Cap. 7-Protocolos de Nivel de Red

4: Capa de Red 4a-1

Capa de RedObjetivos del Nivel: entender los principios

detrás de los servicios de la capa de red: enrutamiento (selección

del camino) tratando con la escala cómo funciona un router tópicos avanzados: IPv6,

mobilidad

instanciación e implementación en Internet

Visión General: servicios de la capa de red principio del enrutamiento:

selección del camino enrutamiento jerárquico IP transferencia confiable en

protocolos de enrutamiento de Internet intra-dominio inter-dominio

qué hay dentro de un router? IPv6 mobilidad

4: Capa de Red 4a-2

Funciones del Nivel de Red

transporte de paquetes desde host emisores a host receptores

protocolos de la capa de red en cadahost, router

tres funciones importantes : determinación del camino (rutado):

ruta tomada por los paquetes desde la fuente al destino. Algoritmos de routing

encaminamiento: mover paquetes desde la entrada del router a la salida del router apropiada

Establecimiento de llamada:algunas arquitecturas de la capa de red requieren que los routers a lo largo del camino desde em emisor al destino acuerden unos con otros para establecer el estado necesario antes de que los paquetes de datos de la capa de red comiencen a fluir.

networkdata linkphysical








applicationtransportnetworkdata linkphysical


4: Capa de Red 4a-3

Modelo de servicio de la red

P: Qué modelo de servicio para el “canal” transportador de paquetes desde el emisor al receptor?

ancho de banda garantizado? preservación del ritmo entre-

paquetes (sin variación)? entrega loss-free? entrega in-order? congestión en la retroalimentación

al emisor?

El modelo de servicio de red define las características del transporte punto a punto de los datos entre un extremo de la red y el otro; es decir, entre los sistemas finales emisor y receptor.

? ??circuito virtual

o datagrama?

La más importanteabstracción otorgada

por la capa de red:

4: Capa de Red 4a-4

Circuitos Virtuales

llamada del sistema, desmontar para cada llamada antes que los datos puedan fluir

cada paquete lleva el identificador del CV (no el ID del host de destino)

cada router de un camino fuente-destino mantiene el “estado” para cada conexión de paso conexión de la capa de transporte sólo involucra dos sistemas terminales

link, recursos del router (ancho de banda, buffers) pueden ser destinados al CV Para obtener un comportamiento como de un circuito telefónico

“el camino de fuente-a-destino se comporta como un circuito de teléfono” en cuanto al desempeño (comportamiento) acciones de la red a lo largo del camino de fuente-a-

destino

4: Capa de Red 4a-5

Circuitos virtuales : señalización de protocolos

usado en ATM, frame-relay, X.25

no se usa en la Internet de hoy



1. Initiate call 2. incoming call

3. Accept call4. Call connected5. Data flow begins 6. Receive data

4: Capa de Red 4a-6

Redes de datagrama: el modelo de Internet

no hay llamada al sistema en la capa de red

routers: no hay estado sobre las conexiones fin-a-fin

no hay un concepto a nivel de red de “conexión”

paquetes típicamente enrutados usando el ID del host de destino

paquetes entre el mismo par fuente-destino puede tomar diferentes caminos



1. Send data 2. Receive data

4: Capa de Red 4a-7

Modelos de servicio de la capa de red:

Arquitectura

de la red

Internet

ATM

ATM

ATM

ATM

Modelo de

Servicio

Mejor

esfuerzo

CBR

VBR

ABR

UBR

Bandwidth

ninguna

tasa

constante

tasa

garantizada

mínima

garantizada

ninguna

Pérdida

no

sí

sí

no

no

Orden

no

sí

sí

sí

sí

Ritmo

no

sí

sí

no

no

Congestión en

retroalimentación

no (inferido

via pérdida)

sin

congestión

sin

congestión

sí

no

Garantías?

Modelo de Internet está en extensión: Intserv, Diffserv

CBR: tasa de bits constante; ABR: tasa de bits disponible

VBR: tasa de bits variable; UBR: tasa de bits no especificada

4: Capa de Red 4a-8

Red de Datagrama o CV : por qué?

Internet intercambio de datos entre

computadores

servicio “elástico”, no hay un ritmo estricto requerido

sistemas de término “inteligente” (computadores)

pueden adaptarse, realiza control, recuperación de errores

red interior simple, complejidad al “borde”

muchos tipos de link

diferentes características

Dificultad de servicio uniforme

ATM evolucionó de la telefonía

conversación humana :

ritmo estricto, fiabilidad de requerimientos

necesidad de servicios garantizados

sistemas de término “tonto”

teléfonos

complejidad dentro de la red

4: Capa de Red 4a-9

La capa de red de Internet

routingtable

Host, router funciones de la capa de red:

Routing protocols•path selection•RIP, OSPF, BGP

IP protocol•addressing conventions•datagram format•packet handling conventions

ICMP protocol•error reporting•router “signaling”

Capa de Transporte: TCP, UDP

Capa de Enlace

Capa física

Capa de Red

RIP: Protocolo de encaminamiento de InformaciónOSPF: Open Shortest Path FirstBGP: Border Gateway Protocol

4: Capa de Red 4a-10

Direccionamiento IP: introducción

dirección IP :identificador de 32-bit por host, interfaz del router

interfaz: conexión entre host, router y enlace físico router‟s típicamente

tiene una interfaces

host pueden tener múltiples interfaces

direcciones IP asociadas con interfaz, en el host, router

223.1.1.1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4 223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.2.1

223.1.3.2223.1.3.1

223.1.3.27

223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001

223 1 11


Direccionamiento IP dirección IP :

parte de la red (bits de orden alto)

parte del host (bits de orden bajo)

Qué es una red ? (desde la perspectiva de la dirección IP)

interfaces de dispositivos con igual parte de la red en la dirección IP

Pueden alcanzarse físicamente sin intervenir el router

223.1.1.1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4 223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.2.1

223.1.3.2223.1.3.1

223.1.3.27

La red consiste de 3 redes IP (para direcciones IP empezarcon 223, los primeros 24 bits son la dirección de la red)

LAN


Direccionamiento IPCómo encontrar las

redes?

Separe cada interfaz del router, host

Crear islas de redes aisladas

223.1.1.1

223.1.1.3

223.1.1.4

223.1.2.2223.1.2.1

223.1.2.6

223.1.3.2223.1.3.1

223.1.3.27

223.1.1.2

223.1.7.0

223.1.7.1

223.1.8.0223.1.8.1

223.1.9.1

223.1.9.2

Sistema interconectado consiste de 6 redes


Direcciones IP

0red host

10 red host

110 red host

1110 dirección multicast

A

B

C

D

clase

1.0.0.0 a127.255.255.255

128.0.0.0 a191.255.255.255

192.0.0.0 a223.255.255.255

224.0.0.0 a239.255.255.255

32 bits

Dada cierta noción de “red”, vamos a re-examinar las direcciones IP:

direccionamiento de “clase-total” :


Direccionamiento IP: CIDRDireccionamiento de Clase total:

uso ineficiente del espacio de dirección, agotamiento del espacio de dirección

Por ej., red de clase B destina suficiente dirección para 65K hosts, incluso si sólo hay 2K hosts en la red

CIDR: Classless InterDomain Routing parte de red de la dirección de largo arbitrario formato de dirección: a.b.c.d/x, donde x es # bits en la

parte de red en la dirección

11001000 00010111 00010000 00000000

parte de red

partede host

200.23.16.0/23


Direcciones IP: cómo obtener una?

Q: Cómo el host obtiene una dirección IP?

codificado por administrador de sist. en un archivoWintel: control-panel->network->configuration->tcp/ip->properties

UNIX: /etc/rc.config

DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol: obtiene la dirección dinámicamente : “plug-and-play”

host trasmite msg “DHCP discover”

servidor DHCP responde con msg “DHCP offer”

host pide dirección IP: msg “DHCP request”

servidor DHCP envía dirección: msg “DHCP ack”


Escenario cliente-servidor DHCP

DHCP server

arriving DHCP client

223.1.2.5

Figure 4.4.2-N1: DHCP client-server scenario


Escenario cliente-servidor DHCP

DHCP server: 223.1.2.5 arrivingclient

time

DHCP discover

src : 0.0.0.0, 68 dest.: 255.255.255.255,67

DHCPDISCOVER

yiaddr: 0.0.0.0

transaction ID: 654

DHCP offer

src: 223.1.2.5, 67 dest: 223.1.2.4, 68

DHCPOFFER

yiaddrr: 223.1.2.4

transaction ID: 654

DHCP server ID: 223.1.2.5

Lifetime: 3600 secs

DHCP request

src: 0.0.0.0, 68 dest:: 255.255.255.255, 67

DHCPREQUEST

yiaddrr: 223.1.2.4

transaction ID: 655


Lifetime: 3600 secs

DHCP ACK

src: 223.1.2.5, 67 dest: 223.1.2.4, 68

DHCPACK

yiaddrr: 223.1.2.4

transaction ID: 655


Lifetime: 3600 secs


Direcciones IP: cómo obtener una?

Red (parte de red):

obtener la parte asignada del espacio de dirección del ISP :

ISP's block 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/20

Organization 0 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/23

Organization 1 11001000 00010111 00010010 00000000 200.23.18.0/23

Organization 2 11001000 00010111 00010100 00000000 200.23.20.0/23

... ….. …. ….

Organization 7 11001000 00010111 00011110 00000000 200.23.30.0/23


Direccionamiento Jerárquico: agregación de ruta

“Send me anythingwith addresses beginning 200.23.16.0/20”

200.23.16.0/23

200.23.18.0/23

200.23.30.0/23

Fly-By-Night-ISP

Organization 0

Organization 7Internet

Organization 1

ISPs-R-Us“Send me anythingwith addresses beginning 199.31.0.0/16”

200.23.20.0/23Organization 2

...

...

Direccionamiento jerárquico permite el anuncio eficiente de la información de enrutamiento (agregación de red):


Direccionamiento Jerárquico: rutas más eficientes

ISPs-R-Us tiene una ruta más específica para la Organization 1

“Send me anythingwith addresses beginning 200.23.16.0/20”

200.23.16.0/23

200.23.18.0/23

200.23.30.0/23

Fly-By-Night-ISP

Organization 0

Organization 7Internet

Organization 1

ISPs-R-Us“Send me anythingwith addresses beginning 199.31.0.0/16or 200.23.18.0/23”

200.23.20.0/23Organization 2

...

...


Direccionamiento IP: la última palabra...

Q: Cómo un ISP consigue un bloque de direcciones?

A: ICANN: Internet Corporation for Assigned

Names and Numbers

destina direcciones

maneja DNS

asigna nombres de dominio, resuelve conflictos


Obtener un datagrama de fuente a destino.

datagrama IP :

223.1.1.1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4 223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.2.1

223.1.3.2223.1.3.1

223.1.3.27

A

B

E

miscfields

sourceIP addr

destIP addr data

datagrama permanece sin cambio, mientras viaja de fuente a destino

añadir campos de interés aquí

Dest. Net. next router Nhops

223.1.1 1223.1.2 223.1.1.4 2

223.1.3 223.1.1.4 2

tabla de enrutamiento en A



Empezando en A, dado un datagrama IP dirigido a B:

buscar dirección de la red de B

B encontrado es en la misma red que A

capa de enlace enviará el datagrama directamente a B dentro del frame de la capa de enlace

B y A están conectados directamente


223.1.1 1223.1.2 223.1.1.4 2

223.1.3 223.1.1.4 2

miscfields 223.1.1.1 223.1.1.3 data

223.1.1.1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4 223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.2.1

223.1.3.2223.1.3.1

223.1.3.27

A

B

E




223.1.1 1223.1.2 223.1.1.4 2

223.1.3 223.1.1.4 2Empezar en A, destino E: buscar dirección de la red de E

E en red diferente

A, E no están unidos directamente

tabla de ruteo: siguiente ciclo router a E es 223.1.1.4

capa de enlace envía datagrama a router 223.1.1.4 dentro del frame de capa de enlace

datagrama llega a 223.1.1.4

continua…..

miscfields 223.1.1.1 223.1.2.3 data

223.1.1.1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4 223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.2.1

223.1.3.2223.1.3.1

223.1.3.27

A

B

E



Llega a 223.1.4, destinado a 223.1.2.2

buscar dirección de red de E

E en igual red que interfaz del

router 223.1.2.9

router, E directamente unido

capa de enlace envia datagrama a 223.1.2.2 dentro del frame de la capa de enlace

via interfaz 223.1.2.9

datagrama llega a 223.1.2.2!!!(hurra!)

miscfields 223.1.1.1 223.1.2.3 data network router Nhops interface

223.1.1 - 1 223.1.1.4

223.1.2 - 1 223.1.2.9

223.1.3 - 1 223.1.3.27

Dest. next

223.1.1.1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4 223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.2.1

223.1.3.2223.1.3.1

223.1.3.27

A

B

E


Formato del datagrama IP

ver length

32 bits

data (variable length,typically a TCP

or UDP segment)

16-bit identifier

Internetchecksum

time tolive

32 bit source IP address

IP protocol versionnumber

header length(bytes)

max numberremaining hops

(decremented at each router)

forfragmentation/reassembly

total datagramlength (bytes)

upper layer protocolto deliver payload to

head.

len

type of

service“type” of data

flgsfragment

offsetupperlayer

32 bit destination IP address

Options (if any) E.g. timestamp,record routetaken, specifylist of routers to visit.


Número de versión Estos 4 bits especifican la versión del protocolo IP del

datagrama.

Longitud de la cabecera Puesto que un datagrama IPv4 puede contener un número

variable de opciones, se precisa de estos bits para determinar dónde comienzan realmente los datos del datagrama IP (cabecera de 20 bytes).

Tipo de servicio Los bits de tipo de servicio se incluyeron en la cabecera

IPv4 para permitir diferenciar diversos tipos de datagramas IP (por ejemplo, un datagrama que requiere bajo retardo en tiempo real).



Longitud del datagrama Es la longitud total del datagrama IP, medida en

bytes. La longitud máxima teórica de un datagrama IP es de 65.535 bytes.

Identificador, indicadores, índice de desplazamiento Estos tres campos están relacionados con la

denominada fragmentación IP.

Tiempo de vida Se incluye para evitar que los datagramas

circulen indefinidamente por la red.



Protocolo Se usa tan sólo cuando un datagrama IP alcanza su destino

final.

Suma de comprobación de la cabecera Ayuda al router a detectar errores de bit en cada

datagrama recibido.

Dirección IP fuente destino Portan la direcciín IP de 32 bits de la fuente y el destino

final del datagrama.

Opciones Permiten extender la cabecera IP.

Datos Contiene el segmento de transporte que se entrega a

destino.



Fragmentación & Re-ensamblaje IP enlaces de red tienen MTU (max.

tamaño de transf) - frame del nivel de enlace más largo posible.

diferentes tipos de enlace, diferentes MTUs

datagram IP grande dividido (“fragmentado”) dentro de la red

un datagrama se convierte en varios datagramas

“re-ensamblaje” sólo en el destino final

header bits IP usados para identificar el orden de los fragmentos relacionados

fragmentación: in: un gran datagramaout: 3 pequeños datagramas

reassembly


Fragmentación & Re-ensamblaje IP

ID=x

offset=0

fragflag=0

length=4000

ID=x

offset=0

fragflag=1

length=1500

ID=x

offset=1480

fragflag=1

length=1500

ID=x

offset=2960

fragflag=0

length=1040

Un datagrama grande se convierteen varios datagramas pequeños


ICMP: Internet Control Message Protocol

usado por hosts, routers, gateways para comunicar información a nivel de red

reporte de error: host, red, puerto, protocolo inalcanzable

echo request/reply (usado por ping)

capa de red “sobre” IP:

ICMP msgs llevados en datagramas IP

mensaje ICMP : tipo, código más primeros 8 bytes de datagram IP que causan error

Type Code description

0 0 echo reply (ping)

3 0 dest. network unreachable

3 1 dest host unreachable

3 2 dest protocol unreachable

3 3 dest port unreachable

3 6 dest network unknown

3 7 dest host unknown

4 0 source quench (congestion

control - not used)

8 0 echo request (ping)

9 0 route advertisement

10 0 router discovery

11 0 TTL expired

12 0 bad IP header


Enrutamiento en Internet

Internet consiste de Sistemas Autónomos (SA)interconectados entre sí: Stub AS: corporación pequeña : una conexión a otro SA

Multihomed AS: corporación grande (sin tránsito): múltiples conexiones a otro SA

Transit AS: proveedor, uniendo muchos SA

Enrutamiento de Dos-Niveles : Intra-SA: administrador responsable por la elección del

algoritmo de enrutamiento en la red

Inter-SA: estándar unico para enrutamiento inter-SA: BGP


Jerarquía de SA de Internet

Routers del borde del Inter-AS (gateway exterior)

Routers internos del Intra-AS (gateway)


Enrutamiento Intra-SA

También conocido como Interior Gateway Protocols (IGP)

Protocolos de enrutamiento Intra-SA más comunes:

RIP: Routing Information Protocol

OSPF: Open Shortest Path First

IGRP: Interior Gateway Routing Protocol (Propiedad de Cisco)


RIP ( Routing Information Protocol)

Algoritmo de Vector Distancia

Incluida en la Distribución BSD-UNIX en 1982

Métrica de distancia : # de saltos (máx = 15 saltos)

Vectores Distancia : intercambia cada 30 seg via Mensaje de Respuesta (también llamada anuncio)

Cada aviso: rutea hasta 25 redes de destino


RIP (Routing Information Protocol)

Destination Network Next Router Num. of hops to dest.

w A 2y B 2z B 7x -- 1…. …. ....

w x y

z

A

C

D B

Routing table in D


RIP: Falla de enlace y Recuperación

Si no se escucha aviso después de 180 seg --> vecino/enlace declarado muerto

rutas via vecino invalidadas

nuevos avisos enviados a vecino

vecinos en turno envían nuevos avisos (si las tablas cambian)

información de falla de enlace se propaga rápidamente a toda la red

reversa envenenada usada para prevenir ciclos ping-pong (distancia infinita = 16 saltos)


Procesamiento de Tabla RIP

tablas de enrutamiento RIP dirigidas por proceso del nivel de aplicación llamado route-d (daemon)

anuncios enviados en paquetes UDP, repetidos periódicamente


Ejemplo de Tabla RIP (continación)

Router: giroflee.eurocom.fr

Tres redes de clase C unidas (LANs)

Router sólo conoce rutas a LANs unidas

Router por defecto usado para “ir arriba”

Dirección de ruta multicast : 224.0.0.0

Interfaz Loopback (para debugging)

Destination Gateway Flags Ref Use Interface

-------------------- -------------------- ----- ----- ------ ---------

127.0.0.1 127.0.0.1 UH 0 26492 lo0

192.168.2. 192.168.2.5 U 2 13 fa0

193.55.114. 193.55.114.6 U 3 58503 le0

192.168.3. 192.168.3.5 U 2 25 qaa0

224.0.0.0 193.55.114.6 U 3 0 le0

default 193.55.114.129 UG 0 143454


OSPF (Open Shortest Path First)

“open”: disponible públicamente

Usa el algoritmo Link State Diseminación de paquetes LS

Topología de mapa en cada nodo

Calcula la ruta usando algoritmo de Dijkstra

Aviso OSPF lleva una entrada por router vecino

Avisos repartidos a todo el SA (via inundación) Llevados en mensajes OSPF directamente sobre IP (en vez

de TCP o UDP)


Características “avanzadas” de OSPF (no en RIP)

Seguridad: todos los mensajes OSPF autentificados (para prevenir intrusión maliciosa)

Múltiples caminos del mismo-costo permitidos (sólo un camino en RIP)

Para cada enlace, múltiples métricas de costo para diferentes TOS (por ej., costo del enlace satelital asigna “bajo” para mejor esfuerzo; “alto” para tiempo real)

Soporte integrado uni y multicast :

Multicast OSPF (MOSPF) usa la misma topología de datos base que OSPF

OSPF Jerárquico en dominios grandes.


OSPF Jerárquico


OSPF Jerárquico

Jerarquía de Dos-Niveles: área local, backbone. Avisos de estado del enlace sólo en área Cada nodo tiene detallada topología del área; sólo

conoce dirección (camino más corto) a redes en otras áreas.

Routers del borde de Area: “resume” distancias a redes en la propia área, avisa a otros routers del borde de área.

Routers Backbone: OSPF dirigido al enrutamiento que limita con backbone.

Routers Boundary: se conecta a otros SA.


Enrutamiento Inter-SA en Internet: BGP

Figure 4.5.2-new2: BGP use for inter-domain routing

AS2 (OSPF

intra-AS

routing)

AS1 (RIP intra-AS

routing) BGP

AS3 (OSPF intra-AS

routing)

BGP

R1 R2

R3

R4

R5


Enrutamiento inter-SA en Internet: BGP

BGP (Border Gateway Protocol): el estándar de facto

Protocolo de Vector Camino: similar a protocolo de Vector Distancia cada Gateway del borde emite a los vecinos

(peers) el camino entero (es decir, secuencia de SA) a destino

BGP rutea a redes (SAs), no hosts individuales Por ej., Gateway X puede enviar su camino a

destino Z:

Path (X,Z) = X,Y1,Y2,Y3,…,Z


Enrutamiento inter-AS de Internet: BGP

Suponga: gateway X su camino a peer gateway W W puede o no seleccionar el camino ofrecido por X

costo, política (no rutear via SA que compiten), razones de prevención de ciclos.

Si W selecciona camino avisado por X, entonces:Path (W,Z) = w, Path (X,Z)

Nota: X puede controlar tráfico entrante controlando su aviso a peers: por ej., no quiere rutear tráfico a Z -> no avisar de

rutas a Z


BGP: controlando a quien rutea

Figure 4.5-BGPnew: a simple BGP scenario

A

B

C

W X

Y

legend:

customer

network:

provider

network

A,B,C son proveedores de redes

X,W,Y son clientes (de proveedores de redes)

X es dual-homed: unido a dos redes

X no quiere rutear desde B via X a C

.. así que X no avisará a B una ruta a C


BGP: controlando a quien rutea

Figure 4.5-BGPnew: a simple BGP scenario

A

B

C

W X

Y

legend:

customer

network:

provider

network

A avisa a B el camino AW

B avisa a W el camino BAW

Debería B avisar a C el camino BAW? De ninguna manera! B no consigue “ingresos” para rutear

CBAW desde que ni W ni C son clientes de B

B quiere forzar a C a rutear a W via A

B quiere rutear sólo a/desde sus clientes!


Operación BGP

Q: Qué hace un router BGP? Recibir y filtrar avisos de ruta desde vecino(s)

directamente unido(s).

Selección de ruta.

Para rutear a destino X, qué camino (de varios avisados) será tomado?

Enviar avisos de ruta a vecinos.


Mensajes BGP

Mensajes BGP intercambiados usando TCP.

Mensajes BGP :

OPEN: abre la conexión a peer TCP y autentifica al emisor

UPDATE: avisa nuevo camino (o cancela el antiguo)

KEEPALIVE: mantiene la conexión activa en ausencia de UPDATES; también ACKs peticiones OPEN

NOTIFICATION: reporta errores en msg previos; también usada para cerrar la conexión


Por qué diferente enrutamiento Intra- e Inter-SA?

Política: Inter-SA: administrador quiere control sobre cómo su

tráfico es ruteado, quien rutea a través de su red. Intra-SA: único administrador, no se necesitan

decisiones políticas

Escala: Ruteo jerárquico guarda el tamaño de la tabla, reduce

tráfico de actualizaciónComportamiento: Intra-SA: puede enfocarse en el comportamiento Inter-SA: política puede dominar sobre comportamiento


Visión General de la Arquitectura del Router

Dos funciones clave del router : dirige el enrutamiento de algoritmos/protocolo (RIP, OSPF,

BGP) switching de datagramas desde enlaces de llegada y de salida

Puertos de Entrada/Salida

Entramadode conmutación

Procesador de rutado


Puertos de entradaImplementan la funcionalidad de la capa física de terminar un

enlac3e físico entrante hacia un router. También realiza una función de búsqueda y encaminamiento, de

forma que un paquete encaminado hacia el entremado de conmutación del router emerja en el puerto de salida correcto.

Los paquetes de control (RIP, OSPF, o BGP) se encaminan desde el puerto de entrada al procesador de rutado.

Entramado de conmutaciónConecta los puertos de entrada del router a sus puertos de

salida. Se encuentra alojado por completo en el router.


Puertos de salidaCada puerto de salida almacena los paquetes que han sido

encaminado hacia él provenientes del entramada de conmutación, y así puede transmitir los paquetes hacia el enlace saliente.

Cuando un enlace es bidereccional, cada puerto de salida sobre el enlace se empareja usualmente con el puerto de entrada para ese enlace sobre la misma tarjeta de salida.

Procesador de rutadoEjecuta los protocolos de rutado, mantiene la información de rutado y

las tablas de encaminamiento, y lleva a cabo las funciones de gestión de red dentro del router.


Funciones del Puerto de Entrada

Switching descentralizado : dado el destino del datagrama, buscar

puerto de output usando tabla de enrutamiento en memoria del puerto de entrada

meta: completar el procesamiento del puerto de entrada a „velocidad de línea‟

encolar: si los datagramas llegan más rápido que la tasa de reenvío en la estructura del switch

Capa física:recepción a nivel-bit

Capa de Enlace de Datos:

por ej., Ethernet


Entramado de conmutación

Los primeros routers, más simples, solían ser computadores, y la conmutación entre los puertos de entrada y salida se hacía bajo control directo de la CPU.

Cada puerto de entrada señalizaba al procesador de rutado mediante una interrupción.

El paquete era entonces copiado del puerto de entrada hacia la memoria del procesador.

El procesador de rutado extraía entonces la dirección de destino de la cabecera, buscaba el puerto de salida adecuado en la tabla de encaminamiento, y copiaba el paquete hacia los búferes de los puertos de salida.


Entramado de conmutación

Los puertos de entrada transfieren un paquete directamente al puerto de salida sobre un bus compartido, sin intervención del procesador de rutado..

Solo puede transferirse un paquete cada vez por el bus.

Cada paquete que llega al puerto de entrada y encuentra el bus ocupado con la transferencia de otro paquete, es bloqueado al pasar el entramado de conmutación, y se pone en cola en el puerto de entrada.

La conmutación mediante buses es suficiente para los routers que operan en redes de acceso y redes de negocios.


Tres tipos de estructuras switching – red de interconexión Un conmutador crossbar

(bloque de cruce) es una red de interconexión que consta de 2N buses que conectan N puertos de entrada a N puertos de salida.

Cada paquete que llega a un puerto de entrada atraviesa el bus horizontal conectada a la entrada hasta que intersecta con el bus vertical que conduce al puerto de salida deseado.

Si el bus vertical que conduce al puerto de salida está libre, el paquete se reconduce hacia el puerto libre, en caso contrario, el paquete entrante se bloquea, y se deberá poner en cola en el puerto de entrada.


Puertos de Salida

Buffering requerido cuando los datagramas llegan desde la estructura más rápido que la tasa de transimisión

Disciplina de Programación elige entre datagramas encolados para transmisión


Encolar puerto de Salida

Buffering cuando tasa de llegada via switch supera la velocidad de línea de salida

Retraso y pérdida al encolar debido a sobrecarga del buffer de puerto de salida!

La puesta en cola en los puertos de salida deberá elegir un paquete entre aquellos que esperan ser transmitidos (Ej. FCFS)


IPv6 Motivación Inicial: espacio de dirección de 32-bit

completamente asignado para 2008. Motivación adicional:

formato del encabezado ayuda a la velocidad de procesamiento/transporte

encabezado cambia para facilitar QoS nueva dirección “anycast”: ruta al “mejor” de varios

servidores replicados

Formato del datagrama IPv6 : Capacidad de direccionamiento extendida: IPv6 incrementa el

tamaño de las direcciones IP de 32 a 128 bits. header de largo fijo de 40 byte: permite un procesamiento

más rápido del datagrama IP. no se permite fragmentación


Encabezado IPv6 (Cont)

Prioridad: identificar prioridad entre datagramas en flujoNivel de Flujo: identificar datagramas en igual “flujo.”

(concepto de “flujo” no está bien definido).Siguiente Encabezado: identificar protocolo de la capa superior para datos


Otros cambios de IPv4

Checksum: removido totalmente para reducir tiempo de procesamiento en cada salto

Opciones: permitido, pero fuera del encabezado, indicado por el campo “Siguiente Encabezado”

ICMPv6: nueva version de ICMP tipos de mensajes adicionales, por ej. “Paquete

demasiado grande”

funciones de administración de grupo multicast


Transición desde IPv4 a IPv6

No todos los routers pueden ser modernizados simultáneamente no “flag days” – día señalado

Cómo operará la red con routers mezclados IPv4 y IPv6?

Dos enfoques propuestos: Dual Stack: algunos routers con dual stack (v6,

v4) pueden “traducir” entre formatos

Tunneling: IPv6 llevado como carga en datagrama IPv4 entre routers IPv4


Enfoque Dual Stack


Tunneling

IPv6 dentro IPv4 donde se necesita


Capa de Red: ResumenLo que hemos cubierto: servicios de la capa de red principios del enrutamiento:

estado del enlace y vector distancia

enrutamiento jerárquico IP transferencia confiable en

protocolos de enrutamiento de Internet intra-domain: RIP, OSPF inter-domain: BGP

qué hay dentro de un router? IPv6

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Cap. 7-Protocolos de Nivel de Red