Protocolos de Enrutamiento Dinámico: IGP y EGP

El enrutamiento dinámico es fundamental para la escalabilidad y adaptabilidad de las redes modernas. Se clasifica en dos categorías principales:

• IGP (Interior Gateway Protocol): Utilizado dentro de un mismo sistema autónomo (SA). Incluye protocolos como:
  • Routing Information Protocol (RIPv1, RIPv2)
  • Interior Gateway Routing Protocol (IGRP)
  • Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)
  • Open Shortest Path First (OSPF)
  • Intermediate System to Intermediate System (IS-IS)
• EGP (Exterior Gateway Protocol): Utilizado entre diferentes sistemas autónomos. El protocolo predominante es:
  • Border Gateway Protocol (BGP)

Protocolos de Vector Distancia

Los protocolos de vector distancia se basan en la idea de compartir información de enrutamiento con los vecinos. Cada router envía su tabla de enrutamiento a sus vecinos, indicando la distancia (métrica) y el vector (dirección del siguiente salto) hacia cada destino.

Características clave:

• Distancia: Métrica utilizada para determinar la mejor ruta. Puede ser el conteo de saltos, ancho de banda, retardo, etc.
• Vector: Indica la dirección del siguiente router en la ruta hacia el destino o la interfaz de salida.

Comparativa de Protocolos de Vector Distancia:

Protocolos de Estado de Enlace

Los protocolos de estado de enlace, como OSPF e IS-IS, utilizan un enfoque diferente. Cada router:

1. Descubre sus vecinos y las redes directamente conectadas.
2. Envía mensajes de saludo (Hello) para establecer adyacencias.
3. Construye paquetes de estado de enlace (LSP) que contienen información sobre sus vecinos y el costo asociado a cada enlace.
4. Inunda la red con los LSP, asegurando que todos los routers tengan la misma información.
5. Utiliza el algoritmo de Dijkstra (SPF – Shortest Path First) para calcular la ruta más corta a cada destino, construyendo un mapa topológico completo de la red.

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

EIGRP es un protocolo de enrutamiento avanzado desarrollado por Cisco. Combina características de los protocolos de vector distancia y estado de enlace, por lo que a veces se le denomina protocolo híbrido.

Características Principales:

• Algoritmo DUAL (Diffusing Update Algorithm): Garantiza rutas sin bucles y proporciona rutas de respaldo.
• Adyacencias de Vecinos: Establece relaciones con routers directamente conectados y rastrea su estado.
• Protocolo de Transporte Confiable (RTP): Proporciona entrega confiable y no confiable de paquetes EIGRP.
• Actualizaciones Parciales y Limitadas: Envía actualizaciones solo cuando hay cambios en la topología y solo a los routers que las necesitan.
• Balanceo de Carga: Permite balancear el tráfico entre rutas de igual o diferente costo.
• Soporte para Múltiples Protocolos: Utiliza Módulos Dependientes del Protocolo (PDM) para enrutar IPv4, IPv6, IPX y AppleTalk.

Tipos de Paquetes EIGRP:

• Saludo (Hello): Descubre routers vecinos. Se envían a la dirección multicast 224.0.0.10 (IPv4) o FF02::A (IPv6).
• Acuse de Recibo (Ack): Confirma la recepción de un paquete EIGRP (unicast).
• Actualización (Update): Transmite información de enrutamiento (puede ser unicast o multicast, confiable o no confiable).
• Consulta (Query): Solicita información de enrutamiento específica (multicast o unicast, confiable).
• Respuesta (Reply): Responde a una consulta (unicast, confiable).

Métrica de EIGRP:

EIGRP utiliza una métrica compuesta que considera:

• Ancho de Banda: El ancho de banda más bajo en la ruta.
• Retardo: La suma de los retardos en la ruta.
• Confiabilidad (Opcional): La peor confiabilidad en la ruta.
• Carga (Opcional): La peor carga en la ruta.

OSPF (Open Shortest Path First)

OSPF es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace, estándar de la industria, definido en RFC 2328.

Características Clave:

• Sin clase: Soporta VLSM y CIDR.
• Eficiente: Convergencia rápida y actualizaciones de enrutamiento incrementales (LSA).
• Escalable: Diseño jerárquico con áreas.
• Seguro: Soporta autenticación MD5.
• Distancia administrativa: 110.

Tipos de Áreas OSPF:

• Área Única: Todas los routers están en la misma área (área 0 o backbone).
• Multiarea: Implementa una jerarquía de dos capas:
  • Área Backbone (Área 0): Interconecta todas las demás áreas.
  • Áreas Regulares: Conectan usuarios y recursos.
  Los routers que interconectan las áreas se denominan ABR (Area Border Router).

Paquetes OSPF:

• Hola (Hello): Descubre vecinos y establece adyacencias (224.0.0.5 / FF02::5).
• Descripción de Base de Datos (DBD): Verifica la sincronización de la base de datos de estado de enlace entre routers.
• Solicitud de Estado de Enlace (LSR): Solicita información específica de estado de enlace.
• Actualización de Estado de Enlace (LSU): Envía información de estado de enlace (contiene uno o más LSA).
• Acuse de Recibo de Estado de Enlace (LSAck): Confirma la recepción de un LSU.

Tipos de LSA (Link-State Advertisement):

• Tipo 1 (Router LSA): Describe los enlaces de un router dentro de un área.
• Tipo 2 (Network LSA): Describe las redes multiacceso dentro de un área.
• Tipo 3 (Summary LSA): Describe las redes de otras áreas (generado por los ABR).
• Tipo 4 (ASBR Summary LSA): Anuncia un ASBR (Autonomous System Boundary Router) a otras áreas.
• Tipo 5 (AS External LSA): Anuncia rutas externas al sistema autónomo OSPF (generado por el ASBR).
• Tipo 6 (Multicast OSPF LSA)
• Tipo 7 (Not-So-Stubby Area LSA)
• Tipo 8 (External Attributes LSA for BGP)
• Tipos 9, 10, 11 (Opaque LSA)

Tipos de Routers OSPF:

• Interno: Todas sus interfaces pertenecen a la misma área.
• Backbone: Tiene al menos una interfaz en el área 0.
• Area Border Router (ABR): Tiene interfaces en múltiples áreas.
• Autonomous System Boundary Router (ASBR): Tiene al menos una interfaz conectada a un sistema autónomo externo (otro protocolo de enrutamiento).

Calidad de Servicio (QoS)

La Calidad de Servicio (QoS) se refiere a la capacidad de una red para proporcionar un mejor servicio a determinados tipos de tráfico. Permite priorizar el tráfico y garantizar un rendimiento adecuado para aplicaciones críticas.

Conceptos Clave:

• Ancho de Banda: Cantidad de datos que se pueden transmitir en un período de tiempo (bits por segundo).
• Retardo (Latencia): Tiempo que tarda un paquete en viajar desde el origen hasta el destino.
• Fluctuación (Jitter): Variación en el retardo de los paquetes recibidos.
• Pérdida de Paquetes: Paquetes que no llegan a su destino.

Tipos de Retardo:

• Codificación: Tiempo necesario para comprimir los datos.
• Empaquetamiento: Tiempo necesario para encapsular los datos en un paquete.
• Cola: Tiempo que un paquete espera en una cola antes de ser transmitido.
• Serialización: Tiempo necesario para transmitir los bits de un paquete por el medio físico.
• Propagación: Tiempo que tarda la señal en viajar por el medio físico.
• Eliminación de Fluctuación: Almacenamiento temporal de paquetes para reducir la variación en el retardo.

Requisitos de QoS para Diferentes Tipos de Tráfico:

• Voz:
  • Prioridad alta.
  • Sensible a la latencia (< 150 ms).
  • Sensible a la fluctuación (< 30 ms).
  • Baja tolerancia a la pérdida de paquetes (< 1%).
• Video:
  • Prioridad alta (pero menor que la voz).
  • Sensible a la latencia (<= 200-400 ms).
  • Sensible a la fluctuación (<= 30-50 ms).
  • Tolerancia moderada a la pérdida de paquetes (<= 0.1-1%).
  • Ancho de banda: 384 Kbps – 20 Mbps o más.
• Datos:
  • Prioridad variable (depende de la aplicación).
  • Menos sensible a la latencia y la fluctuación.
  • Puede tolerar la pérdida de paquetes (retransmisión TCP).

Algoritmos de Colas QoS:

• FIFO (First-In, First-Out): El primer paquete que entra es el primero que sale. No ofrece diferenciación de tráfico.
• WFQ (Weighted Fair Queuing): Asigna un ancho de banda justo a cada flujo de tráfico.
• CBWFQ (Class-Based Weighted Fair Queuing): Extiende WFQ permitiendo definir clases de tráfico con diferentes características de QoS.
• LLQ (Low Latency Queuing): Proporciona una cola de prioridad estricta para el tráfico sensible a la latencia (como la voz).

Modelos de QoS:

• Mejor Esfuerzo (Best Effort): Modelo básico de Internet. No ofrece garantías de QoS.
• Servicios Integrados (IntServ): Proporciona QoS de extremo a extremo reservando recursos para cada flujo de tráfico. Utiliza RSVP (Resource Reservation Protocol).
• Servicios Diferenciados (DiffServ): Modelo más escalable y flexible. Clasifica el tráfico en clases y aplica diferentes políticas de QoS a cada clase.

Herramientas de QoS:

• Clasificación y Marcado.
• Prevención de Congestión.
• Administración de Congestión.

DHCPv4

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) es un protocolo de red que permite a los dispositivos obtener automáticamente una dirección IP y otros parámetros de configuración de red (máscara de subred, puerta de enlace predeterminada, servidores DNS, etc.).

• Escalable y fácil de administrar.
• En redes pequeñas (SOHO), el router puede actuar como servidor DHCP.
• Funciona en modo cliente/servidor.

Proceso DHCPv4:

1. Discover: El cliente envía un mensaje de difusión (broadcast) para descubrir servidores DHCP.
2. Offer: Los servidores DHCP responden con una oferta de dirección IP.
3. Request: El cliente selecciona una oferta y envía una solicitud al servidor.
4. Acknowledgment (ACK): El servidor confirma la asignación de la dirección IP al cliente.

Evolución de la Red: Servicios en la Nube

La computación en la nube ha transformado la forma en que las organizaciones gestionan sus recursos de TI.

Tipos de Servicios en la Nube:

• Software como Servicio (SaaS): Acceso a aplicaciones a través de Internet (ej: correo electrónico, CRM, Office 365).
• Plataforma como Servicio (PaaS): Herramientas y recursos para el desarrollo y despliegue de aplicaciones (ej: AWS Elastic Beanstalk, Google App Engine).
• Infraestructura como Servicio (IaaS): Acceso a recursos de infraestructura de TI (servidores, almacenamiento, redes) a través de Internet (ej: Amazon EC2, Microsoft Azure).
• TI como Servicio (ITaaS): Un modelo de consumo en el que el departamento de TI de una organización proporciona servicios de soporte para aplicaciones, plataformas e infraestructura a los usuarios internos.

Modelos de Implementación de la Nube:

• Pública.
• Privada.
• Híbrida.
• Comunitaria.