Encaminamiento
El enrutamiento o ruteo es la función de buscar un camino entre todos los posibles en una red de paquetes cuyas topologías poseen una gran conectividad. Dado que se trata de encontrar la mejor ruta posible, lo primero será definir qué se entiende por "mejor ruta" y en consecuencia cuál es la "métrica" que se debe utilizar para medirla.
El enrutado en sentido estricto se refiere al enrutado IP y se opone al bridging. El enrutado asume que las direcciones de red están estructuradas y que direcciones similares implican proximidad dentro de la red. Las direcciones estructuradas permiten una sola entrada de tabla de rutas para representar la ruta a un grupo de dispositivos. En las redes grandes, el direccionamiento estructurado (enrutado en sentido estricto) supera al direccionamiento no estructurado (bridging). El enrutado se ha convertido en la forma dominante de direccionamiento en Internet. El bridging todavía se usa ampliamente en las redes de área local.
Puede ser, por ejemplo, el número de saltos necesarios para ir de un punto a otro. Aunque ésta no es una métrica óptima ya que supone “1” para todos los enlaces, es sencilla y suele ofrecer buenos resultados.
Entendemos por mejor ruta aquella que cumple las siguientes condiciones:
El criterio más sencillo es elegir el camino más corto, es decir la ruta que pasa por el menor número de nodos. Una generalización de este criterio es el de “coste mínimo”. En general, el concepto de distancia o coste de un canal es una medida de la calidad del enlace basado en la métrica que se haya definido. En la práctica se utilizan varias métricas simultáneamente.
Cuando la red de conmutación de paquetes funciona en modo circuito virtual, generalmente la función de encaminamiento establece una ruta que no cambia durante el tiempo de vida de ese circuito virtual. En este caso el encaminamiento se decide por sesión.
Una red que funciona en modo datagrama no tiene el compromiso de garantizar la entrega ordenada de los paquetes, por lo que los nodos pueden cambiar el criterio de encaminamiento para cada paquete que ha de mandar. Cualquier cambio en la topología de la red tiene fácil solución en cuanto a encaminamiento se refiere, una vez que el algoritmo correspondiente haya descubierto el nuevo camino óptimo.
Los algoritmos de encaminamiento pueden agruparse en:
No tienen en cuenta el estado de la subred al tomar las decisiones de encaminamiento. Las tablas de encaminamiento de los nodos se configuran de forma manual y permanecen inalterables hasta que no se vuelve a actuar sobre ellas. Por tanto, la adaptación en tiempo real a los cambios de las condiciones de la red es nula.
El cálculo de la ruta óptima es también fuera de línea (off-line) por lo que no importa ni la complejidad del algoritmo ni el tiempo requerido para su convergencia. Ej: algoritmo de Dijkstra.
Estos algoritmos son rígidos, rápidos y de diseño simple, sin embargo son los que peores decisiones toman en general...
Pueden hacer más tolerantes a cambios en la subred tales como variaciones en el tráfico, incremento del retardo o fallas en la topología. El encaminamiento dinámico o adaptativo se puede clasificar a su vez en tres categorías, dependiendo de donde se tomen las decisiones y del origen de la información intercambiada:
Encaminamiento
de control
de encaminamiento
a los cambios
ESTÁTICOS
CUASIESTÁTICOS
NO
NO
OFF-LINE
OFF-LINE
NO
REDUCIDA
CENTRALIZADO
DISTRIBUIDO
AISLADO
NODO CENTRAL
ENTRE NODOS
NO
NODO CENTRAL
CADA NODO
CADA NODO
SI
SI
SI
El encaminamiento mediante algoritmos distribuidos constituye el prototipo de modelo de encaminamiento adaptativo. Los algoritmos se ejecutan en los nodos de la red con los últimos datos que han recibido sobre su estado y convergen rápidamente optimizando sus nuevas rutas.
El resultado es que las tablas de encaminamiento se adaptan automáticamente a los cambios de la red y a las sobrecargas de tráfico. A cambio, los algoritmos tienen una mayor complejidad. Existen dos tipos principales de algoritmos de encaminamiento adaptativo distribuido.
Estos métodos utilizan el algoritmo de Bellman-Ford. Busca la ruta de menor coste por el método de búsqueda indirecta El vector de distancias asociado al nodo de una red, es un paquete de control que contiene la distancia a los nodos de la red conocidos hasta el momento.
Cada nodo envía a sus vecinos las distancias que conoce a través de este paquete. Los nodos vecinos examinan esta información y la comparan con la que ya tienen, actualizando su tabla de encaminamiento.
Ejemplos de protocolos por vector de distancias: RIP (versión 1 y 2), IGRP.
Este tipo de encaminamiento se basa en que cada nodo llegue a conocer la topología de la red y los costes (retardos) asociados a los enlaces, para que a partir de estos datos, pueda obtener el árbol y la tabla de encaminamiento tras aplicar el algoritmo de coste mínimo (algoritmo de Dijkstra) al grafo de la red
Los protocolos estado de enlace incluyen OSPF e IS-IS.
Esquemas de ruteo
o encaminamiento
de difusión (cast)
difusión amplia
(broadcast)
En Internet, un sistema autónomo (AS) se trata de un conjunto de redes IP y routers que se encuentran bajo el control de una misma entidad (en ocasiones varias) y que poseen una política de encaminamiento similar a Internet. Dependiendo de la relación de un enrutador con un sistema autónomo (AS), encontramos diferentes clasificaciones de protocolos: