Routers

Referencia: Foundations of Modern Networking: SDN, NFV, QoE, IoT, and Cloud, by William Stallings, Addison Wesley, 2016.

IntroducciónLa función principal del internet es aceptar paquetes de una estación fuente y entregarlos a otra estación destinataria. Para lograr esto, es necesario determinar la ruta a través de la red, y generalmente hay más de una posible ruta. Por lo tanto, una función de enrutamiento tiene que ser ejecutada.

La selección de la ruta es generalmente basada en una métrica que se trata de optimizar (i.e. minimizar o maximizar según sea el caso). Posiblemente el criterio más sencillo para escoger una ruta sea la minimización del número de nodos a través de los cuales tienen que pasar los paquetes de data.

Otro posible criterio para seleccionar la ruta a seguir es la minimización de costos. En este caso hay un costo asociado con cada enlace, y se busca la ruta que minimice el costo total de la travesía a través de los distintos enlaces. El costo podría ser inversamente proporcional a la velocidad de transmisión. Esto es, a mayor bit rate, menor costo. Otro posible criterio podría ser el delay o atraso en la transmisión.

Packet ForwardingLa función principal de cualquier router es aceptar paquetes los paquetes que recibe a través de unos puertos de entrada y retransmitirlos (i.e. forward them) por unos puertos de salida. Para lograr esta función es necesario contar con un forwarding table. Las Figuras 2.7 y 2.8 presentan un ejemplo de forwarding tables basados en el criterio de selección de rutas a base de la minimización de costos.

2

3

Examinando la Figura 2.8 podemos concluir que un router no necesita guardar en memoria la ruta completa entre cada posible par de nodos. Tan sólo basta saber cuál es el primer nodo en cada ruta.

Los forwarding tables de un router no son fijas. Pueden cambiar con el tiempo. Ejemplos:

Si un nodo falla, entonces dicho nodo no puede ser parte de ruta alguna y hay que rehacer las tablas.

Si una parte de la red se congestiona, entonces los costos asociados a cada uno de los enlaces cambian, y es recomendable enviar los paquetes de data por alguna otra ruta. Para ello, hay que rehacer las tablas utilizando los nuevos costos.

De haber un cambio en la topología de la red, como nuevos nodos y/o enlaces, entonces hay que rehacer las tablas para optimizar la operación.

Routing ProtocolsPara poder funcionar efectivamente, los routers necesitan compartir información con otros routers. Sólo así podrán enterarse de cambios en topología, fallas, atrasos, congestión y otros problemas y/o cambios que surjan en la red. Este intercambio de información entre los routers se logra utilizando los routing protocols. Cada router necesita información sobre qué redes pueden alcanzarse, y a través de qué rutas, así como información sobre los costos y los atrasos asociados a cada una de las distintas rutas.

Hay dos categorías de routing protocols: Exterior routing protocols Interior routing protocols

4

Un interior routing protocol intercambia información entre los routers dentro de un sistema autónomo mientras que un exterior routing protocol intercambia información entre routers en distintos sistemas autónomos.

Un sistema autónomo posee las siguientes características: Es un conjunto de routers y redes manejados por una sola

organización. Es un grupo de routers que intercambian información utilizando un

mismo routing protocol que tienen en común. Excepto en casos de fallas, un sistema autónomo está conectado

(en el sentido teórico de grafos). Esto es, hay un paso entre cualquier par de nodos.

En algunos casos, como el mostrado en la Figura 2.9, el internet se compone de más de una región autónoma. Por ejemplo, todas las redes locales de un complejo de oficina o de un campus están enlazadas por routers formando un sistema autónomo, y dicho sistema a su vez está enlazado por un WAN (wide area network) con otros sistemas autónomos.

5