Concepto de Switching

El switching es una función que realiza un router para recibir un paquete desde su interfaz conectada directamente y reenviarlo por la interfaz de salida, es decir, mover paquetes de origen a destino en la trama de enlace de datos. No se debe confundir con el funcionamiento del switch de capa 2.

Pasos importantes de un router

1º Cuándo el primer router recibe la trama, desencapase la cabecera y el tráiler de capa 2 para sacar el paquete de capa 3.

2º Comprueba la IP de destino del paquete IP para obtener la mejor ruta en la tabla de routing/enrutamiento.

3º Si el router encuentra la ruta del destino, encapsula el paquete de capa 3 en una nueva trama de capa 2 y la reenvía por la interfaz de salida.

Los hosts tienen direcciones IPV4 de capa 3 e interfaces tienen direcciones de capa 2 (MAC).

Cuando un paquete se mueve desde el equipo origen al de destino, direcciones IP de capa 3 no varían porque la PDU de capa 3 no se modifica.

Direcciones de capa 2 se modifican en cada salto cada vez que un router desencapsula y encapsula el paquete en una nueva trama de capa 2.

PASOS IMPORTANTES DE UN ROUTER

 

ENVÍO DE UN PAQUETE

Al enviar un paquete el host de origen al host de destino debe saber si la IP de destino está en la misma o distinta red.

Si la red de destino está en la misma red que la red de origen no usa el Gateway predeterminado del router, sino que usa un switch de capa 2 en el que se envían y reenvían tramas.

En este caso el host de origen analiza su caché ARP para obtener la MAC del host de destino con su ipv4 de destino.

Si la caché no tiene la MAC de destino, el host de origen pide una solicitud ARP para conseguir la dirección de destino para completar el paquete y mandarlo al destino.

Si la red de destino está en otra red distinta a la red de origen, el host principal lo manda por el Gateway.

Para ello el PC origen comprueba en su tabla ARP la dirección ipv4 del Gateway y la MAC y el primer router de destino le envía una respuesta ARP para que el host de origen reenvíe el paquete.

En IPV6 las direcciones IPV6 usan mensajes ICMPv6 para solicitar la caché de vecinos (caché ARP en IPV4).

ENVÍO DE UN PAQUETE

REENVÍO AL SIGUIENTE SALTO

El R1 recibe la trama del PC1 por la interfaz 0/0, examinando la MAC de destino que coincide con la     MAC de la interfaz receptora(fa0/0) por donde la recibió y guarda la trama en el búfer.

El R1 sabe que el tipo de Ethernet es 0x800 en el que la trama contiene un paquete IPV4 en los datos de la trama.

Desencapsula la trama.

En la tabla de enrutamiento busca la dirección IPV4 del destino de la trama como dirección host cuya IP es 192.168.4.10.

El siguiente salto del router 2 (192.168.2.2) tiene la dirección del destino cuya interfaz de salida es la fa0/1 del router 1. Esto quiere decir que el paquete se encapsula en una nueva trama con la MAC del destino que tiene el router de siguiente salto.

REENVÍO AL SIGUIENTE SALTO

ROUTING DE PAQUETES

Cuándo el paquete llega al router 2, el mismo hace el mismo proceso que el router anterior, pero al estar conectado directamente con un enlace serial punto a punto (p2p) no hay direcciones MAC, por lo cual el router 2 establece un broadcast de capa 2, no de capa 3.

 

ROUTING DE PAQUETES

 

LLEGAR AL DESTINO

El router 3 copia la trama PPP (POINT TO POINT PROTOCOL) de la capa de enlace de datos/capa 2 en su búfer y la desencapsula.

Busca la dirección de destino en su tabla de routing en el que tiene una ruta conectada directamente al router 3, es decir, el paquete se envía al PC2 de destino directamente sin tener que pasarse a otro router.

El PC2 desencapsula la trama y al ver que coincide con su IP la guarda en su sistema operativo.

En resumen, un router determina la mejor ruta para enviar paquetes, para buscar la mejor ruta analiza su tabla de enrutamiento la dirección de red coincidente con la IP de destino de la trama.

LLEGAR AL DESTINO

 

La tabla de routing tiene 3 formas de buscar la ruta

red conectada directamente: El host de destino está en la misma red que el router, por tanto, se envía la trama directamente.

Red remota: El host está en otra red distinta a la del router, sin embargo, la trama se envía a otro router para que el mismo la reenvíe al destino.

Ninguna ruta determinada: La ip de destino no pertenece a una ruta conectada directamente o remota, sino que el router usa un gateway de último recurso que se usa cuando se configura una ruta predeterminada en el router. Si el router no tiene ruta predeterminada el paquete se descarta.

3 FORMAS DE RUTA

 

 

EL MEJOR CAMINO

Al haber varias rutas distintas hacia la misma red, cada ruta usa una interfaz de salida del router diferente para llegar a la red de destino.

El mejor camino es usado por un protocolo de routing usando una métrica para analizar la distancia a la que se encuentra el router de esa red.

La métrica es un valor usado para medir la distancia que hay en una red.

Los protocolos de enrutamiento dinámico usan reglas y métricas para actualizar tablas de routing.

Algunos de estos protocolos son:

RIP: conteo de saltos

OSPF: El camino más corto.

EIGRP: Ancho de banda, retraso, carga, confiabilidad.

 

EQUILIBRIO DE CARGA

Para no formar tráfico de paquetes a la hora de enviarlos al destino el router usa el llamado balanceo de carga del mismo costo, es decir, separa tramas en distintos caminos.

Este balanceo de carga solo lo usa el protocolo EIGRP.

DISTANCIA ADMINISTRATIVA

Se define como el valor decimal en el que el router confía a la red directamente conectada.

CONCLUSIÓN

El router tiene que saber a qué red de destino tiene que llegar analizando en su tabla de routing el camino más corto, sino, lo descarta.

 

Autor/a: Víctor López  Macías

Curso: Cisco CCNA Routing & Switching

Centro: Tajamar

Año académico: 2017-2018