Descubre las mejores estrategias de encaminamiento en internet aplicaciones prácticas y jerarquía estructural

La acción de buscar una ruta en una red de paquetes con múltiples conexiones, conocida como enrutamiento o ruteo, implica una tarea importante para encontrar el camino adecuado. Para determinar cuál es la "mejor ruta", es esencial establecer la métrica que se utilizará para medir esta ruta.

Enrutamiento en redes de circuitos virtuales y de paquetes de datoseditar

Cuando se utiliza el modo de circuito virtual en la red de conmutación de paquetes, se establece una ruta que permanece inalterable durante toda la vida del circuito virtual. En este caso, el encaminamiento se determina en función de la sesión.

Por otro lado, en una red que funciona en modo datagrama, no hay un compromiso para garantizar la entrega ordenada de los paquetes, lo que significa que los nodos pueden tomar decisiones diferentes en cuanto al encaminamiento de cada paquete que deben enviar. Además, cualquier cambio en la estructura de la red se puede resolver con facilidad en términos de encaminamiento, una vez que el algoritmo correspondiente ha encontrado la nueva ruta óptima.

Basado en las tablas de enrutamiento utilizadas

Manejo de tablas de encaminamiento en nodos

Los nodos se encargan de gestionar las tablas de encaminamiento, en las que se especifica la ruta que los paquetes deben seguir para llegar a un nodo en particular dentro de la red.

Existen dos tipos de encaminamiento: salto a salto y fijado en origen. Sin embargo, en este caso nos enfocaremos en detalle en el primero: encaminamiento hop by hop, como se le conoce en la literatura inglesa. Este método se basa en que cada nodo sólo debe conocer el siguiente nodo al que debe enviar el paquete, en lugar de conocer la ruta completa hasta el destino. Las tablas de encaminamiento indican el siguiente nodo en función del destino. A modo de ejemplo, veamos la siguiente red.

Tipos de enrutamiento Una clasificación exhaustiva

Clasificación de métodos

La omisión del estado de la subred en las decisiones de encaminamiento a menudo lleva a consecuencias negativas. Los nodos se configuran manualmente, manteniendo su configuración inalterable incluso frente a cambios en las condiciones de la red. Esto resulta en una adaptación deficiente en tiempo real.

El cálculo de la ruta óptima se realiza fuera de línea, lo que significa que el algoritmo utilizado y el tiempo requerido para su convergencia no son factores determinantes. Por ejemplo, el algoritmo de Dijkstra.

El encaminamiento dinámico o adaptativo puede mejorar la tolerancia a cambios en la subred, como por ejemplo variaciones en el tráfico, incrementos en el retardo o fallas en la topología. Esta forma de encaminamiento se puede clasificar en tres categorías según el lugar donde se toman las decisiones y la fuente de la información intercambiada.

Rutas de red y estructuras autogobernadas

Un sistema autónomo (AS) en Internet es un grupo de redes y routers controlados por la misma entidad, con una política de encaminamiento similar. Debido a esto, existen diferentes clasificaciones de protocolos según la relación entre un router y un AS.

De Acuerdo al Método Utilizado

Encaminamientos estático y cuasi-estático son dos formas de gestión de información en una red en la que se recoge y envía la información necesaria. Las tablas de encaminamiento se configuran manualmente y quedan fijas hasta nueva acción. No hay adaptación a cambios y la recogida y distribución de información se realiza externamente a la red, sin ocupar capacidad de la misma. El cálculo de ruta se hace fuera de la red y las rutas pueden ser óptimas al no tener que cumplir con tiempo real.

Esta forma de encaminamiento es similar al estático, pero en lugar de una sola ruta fija, se brindan varias alternativas en caso de que la principal no funcione, lo que la hace tener una adaptabilidad limitada. Además, se realiza fuera de línea y en una máquina específica. Aunque puede ser una opción más eficiente en términos de cumplir con el tiempo real, su capacidad para adaptarse a cambios es reducida.

Optimización de la Dirección IP en el Enrutamiento Gestión Eficiente

Diversidad de Protocolos para Actualizar las Tablas de Encaminamiento IP

No existe un protocolo único para realizar la actualización de las tablas de encaminamiento IP. En su lugar, se pueden elegir diferentes opciones, según los requisitos internos de las redes a conectar y las preferencias de cada administrador.

A lo largo del tiempo, se han implementado distintas soluciones, tanto propietarias como de código abierto. Todas ellas utilizan estrategias adaptativas Salto a Salto, que permiten una actualización gradual de las tablas de encaminamiento.

Convivencia a través de los Dominios de Encaminamiento o Sistemas Autónomos (SA)

¿Cómo pueden coexistir todas estas opciones? La respuesta está en los Dominios de Encaminamiento, también conocidos como Sistemas Autónomos (SA). Un SA se refiere a un conjunto de redes que son administradas por una misma entidad y que comparten una estrategia de encaminamiento común. En inglés, se abrevia como AS (Autonomous System).

Tablas de encaminamiento

La red IP emplea tablas de encaminamiento que se encuentran en todos los dispositivos (hosts y routers) y contienen información sobre los posibles destinos y cómo llegar a ellos.

La estrategia utilizada es conocida como "salto a salto" (next-hop routing): las tablas almacenan el próximo salto para las direcciones IP destino. Las direcciones siempre son IP, en lugar de físicas, para facilitar su administración y ocultar los detalles de las subredes.

Con el fin de acelerar el proceso y reducir el uso de recursos, las tablas solo requieren los prefijos de subred de las direcciones IP, no la dirección completa.

Enrutamiento Adaptativo mediante Algoritmos Descentralizados

Encaminamiento mediante algoritmos distribuidos: Un modelo prototipo de encaminamiento adaptativo en el que los algoritmos se ejecutan en los nodos de la red utilizando los últimos datos disponibles sobre su estado. Estos algoritmos convergen rápidamente y optimizan sus nuevas rutas.

Como resultado, las tablas de encaminamiento se adaptan automáticamente a los cambios en la red y a las sobrecargas de tráfico, pero a cambio, los algoritmos son más complejos. Existen dos tipos principales de algoritmos de encaminamiento adaptativo distribuido que utilizan el algoritmo de Bellman-Ford.

Algoritmo de Bellman-Ford: Un algoritmo utilizado en estos métodos que busca la ruta de menor coste utilizando una búsqueda indirecta. El vector de distancias asociado con cada nodo en la red es un paquete de control que contiene la distancia a los nodos conocidos hasta el momento.

Definición de Enrutamiento

El enrutamiento se refiere a la capacidad de transmitir datos entre redes interconectadas.

Este proceso es llevado a cabo por un agente conocido como enrutador o router, que puede ser de tipo hardware si se trata de un dispositivo físico dedicado a esta función, o de tipo software si es una aplicación ejecutada en un PC.

Uso del Software para Enrutamiento

El servidor puede actuar como enrutador en la red mediante el uso del software adecuado.

De esta manera, permite a los equipos de la red local conectarse a Internet como si estuvieran usando un router.

Tecnología NAT - Network Address Translation

La tecnología empleada para que los equipos de la red local puedan acceder a Internet a través del servidor se conoce como NAT - Network Address Translation (Traducción de Direcciones de Red).

Gracias al software NAT que se ejecuta en el servidor, todos los PCs de la red pueden tener acceso a Internet con una única dirección IP pública del servidor.

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