Curso de Windows 2003 Server

El protocolo Internet (IP) es un protocolo de capa de red, y como tal se puede enrutar a través de una red. Los protocolos que suministran soporte para la capa de red se denominan protocolos enrutados o enrutables. Recuerda que el enrutamiento es la capacidad de los protocolos de red para localizar redes que están en otros segmentos.

El enfoque de esta introducción es concentrarse en el protocolo enrutable más comúnmente utilizado, es decir, protocolo IP. Aunque nos ocuparemos principalmente del protocolo IP, es importante saber que existen otros protocolos enrutables. Otros dos protocolos son IPX/SPX (el antiguo utilizado en las redes Novell) y AppleTalk (de los equipos Apple). Mira este ejemplo de cómo se identifica una red y un equipo con TCP/IP y con Novell IPX:

Tipo	Red	Nodo
General	1	1
TCP/IP	10.	8.2.48 (máscara 255.0.0.0
Novell	1aceb0b	0000.0c00.6e25

Los protocolos como, por ejemplo, IP, IPX/SPX y AppleTalk suministran soporte de Capa 3 así que son enrutables. Sin embargo, hay protocolos que no soportan Capa 3, que se clasifican como protocolos no enrutables. El más común de estos protocolos no enrutables es NetBEUI. NetBEUI es un protocolo pequeño, veloz y eficiente que está limitado a ejecutarse en un segmento. Era el que utilizábamos en las redes de Microsoft antes de establecerse TCP/IP como el estándar.

Para que un protocolo sea enrutable debe tener la capacidad de asignar un número de red y un número de equipo a cada dispositivo (está claro debe distinguir el equipo y la red). Algunos protocolos como el protocolo IPX (el que utilizaba las redes Novell, un sistema muy extendido antes...), sólo necesitan que se le asigne un número de red; estos protocolos utilizan una dirección MAC de host como el número de host. Otros protocolos como IP, requieren que se suministre una dirección completa y la máscara de red. (La dirección de red se obtiene mediante una operación AND de la dirección con la máscara de subred)

Los protocolos de enrutamiento (ojo, no los confundas con los protocolos enrutables) determinan las rutas que siguen los protocolos enrutados hacia los destinos. Entre los ejemplos de protocolos de enrutamiento tenemos:

• Protocolo de Información de Enrutamiento (RIP)
• Protocolo de enrutamiento de gateway interior (IGRP)
• Protocolo de enrutamiento de gateway interior mejorado (EIGRP)
• Protocolo de primero la ruta libre más corta (OSPF). 

Las características de estos protocolos las veremos ahora con mas detalle, algunos son mejores y mas eficientes que otros... eso es lo que veremos ahora.

Los protocolos de enrutamiento permiten que los routers conectados creen un mapa interno de los demás routers de la red o de Internet. Esto permite que se produzca el enrutamiento: la selección de la mejor ruta. Estos mapas forman parte de la tabla de enrutamiento de cada router.

Los routers usan protocolos de enrutamiento para intercambiar tablas de enrutamiento y compartir información sobre éstas. Dentro de una red, el protocolo más común que se usa para transferir la información de enrutamiento entre routers ubicados en la misma red, es el Protocolo de información de enrutamiento (RIP). Este Protocolo de gateway interior (IGP) calcula las distancias hasta el equipo destino en términos de cuántos saltos (es decir, cuántos routers) debe atravesar un paquete. El RIP permite que los routers actualicen sus tablas de enrutamiento a intervalos programables, generalmente cada 30 segundos. Una de las desventajas de los routers que usan RIP es que se conectan constantemente con sus vecinos para actualizar las tablas de enrutamiento, generando así una gran cantidad de tráfico de red.

Date cuenta que en una red muy grande con muchos routers mantener todas las tablas de rutas de todos sería realmente complejo para el administrador y un error podría dejar zonas de las redes a "oscuras". Por eso existen estos protocolos para que si en un router añado una nueva ruta porque he conectado otra red (por ejemplo otra delegación) automáticamente le va a comunicar estos cambios a los demás routers...

El RIP permite que los routers determinen cuál es la ruta que se debe usar para enviar los datos. Esto lo hace mediante un concepto denominado vector-distancia. Se contabiliza un salto cada vez que los datos atraviesan un router es decir, pasan por un nuevo número de red, esto se considera equivalente a un salto. Una ruta que tiene un número de saltos igual a 4 indica que los datos que se transportan por la ruta deben atravesar cuatro routers antes de llegar a su destino final en la red. Si hay múltiples rutas hacia un destino, la ruta con el menor número de saltos es la ruta seleccionada por el router.

Como el número de saltos es la única métrica de enrutamiento utilizada por el RIP, no necesariamente selecciona la ruta más rápida hacia su destino. La métrica es un sistema de medidas que se utiliza para la toma de decisiones. luego veremos otros protocolos de enrutamiento que utilizan otras métricas además del número de saltos, para encontrar la mejor ruta a través de la cual se pueden transportar datos. Sin embargo, RIP continúa siendo muy popular y se sigue implementando ampliamente. La principal razón de esto es que fue uno de los primeros protocolos de enrutamiento que se desarrollaron.

Otro de los problemas que presenta el uso del RIP es que a veces un destino puede estar ubicado demasiado lejos como para ser alcanzable. RIP permite un límite máximo de quince para el número de saltos a través de los cuales se pueden enviar datos. La red destino se considera inalcanzable si se encuentra a más de quince saltos de router. Así que resumiendo, el RIP:

• Es un protocolo de enrutamiento por vector de distancia
• La única medida que utiliza (métrica) es el número de saltos
• El número máximo de saltos es de 15
• Se actualiza cada 30 segundos
• No garantiza que la ruta elegida sea la mas rápida
• Genera mucho tráfico con las actualizaciones

En la capa de enlace de datos, el datagrama IP se encapsula en una trama. El datagrama, incluyendo el encabezado IP, se maneja como si fuera datos. El router recibe la trama, elimina el encabezado de la trama, luego verifica la dirección IP destino del encabezado IP. El router luego busca esa dirección destino en la tabla de enrutamiento, encapsula los datos en una trama de capa de enlace de datos y la envía hacia la interfaz correspondiente. Si no encuentra la dirección IP destino, el router descarta el paquete

SI, ya se que es un poso espeso y no hace falta que tengamos tantos conocimientos pero es una lectura muy interesante para los que queréis meteros en el mundo de los servidores que obligatoriamente implica amplios conocimientos de redes.

La mayoría de los servicios de red usan un sistema de entrega no orientado a conexión. Estos servicios manejan cada paquete por separado y lo envían a través de la red. Los paquetes pueden tomar distintas rutas para atravesar la red, pero se vuelven a ensamblar cuando llegan a su destino. En un sistema no orientado a conexión, no se hace contacto con el destino antes de que se envíe el paquete. Una buena analogía para un sistema de entrega no orientado a conexión es el sistema de correos. No se hace contacto con el destinatario antes de que la carta se envíe desde un destino a otro. La carta se envía hacia su destino y el destinatario se entera de su existencia cuando la recibe. Suponemos (Correos mediante) que la carta llega a su destino.

En los sistemas orientados a conexión, se establece una conexión entre emisor y receptor antes de que se transfieran los datos. Un ejemplo de una red orientada a conexión es el sistema telefónico. Se hace una llamada, se establece una conexión y luego se produce la comunicación.

Los procesos de redes no orientados a conexión se definen como conmutados por paquetes. En estos procesos, a medida que los paquetes se transportan desde el origen hasta el destino, se pueden pasar a distintas rutas, así como también (posiblemente) llegar fuera del orden correcto. Los dispositivos realizan la determinación de ruta para cada paquete basándose en diversos criterios. Algunos de los criterios como, por ejemplo, el ancho de banda disponible, puede variar de un paquete a otro.

Los procesos de red orientados a conexión a menudo se denominan conmutados por circuito. Estos procesos establecen en primer lugar una conexión con el receptor y luego comienza la transferencia de datos. Todos los paquetes se transportan de forma secuencial a través del mismo circuito físico, o más comúnmente, a través del mismo circuito virtual.

Internet es una enorme red no orientada a conexión en la cual la entrega de paquetes es manejada por IP. TCP (Capa 4) agrega servicios orientados a conexión en la parte superior de IP (Capa 3). Los segmentos TCP se encapsulan en paquetes IP para ser transportados a través de Internet. TCP proporciona servicios orientados a conexión para permitir una entrega fiable de los datos

Fíjate bien en los dos gráficos para que veas la diferencia, en un caso sólo utiliza una vía de comunicación y en la otra utiliza varias.

Bien llegó el momento de juntar todo para comunicar nuestra red: tenemos un protocolo enrutable y tenemos también sistemas para configurar nuestros routers: los protocolos de enrutamiento. Veamos ahora qué es una tabla de rutas y cómo funciona...

Hemos visto que el puerto o interfaz donde un router se conecta a una red se considera parte de esa red, esta interfaz tiene una dirección IP para esa red. Los routers, al igual que cualquier otro dispositivo de la red, envían y reciben datos a través de la red y crean tablas ARP que asignan direcciones IP a las direcciones MAC.

Los routers se pueden conectar a múltiples redes o subredes. En general, los dispositivos de red asignan las direcciones IP y las direcciones MAC que ven en forma regular y reiterada. Esto significa que un dispositivo típico contiene información de asignación que es característica solamente de los dispositivos de su propia red. Es poco lo que sabe de los dispositivos que no pertenecen a su LAN.

Los routers crean tablas que describen todas las redes que se conectan con estos routers. Las tablas ARP mantenidas por routers pueden contener direcciones IP y direcciones MAC de dispositivos ubicados en más de una red.

Además de asignar direcciones IP a las direcciones MAC, las tablas del router también asignan puertos. Pero...¿para qué necesitan hacer esto los routers? Bien, veamos esta tabla ARP de un router:

Red destino	Puerto del router
201.100.100.0	201.100.100.1
201.100.101.0	201.100.101.1
201.100.120.0	201.100.120.1
201.100.150.0	201.100.150.1

¿Qué sucede si a un router llega un paquete de datos destinado a una red con la cual no está conectado? Además de las direcciones IP y las direcciones MAC de los dispositivos ubicados en las redes con las que se conecta, el router también tiene direcciones IP y direcciones MAC de otros routers. El router usa estas direcciones para dirigir los datos a su destino final. Si un router recibe un paquete cuya dirección destino no aparece en la tabla de enrutamiento, el router envía este paquete a la dirección de otro router que posiblemente contenga información con respecto del host destino en su tabla de enrutamiento

ARP sólo se usa en una red local. ¿Qué sucede si un router local quiere pedir a un router no local que proporcione servicios de enrutamiento indirecto (salto siguiente), sin conocer la dirección MAC del router no local?

Cuando un router no conoce la dirección MAC del router del salto siguiente, el router origen (el router que posee los datos a enviar) emite una petición ARP. Un router que está conectado al mismo segmento que el router origen recibe la petición ARP. Este router envía una respuesta ARP al router en el que se originó la petición ARP. La respuesta contiene la dirección MAC del router no local

Un dispositivo de una red no puede enviar una petición ARP a un dispositivo de otra red. ¿Cuál puede ser el motivo?

¿Qué ocurre en el caso de las subredes? ¿Un dispositivo de una subred puede encontrar la dirección MAC de un dispositivo en otra subred? La respuesta es sí, siempre que el origen dirija su pregunta al router. El trabajo a través de terceros se denomina ARP proxy, y le permite al router actuar como un gateway por defecto