las siguientes rutas mediante protocolos de enrutamiento dinámico:

• (A) 10.0.0.0/8 a través de EIGRP, métrica 2345
• (B) 10.0.0.0/8 a través de OSPF, métrica 10
• (C) 10.0.0.0/16 a través de OSPF, métrica 20
• (D) 10.0.0.0/16 a través de OSPF, métrica 5

¿Qué ruta(s) insertará R1 en su tabla de enrutamiento en este ejemplo? Analicemos la lógica. En este ejemplo, R1 aprende dos rutas a cada una de dos redes de destino diferentes: dos rutas a 10.0.0.0/8 y dos rutas a 10.0.0.0/16. Por lo tanto, R1 debe seleccionar la mejor de las dos rutas a 10.0.0.0/8 y la mejor de las dos rutas a 10.0.0.0/16.

¿Cuál de las dos rutas a 10.0.0.0/8 preferirá R1? Dado que R1 aprende las dos rutas mediante diferentes protocolos de enrutamiento, usará AD para compararlas. La métrica de EIGRP (90) es menor que la de OSPF (110), por lo que R1 seleccionará la ruta EIGRP; por lo tanto, A es una de las respuestas.

¿Y cuál de las dos rutas a 10.0.0.0/16 preferirá R1? En este caso, ambas rutas se aprenden mediante el mismo protocolo de enrutamiento, por lo que R1 comparará sus valores métricos para determinar cuál es la ruta preferible. La ruta D tiene la métrica más baja de las dos, por lo que será la seleccionada.

Reenvío de paquetes

El segundo aspecto de la selección de ruta es el reenvío de paquetes: seleccionar la ruta de la tabla de enrutamiento que se utilizará para reenviar un paquete en particular. Este proceso es más sencillo, ya que solo se considera una cosa: la ruta más específica. Al reenviar un paquete, no se consideran los valores de AD ni de métricas de las rutas.

Sin embargo, identificar la ruta que un router seleccionará para reenviar un paquete puede ser difícil, ya que el proceso de identificar qué rutas coinciden con el destino de un paquete en particular y cuál de ellas es la más específica requiere la conversión entre binario y decimal. Por eso, ya enfatizamos la importancia de familiarizarse con el sistema binario al abordar el direccionamiento y la subred IPv4 en capítulos anteriores.

Veamos un ejemplo de selección de ruta en el contexto del reenvío de paquetes. Examinad la tabla de enrutamiento de R1 a continuación. ¿Qué ruta seleccionará para reenviar un paquete con destino a 203.0.113.65?

R1# show ip route
. . .
S        203.0.113.0/24 [1/0] via 192.168.1.2
R        203.0.113.0/25 [120/4] via 192.168.1.6
D        203.0.113.0/26 [90/5678] via 192.168.1.10
O        203.0.113.0/27 [110/10] via 192.168.1.14

El primer paso es identificar qué rutas coinciden con el destino del paquete. Sabemos que si la dirección IP de destino del paquete forma parte de la red especificada en la ruta, se considera una coincidencia. En el siguiente ejemplo, se ha escrito cada ruta en binario, así como la dirección IP de destino del paquete (203.0.113.65):

203.0.113.0/24 = 11001011.00000000.01110001.00000000
203.0.113.0/25 = 11001011.00000000.01110001.00000000
203.0.113.0/26 = 11001011.00000000.01110001.00000000
203.0.113.0/27 = 11001011.00000000.01110001.00000000
203.0.113.65   = 11001011.00000000.01110001.01000001

La ruta a 203.0.113.0/24 coincide con el destino del paquete, al igual que la ruta a 203.0.113.0/25. La ruta a 203.0.113.0/26 no coincide con el destino del paquete porque el bit 26 no coincide; es 0 en la ruta, pero 1 en la dirección IP de destino del paquete. Del mismo modo, la ruta /27 no coincide debido a la falta de coincidencia del bit 26.

De las dos rutas coincidentes, la ruta a 203.0.113.0/25 es más específica; tiene la longitud de prefijo más larga. Por lo tanto, es la ruta que se seleccionará para reenviar el paquete; R1 reenviará el paquete al siguiente salto 192.168.1.6. El hecho de que la ruta tenga un AD más alto que las otras tres rutas es irrelevante, al igual que su métrica; al seleccionar la ruta que se utilizará para reenviar un paquete, la única consideración es la ruta coincidente más específica. En resumen, estos son los dos aspectos de la selección de ruta:

• Población de la tabla de enrutamiento:
  • Las métricas se utilizan para seleccionar entre rutas hacia el mismo destino que se aprenden a través del mismo protocolo de enrutamiento.
  • AD se utiliza para seleccionar entre rutas hacia el mismo destino que se aprenden a través de diferentes protocolos de enrutamiento.
• Reenvío de paquetes:
  • Se selecciona la ruta coincidente más específica.

El comando network

RIP, EIGRP y OSPF se configuran activando el protocolo en una o más interfaces del router. El router anuncia el prefijo de red (dirección y máscara de red) de la interfaz. En esta sección, analizaremos un comando compartido por los tres protocolos: el comando network. Este comando le indica al router que:

• Busque interfaces con una dirección IP que esté dentro del rango especificado
• Active el protocolo de enrutamiento en esas interfaces
• Anuncie el prefijo de red de las interfaces a sus vecinos

Aunque RIP, EIGRP y OSPF comparten el comando network, existen diferencias de sintaxis entre ellos. Para configurar OSPF en un router Cisco por ejemplo, utilizamos el comando router ospf process-id en el modo de configuración global para acceder al modo de configuración del router, un nuevo modo de configuración desde el cual puede utilizar el comando network.

La figura muestra cómo se puede usar el comando network para activar OSPF en las interfaces de un router. La sintaxis del comando network es network ip-address wildcard-mask area area-id. La clave de este comando es la máscara wildcard, que parece una máscara de red invertida, pero tiene una función diferente.

Una máscara wildcard o comodín, al igual que una máscara de red, es una serie de 32 bits. Su propósito es indicar qué bits deben coincidir entre dos direcciones IP y cuáles no. La máscara comodín del comando network especifica qué bits deben coincidir entre la dirección IP del comando networky la dirección IP configurada en la interfaz de un router. Un bit 0 en la máscara comodín significa que los bits en la misma posición de la dirección IP del comando network y la dirección IP de la interfaz deben coincidir. Un bit 1 en la máscara comodín significa que los bits no tienen que coincidir.

Examinemos los tres comandos networkutilizados en la figura . En el siguiente ejemplo, se muestra el comando network utilizado para activar OSPF en la interfaz G0/0 de R1. Observad que los bits correspondientes coinciden entre la dirección IP del comando de red (192.168.1.0) y la dirección IP G0/0 de R1 (192.168.1.1); estos bits se especifican con 0 en la máscara comodín.

192.168.1.1 = 11000000.10101000.00000001.00000001
192.168.1.0 = 11000000.10101000.00000001.00000000
0.0.0.3     = 00000000.00000000.00000000.00000011

A continuación, el comando que utilizamos para activar OSPF en la interfaz G0/1 de R1. Nuevamente, los bits correspondientes coinciden con la dirección IP especificada en el comando de red y la dirección IP de G0/1:

192.168.1.5 = 11000000.10101000.00000001.00000101
192.168.1.4 = 11000000.10101000.00000001.00000100
0.0.0.3     = 00000000.00000000.00000000.00000011

En estos dos ejemplos, se utiliza una máscara comodín de 0.0.0.3, que equivale a una máscara de red /30 (255.255.255.252) con los bits invertidos. La figura de abajo lo demuestra: todos los bits 1 de la máscara de red 255.255.255.252 son 0 en la máscara comodín 0.0.0.3 y viceversa.

Finalmente, veamos el comando que se ha usado para activar OSPF en la interfaz G0/2 de R1. Esta vez, la longitud del prefijo de la interfaz es /24, por lo que se usa la máscara comodín equivalente a una máscara de red /24: 0.0.0.255.

192.168.2.1 = 11000000.10101000.00000010.00000000
192.168.2.0 = 11000000.10101000.00000010.00000000
0.0.0.255   = 00000000.00000000.00000000.11111111

En la Tabla se enumeran algunas máscaras de red y sus máscaras comodín equivalentes.

¿Por qué mascaras comodín o wildcards?

Quizás os preguntáis por qué usamos máscaras comodín en lugar de máscaras de red. La clave está en recordar para qué sirven las máscaras de red: identifican el tamaño de un prefijo de red, distinguiendo entre la parte de red y la parte de host de una dirección IP. Por ejemplo, al configurar ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 en la interfaz de un router, este indica que su dirección IP es 192.168.1.1: los primeros tres octetos corresponden a la parte de red y el último a la parte de host. El prefijo es 192.168.1.0/24.

Sin embargo, al usar el comando network de OSPF, la dirección IP y la máscara comodín se usan de forma diferente; no definen un prefijo de red como lo haría una máscara de red. En cambio, especifican un rango de direcciones IP, que no necesariamente forman parte de la misma subred. Este rango se utiliza para determinar qué interfaces del router participarán en OSPF, es decir, cuáles enviarán y recibirán información de enrutamiento OSPF. A continuación, un breve resumen:

• Una máscara de red (o máscara de subred) se utiliza para distinguir las partes de red y host de una dirección IP. Determina la longitud del prefijo de red de una subred.
• En el contexto del comando de red OSPF, una dirección IP y una máscara comodín no definen un prefijo de red. En cambio, definen un rango de direcciones IP (que no necesariamente pertenecen a la misma subred). Este rango se utiliza para determinar qué interfaces del router participarán en el proceso OSPF (es decir, qué interfaces enviarán y recibirán información de enrutamiento OSPF).

En los tres comandos network que analizamos, se utilizó la dirección de red (la parte del host de todos los 0) de cada interfaz y la máscara comodín equivalente a la máscara de red de cada interfaz. Sin embargo, es importante destacar que el comando network es flexible: siempre que los bits correspondientes coincidan entre la dirección IP del network y la dirección IP de la interfaz (los indicados por un bit 0 en la máscara comodín), OSPF se activará en la interfaz. La siguiente imagen muestra una forma diferente de activar OSPF en las interfaces del R1, esta vez utilizando solo dos comandos network.

El primer comando activa OSPF tanto en G0/0 como en G0/1; los bits correspondientes de la dirección IP de cada interfaz coinciden con la dirección IP especificada en el comando network. Mediante una máscara comodín de 0.0.0.7 (equivalente a una máscara de red /29 (255.255.255.248), indico a R1 que active OSPF en todas las interfaces con una dirección IP entre 192.168.1.0 y 192.168.1.7, incluidas G0/0 (192.168.1.1) y G0/1 (192.168.1.5).

192.168.1.1 = 11000000.10101000.00000001.00000001
192.168.1.5 = 11000000.10101000.00000001.00000101
192.168.1.0 = 11000000.10101000.00000001.00000000
0.0.0.7     = 00000000.00000000.00000000.00000111

El segundo comando activa OSPF en G0/2 de forma diferente al ejemplo anterior. Al especificar la dirección IP exacta de G0/2 en el comando de red y usar una máscara comodín de 0.0.0.0 (equivalente a una máscara de red /32 (255.255.255.255), le indico a R1 que active OSPF solo en la interfaz con la dirección IP 192.168.2.1, la interfaz G0/2 de R1.

192.168.2.1 = 11000000.10101000.00000010.00000001
192.168.2.1 = 11000000.10101000.00000010.00000001
0.0.0.0     = 00000000.00000000.00000000.00000000

Como acabamos de ver, el comando network es bastante flexible. El resultado de los dos ejemplos anteriores es el mismo: OSPF se activa en las interfaces de R1, y R1 anuncia la dirección de red de sus interfaces a sus vecinos. Sin embargo, el método recomendado para usar el comando network es el último que vimos: especificar la dirección IP exacta de la interfaz y usar una máscara comodín de 0.0.0.0.

El motivo de esta recomendación es evitar la activación involuntaria de OSPF en las interfaces. Si se utiliza un comando network con un rango de direcciones más amplio, cualquier interfaz con una dirección IP dentro de ese rango se incluirá en el proceso OSPF. Al especificar la dirección IP exacta de la interfaz con una máscara comodín de 0.0.0.0, se garantiza que solo se incluya la interfaz deseada.

Existen dos conceptos erróneos importantes que muchos estudiantes tienen sobre el comando network de OSPF. El primero es que la máscara comodín del comando network debe coincidir con la máscara de red de la interfaz. Esto no es así, como vimos en los ejemplos anteriores; siempre que los bits correctos entre la dirección IP del comando network y la dirección IP de la interfaz (los bits especificados por la máscara comodín) coincidan, OSPF se activará en la interfaz.

El segundo error es que el comando network especifica qué redes debe anunciar OSPF. No es así; más bien, especifica en qué interfaces debe activarse OSPF. El router anunciará entonces el prefijo de red de la interfaz. Para aclarar, veamos qué hacen los dos comandos de la figura . Este es el primer comando:

R1(config-router)# network 192.168.1.0 0.0.0.7 area 0

Aunque 0.0.0.7 equivale a una máscara de red /29, este comando no le indica a R1 que anuncie la red 192.168.1.0/29. Le indica a R1 que haga lo siguiente:

• Busque interfaces con una dirección IP en el rango 192.168.1.0 a 192.168.1.7:
  • Las direcciones IP de R1 G0/0 y G0/1 están en este rango.
• Activar OSPF en esas interfaces.
• Anunciar el prefijo de red de las interfaces a los vecinos:
  • R1 anunciará el prefijo 192.168.1.0/30 de G0/0 y el prefijo 192.168.1.4/30 de G0/1.

Y aquí está el segundo comando, utilizado para activar OSPF en la interfaz G0/2 de R1:

R1(config-router)# network 192.168.2.1 0.0.0.0 area 0

Este comando no le indica a R1 que anuncie 192.168.2.1/32, sino que active OSPF en la interfaz con una dirección IP de 192.168.2.1 (G0/2) y anuncie el prefijo de red de esa interfaz, que es 192.168.2.0/24.

Resumen

• El enrutamiento dinámico es un proceso mediante el cual los routers comparten información sobre la red, lo que les permite crear sus tablas de enrutamiento automáticamente. Esto se logra mediante un protocolo de enrutamiento.
• El enrutamiento dinámico ofrece varias ventajas sobre el enrutamiento estático, como adaptabilidad y escalabilidad.
• El enrutamiento estático también ofrece ventajas sobre el enrutamiento dinámico, como la previsibilidad y el control. Afortunadamente, ambos pueden usarse simultáneamente.
• Los protocolos de enrutamiento se pueden dividir en dos categorías principales: Interior Gateway Protocols (IGP) y Exterior Gateway Protocols (EGP).
• Los IGP se utilizan para intercambiar información de enrutamiento dentro de un solo sistema autónomo (AS), y los EGP se utilizan para intercambiar información de enrutamiento entre sistemas autónomos.
• Los IGP se pueden clasificar según el tipo de algoritmo que utilizan para compartir información de enrutamiento y calcular rutas: vector de distancia o estado de enlace.
• Los dos IGP de vector de distancia son Routing Information Protocol (RIP) y Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP).
• Los dos IGP de estado de enlace son Routing Information Protocol (RIP) y Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP).
• El enrutamiento por vector de distancia también se denomina enrutamiento por rumor. El router no tiene un mapa completo de la red; solo conoce lo que le dicen sus vecinos.
• Los routers que utilizan un protocolo de enrutamiento de estado de enlace construyen un “mapa de conectividad” de la red y utilizan ese mapa para calcular rutas a cada destino.
• El único EGP de uso común actualmente es Border Gateway Protocol (BGP). Utiliza un algoritmo de vector de ruta que calcula rutas mediante lógica AS-a-AS, en lugar de router a router; está diseñado para enrutamiento a gran escala.
• El término selección de ruta tiene dos significados principales: uno relacionado con la población de la tabla de enrutamiento y otro relacionado con el reenvío de paquetes.
• En la población de la tabla de enrutamiento, la selección de rutas es el proceso de seleccionar las rutas que ingresarán a la tabla. El router usará AD y métricas para seleccionar las rutas que ingresarán a la tabla de enrutamiento.
• En el reenvío de paquetes, la selección de ruta consiste en seleccionar la mejor ruta en la tabla de enrutamiento para reenviar un paquete. El router seleccionará la ruta coincidente más específica de la tabla de enrutamiento para reenviarlo.
• Solo la mejor ruta a cada destino se añadirá a la tabla de enrutamiento y, por lo tanto, será candidata para el reenvío de paquetes. Las rutas que no se incluyan en la tabla de enrutamiento no podrán utilizarse para el reenvío de paquetes.
• Una métrica mide la eficiencia de una ruta. Se utiliza para seleccionar rutas con el mismo destino (misma dirección de red y longitud de prefijo), obtenidas mediante el mismo protocolo de enrutamiento.
• Cada IGP utiliza una métrica diferente. RIP utiliza el número de saltos, EIGRP utiliza una métrica basada en el ancho de banda y el retraso (y otros parámetros), y OSPF utiliza un costo basado en el ancho de banda de cada enlace.
• Debido a que cada protocolo utiliza una métrica diferente, las métricas no se pueden utilizar para comparar rutas aprendidas a través de diferentes protocolos de enrutamiento.
• La distancia administrativa (AD) es un valor que indica la preferencia de un protocolo de enrutamiento. Un valor de AD más bajo se considera preferible, lo que significa que IOS considera el protocolo más confiable y, por lo tanto, es más probable que seleccione buenas rutas.
• AD se utiliza para seleccionar entre rutas hacia el mismo destino, aprendidas a través de diferentes protocolos de enrutamiento.
• Los valores de AD predeterminados son Conectado = 0, Estático = 1, eBGP = 20, EIGRP = 90, OSPF = 110, IS-IS = 115, RIP = 120, iBGP = 200, inutilizable = 255.
• Si se aprenden varias rutas al mismo destino mediante el mismo protocolo de enrutamiento y tienen la misma métrica, todas se insertarán en la tabla de enrutamiento y el router distribuirá el tráfico entre ellas. Esto se denomina enrutamiento multirruta de igual costo (ECMP).
• Una ruta estática flotante es una ruta estática configurada con un AD mayor que el valor predeterminado de 1 para que sea menos preferida. La sintaxis del comando es: ip route destination-network netmask next-hop ad
• Incluso si varias rutas comparten la misma dirección de red de destino, sus destinos se consideran diferentes si tienen distintas longitudes de prefijo. Todas se insertarán en la tabla de enrutamiento (es decir, 192.168.0.0/16, 192.168.0.0/17 y 192.168.0.0/18).
• RIP, EIGRP y OSPF utilizan el comando network para activar el protocolo en las interfaces del router. Se configura en el modo de configuración del router.
• Para acceder al modo de configuración del router para OSPF, utilice el comando router ospf process-id. La sintaxis del comando network de OSPF es: network, ip-address wildcard-mask area area-id.
• El comando networkle dice al router que:
• Busque interfaces con una dirección IP en el rango especificado
• Activar el protocolo de enrutamiento en esas interfaces
• Anunciar el prefijo de red de las interfaces a los vecinos
• Una máscara comodín o wildcard es una serie de 32 bits que indica qué bits deben coincidir entre dos direcciones IP. Un bit 0 en la máscara comodín significa que los bits deben coincidir, y un bit 1 en la máscara comodín significa que no tienen que coincidir.
• Una máscara comodín se parece a una máscara de red invertida, pero tiene una función diferente. Una máscara de red indica las partes de red y host de una dirección IP, y una máscara comodín se utiliza para especificar un rango de direcciones IP (no necesariamente en la misma subred).
• Todos los bits 1 de una máscara de red son 0 en la máscara comodín equivalente y viceversa. Por ejemplo, una máscara de red /24 es 255.255.255.0, y la máscara comodín equivalente es 0.0.0.255.
• Si los bits apropiados coinciden entre la dirección IP en el network y la dirección IP de una interfaz, se activará OSPF en la interfaz.
• El comando networkes flexible. La dirección IP y la máscara comodín del comando no tienen que coincidir con la dirección IP y la máscara de red de la interfaz. Si los bits correctos entre la dirección IP del comando network y la dirección IP de la interfaz coinciden, se activará OSPF en la interfaz.
• Se recomienda especificar la dirección IP exacta de la interfaz y utilizar una máscara comodín /32 (0.0.0.0) en el comando network para garantizar que OSPF se active solo en la interfaz deseada.
• Un atajo para activar OSPF en todas las interfaces es usar network 0.0.0.0 255.255.255.255 área 0, ya que coincide con todas las direcciones IP posibles. Este atajo es útil en un laboratorio simulado, pero no se recomienda en una red real.
• La dirección IP y la máscara comodín del comando network no determinan los prefijos que anuncia el router. Determinan en qué interfaces está activado OSPF, y luego el router anuncia los prefijos de esas interfaces.