Los procesos asociados al enrutamiento IP

En lo que rápidamente denominamos "enrutamiento IP" hay asociados un conjunto de procesos diferentes cada uno de los cuales tiene objetivos específicos y diferentes, algunos de los cuáles son condición o punto de partida para otros.
Conocer y ordenar estos diferentes procesos es necesario para comprender el enrutamiento IP.
Los principales procesos involucrados son:

• Obtención de la información de enrutamiento.
• Conformación de la tabla de enrutamiento.
• Optimización de la información de enrutamiento.
• Selección de la mejor ruta para cada paquete.

Intentaré revisar la secuencia de ellos, del modo más sencillo posible.

Obtención de información de enrutamiento
El primer paso del proceso requiere obtener información de enrutamiento, es decir, información referida a la existencia de redes remotas y el modo de acceder a esas redes remotas.
La información de enrutamiento se obtiene a partir de 3 mecanismos.

• Las interfaces del dispositivo incorporan las redes a las que se encuentran directamente conectadas en el momento en que se vuelven operativas. Serán las conocidas como redes directamente conectadas.
• Se pueden generar manualmente rutas estáticas.
• Se pueden utilizar diferentes protocolos de enrutamiento para que la tarea de descubrimiento y generación de las rutas se realice dinámicamente.

Para que los protocolos de enrutamiento generen información dinámica es necesario activar el proceso del protocolo que se desea implementar y asociar a ese proceso las interfaces a través de las cuáles se intercambiará el protocolo.
El corazón de la operación de cada protocolo es el algoritmo para el cálculo de los rutas que, en términos generales, puede ser el algoritmo de Bellman-Ford o el de Dijkstra.
Siempre es posible que un protocolo (también puede ocurrir con rutas estáticas) descubra múltiples caminos posibles hacia una red de destino. Para resolver estas situaciones se implementa la métrica de las rutas. La ruta de mejor métrica (menor) es la mejor ruta y la que el protocolo propone para ser incorporada a la tabla de enrutamiento.
Si varias rutas tienen igual métrica, entonces pueden proponerse varias rutas para integrar la tabla de enrutamiento.

Métrica: indica la mejor ruta seleccionada por un protocolo.

Conformación de la tabla de enrutamiento
El paso siguiente es la conformación de la tabla de enrutamiento.
La tabla de enrutamiento o RIB es el corazón del proceso de enrutamiento IP.
Su suministro básico es la información de enrutamiento provista por las diferentes fuentes.
En este caso también puede ocurrir que se reciba información de enrutamiento que apunta al mismo destino a partir de diferentes fuentes, p.e. rutas estáticas y rutas aprendidas por un protocolo; o rutas aprendidas por dos protocolos de enrutamiento diferentes.
En este caso, se selecciona la mejor ruta disponible a cada destino posible, y para definir cuál es la mejor ruta se utiliza la distancia administrativa que es un parámetro que refleja la confiabilidad que se le asigna a cada fuente de información de enrutamiento.
En caso de contar con varias rutas de igual métrica e igual distancia administrativa al mismo destino se ingresan varias rutas a la tabla de enrutamiento para luego hacer balanceo de tráfico.

Distancia administrativa: indica la mejor ruta seleccionada entre diferentes fuentes de información de enrutamiento.

Optimización de la información de enrutamiento
Para lograr mayor performance y agilizar el mantenimiento de la información de enrutamiento el contenido de la tabla de enrutamiento en la mayoría de las plataformas Cisco es procesado utilizando Cisco Express Forwarding para generar 2 bases de datos:

• La Forwarding Information Base
  Precalcula la interfaz de salida para cada destino posible y los ordena de manera decreciente a partir de la longitud de la máscara de subred (primero los prefijos de 32 bits, luego los de 31 bits, etc.).
• La Tabla de Adyacencias
  Precalcula el encabezado de capa de enlace de datos que ha de utilizarse para encapsular cada paquete que se reenvía a través de una interfaz hacia un próximo salto asignado por la FIB.

Selección de la mejor ruta
Finalmente, cada vez que llega un paquete al dispositivo de enrutamiento debe ser procesado para determinar a través de qué interfaz y a qué próximo salto debe ser reenviado ese paquete.
Con este propósito hay 3 mecanismos básicos disponibles:

• Process switching
• Fast switching
• Cisco Express Forwarding

En la actualidad, los dispositivos Cisco implementan CEF por defecto.
Sin embargo, estos diferentes mecanismos tienen todos un mismo propósito: encontrar la mejor ruta para alcanzar la dirección IP destino del paquete.
Para esto, entre las rutas posibles que se encuentran en la FIB se elegirá la ruta más precisa para alcanzar ese destino (longest prefix match). La FIB indicará a través de qué interfaz se debe reenviar el paquete, con esa información, la tabla de adyacencias proporcionará el encabezado de trama necesario para encapsular ese paquete y enviarlo hacia el próximo salto.

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