Laboratorio 6

Laboratorio 6 - Ruteo en simulador ns-2

Hola, esta entrada corresponde a la actividad 6 del laboratorio de redes de telecomunicaciones y trata sobre ruteo o enrutamiento, sobre topologías de red y protocolos de ruteo.

El ruteo es una parte escencial en el mundo de las redes, su propósito es encaminarnos desde nuestro orígen hacía el destino solicitado, determina mediante protocolos de ruteo el camino que tomarán los paquetes de información, y dependiendo del protocolo usado se establece la mejor ruta para enviar el paquete.

El dispositivo de red que cumple con está función se llama router, y está claro no elige la mejor ruta por arte de magia, a este dispositivo debemos configurarlo para que cumpla con las funciones requeridas. Existen 2 maneras para realizar la configuración, usando protocolos de ruteo dinámicos ó ruteo estático (hablaremos de esto más adelante).

En el ambiente académico no se suele estudiar o implementar a fondo las distintas topologías que puede tener una red de telecomunicaciones.
 

La topología de red se define como una familia de telecomunicación usada por las computadoras que conforman una red para intercambiar datos. [Definición formal, wikipedia]

Existen diversas topologías que podemos usar para implementar nuestra red, esto dependerá de la funcionalidad que tendrá nuestra red y de las características que queremos que tenga. La imagen de arriba muestra algunos ejemplos de topologías y a la vez demuestra la afirmación que acabo de hacer sobre la aplicación de ciertas topologías para ciertos propósitos; por ejemplo, si lo que queremos es tener una buena disponibilidad de red, es decir, no queremos pérdida de conexión debemos evitar topologías como la estrella, debido a que en este tipo de topologías, todos los nodos están conectados a un único nodo central, de manera que todo el tráfico realizado tiene que pasar por ese nodo central. Podemos concluir que si se cae ese nodo, toda la red quedaría sin comunicación. Este tipo de topología suele ser usada en redes locales, en hogares, en donde la disponibilidad de la conexión no es prioridad como en negocios que por caída de comunicación pierden mucho dinero.

A continuación describo algunas de las topologías que he implementado en casa y negocios (aunque sea en simulador :D).

Topología en estrella

Una red en estrella es una red en la cual las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de este. Los dispositivos no están directamente conectados entre sí, además de que no se permite tanto tráfico de información. Dada su transmisión, una red en estrella activa tiene un nodo central activo que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco.

Se utiliza sobre todo para redes locales. La mayoría de las redes de área local que tienen un enrutador (router), un conmutador (switch) o un concentrador (hub) siguen esta topología. El nodo central en estas sería el enrutador, el conmutador o el concentrador, por el que pasan todos los paquetes de usuarios. [Más información]

Topología de anillo

Una red en anillo es una topología de red en la que cada estación tiene una única conexión de entrada y otra de salida. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de traductor, pasando la señal a la siguiente estación.

En este tipo de red la comunicación se da por el paso de un token o testigo, que se puede conceptualizar como un cartero que pasa recogiendo y entregando paquetes de información, de esta manera se evitan eventuales pérdidas de información debidas a colisiones. [Más información]

 Topología anillo doble

En un anillo doble (Token Ring), dos anillos permiten que los datos se envíen en ambas direcciones (Token passing). Esta configuración crea redundancia (tolerancia a fallos). Evita las colisiones. 

Este tipo de topologías la usan en los "core" o sistemas centrales de las empresas, aquí es donde corre el mayor flujo de datos que proveen de conectividad a toda la red, es por eso que se crea una redundancia (si una interfaz de un dispositivo falla, entra otra).  En este tipo de topologías las configuraciones de ruteo y switcheo se realizan con protocolos de rápida convergencia, y que sean óptimos en los tiempos. Lo que se evita es que haya demasiado tráfico innecesario en esta topología. También se usan equipos de red muy sofisticados.

Como había comentado anteriormente, para configurar los ruteadores tenemos dos opciones: usar protocolos dinámicos o mediante rutas estáticas.

En experiencias que tuvimos en clases de transmisión de datos recordamos que la configuración de equipos por medio de rutas estáticas es muy pesado, en especial en topologías que cuentan con muchos ruteadores, porque hay que ir configurando en cada uno de ellos todas las segmentos de red que existen en la topología.

Todo lo contrario a a las rutas estáticas son los protocolos dinámicos, que los configuramos en cada uno de los equipos que queremos routear y luego ellos se encargan de ir llenando su tabla de enrutamiento con los mejores caminos que ellos determinan (el mejor camino depende de el protocolo que uses). Dentro de los protocolos de ruteo dinámico se encuentran: RIP, RIPv2, EIGRP, OSPF (usados en clase de transmisión de datos).

Link State     

 

Estado de enlace se basa en que un router o encaminador comunica a los restantes nodos de la red, identifica cuáles son sus vecinos y a qué distancia está de ellos. Con la información que un nodo de la red recibe de todos los demás, puede construir un "mapa" de la red y sobre él calcular los caminos óptimos. El encaminamiento por estado de enlace nace en 1979 cuando en ARPANET sustituyó al método de vector de distancias. [Más información]

Distance Vector

El Vector de distancias es un método de enrutamiento. Se trata de uno de los más importantes junto con el de estado de enlace. Utiliza el algoritmo de Bellman-Ford para calcular las rutas. Fue el algoritmo original de ARPANET. Se usó en DECNET, IPX y Appletalk. Lo usa el protocolo RIP (Routing Information Protocol), que hasta 1988 era el único utilizado en Internet. También se utiliza en los protocolos propietarios ampliamente extendidos IGRP y EIGRP de Cisco. [Más información]

Para esta actividad hicimos uso del método de enrutamiento distance vector, método usado por los protocolos de ruteo dinámico RIP y EIGRP.

El siguiente es el código tcl realizado para 10 nodos, después de realizar la simulación abrí nam en el mismo código para que se ejecutara el modo gráfico:

El resultado obtenido es el siguiente:

Cualquier duda o aclaración pueden dejarla en comentarios. 

Saludos!