Unidad 00 — Repaso

Antes de entrar en los protocolos específicos de Redes 2 (BGP, MPLS, redundancia, QoS), conviene repasar la base común a todos ellos: cómo arma un router su tabla de ruteo, con qué criterios elige entre rutas cuando tiene varias opciones, cómo se subnetea una red, y cómo funciona NAT/PAT para traducir direcciones entre redes privadas y públicas. Estos conceptos son transversales: la Distancia Administrativa y el orden de los criterios de selección de rutas reaparecen en todas las unidades siguientes.

Conceptos clave

Routing (enrutamiento)

Aprendizaje y actualización de la topología lógica de la red. Cada router intercambia información con los demás y la registra en una o varias tablas (tabla topológica, tabla de ruteo, etc.).

Switching / Forwarding (conmutación)

Recepción de paquetes que ingresan por una interfaz de entrada y su retransmisión por la interfaz de salida correspondiente, en base a lo que indica la tabla de ruteo.

Los tres análisis del router

Para rutear un paquete el router hace: 1) interpretación del esquema de direccionamiento (TCP/IP, IPX, etc.), 2) búsqueda en la tabla de ruteo de un registro para esa dirección (o se usa la ruta por defecto, si existe), y 3) selección de la interfaz de salida según el esquema de métricas.

Distancia Administrativa (DA)

Valor numérico que indica la confiabilidad del protocolo (o método) por el que se aprendió una ruta. A menor DA, mayor confiabilidad. Es el criterio de desempate entre rutas de igual especificidad aprendidas por medios distintos.

Métrica

Parámetro (o conjunto de parámetros) que mide la conveniencia de una ruta frente a otras hacia el mismo destino. Depende del protocolo: RIP usa saltos, EIGRP combina ancho de banda y retardo mínimos, OSPF usa costo (según ancho de banda), IS-IS usa costo configurable, y BGP evalúa un conjunto de atributos en orden específico.

Ruta más específica

Independientemente del protocolo por el que se haya aprendido, ante rutas con distinto prefijo hacia un destino, gana siempre la de prefijo más largo (más específica).

Subneteo

Proceso de dividir una red en subredes más pequeñas incrementando la longitud de la máscara, es decir, tomando bits del campo de host para asignarlos a la parte de red y generar prefijos más específicos.

NAT (Network Address Translation)

Mecanismo que traduce direcciones IP al atravesar la frontera entre una red interna/privada (Inside) y una red externa/pública (Outside), habitualmente Internet.

PAT (Port Address Translation)

Variante de NAT dinámico con sobrecarga: traduce muchas direcciones internas a una única (o pocas) direcciones públicas, distinguiendo cada traducción por el puerto de capa 4 de origen.

Inside Local / Inside Global

Inside Local es la IP real de un host dentro de la red privada (cómo se ve a sí mismo). Inside Global es la IP con la que ese mismo host se ve representado hacia Internet (la que asigna el NAT).

Outside Local / Outside Global

Outside Local es cómo perciben los hosts internos a un host externo (puede diferir de la real si el NAT también traduce direcciones de destino). Outside Global es la dirección real de ese host tal como existe en la red externa.

La tabla de ruteo

La tabla de ruteo está compuesta por los campos red de destino, próximo salto (next-hop), métrica (costo de la ruta) e interfaz de envío. También registra cómo se aprendió cada ruta (manual o dinámicamente, mediante qué protocolo) y su antigüedad (aging), ya que la información debe refrescarse periódicamente.

Criterios básicos de selección de rutas

Cuando un router tiene más de una ruta hacia un mismo destino, decide cuál usar con tres criterios principales y básicos, evaluados siempre en este orden estricto:

1. Ruta más específica: gana sin importar el protocolo por el que se aprendió.
2. Distancia Administrativa (DA) menor: a menor número, mayor confiabilidad de la fuente.
3. Métrica menor: solo se evalúa si la especificidad y la DA no alcanzaron para desempatar.

Hay un requisito adicional que aplica siempre: sin importar qué tan buena sea una ruta según los criterios anteriores, si el next-hop no es válido o no se conoce, la ruta se descarta (debe existir a su vez una ruta hacia ese next-hop).

Selección entre destinos distintos

Rutas dirigidas a rangos de direcciones diferentes se consideran rutas a destinos diferentes, aún cuando los rangos coincidan parcialmente (por ejemplo, 10.0.0.0/24 y 10.0.0.128/25: el segundo rango está incluido en el primero, pero igual son destinos distintos). Todas esas rutas se incluyen en la tabla de ruteo, y para un destino concreto se usa la más específica que lo contenga.

Selección al mismo destino

Cuando dos o más rutas apuntan exactamente al mismo rango de direcciones, se aplica este algoritmo:

Ejemplo I: aplicando los tres criterios

Se quiere encaminar paquetes IP con destino 192.168.70.190, recibiendo seis rutas hacia rangos superpuestos:

Ejemplo II: eligiendo el next-hop correcto

Si el destino fuera 172.16.70.4 (no cubierto por ningún prefijo específico), el tráfico se enviaría por la ruta por defecto (next-hop 20.0.0.5), aunque las demás rutas se mantengan igualmente instaladas en la tabla.

Distancia Administrativa por origen de ruta

Subneteo de redes

Subnetear es incrementar la longitud de la máscara para dividir una red en subredes más pequeñas. La cantidad de subredes que se obtienen es 2^(máscara nueva − máscara original), y la cantidad de hosts por subred es 2^(32 − prefijo) (menos 2 si se descuentan red y broadcast).

NAT / PAT

El NAT se aplica en la frontera entre la interfaz Inside (hacia la red interna/privada) y la interfaz Outside (hacia la red externa/pública, generalmente Internet). Las direcciones se clasifican en dos dimensiones: Interna/Externa (según el lado de la red al que pertenecen) y Local/Global (según si se ven dentro o fuera de la red que hace NAT).

NAT estático

Traduce direcciones uno a uno: a cada IP local interna le asigna siempre la misma IP global interna. Se usa principalmente para servidores de la red interna que ofrecen servicios hacia afuera, ya que desde el exterior es necesario conocer sin ambigüedad la IP del servidor. Si hay muchos servidores no es eficiente, porque consume una IP pública por cada uno.

NAT dinámico sin sobrecarga

Traduce direcciones inside usando un conjunto menor de direcciones (un pool), normalmente públicas. Las traducciones se registran dinámicamente con un tiempo de inactividad, y se liberan si no hay tráfico. No sirve para servidores internos, porque la traducción sólo se crea cuando la conexión se inicia desde adentro: si no hay conexión iniciada, no hay traducción para responder desde afuera.

NAT dinámico con sobrecarga (PAT)

PAT traduce muchas direcciones inside a unas pocas (incluso una sola) direcciones del pool. Para eso, además de la IP pública identifica cada traducción con el puerto de origen de capa 4. El router procura mantener el puerto original; si ya está en uso para esa combinación de IP del pool, lo modifica.

ip access-list standard IPs-locales-internas
 permit 192.168.3.0 255.255.255.255

ip nat pool Pool-PAT 1.1.1.1 1.1.1.1 netmask 255.255.255.0
ip nat inside source list IPs-locales-internas pool Pool-PAT overload

interface E1
 ip nat inside
interface S1
 ip nat outside

Verificación

Cheat sheet — Repaso

Criterios de selección de rutas (orden estricto):

1. Ruta más específica
2. Distancia Administrativa (DA) menor
3. Métrica menor (si empatan especificidad y DA → hasta 6 rutas en balance de carga)

El next-hop siempre debe ser válido, o la ruta se descarta.

• Subredes: 2^(máscara nueva − máscara original) · Hosts por subred: 2^(32 − prefijo)
• Rangos que se solapan pero con prefijo distinto = destinos distintos → todas se instalan
• Mismo destino exacto → gana menor DA, luego menor métrica, luego balance de carga (hasta 6 rutas)
• NAT estático: uno a uno, para exponer servidores internos (relación fija, consume una IP pública por host)
• NAT dinámico sin sobrecarga: pool de IPs públicas, traducción sólo si la conexión se inicia desde adentro
• PAT (NAT dinámico con sobrecarga): identifica traducciones por IP + puerto de origen; keyword overload
• Inside Local/Global: cómo se ve un host interno desde adentro / desde afuera. Outside Local/Global: cómo se ve un host externo desde adentro / en la realidad