Ruteo Estático

El enrutamiento es fundamental para cualquier red de datos, ya que transfiere información a través de una internetwork de origen a destino.

Los routers aprenden sobre redes remotas ya sea de manera dinámica o utilizando protocolos de enrutamiento o de manera manual, utilizando rutas estáticas.

Las rutas estáticas son muy comunes y no requieren la misma cantidad de procesamiento y sobrecarga que requieren los protocolos de enrutamiento dinámico.

El router es una computadora diseñada para fines especiales que desempeña una función clave en el funcionamiento de cualquier red de datos.

Los routers envían paquetes al aprender sobre redes remotas y al mantener la información de enrutamiento. El router es la unión o intersección que conecta múltiples redes IP.

La principal decisión de envió de los routers se basa en la información de Capa 3, la dirección IP de destino.

La tabla de enrutamiento del router se utiliza para encontrar la mejor coincidencia entre la dirección IP de destino de un paquete y una dirección de red en la tabla de enrutamiento. La tabla de enrutamiento determinara finalmente la interfaz de salida para enviar el paquete y el router lo encapsulara en la trama de enlace de datos apropiada para dicha interfaz de salida.

Ruta Default

Cuando el destino al que se pretende llegar son múltiples redes o no se conocen se puede crear rutas estáticas por default como lo muestra la siguiente sintaxis:
Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0[IP del primer salto/interfaz de salida][distancia administrativa]



Ejemplo:
Router_B(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 serial 0

Observe que los parámetros de configuración en lugar de una dirección de red especifica de destino de utilizan ceros en los octetos de red y mascara, el resto de los parámetros serán iguales a las rutas estáticas convencionales



Cuando configure una ruta de red predeterminada, siga estas directrices importantes:
• Si la información de enrutamiento dinámico no se intercambia con la entidad externa, como un IPS, el uso de una ruta estática a 0.0.0.0/0 suele ser la forma más fácil de generar una ruta predeterminada.

• Si la información de enrutamiento dinámico no se intercambia con uno o varios IPS, el uso del comando ip default-network es la forma mas apropiada de designar una o varias rutas de red predeterminadas posibles.

• Es aceptable configurar varios routers en la Intranet con el comando ip default-network para indicar que una ruta coincida dinámicamente es la predeterminada. No es apropiado configurar más de un router de la Intranet con una ruta predeterminada a 0.0.0.0/0 a menos que dicho router tenga una conexión a Internet a través de un ISP. Si lo hace puede provocar que los routers sin conectividad con destinos desconocidos se envíen paquetes a ellos mismos, con lo que se produce una imposibilidad de acceso. La excepción es aquellos routers que no intercambian la información de enrutamiento dinámico o que tienen solamente conexiones ocasionales con la Intranet a través de medios tales como RDSI o SVC de Frame Relay.
• Los routers que no intercambian información de enrutamiento dinámico o que se encuentran en conexiones de acceso telefónico, como RDSI o SVC de Frame Relay, deben configurarse como una ruta predeterminada o a 0.0.0.0/0 como ya se ha indicado.

• Si una Intranet no está conectada a ninguna red externa, como Internet, la configuración de red predeterminada debe colocarse en uno o varios routers que se encuentren en el núcleo de la red y que tengan toda la topología de enrutamiento de red de la Intranet específica.

Ruteo Dinámico

Existen fundamentalmente dos tipos de protocolos de enrutamiento dinámico: los de vector distancia y los de estado de enlace. Ambos se tratan a continuación.
Protocolos de vector distancia.
En una red donde se utiliza un protocolo de vector distancia cada dispositivo envía actualizaciones periódicas indicando una por una las redes que puede alcanzar y la métrica para llegar a ellas (es decir, cuánto le cuesta llegar a esa red). De esta manera, cada router conoce sólo a sus vecinos, las redes que puede alcanzar por medio de ellos y el costo de ir por cada vecino (en caso de existir múltiples caminos para un mismo destino). Para su funcionamiento se basan en el algoritmo de Bellman-Ford.

Por su naturaleza, los protocolos de vector distancia no tienen un conocimiento global de la topología entera de la red, lo cuál puede traer asociadas algunas dificultades como la posibilidad de bucles de ruteo. Adicionalmente, en una red de dimensiones considerables, el intercambio de información propia de estos protocolos puede generar un gran tráfico en la red. No obstante, cuentan con dos ventajas importantes: son simples en su funcionamiento lo cuál implica facilidad de configuración y detección de errores y la ejecución de su algoritmo consume pocos recursos en los routers.

Protocolos de estado de enlace.
Los protocolos de estado de enlace, por su parte, se basan para funcionar en dos bases fundamentales:

Un conocimiento global de la red, con nodos, enlaces y los costos de los mismos.
Un algoritmo capaz de encontrar los caminos mínimos desde un punto a cada destino.
Las ventajas de los protocolos de enrutamiento de estado de enlace es que al tener un conocimiento global de la red siempre eligen los caminos óptimos y no corren riesgos de sufrir bucles de ruteo. Además convergen de manera rápida y reaccionan de una forma mucho más veloz al detectar algún problema en la red. Otra gran ventaja es que son escalables lo que permite que sean utilizados en redes medianas y grandes, dado que algunos de ellos soportan un diseño de red jerárquico. Además suelen consumir pocos recursos de la red una vez que está funcionando y si la misma se mantiene estable.

Las mayores desventajas de estos protocolos son, por un lado, su complejidad de funcionamiento, lo que requiere que el administrador tenga un conocimiento profundo para que funcionen de forma óptima y poder resolver eventuales problemas. Los mismos utilizan el algoritmo de Dijsktra para desempeñar su función. Otra desventaja es que son bastante más demandantes en capacidad de procesamiento en comparación con los de vector distancia.

Protocolo	Tipo
RIP	Vector distancia.
OSPF	Estado de enlace.
IS-IS	Estado de enlace.
EIGRP	Vector distancia (aunque se podría decir que es un híbrido, dado que tiene características de los protocolos de estado de enlace).
BGP	Vector de ruta.

Netstat

Netstat (network statistics) es una herramienta de línea de comandos que muestra un listado de las conexiones activas de una computadora, tanto entrantes como salientes. Existen versiones de este comando en varios sistemas como Unix, GNU/Linux, Mac OS X, Windows yBeOS.

La información que resulta del uso del comando incluye el protocolo en uso, las tablas de ruteo, las estadísticas de las interfaces y el estado de la conexión. Existen, además de la versión para línea de comandos, herramientas con interfaz gráfica (GUI) en casi todos los sistemas operativosdesarrollados por terceros.

Traceroute

Traceroute es una consola de diagnóstico que permite seguir la pista de los paquetes que vienen desde un host (punto de red). Se obtiene además una estadística del RTT o latencia de red de esos paquetes, lo que viene a ser una estimación de la distancia a la que están los extremos de la comunicación. Esta herramienta se llama traceroute en UNIX, Mac1 y GNU/linux, mientras que en Windows se llama tracert.

El número de la primera columna es el número de salto, posteriormente viene el nombre y la dirección IP del nodo por el que pasa, los tres tiempos siguientes son el tiempo de respuesta para los paquetes enviados (un asterisco indica que no se obtuvo respuesta).
Estas herramientas (traceroute y tracert) son órdenes ejecutables en una consola en modo texto.
Tracert utiliza el campo Time To Live (TTL) de la cabecera IP. Este campo sirve para que un paquete no permanezca en la red de forma indefinida (por ejemplo, debido a la existencia en la red de un bucle cerrado en la ruta). El campo TTL es un número entero que es decrementado por cada nodo por el que pasa el paquete. De esta forma, cuando el campo TTL llega al valor 0 ya no se reenviará más, sino que el nodo que lo esté manejando en ese momento lo descartará. Lo que hace tracert es mandar paquetes a la red de forma que el primer paquete lleve un valor TTL=1, el segundo un TTL=2, etc. De esta forma, el primer paquete será eliminado por el primer nodo al que llegue (ya que éste nodo decrementará el valor TTL, llegando a cero). Cuando un nodo elimina un paquete, envía al emisor un mensaje de control especial indicando una incidencia. Tracert usa esta respuesta para averiguar la dirección IP del nodo que desechó el paquete, que será el primer nodo de la red. La segunda vez que se manda un paquete, el TTL vale 2, por lo que pasará el primer nodo y llegará al segundo, donde será descartado, devolviendo de nuevo un mensaje de control. Esto se hace de forma sucesiva hasta que el paquete llega a su destino.

Packet Internet Groper (PING)

Formalmente, PING el acrónimo de Packet Internet Groper, el que puede significar "Buscador o rastreador de paquetes en redes".1
Como programa, ping es una utilidad diagnóstica2 en redes de computadoras que comprueba el estado de la conexión del host local con uno o varios equipos remotos de una red TCP/IP por medio del envío de paquetes ICMP de solicitud y de respuesta.3 Mediante esta utilidad puede diagnosticarse el estado, velocidad y calidad de una red determinada.4
Ejecutando Ping de solicitud, el Host local envía un mensaje ICMP, incrustado en un paquete IP. El mensaje ICMP de solicitud incluye, además del tipo de mensaje y el código del mismo, un número identificador y una secuencia de números, de 32 bits, que deberán coincidir con el mensaje ICMP de respuesta; además de un espacio opcional para datos.
Muchas veces se utiliza para medir la latencia o tiempo que tardan en comunicarse dos puntos remotos, y por ello, se utiliza el término PING para referirse al lag o latencia de la conexión en los juegos en red.
Existe otro tipo, Ping ATM, que se utiliza en las redes ATM, y en este caso, las tramas que se transmiten son ATM (nivel 2 del modelo OSI). Este tipo de paquetes se envían para probar si los enlaces ATM están correctamente definidos.

El comando ping tiene su origen en los submarinos y sus sónares, que envían una señal sonora para detectar si hay algún obstáculo. Si ésta vuelve, significa que hay algún cuerpo o barrera en la trayectoria de la señal emitida por el sónar. Se puede calcular la distancia del obstáculo mediante el tiempo que tarda en retornar la señal, el cual puede usarse como informe exacto de la posición del objeto contra el que se impactó la señal. Todavía está vigente su uso, aunque hubo propuestas que no fueron apoyadas por las principales potencias para eliminarlo por los perjuicios que ocasiona a las especies marinas.
El mecanismo del comando ping es similar al que utiliza el sonar: podemos ver si hay conectividad entre 2 hosts y el tiempo que tardan en llegar los paquetes segun cuanto tarda en llegar la respuesta.

Todos los sistemas operativos y plataformas incorporan la posibilidad de ejecutar esta utilidad mediante la utilización de comandos. Aquí se muestra una lista de ellos.

Address Resolution Protocol (ARP)

ARP Son las siglas en inglés de Address Resolution Protocol (Protocolo de resolución de direcciones).
Es un protocolo de la capa de enlace de datos responsable de encontrar la dirección hardware (Ethernet MAC) que corresponde a una determinada dirección IP. Para ello se envía un paquete (ARP request) a la dirección de difusión de la red (broadcast (MAC = FF FF FF FF FF FF)) que contiene la dirección IP por la que se pregunta, y se espera a que esa máquina (u otra) responda (ARP reply) con la dirección Ethernet que le corresponde. Cada máquina mantiene una caché con las direcciones traducidas para reducir el retardo y la carga. ARP permite a la dirección de Internet ser independiente de la dirección Ethernet, pero esto sólo funciona si todas las máquinas lo soportan.
ARP está documentado en el RFC (Request For Comments) 826.
El protocolo RARP realiza la operación inversa y se encuentra descrito en el RFC 903.
En Ethernet, la capa de enlace trabaja con direcciones físicas. El protocolo ARP se encarga de traducir las direcciones IP a direcciones MAC (direcciones físicas). Para realizar esta conversión, el nivel de enlace utiliza las tablas ARP, cada interfaz tiene tanto una dirección IP como una dirección física MAC.
cSi A quiere enviar una trama a la dirección IP de B (misma red), mirará su tabla ARP para poner en la trama la dirección destino física correspondiente a la IP de B. De esta forma, cuando les llegue a todos la trama, no tendrán que deshacerla para comprobar si el mensaje es para ellos, sino que se hace con la dirección física.
Si A quiere enviar un mensaje a C (un nodo que no esté en la misma red), el mensaje deberá salir de la red. Así, A envía la trama a la dirección física de salida del router. Esta dirección física la obtendrá a partir de la IP del router, utilizando la tabla ARP. Si esta entrada no está en la tabla, mandará un mensaje ARP a esa IP (llegará a todos), para que le conteste indicándole su dirección física.
Una vez en el router, éste consultará su tabla de encaminamiento, obteniendo el próximo nodo (salto) para llegar al destino, y saca el mensaje por la interfaz correspondiente. Esto se repite por todos los nodos, hasta llegar al último router, que es el que comparte el medio con el host destino. Aquí el proceso cambia: la interfaz del router tendrá que averiguar la dirección física de la IP destino que le ha llegado. Lo hace mirando su tabla ARP, y en caso de no existir la entrada correspondiente a la IP, la obtiene realizando una multidifusión.