A4. Encaminament

torna M7 - Planificació i administració de xarxes

Interconnexió de xarxes

Hi ha varis tipus de dispositius bàsics que interconnecten diferents xarxes.

• Ponts (A nivell d'enllaç)
• Routers (A nivell de xarxa)
• Altres dispositius de nivell superior, Portes d'enllaç o passarel·les (Gateways) i Firewalls per exemple.

Ponts

Típicament els ponts interconnecten xarxes amb diferents tecnologies a nivell d'enllaç:

• Té dos ports, un per a cada tipus de tecnologia que connecta (Encara que en pot tenir més).
• S’encarrega de canviar el format de les trames que passen d’una xarxa a l’altre.

Actualment l'exemple més habitual de pont són els Punts d'Accés WiFi, que interconnecten els dispositius de la xarxa inalàmbrica amb la xarxa cablejada.

Encaminadors (Routers)

Els Routers interconnecten diferents xarxes a nivell de xarxa. Per tant amb adreçament lògic en xarxes diferents'.

Per tant un Router per definició ha de tenir dues o més interfícies, i cadascuna connectada a una xarxa amb un adreçament lògic diferent. Per exemple un port Ethernet de coure per connectar una LAN i un port de fibra òptica per la connexió WAN amb el proveïdor.

La seva funció bàsica és encaminar els paquets que rep cap al seu destí.

Un Router, igual que un commutador, és bàsicament un ordinador (Té els mateixos components, CPU, memòria, unitats d'emmagatzematge, circuiteria), però orientat a una funció molt específica.

També té el mateix Sistema Operatiu IOS.

Les principals diferències són:

• Disposa de funcionalitats de l'IOS adaptades a les funcionalitats específiques de l'encaminador
• Normalment disposa de menor quantitat de ports
• Permet una major diversitat de tecnologies, i en aquest sentit molts encaminadors són modulars, de manera que disposen de diversitat de mòduls opcionals per afegir interfícies de diferents tecnologies de xarxa.

Encaminament o Routing

Taules de Ruta

Els encaminadors operen a nivell de xarxa, fan servir les adreces (IP) destí dels paquets que reben per encaminar-los.

L'objectiu no és trobar els equips destí concretament sinó les xarxes on aquests es troben (Organització jeràrquica). Un cop un paquet arriba a la xarxa on es troba el seu destí, és responsabilitat de la capa d'enllaç trobar l'equip destí concret.

En un entorn WAN existeix redundància de rutes de manera que els encaminadors també poden disposar de diferents rutes a un mateix destí i seleccionar de manera automàtica la millor ruta en cada moment.

Per poder realitzar la seva funció utilitzen unes estructures de dades que s'anomenen Taules de ruta

Les taules contenen registres dels possibles destins (coneguts), i normalment hi ha un registre amb un destí per defecte que inclou qualsevol altre destí.

Cada registre de la taula de ruta inclou:

• Adreça de la xarxa destí
• El port de sortida
• L'adreça del següent node (Next – Hop), porta d'enllaç de la ruta o adreça del reenviador (forwarding Router)
• Un paràmetre referent al cost de la ruta anomenat mètrica.

Els factors a tenir en compte alhora de decidir el cost de cada ruta poden ser per exemple:

• Nombre de salts fins al destí
• Velocitat de transmissió de l'enllaç
• Saturació en un enllaç
• Relacions amb altres proveïdors a l'altre extrem de l'enllaç (Cost $)

Així, la operativa per encaminar els paquets que rep és la següent:

• Rep un paquet i obté l'adreça de destí
• Comprova a quin registre de la taula s'ajusta millor l'adreça de destí. Xarxa amb la màscara més gran, més específica.
• Si el registre només té l'adreça de següent salt (no té indicat el port) torna a fer el mateix procés amb aquesta adreça de forma recursiva fins obtenir un registre amb un port de sortida indicat
• Reenvia el paquet pel port de sortida corresponent

La informació de la taula de ruta s’actualitza de dues maneres :

• Estàticament: L’administrador introdueix la informació manualment
• Dinàmicament: Els routers es comuniquen de manera automàtica amb els seus veïns per mantenir les taules actualitzades mitjançant algun Protocol de Routing: RIP, OSPF, BGP

Exemple. Taula d’encaminament d'un Router domèstic

LAN IP : 192.168.1.1 Default Gateway : 192.168.153.1 (Externament és dinàmica, p.e. 88.6.241.61, interfase ppp protocol d’enllaç)

Device Info -- Route

Flags: U - up, ! - reject, G - gateway, H - host, R - reinstate

D - dynamic (redirect), M - modified (redirect).

Destination 	Gateway 	Subnet Mask 	Flag 	MetricInterface

192.168.153.1 	0.0.0.0 	255.255.255.255 UH 	0 	ppp_8_32_1

192.168.1.0 	0.0.0.0 	255.255.255.0 	U 	0 	br0

192.168.249.0 	0.0.0.0 	255.255.255.0 	U 	0 	br0

0.0.0.0 	192.168.153.1 	0.0.0.0 	UG 	0 	ppp_8_32_1

El 192.168.249.0 és el servidor ftp per actualitzar el firmware (Intern del router)

FLAGS :

• U -> Ruta activa,
• H -> El destí és un equip no una xarxa (Observar la màscara),
• G -> Gateway per encaminar

El resultat de la comanda tracert

.

Actualització estàtica

L’actualització correcte de les taules d’encaminament ens assegura que sempre tindrem una manera d’arribar a qualsevol xarxa. El router no necessàriament ha de conèixer totes les rutes possibles, però si qui les coneix.

Suposem el cas senzill de dues xarxes connectades a través de dos routers.

Després de configurar les interfases, les taules d’encaminament tindran les entrades de les xarxes que estiguin directament connectades. Les xarxes directament connectades sempre són conegudes pel Router i no cal indicar-les.

Taula encaminament Router A
Xarxa destí (Màscara)	Interfase	Següent Node	Salts
192.168.0.0 /24	E0	0	0
192.168.10.0 /24	S0	0	0

Taula encaminament Router B
Xarxa destí (Màscara)	Interfase	Següent Node	Salts
192.168.1.0 /24	E0	0	0
192.168.10.0 /24	S0	0	0

Amb aquestes entrades no hi ha prou per comunicar-se. Per exemple el PC de la xarxa 192.168.1.0 no podrà comunicar-se amb el de la xarxa 192.168.0.0 per que el router B no té cap entrada per encaminar la informació cap aquesta xarxa.

Opció 1) Entrada estàtica

La primera opció consisteix en establir de manera estàtica el camí cap aquesta xarxa.

Taula encaminament Router A
Xarxa destí (Màscara)	Interfase	Següent Node	Salts
192.168.0.0 /24	E0	0	0
192.168.10.0 /24	S0	0	0
192.168.1.0 /24	S0	192.168.10.2	1

Taula encaminament Router B
Xarxa destí (Màscara)	Interfase	Següent Node	Salts
192.168.1.0 /24	E0	0	0
192.168.10.0 /24	S0	0	0
192.168.0.0 /24	S0	192.168.10.1	1

Opció 2) Entrada per defecte

Una altra opció més encertada serà definir una interfase per defecte, de manera que tota la informació que arribi al router i no tingui una entrada específica es dirigirà cap aquesta.

Taula encaminament Router A
Xarxa destí (Màscara)	Interfase	Següent Node	Salts
192.168.0.0 /24	E0	0	0
192.168.10.0 /24	S0	0	0
0.0.0.0 /0	S0	192.168.10.2	0

Taula encaminament Router B
Xarxa destí (Màscara)	Interfase	Següent Node	Salts
192.168.1.0 /24	E0	0	0
192.168.10.0 /24	S0	0	0
0.0.0.0 /0	S0	192.168.10.1	0