8. Enrutamiento IP#

8.1. ¿De qué va este tema?#

En este tema aprenderás como se crean las tablas de enrutamiento y cómo gestionar routers para conectar redes entre sí.

8.2. Clases#

Se le dedican unas 16 sesiones de trabajo.

8.2.1. Enrutamiento#

  • Enrutamiento

    • Topologías redundantes

    • Métrica de la red: decidir un parámetro (enlace)

    • Mejor Ruta: la mejor decisión

    • Una cosa es enrutar, y otra reenviar (redes conectadas al mismo router)

  • Tablas de Encaminamiento : ¿por donde voy para entregar esta IP?

    1. La construyo de forma manual

    2. Se va actualizando dinámicamente (protocolos)

  • Algoritmos (para calcular rutas):

    • Estáticos (rígidos)

    • Dinámicos (se adaptan)

  • Dinámico Distribuido:

    1. vector-distancia (RIP)

    2. estado-enlace (OSPF)

Actividad. Entender una tabla de encaminamiento

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ac/Tabla_de_enrutamiento.jpg

Actividad. Ver la tabla de enrutamiento de tu sistema (y entenderla)

  1. cisco ios: show ip route

  2. linux: comando ip (subcomando route)

  3. windows: route (depende de versión)

8.2.2. El router#

  1. El router

  2. Qué hace un router

    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d6/OSI_model_router.png

  3. El router de casa: equipo multifuncional

    1. Enruta (router)

    2. Conecta WAN: módem ADSL o Fibra o 4G/5G

    3. Conecta LAN: Gigabit Ethernet / FastEthernet

    4. Conecta WLAN: Wifi 4/5/6

  4. ¿Qué tipos de router hay? Según la jerarquía de red (y el precio)

  5. Especificaciones Técnicas:

    1. Puertos LAN

    2. Puertos WAN

    3. RAM y Almacenamiento

    4. Sistema Operativo

    5. Energía: Consumo, fuente alimentación

    6. Servicios: DHCP, VPN, Firewall, etc

Actividad. Explorar especificaciones técnicas (y precios)

Por ejemplo las de los Cisco ISR 900 ( data sheet). Sobre un modelo concreto averigua:

  1. ¿Cuántos enlaces WAN tiene?

  2. ¿De qué tipo?

  3. ¿Cuántos enlaces LAN?

  4. ¿De qué tipo?

  5. ¿Cuánta RAM tiene?

  6. ¿Qué sistema operativo utiliza?

  7. ¿Cuanta energía (W/h) utiliza?

  8. ¿Soporta alguna funcionalidad ip avanzada?

  9. ¿Ofrece servicios (capa aplicación) extra?

  10. ¿Cuánto cuesta?

8.2.3. Sistemas Operativos de red#

  1. Diferentes Plataformas (y objetivos):

    1. Host. Clientes / Servidores (hosts). Pila TCP/IP

    2. Gateway. Equipos Comunicaciones (red). Especializados

  2. SO abiertos

    1. dd-wrt -> openWrt (red acceso),

      1. Origen en Linksys WRTG54

        1. Flashear un equipo (cargar firmware abierto). Depende del SoC objetivo

        2. Usar Configurador Web (GUI)

      2. Instalar openwrt en VirtualBox ( Official Doc )

    2. pf-sense (red distribución y núcleo)

    3. Usar linux como router (dos interfaces): IP forwarding . Por ejemplo con una raspberry pi

    4. Hay un montón de alternativas.

  3. SO propietarios: El más utilizado es la Familia Cisco IOS

Actividad. Buscar e Instalar un firmware abierto (p.ej openwrt)

  1. Dime un firmware abierto que no haya citado

  2. openWrt, ¿sobre qué plataformas puedo instalarlo?

  3. Tengo ahi un pc antiguo tirado en casa, ¿qué tengo que hacer para convertirlo en un router?

  4. ¿Puedo instalar pfsense en un pc típico de casa?

  5. ¿Puedo comprar un equipo con pfsense instalado para mi empresa?

  6. Puedo instalar openwrt en un Linksys WRE54G?

  7. ¿Y en un Asus RT-G32?

Instalar un firmware abierto: Ideal para un proyecto final, usando un router antiguo (lleva tiempo)

8.2.4. Cisco IOS#

  1. De interés académico (simuladores) y de referencia en la industria:

    1. Arranque IOS

      https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8a/Arranque_Ios.png

      1. Bootstrap

      2. Carga SO

      3. Configuración

    2. Sistema de Archivos

      1. NVRAM (volátil). Se puede ver running-config

      2. Almacenamiento. Ojo a guardar configuración en startup-config (o el sistema de arranque escogido)

  2. Configuración de un router:

    1. Acceso a la configuracion de un router:

      1. Consola Física: puerto específico

      2. Acceso remoto (ssh o telnet): interfaz de red (Terminales Virtuales)

      3. Módem Telefónico: interfaz módem

    2. Revisar configuración: comando show

  3. Comandos Cisco IOS:

    1. Cisco Commands Cheat Sheet

    2. Resumen de Comandos Cisco IOS

Actividad. Guía de autoevaluación de configuración de un router con Cisco IOS

Uso básico de comandos Cisco IOS

Actividad. Configurar valores globales e interfaces (Cisco iOS)

Con la guía Cisco 800M Series ISR Software Configuration Guide configurar (en packet tracer):

  1. Parámetros Globales

  2. Interfaz WAN

  3. Interfaces LAN

8.2.5. Configuración de rutas estáticas#

  1. Con 1 Router. Sólo la interfaz de red (reenvía, no enruta)

Actividad. Configuración de rutas estáticas

Ejercicios de Enrutamiento (Ejercicio 1)

  1. Con 2 Routers (enruta)

Actividad. Configuración de rutas estáticas

Ejercicios de Enrutamiento (Ejercicio 2)

  1. Con 3 (o n) Routers: (mini internet)

Actividad. Configuración de rutas estáticas

Ejercicios de Enrutamiento (todos)

8.2.6. Configuración de rutas de forma dinámica#

  1. Rutas estáticas (manual) o dinámicas (con protocolo)

  2. La convergencia de una red: estabilidad mientras aprende

  3. Protocolos de enrutamiento:

    1. Internos ( IGP ):

      1. RIP v2 (Métrica saltos)

      2. OSPF (Métrica enlace)

    2. Externos ( EGP ): BGP

  4. La red evoluciona desde :

    1. Red en funcionamiento estático:

      1. Topología Definida (conexión física)

      2. Direccionamiento Asignado (subredes)

      3. Conectividad entre extremos (rutas estáticas, o al menos conectividad en cada red y cada enlace)

    2. Red con funcionamiento dinámico

      1. Se añade el protocolo de enrutamiento en las interfaces correspondientes

      2. Se eliminan (o no) las rutas estáticas

      3. Se comprueban las tablas de enrutamiento de los routers

      4. Se pueden apagar/encender enlaces y la red se adapta automáticamente

Actividad. Configuración de rip

Configurar RIP en routers Cisco ( usamos versión 2 ):

  1. Se configuran las interfaces en los routers (ip adress)

  2. Compruebas las tablas de enrutamiento (show ip route)

  3. Configuras rip en cada router

    1. Activar rip (v2) y …

    2. Añadir las redes que usarán rip para comunicarse (network)

    3. Revisar interfaces pasivas (las que no tienen un papel activo)

Evolucionar una red desde:

  1. Red en funcionamiento estático Ejemplo Previo Simulador

  2. A Red con funcionamiento dinámico Ejemplo con RIP:

Actividad. Ejercicios Enrutamiento

Ejercicios de Enrutamiento

8.2.7. Protocolo OSPF#

  1. Métrica: estado del enlace (LS - Link State), que tiene un coste

  2. Construye una base de datos jerárquica (LSDB) enviando avisos (LSA)

    https://www.cisco.com/c/dam/en/us/support/docs/ip/open-shortest-path-first-ospf/7039-spf1.gif

  3. Organizado en Áreas :

    1. Backbone (Área 0). Imprescindible

    2. Stub (routers que comparten configuración)

    3. Not So Stubby Area (NSS)

    https://www.cisco.com/c/dam/en/us/support/docs/ip/open-shortest-path-first-ospf/7039-spf2.gif

  4. Routers:

    1. Internos al área (Internal Router)

    2. Vecinos (neighbor)

    3. De referencia: DR ( Designated Router), BDR (Backup DR)

    4. De borde de área (Area Border Router) o de AS (Autonomous System BR)

  5. Configuración de ospf OSPF en routers Cisco / Guía Oficial Cisco (pro)

    1. Activar ospf (asignar process id)

    2. Activar interfaz (dirección wildcard y área). A veces me interesa resumir las subredes (agruparlas)

    3. Revisar las tablas de enrutamiento

  6. Comandos para monitoreo de rutas ospf:

Actividad. Ejercicios Enrutamiento

Ejemplo con OSPF

Ejercicios de Enrutamiento