10. Enrutamiento IP

10.1. ¿De qué va este tema?

En este tema aprenderás:

1. El concepto de enrutamiento para …

2. poder conectar equipos que están en redes diferentes y …

3. gestionar los equipos (routers) responsables.

10.2. Clases

Son 16 sesiones de trabajo.

10.2.1. Enrutamiento

1. Si un paquete va a una red que no es la de origen tiene que:

   1. Enviarla a un equipo responsable (la puerta de enlace al exterior)

   2. Esperar que sea entregado en destino (o que le digan que no se pudo)

   3. Necesita que el paquete sea encaminado correctamente (enrutado - routing).

2. Una cosa es enrutar (hay que tomar una decisión) y otra reenviar (nada que decidir)

3. Enrutamiento

   1. Buscar la mejor Ruta (camino) entre todas las posibles

   2. Métrica de la red: decidir un parámetro (enlace)

4. Tablas de Encaminamiento : ¿a quien le entrego el paquete? (Según la dirección de destino)

   1. Tabla sencilla con (generalmente):

      1. red de destino

      2. puerta de enlace

      3. y coste (para tomar decisión si hay varias alternativas)

   2. Se construye de forma manual (tabla estática en el router)

   3. O se va actualizando dinámicamente (protocolos de enrutamiento)

5. Los protocolos usan diferentes métricas. Por ejemplo:

   1. vector-distancia (RIP). ¿Cuántos saltos faltan para llegar a destino?

   2. estado-enlace (OSPF). ¿Cual es el estado (coste, latencia, ancho de banda, etc) de los enlaces hasta el destino?

Actividad. Entender una tabla de encaminamiento

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)

10.2.2. El router

1. El router

   1. Es un equipo especializado

   2. Gestiona tablas de enrutamiento

   3. Toma decisiones

2. Qué hace un router

   

3. El router de casa: equipo multifuncional

   1. L3. Enruta (router)

   2. L1/L2:

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

      2. Conecta LAN: Gigabit Ethernet / FastEthernet

      3. Conecta WLAN: Wifi 4/5/6

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

   1. SOHO: Small Office Home Office (Casa)

   2. Empresarial

      1. En la red de Acceso

      2. Distribución

      3. Núcleo (Core)

      4. Borde

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?

10.2.3. Sistemas Operativos de Red

1. Sistemas Operativos de red

   1. Especializados en el acceso a la red

   2. Diferentes Plataformas (y objetivos):

      1. Host. Clientes / Servidores (hosts). Pila TCP/IP. Ya integrado en los SO estándar

      2. Gateway. Equipos Comunicaciones (red). Especializados Switching/Routing. Propiamente S.O.R.

2. En equipos con al menos dos tarjetas de red (NIC)

3. SO abiertos

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

      1. Origen en Linksys WRTG54

         1. Comprobar el equipo (hardware). Hay que fijarse bien

         2. Seleccionar el firmware adecuado. Depende del SoC objetivo

         3. Flashear el equipo. Es decir, borrar lo anterior y cargar el nuevo S.O (firmware + SO)

         4. Reiniciar el equipo (y revisar que todo vaya bien)

         5. Usar el Configurador Web (GUI). Aunque en la práctica se puede usar con interfaces CLI (vía ssh)

   2. pf-sense . Solución profesional para red de distribución y núcleo (muy potente).

   3. Usar linux como router:

      1. Se habilita IP forwarding .

      2. Por ejemplo con una raspberry pi

   4. Realmente hay un montón de alternativas (pero tiene cierta complejidad)

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

Actividad. Evaluar la instalación de un SO de Red abierto (opensource)

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?

El despliegue de, por ejemplo un router WLAN/LAN/5G usando una raspberry o un router antiguo es ideal para un proyecto final del ciclo. Para ver las posibilidades puedes por ejemplo instalar openwrt en VirtualBox ( Official Doc ). Es una actividad opcional en el curso (depende del tiempo y el centro), generalmente lo dejo al final del curso.

10.2.4. Cisco IOS

1. De interés académico (simuladores) y una de las referencias en la industria:

   1. Arranque IOS

      

      1. Bootstrap

      2. Carga SO

      3. Configuración

   2. Sistema de Archivos

      1. NVRAM (volátil). Se puede ver con running-config. Cualquier cambio de configuración es volátil (temporal)

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

2. Configuración de un router:

   1. Accedes al router:

      1. Por Consola Física (console): es un puerto físico específico

      2. En remoto:

         1. Módem Telefónico: interfaz módem

         2. Vía red (vtty). Usando ssh o telnet en interfaz de red (Terminales Virtuales)

   2. Revisar configuración: comando show

3. Funcionalidad (Cisco Commands Cheat Sheet)

   1. Modos de control (permisos)

   2. Configuración Básica del equipo

   3. Configuración básica específica: interfaces de red, enrutamiento estático, etc

   4. Configuración avanzada

4. Excelente material de explicación y test en`Resumen de Comandos Cisco IOS`_

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

Haz las primeras 20 tareas de un Uso básico de comandos Cisco IOS

10.2.5. Configuración de rutas estáticas

1. Configurar el router:

   1. Configuración Básica: nombre y acceso

   2. Configuración de cada interfaz: comprobar conectividad (con un equipo conectado en cada interfaz)

   3. Una vez asegurada conectividad interna, se pasa a configurar la conexión entre redes

2. Con 1 Router.

   1. Es la opción más sencilla: dos redes conectadas por un router

   2. Sólo reenvía porque está conectado a la red de destino

3. Con 2 Routers (enruta)

   1. El router en origen, no está conectado directamente a la red destino

   2. Hay que decirle quien se responsabilizará del paquete (definir una ruta para esa red)

Actividad. Configurar un router (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

Actividad. Configuración de rutas estáticas

Haz los ejercicios 1 y 2 de Ejercicios de Enrutamiento

10.2.6. Redes interconectadas (mini internet)

1. Si ya conecto muchas redes entre sí, es lo que sería internet

2. Varios equipos de conexión permiten varios caminos. Ofrece además redundancia

3. Un ejemplo usando 3 routers, a la que podrías ir ampliando conectividad con más redes

Actividad. Configuración con tres routers

Haz los ejercicios 3 y 4 de Ejercicios de Enrutamiento

10.2.7. Configuración de rutas de forma dinámica

1. Una configuración manual no es escalable (y es muy propensa a errores)

2. Por eso usamos protocolos de enrutamiento:

   1. Internos ( IGP ):

      1. RIP v2 (Métrica saltos)

      2. OSPF (Métrica enlace)

   2. Externos ( EGP ): BGP

3. 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. A una 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 …

      5. … la red se adapta automáticamente (la gran ventaja)

4. Al cambiar las circunstancias (y sobre todo al iniciar) la red debe estabilizarse (converger)

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. Usa esta simulación Ejemplo Previo Simulador

2. A Red con funcionamiento dinámico. Puedes ver este ejemplo: Ejemplo con RIP:

Actividad. Ejercicios Enrutamiento

Haz el ejercicio 4 y 8 de Ejercicios de Enrutamiento

10.2.8. 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)

   

3. Organizado en Áreas :

   1. Backbone (Área 0). Imprescindible

   2. Stub (routers que comparten configuración)

   3. Not So Stubby Area (NSS)

   

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

Haz el ejercicio 6 y 9 de Ejercicios de Enrutamiento.

Puedes descargar una simulación en Ejemplo con OSPF

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