Docente: Ing LUIS A. SOTA ORELLANA.Integrantes: Shirley Peña Carlos Oliver Santiago Mendoza Quispe

PROGRAMA ACADÉMICO PROFESIONAL INGENIERÍA DE SISTEMAS

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERÍA

CAPA DE ENCAMINAMIENTO

contenido

OBJETIVO

Capa de Encaminamiento

Tipos de Encaminamiento

Tabla de Encaminamiento

Métodos de Encaminamiento

Algoritmo de encaminamiento

OBJETIVO Encaminar los paquetes a través de un

conjunto de redes.

Si existen varias opciones: El encaminador elige el camino más adecuado, El camino con coste mínimo (más eficiente)

Elegir el camino más corto es una combinación de más económico, más fiable, más rápido y otras restricciones

Capa de Encaminamiento

Tienen acceso a las direcciones del nivel de red y contienen software que permite determinar cual de los posibles caminos entre esas direcciones es el mejor para una transmisión determinada

Actúan en los niveles físico, de enlace de datos y de red

Retransmiten los paquetes entre múltiples redes interconectadas

Encaminan paquetes de una red a cualquiera de las posibles redes de destino

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Enlace 1

Física 1

Red 1

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Enlace 2

Física 2

Red 2Red 1 Red 2Conversor

ENCAMINADOR

Física 2Física 1

Enlace 2Enlace 1

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Podemos definir encaminamiento como un proceso mediante el cual tratamos de encontrar un camino entre dos puntos de la red: el nodo origen y el nodo destino.

CARACTERISTICAS

QUE ES ?

Encaminamiento

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Reciben paquetes de una red y la pasan a una segunda red conectada. Además, si un paquete recibido se dirige a un nodo de una red de la cual el encaminador no es miembro, el encaminador es capaz de determinar cuál de las redes a las que está conectado es la mejor para retransmitir el paquete, pasando el paquete al encaminador siguiente de la red apropiada

Tipos de Encaminamiento:

•Encaminamiento por paquete: datagramas • Encaminamiento por sesión: circuito virtual

Red en modo datagrama: en una red funcionando en modo datagrama se puede cambiar el criterio de encaminamiento por cada paquete que se ha de cursar (Esto da origen a menor numero de problemas).

Red en modo circuito virtual: Si la red funciona en modo circuito virtual generalmente se establece una ruta que no cambia durante el tiempo de vida de ese circuito virtual, ya que esto es lo más sencillo para preservar el orden de los paquetes.  (ej. caída de un enlace).  Cuando eso ocurre se busca inmediatamente otra ruta, pero este cambio al tardar en propagarse por la red, al tardar los nodos en enterarse, se puede manifestar en los sistemas finales de tres formas:

no se manifiesta se pierde información se pierde la sesión.

El elemento básico de la capa de enaminamiento es la tabla de enrutamiento, la cual muestra cómo acceder a las distintas redes existentes

Red Interface

192.168.1.0/24 -

10.235.22.0/24 Serial0

10.235.23.0/24 Serial1

10.235.24.0/24 Serial3

¿Qué es la tabla de

encaminamiento?

Ejemplo:

Tabla de Encaminamiento del NODO D:Destino

Next Coste

A E 9

B C 7

C C 2

D D 0

E E 5

F E 6

• El numero que aparece junto a los enlaces representa el 'coste' o 'distancia' de los mismos, que puede ser constante o variable.

• Llamaremos METRICA a la magnitud o medida a optimizar (retardo, ancho de banda, coste económico, etc).

Métodos de Encaminamiento

Conceptos Básicos

Veamos la estructura general de un nodo de conmutación de paquetes, lo cual nos valdrá para hacer una posterior clasificación de los métodos de encaminamiento atendiendo a la forma en la que los nodos recogen y distribuyen la información que les llega de la red y a otros factores:

Algoritmo de encaminamiento

Es el método para calcular la mejor ruta para llegar de un sitio a otro. La mejor ruta podrá calcularse en función de los 'costes', retardos, distancia...

Un algoritmo de encaminamiento debería cumplir los requisitos de: Corrección: Se ha de entregar la

información correctamente. Simplicidad: Robustez: Estabilidad (convergencia): Equidad (justicia): Trazabilidad (gestionabilidad): Escalabilidad:

• algoritmos estáticos. No adaptables. • algoritmos dinámicos. Adaptables.

Tipos de algoritmos de enrutamiento:

No adaptativos. Se basan en informacion obtenida y cargadade antemano en los encaminadores. Se conoce comoencaminamiento estático.● Ruta mas corta● Inundacion

Adaptativos. Se basan en mediciones y estimaciones deltrafico. Pueden percibir cambios en la topologia. Estainformacion puede ser local, de los encaminadores vecinos o detodos los encaminadores de la subred. Son algoritmos deencaminamiento dinámico.

Algoritmos de encaminamiento

Estático por Ruta mas corta Inundación

Dinámico por Vector Distancia por Estado del Enlace Jerarquico por Difusion Multicast

Encaminamiento por la trayectoria más corta

Métricas:- escalas- distancia geográfica- longitud media de las colas- ancho de banda- tráfico medio- costo de comunicación- otras

: Cada nodo decide cuál es el camino más corto hacia un destino, en función de la información de control que recibe de otros nodos de la red. Estos algoritmos minimizan el coste o distancia de la ruta que une dos nodos cualesquiera

Algoritmo de Dijkstra del camino más corto

etiqueta: (distancia al nodo de origen, nodo trayectoria) de A a D:

Inundación

Cada paquete que llega se reenvia por todas las lineas de salida excepto por la que llego. Muy eficaz pero muy ineficiente. Genera una gran cantidad de paquetes duplicados. Los paquetes seguirian reenviandose indefinidamente de un encaminador a otro. Soluciones: ● Los paquetes deben incorporar un contador. Se descartan al

llegar a 0. ● Cada encaminador lleva un registro de los paquetes que ha

procesado. La inundación selectiva es una variante que tiene en cuenta

rasgos de la topologia a nivel global. A pesar de su ineficiencia se utiliza en algunas aplicaciones muy

concretas

Encaminamiento por vector distancia

Cada encaminador mantiene un tabla que indica la mejor distanciaconocida a cada nodo de la subred y la línea de salida.Las tablas se actualizan intercambiando informacion entreencaminadores.El encaminador conoce o puede calcular la distancia a sus vecinos.Problemas:● Convergencia lenta: Las ≪buenas noticias≫ se propagan rapido perolas malas ≪tardan≫ muchisimo. Esto se conoce como ≪el problema dela cuenta hasta infinito≫.● No toma en cuenta el ancho de banda al elegir la ruta.

Encaminamiento por vector distancia

Encaminamiento por estado de enlace

Cada encaminador debe:● Descubrir a sus vecinos y conocer sus direcciones de red● Medir el coste para cada vecino● Construir un paquete especial con todo lo aprendido● Enviar ese paquete a todos los encaminadores● Calcular la ruta mas corta a todos los encaminadoresEl encaminador averigua la identidad de sus vecinos con un paquete HELLO. Las identificacion es globalmente unica.El encaminador estima el retardo a sus vecinos enviando un paquete ECHO y midiendo el tiempo de retorno

Encaminamiento jerárquico

Problema con redes grandes.Los enrutadores requieren también tablas grandes => más RAM, más

CPU, mayor consumo de ancho de banda por intercambio de información de estado entre enrutadores.Solución: subdivisión en regiones.

Cada enrutador debe conocer solamente los detalles de la topología y enrutamiento de su región.Precio: Puede perderse la posibilidad de usar la mejor trayectoria.

Encaminamiento para difusión

Candidatos:• Origen envía copia a todos los destinos: Muy consumidor de recursos

si hay muchos nodos.• Inundación: Genera demasiados paquetes y consume mucho ancho de banda• Paquetes multidestino: Requiere de un encabezado que es un mapa de

bits.El mapa va disminuyendo en cada enrutador.

• Árbol de extensión: No siempre se tiene acceso al árbol.• Reenvío por trayectoria invertida (el mejor):

Cuando llega un paquete de difusión a un enrutador, este lo revisa para ver si llegó por la línea normalmente usada para enviar paquetes al origen de la difusión. Si es así, es altamente probable que haya llegado por la ruta más corta y sea la primera copia. Se reenvían copias por todas las líneas menos por la que llegó. Si llegó por una línea que no es la preferida, se descarta.

- no requiere conocer los árboles de extensión.- fácil de poner en práctica.

Encaminamiento multicast

Objetivo: Enviar un paquete a un conjunto de destinos,comparativamente pequeno, y solo a ellos.

El encaminamiento multicast requiere administracion de grupos:crear, destruir grupos, anadir y eliminar hosts a los grupos, etc.Los encaminadores deben saber a que grupos pertenecen sushosts.

Los encaminadores propagan esa informacion a sus vecinosrecursivamente.

Cuando un encaminador recibe un paquete multicast de uno de sushosts examina su arbol de expansion y lo recorta.

Encaminamiento multicast

Bibliografia B. A. Forouzan. “Transmisión de datos y Redes de Comunicaciones”, McGraw-Hill, 2º Edición, 2001. Capítulo 21

W. Stallings. “Comunicaciones y Redes de Computadoras”. Pearson-Prentice Hall, 7ª edición, 2004. Capítulo 3.

M. Gallo. “Comunicación entre computadoras y tecnologías de redes”, Thomson. 2002. Capítulos 6 y 7