Protocolo de enrutamiento de vector distancia

En las redes de datos, un protocolo de enrutamiento de vector distancia determina la mejor ruta para los paquetes de datos en función de la distancia. Estos protocolos miden la distancia según el número de enrutadores que debe atravesar un paquete; un enrutador cuenta como un salto. Algunos protocolos de vector distancia también tienen en cuenta la latencia de la red y otros factores que influyen en el tráfico de una ruta determinada. Para determinar la mejor ruta a través de una red, los enrutadores que utilizan un protocolo de vector distancia intercambian información entre sí, generalmente tablas de enrutamiento , recuentos de saltos para las redes de destino y, posiblemente, otra información de tráfico. Los protocolos de enrutamiento de vector distancia también requieren que un enrutador informe periódicamente a sus vecinos sobre los cambios en la topología de la red .

Los protocolos de enrutamiento de vector distancia utilizan el algoritmo de Bellman-Ford para calcular la mejor ruta. Otra forma de calcular la mejor ruta a través de una red se basa en el costo del enlace y se implementa mediante protocolos de enrutamiento de estado de enlace .

El término vector de distancia se refiere al hecho de que el protocolo manipula vectores ( matrices ) de distancias a otros nodos de la red. El algoritmo de vector de distancia fue el algoritmo de enrutamiento original de ARPANET y se implementó de forma más generalizada en redes de área local con el Protocolo de Información de Enrutamiento (RIP).

Los protocolos de enrutamiento de vector distancia utilizan el algoritmo de Bellman-Ford . En estos protocolos, cada enrutador no posee información sobre la topología completa de la red . Anuncia su valor de distancia (DV) calculado a otros enrutadores y recibe anuncios similares de ellos, a menos que se produzcan cambios en la red local o por parte de los enrutadores vecinos. Mediante estos anuncios de enrutamiento, cada enrutador actualiza su tabla de enrutamiento. En el siguiente ciclo de anuncios, un enrutador anuncia información actualizada de su tabla de enrutamiento. Este proceso continúa hasta que las tablas de enrutamiento de cada enrutador convergen a valores estables.

Algunos de estos protocolos tienen la desventaja de una convergencia lenta.

Ejemplos de protocolos de enrutamiento por vector de distancia:

• Protocolo de información de enrutamiento (RIP)
• Protocolo de información de enrutamiento versión 2 (RIPv2)
• Protocolo de información de enrutamiento de próxima generación (RIPng), una extensión de RIP versión 2 con soporte para IPv6.
• Protocolo de enrutamiento de puerta de enlace interior (IGRP)
• Protocolo de enrutamiento de puerta de enlace interior mejorado (EIGRP)

Los enrutadores que utilizan el protocolo de vector distancia determinan la distancia entre ellos y un destino. La mejor ruta para los datos a través de una red de datos se mide en términos del número de enrutadores (saltos) por los que debe pasar un paquete para llegar a su red de destino. Además, algunos protocolos de vector distancia tienen en cuenta otra información de tráfico, como la latencia de la red . Para establecer la mejor ruta, los enrutadores intercambian información regularmente con los enrutadores vecinos, generalmente su tabla de enrutamiento , el número de saltos para una red de destino y posiblemente otra información relacionada con el tráfico. Los enrutadores que implementan el protocolo de vector distancia se basan exclusivamente en la información que les proporcionan otros enrutadores y no evalúan la topología de la red . ^{[ 1 ]}

Los protocolos de vector distancia actualizan las tablas de enrutamiento de los enrutadores y determinan la ruta que seguirá un paquete en el siguiente salto , que corresponde a la interfaz de salida del enrutador y la dirección IP de la interfaz del enrutador receptor. La distancia es una medida del costo para alcanzar un nodo determinado. La ruta de menor costo entre dos nodos cualesquiera es aquella con la distancia mínima.

En un protocolo de enrutamiento vectorial de distancia, las actualizaciones se realizan periódicamente, enviando la tabla de enrutamiento de un enrutador, total o parcialmente, a todos sus vecinos configurados para usar el mismo protocolo. Una vez que un enrutador dispone de esta información, puede modificar su propia tabla de enrutamiento para reflejar los cambios e informar a sus vecinos. Este proceso se ha descrito como "enrutamiento por rumor", ya que los enrutadores dependen de la información que reciben de otros enrutadores y no pueden determinar si dicha información es válida y veraz. Existen diversas funciones que pueden ayudar a mitigar la inestabilidad y la inexactitud de la información de enrutamiento.

El protocolo de enrutamiento más antiguo , y el protocolo de vector distancia más antiguo, es la versión 1 del Protocolo de Información de Enrutamiento (RIPv1). RIPv1 se estandarizó formalmente en 1988. ^{[ 2 ]} Establece la ruta más corta a través de una red basándose únicamente en los saltos, es decir, el número de enrutadores que deben atravesarse para llegar a la red de destino. RIP es un protocolo de puerta de enlace interior , por lo que puede utilizarse en redes de área local (LAN) en enrutadores interiores o de borde. Los enrutadores con implementación de RIPv1 intercambian sus tablas de enrutamiento con los enrutadores vecinos mediante la difusión de un paquete RIPv1 cada 30 segundos a todas las redes conectadas. RIPv1 no es adecuado para redes grandes, ya que limita el número de saltos a 15. Este límite de saltos se introdujo para evitar bucles de enrutamiento, pero también significa que las redes conectadas a través de más de 15 enrutadores son inaccesibles. ^{[ 3 ]}

El protocolo de vector distancia diseñado para su uso en redes de área amplia (WAN) es el Protocolo de Puerta de Enlace de Frontera (BGP). BGP es un protocolo de puerta de enlace exterior y, por lo tanto, se implementa en enrutadores de frontera y exteriores en Internet . Intercambia información entre enrutadores a través de una sesión del Protocolo de Control de Transmisión (TCP). Los enrutadores con implementación de BGP determinan la ruta más corta a través de una red basándose en una serie de factores distintos a los saltos. Los administradores también pueden configurar BGP para que se prefieran o se eviten ciertas rutas. BGP es utilizado por proveedores de servicios de Internet (ISP) y empresas de telecomunicaciones. ^{[ 4 ]}

Entre los protocolos de vector distancia que se han descrito como híbridos, debido a que utilizan métodos de enrutamiento asociados con protocolos de enrutamiento de estado de enlace , se encuentra el protocolo propietario Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP). Fue desarrollado por Cisco en la década de 1980 y fue diseñado para ofrecer una mejor convergencia y generar menos tráfico de red entre enrutadores que el protocolo de enrutamiento de estado de enlace Open Shortest Path First (OSPF). ^{[ 5 ]}

Otro ejemplo de protocolo de enrutamiento de vector distancia es Babel .

El algoritmo Bellman-Ford no evita que se produzcan bucles de enrutamiento y sufre del problema del conteo hasta el infinito . La esencia de este problema radica en que, si A le indica a B que tiene una ruta en algún lugar, B no puede saber si B forma parte de esa ruta. Para comprender el problema, imaginemos una subred conectada como A-B-C-D-E-F, y consideremos que la métrica entre los enrutadores es el "número de saltos". Supongamos ahora que A se desconecta. Durante el proceso de actualización del vector, B observa que la ruta a A, cuya distancia era 1, está caída; B no recibe la actualización del vector de A. El problema es que B también recibe una actualización de C, y C aún desconoce que A está caída, por lo que le indica a B que A está a solo dos saltos de C (de C a B a A). Dado que B desconoce que la ruta de C a A pasa por sí mismo (B), actualiza su tabla con el nuevo valor "de B a A = 2 + 1". Posteriormente, B reenvía la actualización a C y, dado que A es accesible a través de B (desde el punto de vista de C), C decide actualizar su tabla a "C a A = 3 + 1". Esto se propaga lentamente por la red hasta que se vuelve infinito (en cuyo caso el algoritmo se corrige a sí mismo, debido a la propiedad de relajación de Bellman-Ford).

En esta red tenemos 4 enrutadores A, B, C y D:

Marcamos el tiempo actual (o iteración) en el algoritmo con T, y comenzamos (en el tiempo 0, o T=0) creando matrices de distancias para cada enrutador a sus vecinos inmediatos. A medida que construimos las tablas de enrutamiento que se muestran a continuación, la ruta más corta se resalta en verde, y una nueva ruta más corta se resalta en amarillo. Las columnas grises indican nodos que no son vecinos del nodo actual y, por lo tanto, no se consideran una dirección válida en su tabla. El rojo indica entradas no válidas en la tabla, ya que se refieren a distancias desde un nodo a sí mismo o a través de sí mismo.

• G. Malkin (noviembre de 1998). RIP Versión 2. Grupo de trabajo de redes. doi : 10.17487/RFC2453 . STD 53. RFC 2453 .Estándar de Internet 53. Deja obsoletos los RFC 1723 y 1388. Actualizado por el RFC 4822 .  
• "Un algoritmo de búsqueda de rutas para enrutamiento sin bucles", JJ Garcia-Luna-Aceves y S. Murthy, IEEE/ACM Transactions on Networking, febrero de 1997.
• "Detección de anuncios de enrutamiento no válidos en el protocolo RIP", D. Pei, D. Massey y L. Zhang, Conferencia Global de Comunicaciones del IEEE (Globecom), diciembre de 2003.

• Sección "Estado de enlace versus vector de distancia" Archivada el 14/12/2010 en Wayback Machine en el capítulo "Conceptos básicos de enrutamiento" del "Manual de tecnología de interconexión de redes" de Cisco .
• Sección 5.2 "Algoritmos de enrutamiento" en el capítulo "5 LA CAPA DE RED" de "Redes de computadoras", 5.ª edición, de Andrew S. Tanenbaum y David J. Wetherall.