Protocolos de enrutamiento

OSPF

El protocolo OSPF (Open Shortest Path First) es quizás el protocolo más implementado hoy como protocolo de enrutamiento interior para redes corporativas medianas y grandes.

Es un protocolo muy interesante si se consideran las opciones y posibilidades de configuración que ofrece y que le permite dar respuesta a los escenarios o requerimientos más diversos. Sin embargo, esa misma potencialidad requiere del Administrador de la red un conocimiento y destreza superiores a los que requiere la implementación de protocolos más simples como por ejemplo RIP versión 2.

OSPF es un protocolo estándar de enrutamiento interior basado en el RFC 2328. Es un estándar abierto, lo que hace que esté disponible en múltiples sistemas operativos: Windows 2003 Server, Linux, Cisco IOS, etc.

Como protocolo de enrutamiento opera como protocolo de estado de enlace, e implementa el algoritmo de Dijkstra para calcular la ruta más corta a cada red de destino. Su métrica de enrutamiento es el costo de los enlaces, parámetro que se calcula en función del ancho de banda; por este motivo es de gran importancia la configuración del parámetro bandwidth en las interfaces que participan de este proceso de enrutamiento.

Opera estableciendo relaciones de adyacencia con los dispositivos vecinos, a los que envía periódicamente paquetes hello. Adicionalmente, cada vez que un enlace cambia de estado inunda la red con la notificación de este cambio. Adicionalmente, cada 30 minutos envía a los dispositivos vecinos (o adyacentes) una actualización conteniendo todos los cambios de estado de enlaces de ese período.

OSPF es un protocolo apto para su implementación en redes de todo tipo y tamaño. Sin embargo, su debilidad principal es que demanda una configuración más compleja que otros protocolos, sobre todo para redes pequeñas.

Sus principales características pueden sintetizarse así:

• Converge con mayor velocidad que los protocolos de vector distancia.
• Sus actualizaciones son pequeñas ya que no envía toda la tabla de enrutamiento.
• No es propenso a bucles de enrutamiento.
• Escala muy bien en redes grandes.
• Utiliza el ancho de banda de los enlaces como base de la métrica.
• Soporta VLSM y CIDR.
• Brinda múltiples opciones de configuración lo que permite adaptarlo a requerimientos muy específicos.

BGP

Con el avance progresivo de los servicios de red, y particularmente de Internet, el acceso a la Red de Redes se ha vuelto un recurso indispensable en la operación de muchas empresas. Consecuentemente, la conexión con el Internet Service Provider (ISP), y la redundancia en la conexión a Internet se han convertido en recursos críticos para la operación de la empresa.

Concepto esencial: Sistema Autónomo

BGP4 es un protocolo de enrutamiento específicamente desarrollado para administrar el intercambio de información de enrutamiento entre diferentes sistemas autónomos.

¿Qué es un Sistema Autónomo?

La RFC 4271 define al sistema autónomo como un conjunto de dispositivos bajo una misma administración técnica, que utilizan un IGP (protocolo de enrutamiento interior) y una métrica común para enrutar los paquetes dentro del propio sistema autónomo, y usan un IDRP (InterDomain Routing Protocol)para determinar cómo se enrutan los paquetes hacia otros sistemas autónomos.

Un sistema autónomo puede implementar más de un protocolo de enrutamiento interior. Lo realmente importante es que el sistema autónomo tenga un plan de enrutamiento coherente y convergente de modo tal que asegure que todas las partes del sistema autónomo se conectan correctamente entre sí.

Cada sistema autónomo es una unidad administrativa que se diferencia y reconoce a través de un ID de sistema autónomo. IANA (Internet Assigned Numbers Authority) es el organismo responsable de la asignación de los ID de sistemas autónomos.

El ID de sistema autónomo es un número de 16 bits, con un valor posible entre 1 y 65535. Su uso y asignación está orientado por la RFC 1930. Los sistemas autónomos 64512 a 65535 están reservados para uso privado

Características de BGP4:

Diseñado para el enrutamiento entre sistemas autónomos o dominios de enrutamiento.

BGP es un protocolo estándar definido en un conjunto de RFCs. Originalmente lanzado en 1989 a través del RFC 1105. La versión más actualizada es BGP4 y ha sido definida en 1995 a través de la RFC 4271.

BGP4 es el primer protocolo de enrutamiento exterior que soporta CIDR y sumarización de rutas.

Transporta la máscara de subred para cada red anunciada.

No busca la ruta más rápida. Es un protocolo basado en políticas de enrutamiento (PBR – Policy-Based Routing). Las rutas son seleccionadas no en función de métricas sino de reglas o políticas de enrutamiento. Esto le permite al sistema autónomo controlar el flujo de tráfico.

Distancia administrativa por defecto:

• Para rutas entre sistemas autónomos (EBGP): 20
• Para rutas internas del sistema autónomo (IBGP): 200

Es un protocolo de ruta-vector. Define una ruta como una secuencia de sistemas autónomo que deben ser atravesados para alcanzar la red destino.

La información de enrutamiento que intercambia está referida a la accesibilidad de las redes de destino, e incluye entre otros elementos:

• La ruta expresada como la sucesión de sistemas autónomos que es necesario atravesar (salto por salto) para alcanzar la red de destino.
• El listado de todas las redes accesibles al final de esa ruta de sistemas autónomos.
• La dirección IP de la puerta de entrada al próximo sistema autónomo en la ruta.
• Una serie de «atributos» que definen el modo en que será tratada la ruta: origen de la información de la ruta, peso de la ruta, preferencia local, MED.

Diferencias respecto de los protocolos de vector distancia

Muchas veces se menciona a BGP como un protocolo de vector distancia avanzado, sin embargo, tiene diferencias muy importantes que hacen a su eficiencia y funcionamiento.

Las características más importantes respecto de los protocolos de vector distancia son las siguientes:

• Utiliza TCP como protocolo en la capa de transporte, lo que asegura una comunicación confiable orientada a la conexión. Utiliza el puerto 179 de TCP.
• En el inicio de la conexión se intercambian las tablas de enrutamiento completas. A partir de ese punto se envían solamente los cambios (actualizaciones incrementales o disparadas por eventos).
• Dado que no se requieren actualizaciones periódicas, BGP sólo envía mensajes de keepalive, cuya función es semejante a la de los mensajes hello en protocolos como OSPF y EIGRP.
• El transporte de información sobre conexiones TCP confiables asegura mayor eficiencia para la comunicación de volúmenes importantes de información como son los que corresponden a la cantidad de rutas que requiere hoy Internet (170 a 250.000 rutas).
• Las actualizaciones de enrutamiento pueden contener tanto información referida a nuevas rutas disponibles, como a rutas que han dejado de estar disponibles (withdraw).

MPLS

Entre las redes de transporte, MPLS ocupa hoy un lugar de preponderancia.
MPLS (MultiProtocol Label Switching) es un método de reenvío de paquetes de alta performance. Se asienta en el agregado de una etiqueta al paquete IP en base a la cual se hará el reenvío de paquetes con una mínima sobrecarga por búsqueda de rutas. Definido en el RFC 3031.

Conceptos básicos

• Mecanismo que asigna etiquetas a los paquetes, que son utilizadas para reenviar el tráfico.
• Las etiquetas se aplican en el borde (edge) de la red. Dentro de la red el forwarding se hace en función de las etiquetas.
• La etiqueta usualmente identifica una red de destino.
• La implementación de MPLS requiere previamente habilitar CEF.
• Sólo los routers de borde hacen un lookup de enrutamiento IP. Todos los routers internos de la red MPLS realizan el reenvío en base a la etiqueta.

Arquitectura de la red MPLS
La red MPLS está compuesta por 2 tipos de dispositivos:

• LSR (Label Switch Routers)
  o P Router (Provider Router).
  Primariamente reenvía paquetes basándose en las etiquetas de MPLS. Todas sus interfaces están habilitadas para tráfico MPLS.
• Edge LSR
  o PE Router (Provider Edge Router).
  Dispositivo que aplica o remueve la etiqueta MPLS a los paquetes.
  Solamente algunas de sus interfaces están habilitadas para MPLS, mientras que otras no.

VPN v4

Cuando se utiliza con MPLS, la función VPN permite que varios sitios se interconecten de modo transparente a través de una red de proveedor de servicio. Una red proveedora de servicios puede ofrecer soporte a varias VPN IP diferentes Cada una de éstas le aparece a sus usuarios como una red privada, separada de todas las otras redes. Dentro de una VPN, cada sitio puede enviar paquetes IP a cualquier otro sitio dentro de la misma VPN

Cada VPN está asociada con uno o más casos de reenvío o ruteo VPN (VRF). Un VRF consiste de una tabla de IP Routing, una tabla Cisco Express Forwarding (CEF) derivada y un conjunto de interfaces que usen estas tablas de reenvío.

El router mantiene un ruteo separado y una tabla CEF para cada VRF. Esto impide que la información se envíe fuera de la VPN y permite que pueda usarse la misma subred en varias VPN sin causar problemas de dirección IP duplicada

El router que utiliza BGP multiprotocolo (MP-BGP) distribuye la información de ruteo VPN utilizando las comunidades ampliadas MP-BGP.

Asterisk

Asterisk es una PBX completa en software. Funciona en Linux, BSD, Windows y OS X y proporciona todas las características que usted esperaría de una PBX y más. Puede interoperar con casi todo equipo de telefonía basado en estándares usando hardware relativamente barato.

Asterisk provee servicios de Voicemail con directorio, conferencia, IVR, llamada en espera. Tiene soporte para llamada tripartita, caller ID, SIP, H323 (como cliente y gateway) y MGCP (solo call manager).

Asterisk no necesita ningún hardware adicional para Voz-sobre-IP. Uno o más proveedores de VOIP pueden utilizarse para realizar llamadas salientes y/o entrantes (las llamadas salientes y entrantes se pueden manejar a través de diversos VOIP y/o proveedores del telecomunicaciones).

Para la interconexión con equipo digital y analógico de telefonía, Asterisk soporta un número de dispositivos de hardware, más notablemente todos el hardware fabricado por los patrocinadores de Asterisk’s, Digium. Digium tiene placas T1 y E1 de 1, 2 y 4 puertos para la interconexión a líneas PRI y bancos de canal. Además, están disponibles tarjetas analógicas FXO y/o FXS de 1 a 4 puertos y son muy populares para instalaciones pequeñas. Las tarjetas de otros vendedores se pueden utilizar para BRI (ISDN2) o tarjetas compatibles de cuatro y ocho puertos BRI.

Últimamente, dispositivos independientes están disponibles para llevar a cabo una amplia gama de tareas incluyendo el abastecimiento de puertos fxo y fxs que simplemente se conectan a la LAN y se registran en el Asterisk como dispositivos disponibles.

SIP

SIP, el protocolo de iniciación de la sesión, es el protocolo del IETF para VOIP y otras sesiones de texto y de multimedia, como mensajería instantanea, vídeo, juegos en línea y otros servicios.

El protocolo de iniciación de sesión (SIP) es un protocolo de señalización para crear, modificar, y terminar sesiones con unos o más participantes. Estas sesiones incluyen llamadas telefónicas por Internet, distribución de datos multimedia, y conferencias multimedia.

Las invitaciones de SIP son usadas para crear sesiones y llevan las descripciones de la sesión que permiten que los participantes convengan en un sistema de tipos de medios compatibles. El SIP hace uso de elementos llamados servidores Proxy para ayudar a encaminar peticiones a la localización actual del usuario, a autenticar y a autorizar a usuarios para los servicios, implementar políticas de encaminamiento, y proporcionar servicios a los usuarios.

SIP es como HTTP, el protocolo de Web, o SMTP. Los mensajes consisten de encabezados y un cuerpo de mensaje. Los cuerpos de mensaje de SIP para las llamadas telefónicas se definen en SDP – protocolo de descripción de la sesión.

• El SIP es un protocolo basado en texto que utiliza la codificación Utf-8
• Las aplicaciones SIP usan el puerto 5060 para ambos UDP y TCP. SIP puede utilizar otros transportes

El SIP ofrece todas las potencialidades y las características comunes de la telefonía de Internet como:

• Llamada o transferencia de medios
• Conferencia de llamada
• Llamada en espera

Ejemplo de sesión entre dos teléfonos SIP

Una sesión de llamada SIP entre 2 teléfonos es establecida como sigue:

• El teléfono llamante envía un “invite”
• El teléfono al que se llama envía una respuesta informativa 100 – Tratando – retorna.
• Cuando el teléfono al que se llama empieza a sonar una respuesta 180 – sonando – es retornada.
• Cuando el receptor levanta el teléfono, el teléfono al que se llama envía una respuesta 200 – OK
• El teléfono llamante responde con un ACK – confirmado
• Ahora la conversación es transmitida como datos vía RTP
• Cuando la persona a la que se llama cuelga, una solicitud BYE es enviada al teléfono llamante
• El teléfono llamante responde con un 200 – OK.