Al recibir el paquete, el enrutador debe seguir tres pasos genéricos antes de enrutar los paquetes:
-> Enrutamiento
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-> Reenvío (cambio)
-> Encapsulación
Analicemos cada uno de ellos en detalle.
Proceso de enrutamiento : el proceso de enrutamiento no es más que el plano de control de los enrutadores. El enrutador registra una tabla de enrutamiento que enumera qué ruta debe usarse para reenviar un paquete de datos y a través de qué conexión de interfaz física. El enrutador aprende la información de rutas de su red, ya sea mediante configuración estática o mediante el uso de un protocolo de enrutamiento de configuración dinámica como IGP (OSPF, EIGRP, RIP, IS-IS) o mediante un protocolo de enrutamiento exterior como BGP.
Cuando el enrutador recibe cualquier paquete, tiene que eliminar la información del encabezado de capa 2 presente en el paquete (Ejemplo: en Ethernet, la dirección Mac de origen y destino presente en el encabezado L2). Una vez que el enrutador elimina la información L2, busca la información de Capa 3 disponible en el paquete que es la dirección IP de origen y de destino.
Para mover paquetes L3 entre interfaces, el enrutador verifica la dirección de destino y encuentra la coincidencia de prefijo más larga en la tabla de enrutamiento IP para encontrar la interfaz saliente. En el enrutador IPv4, se usa la máscara más larga para identificar la mejor entrada de enrutamiento para reenviar paquetes.
Ejemplo: supongamos que hemos configurado 3 rutas estáticas diferentes con una máscara de subred diferente.
Sh ip route 1.1.1.1
ruta IP 1.1.1.0 255.255.255.0 fa0 / 2
ruta IP 1.1.0.0 255.255.0.0 fa0 / 1
ip route 1.0.0.0 255.0.0.0 fa0 / 0
En el ejemplo anterior, cuando el enrutador realiza una búsqueda de ruta para la dirección de destino 1.1.1.1 de 3 entradas, el enrutador elegirá la entrada de coincidencia de longitud de prefijo más larga, es decir, 1.1.1.0/24, porque la dirección de destino tiene coincidencias de bits más comunes con la ruta seleccionada y reenviará el paquete fa0 / 2.
Prefijo de destino
División binaria
1.1.1.1
00000001 00000001 00000001 00000001
Primera entrada 1.1.1.0/24
00000001 00000001 00000001 00000000
2da entrada 1.1.0.0/16
00000001 00000001 00000000 00000000
3.a entrada 1.0.0.0/8
00000001 00000000 00000000 00000000
Ahora, para cualquier otro prefijo de destino como 1.1.2.0, la coincidencia más larga es 1.1.0.0/16 y para 1.2.0.0 sería 1.0.0.0/8
La coincidencia más larga posible en el enrutamiento IPv4 es / 32 (255.255.255.255) y la coincidencia más corta posible es la ruta predeterminada, es decir, 0.0.0.0
-> Si hay múltiples rutas con la misma máscara de subred aprendidas a través del mismo protocolo por enrutador, el enrutador elige la métrica más baja entre ellas.
Por ejemplo: Eigrp usa “métrica” compuesta y Ospf usa “Costo” para la comparación.
-> Si hay varias rutas con la misma máscara de subred, aprenda a través de un protocolo diferente en el enrutador, entonces el enrutador elige la distancia administrativa (AD) más baja.
-> El último e importante punto es la búsqueda recursiva: que indica que cada vez que haya una búsqueda de ruta más de una vez se denominará búsqueda recursiva. Tiene que hacerse por enrutador hasta que la dirección de destino apunte hacia cualquier interfaz física o lógica.
Ejemplo:
Tenemos una red 1.1.1.1 conectada en algún lugar y la estamos alcanzando a través de la interfaz fa0 / 0 que tiene una dirección IP de siguiente salto http://2.2.2.2, por lo que podemos configurar la ruta estática de dos maneras diferentes o bien podemos definir el siguiente salto Dirección IP, es decir, 2.2.2.2, o podemos mencionar el número de interfaz fa0 / 0 como puerta de enlace que se muestra a continuación.
ruta IP 1.1.1.1 255.255.255.255 2.2.2.2
ruta IP 1.1.1.1 255.255.255.255 FastEthernet0 / 0
Ambas declaraciones tienen el mismo aspecto, aunque ambas tienen un significado diferente. Cuando apunta la dirección de destino al siguiente salto como interfaz de salida, no necesita más búsqueda de ruta ya que el enrutador supone que la dirección de destino está directamente conectada a esa interfaz. Pero cuando apunta la dirección de destino a cualquier dirección IP del próximo salto, necesitamos otra búsqueda de ruta también para que la dirección IP del próximo salto se refiera como búsqueda recursiva.
Para obtener más información sobre cómo funciona la ruta estática cuando configura la puerta de enlace como la dirección IP del próximo salto o la interfaz del próximo salto, consulte este documento.
Proceso de reenvío : también se conoce como proceso de conmutación. Una vez que el enrutador encuentra la interfaz de salida, el paquete se mueve entre las interfaces cambiando el proceso. Esto se realiza mediante conmutación de proceso, conmutación rápida o conmutación cef. El reenvío se puede realizar mediante el uso de tablas de adyacencia que residen en el procesador de ruta o en tarjetas de interfaz que admiten la conmutación.
-> La conmutación de procesos requiere que la CPU del dispositivo participe en cada decisión de reenvío.
-> La conmutación rápida todavía utiliza la CPU para los paquetes iniciales y para llenar la tabla de caché en el enrutador. Una vez que se ha reenviado el paquete inicial, la información sobre cómo llegar al destino se almacena en un caché de cambio rápido. Cuando otro paquete va al mismo destino, la información del próximo salto se puede reutilizar desde el caché y, por lo tanto, el procesador del enrutador no tiene que investigarlo, pero si la información no se almacena en caché, la CPU tendrá que procesar paquetes completos.
-> Cuando el modo CEF está habilitado, crea las tablas CEF FIB y adyacentes residen en el procesador de ruta, y el procesador de ruta realiza el reenvío rápido.
En el dispositivo de proceso de conmutación, realice un equilibrio de carga de enlace de paquete real según la metodología que utilicemos.
Proceso de encapsulación : el encabezado L3 permanecerá intacto sin cambios, excepto para los encabezados nating, vpn, etc. de capa 2 que cambian de un salto a otro, dependiendo de los medios de transmisión. Para transmitir paquetes L3 en un enrutador de cable, necesita encontrar información l2 para los paquetes y depende del tipo de medio que estemos utilizando para la transmisión.
Para explicar el proceso de encapsulación en detalle, he creado una pequeña topología que se muestra a continuación en el diagrama.
Como se discutió anteriormente, dependiendo de los medios de transmisión (en este ejemplo, los medios de transmisión son Ethernet) la dirección MAC en los encabezados de capa 2 seguirá cambiando de un salto a otro.
Para generar algo de tráfico, hagamos ping de R3 a la interfaz de R2 http://address. Tan pronto como R1 reciba el paquete de R3, eliminará la información L2 enviada por R3 y verificará la información L3 que es fuente (20.1.1.2) y la dirección de destino (10.1.1.1) disponible en el paquete. Luego buscará en su tabla de enrutamiento para descubrir la interfaz en marcha, es decir, fa0 / 0 en el ejemplo anterior. Una vez que el enrutador identifique la interfaz saliente, adjuntará el encabezado L2 antes de colocar el paquete en el cable. Así que ahora R1 adjuntará su propia dirección Mac de interfaz como fuente y R2 como dirección mac de destino.
Tabla de protocolo de resolución de direcciones (ARP) en R1:
Para obtener una descripción más detallada del nivel de paquetes, también adjunté algunas capturas de paquetes tomadas en las interfaces de R1.
Captura de paquetes en Fa1 / 1 de R1:
Captura de paquetes en Fa0 / 0 de R1:
