¿Qué es el routing y por qué es importante?

El routing es el proceso mediante el cual los paquetes de datos encuentran su camino desde el origen hasta el destino a través de redes interconectadas. Piensa en ello como un sistema postal: cuando envías una carta, los trabajadores postales no necesitan conocer todas las direcciones del mundo—solo necesitan saber el siguiente mejor paso para acercar tu carta a su destino. Los routers funcionan de la misma manera, tomando decisiones de reenvío basadas en direcciones IP de destino y su conocimiento de la topología de la red.

Sin el routing, internet tal como lo conocemos no podría existir. Cada vez que navegas por un sitio web, envías un correo electrónico o transmites un video, tus datos viajan a través de múltiples routers que cada uno toma decisiones independientes sobre la mejor ruta hacia adelante. Esta toma de decisiones distribuida es lo que hace que internet sea resistente y escalable.

Comprender el routing es crucial para los ingenieros de red porque afecta todo: rendimiento, redundancia, seguridad y resolución de problemas. Ya sea que estés diseñando una red de oficina pequeña o gestionando infraestructura empresarial, los conceptos de routing se aplican en todos los niveles.

Cómo los routers toman decisiones de reenvío

Cuando un router recibe un paquete, examina la dirección IP de destino y consulta su tabla de routing para determinar dónde enviar el paquete a continuación. Este proceso ocurre millones de veces por segundo, pero la lógica es sencilla: encuentra la ruta más específica que coincida con el destino, luego reenvía el paquete al router de siguiente salto asociado o red conectada directamente.

El proceso de decisión de routing:

  1. Extraer IP de destino: El router examina la dirección de destino en el encabezado del paquete
  2. Coincidencia de prefijo más largo: El router encuentra la ruta más específica que coincida con el destino
  3. Determinar siguiente salto: El router busca la dirección del siguiente salto o interfaz de salida
  4. Reenviar paquete: El router envía el paquete hacia el destino a través de la ruta determinada
  5. Actualizar encabezados: El router decrementa el TTL y recalcula checksums

Este proceso se llama "coincidencia de prefijo más largo" porque los routers eligen la ruta con la máscara de subred más larga (más específica) que coincida con el destino. Por ejemplo, si un router tiene rutas para 192.168.0.0/16 y 192.168.1.0/24, y recibe un paquete destinado a 192.168.1.100, utilizará la ruta /24 porque es más específica.

Entendiendo las tablas de routing

Una tabla de routing es una base de datos que le dice a un router cómo alcanzar diferentes redes. Cada router mantiene una tabla de routing que contiene destinos de red, direcciones de siguiente salto y métricas para selección de rutas. Piensa en ella como un mapa de carreteras que se actualiza a medida que el router aprende sobre cambios en la red.

Componentes esenciales de la tabla de routing:

  • Red de destino: La red o host al que conduce la ruta (ej., 10.1.0.0/24)
  • Máscara de subred/prefijo: Determina qué tan específica es la ruta (/24, /16, etc.)
  • Siguiente salto: La dirección IP del siguiente router en la ruta
  • Interfaz: La interfaz local del router a usar para reenvío
  • Métrica: Valor de costo o preferencia para selección de ruta
  • Distancia administrativa: Confiabilidad de la fuente de la ruta

Ejemplos de entradas de tabla de routing:

Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
10.1.0.0        192.168.1.1     255.255.255.0   UG    10     0      0   eth0
192.168.1.0     0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0      0   eth0
0.0.0.0         192.168.1.1     0.0.0.0         UG    100    0      0   eth0

En este ejemplo, los paquetes destinados a la red 10.1.0.0/24 van a 192.168.1.1, el tráfico local para 192.168.1.0/24 va directamente por eth0, y todo lo demás (ruta por defecto 0.0.0.0/0) va al gateway por defecto en 192.168.1.1.

Routing estático vs dinámico: cuándo usar cada uno

Las rutas pueden configurarse manualmente (routing estático) o aprenderse automáticamente a través de protocolos de routing (routing dinámico). Cada enfoque tiene ventajas y casos de uso apropiados.

Características del routing estático:

  • Configuración manual: El administrador configura explícitamente cada ruta
  • Sin overhead de protocolo: No hay tráfico de protocolo de routing ni procesamiento
  • Rutas predecibles: El tráfico siempre sigue rutas configuradas
  • Sin actualizaciones automáticas: Las rutas no cambian si la topología cambia
  • Resolución simple de problemas: Fácil de entender y verificar

Cuándo usar routing estático:

  • Redes pequeñas con pocos routers
  • Redes stub con puntos de salida únicos
  • Rutas por defecto hacia proveedores de servicios de internet
  • Entornos sensibles a la seguridad que requieren rutas predecibles
  • Redes donde la topología raramente cambia

Características del routing dinámico:

  • Descubrimiento automático: Los routers comparten información de topología
  • Comportamiento adaptativo: Las rutas se actualizan cuando la topología cambia
  • Balanceamiento de carga: Puede usar múltiples rutas al mismo destino
  • Tolerancia a fallos: Automáticamente enruta alrededor de fallas
  • Escalabilidad: Maneja topologías grandes y complejas

Cuándo usar routing dinámico:

  • Redes grandes con muchos routers
  • Topologías que cambian frecuentemente
  • Redes que requieren alta disponibilidad
  • Entornos multi-ruta que necesitan balanceamiento de carga
  • Redes interconectadas con múltiples organizaciones

Protocolos de Gateway Interior (IGPs): OSPF y EIGRP

Los Protocolos de Gateway Interior gestionan el routing dentro de un solo sistema autónomo (típicamente la red de una organización). Los dos IGPs más comunes son OSPF (Open Shortest Path First) y EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol).

OSPF: El estándar abierto

OSPF es un protocolo de estado de enlace que construye un mapa completo de la topología de la red. Cada router conoce el diseño completo de la red y puede calcular la ruta más corta a cualquier destino usando el algoritmo de Dijkstra.

Conceptos clave de OSPF:

  • Áreas: Las redes se dividen en áreas para escalabilidad (Área 0 es la backbone)
  • Anuncios de estado de enlace: Los routers comparten información de topología
  • Shortest path first: El algoritmo calcula las mejores rutas
  • Convergencia rápida: Se adapta rápidamente a cambios de topología
  • Soporte VLSM: Funciona con máscaras de subred de longitud variable

Ejemplo de configuración OSPF:

# Configuración OSPF de Cisco
router ospf 1
 router-id 1.1.1.1
 network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0
 network 10.1.0.0 0.0.255.255 area 1
 area 1 stub

EIGRP: El enfoque híbrido de Cisco

EIGRP combina las mejores características de los protocolos distance-vector y link-state. Mantiene relaciones de vecinos y utiliza un cálculo sofisticado de métrica basado en ancho de banda, retraso, carga y confiabilidad.

Ventajas de EIGRP:

  • Convergencia rápida: El algoritmo DUAL proporciona rutas de respaldo libres de bucles
  • Eficiencia de ancho de banda: Solo envía actualizaciones cuando la topología cambia
  • Balanceamiento de carga: Soporta routing multiruta de costo desigual
  • Configuración fácil: Configuración más simple que OSPF en muchos casos

Ejemplo de configuración EIGRP:

# Configuración EIGRP de Cisco
router eigrp 100
 network 192.168.1.0 0.0.0.255
 network 10.1.0.0 0.0.255.255
 no auto-summary

Border Gateway Protocol (BGP): enrutando el internet

BGP es el protocolo que hace funcionar el internet. Es un Protocolo de Gateway Exterior (EGP) que intercambia información de routing entre diferentes sistemas autónomos (organizaciones). BGP es un protocolo path-vector que toma decisiones de routing basadas en políticas, no solo en métricas.

Por qué BGP es diferente:

  • Basado en políticas: Decisiones de routing basadas en relaciones comerciales, no solo ruta más corta
  • Escalabilidad: Maneja cientos de miles de rutas eficientemente
  • Estabilidad: Diseñado para estabilidad sobre velocidad de convergencia
  • Inter-dominio: Conecta diferentes organizaciones e ISPs
  • Atributos de ruta: Utiliza múltiples atributos para selección de ruta

Proceso de selección de rutas BGP:

  1. Peso más alto (específico de Cisco)
  2. Preferencia local más alta
  3. Rutas originadas localmente
  4. Ruta AS más corta
  5. Código de origen más bajo
  6. MED más bajo (Multi-Exit Discriminator)
  7. Rutas externas sobre internas
  8. Métrica IGP más baja hacia siguiente salto BGP
  9. Ruta más antigua
  10. Router ID más bajo

Configuración básica BGP:

# Ejemplo de configuración BGP
router bgp 65001
 bgp router-id 1.1.1.1
 neighbor 203.0.113.1 remote-as 65002
 neighbor 203.0.113.1 description "Conexion ISP"
 network 192.168.0.0 mask 255.255.0.0

Rutas por defecto: el camino del último recurso

Una ruta por defecto es una entrada de tabla de routing que coincide con todos los destinos no listados explícitamente en la tabla de routing. A menudo se llama la "ruta del último recurso" porque se utiliza cuando no existe una ruta más específica. Las rutas por defecto son esenciales para conectar redes al internet.

Características de la ruta por defecto:

  • Destino: 0.0.0.0/0 (IPv4) o ::/0 (IPv6)
  • Coincide con todo: Captura todo el tráfico no coincidente con rutas específicas
  • Simplifica el routing: Reduce el tamaño de la tabla de routing
  • Conectividad a internet: Típicamente apunta al gateway del ISP

Configurando rutas por defecto:

# Ruta por defecto estática
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.1

# Ruta por defecto vía DHCP
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 dhcp

# Propagación de ruta por defecto OSPF
router ospf 1
 default-information originate always

Mejores prácticas para rutas por defecto:

  • Solo configurar una ruta por defecto por router para evitar bucles
  • Usar distancia administrativa para preferir ciertas rutas por defecto
  • Monitorear disponibilidad de ruta por defecto con tracking
  • Documentar fuentes de rutas por defecto para resolución de problemas

Redistribución de rutas: conectando diferentes protocolos

En redes complejas, podrías ejecutar múltiples protocolos de routing simultáneamente. La redistribución de rutas permite que las rutas aprendidas a través de un protocolo se compartan con otro protocolo, habilitando conectividad a través de límites de protocolos.

Escenarios comunes de redistribución:

  • OSPF a BGP: Anunciando redes internas a peers externos
  • Estático a OSPF: Compartiendo rutas configuradas manualmente
  • EIGRP a OSPF: Conectando diferentes dominios de protocolos
  • BGP a IGP: Importando rutas externas (¡con cuidado!)

Ejemplo de configuración de redistribución:

# Redistribuir rutas estáticas en OSPF
router ospf 1
 redistribute static metric 20 metric-type 2

# Redistribuir OSPF en BGP
router bgp 65001
 redistribute ospf 1 match internal external

Advertencias de redistribución:

  • Bucles de routing: La redistribución mal configurada puede crear bucles
  • Routing subóptimo: Las rutas podrían tomar caminos más largos de lo necesario
  • Flapping de rutas: Las rutas inestables pueden causar inestabilidad de red
  • Distancia administrativa: Asegurar preferencias de ruta apropiadas

Routing en la práctica: diseños de red comunes

Entender cómo funciona el routing en diseños típicos de red te ayuda a aplicar estos conceptos efectivamente en entornos reales.

Red de oficina pequeña

Una oficina pequeña típica podría tener un solo router conectando la red interna al internet. Esta topología simple utiliza principalmente routing estático con una ruta por defecto al ISP.

# Configuración de router de oficina pequeña
interface GigabitEthernet0/0
 description "Interfaz LAN"
 ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

interface GigabitEthernet0/1
 description "Interfaz WAN hacia ISP"
 ip address dhcp
 
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 GigabitEthernet0/1

Red empresarial multi-sitio

Las organizaciones más grandes típicamente ejecutan protocolos de routing dinámicos para gestionar la complejidad y proporcionar redundancia. Las áreas OSPF proporcionan escalabilidad y control.

# Router de sede empresarial
router ospf 1
 router-id 1.1.1.1
 area 10 stub
 network 10.1.0.0 0.0.255.255 area 0
 network 10.2.0.0 0.0.255.255 area 10
 network 172.16.1.0 0.0.0.255 area 0

Red de proveedor de servicios de internet

Los ISPs utilizan BGP extensivamente para intercambiar rutas con otros ISPs y clientes. Las redes internas típicamente ejecutan OSPF o IS-IS para convergencia rápida.

# Configuración de router edge de ISP
router bgp 65001
 bgp router-id 203.0.113.1
 neighbor 203.0.113.2 remote-as 65002
 neighbor 203.0.113.2 route-map CUSTOMER-IN in
 neighbor 203.0.113.2 route-map CUSTOMER-OUT out
 
route-map CUSTOMER-IN permit 10
 set local-preference 100
 set community 65001:100

Resolución de problemas de routing

Los problemas de routing pueden ser desafiantes de diagnosticar, pero los enfoques sistemáticos ayudan a identificar y resolver problemas rápidamente.

Síntomas comunes de routing:

  • Fallas de conectividad: No se puede alcanzar destinos específicos
  • Problemas intermitentes: La conectividad funciona a veces pero no siempre
  • Rendimiento lento: El tráfico toma rutas subóptimas
  • Bucles de routing: Los paquetes circulan entre routers
  • Routing asimétrico: Diferentes rutas para tráfico de ida y vuelta

Pasos sistemáticos de resolución de problemas:

  1. Verificar conectividad física: Asegurar que las interfaces estén activas y funcionando
  2. Verificar tablas de routing: Verificar que existan rutas para redes de destino
  3. Probar reenvío: Usar ping y traceroute para verificar flujo de paquetes
  4. Examinar estado de protocolo: Verificar relaciones de vecinos de protocolos de routing
  5. Analizar métricas: Asegurar que las métricas de routing favorezcan rutas previstas
  6. Revisar configuración: Verificar configuraciones de protocolo de routing e interfaz

Comandos útiles para resolución de problemas:

# Mostrar tabla de routing
show ip route
show ipv6 route

# Verificar estado de interfaz
show ip interface brief
show interfaces

# Verificar estado de protocolo de routing
show ip ospf neighbor
show ip bgp summary
show ip eigrp neighbors

# Probar conectividad
ping 10.1.1.1
traceroute 10.1.1.1
show ip route 10.1.1.1

Consideraciones de seguridad del routing

La infraestructura de routing es crítica para la seguridad de la red. El routing comprometido puede redirigir tráfico, habilitar ataques man-in-the-middle o causar denegación de servicio.

Amenazas comunes de seguridad de routing:

  • Secuestro de rutas: Anunciar rutas que no posees
  • Fugas de rutas: Anunciar accidentalmente rutas a peers incorrectos
  • Spoofing de prefijos BGP: Anunciar orígenes de ruta falsos
  • Ataques de protocolo de routing: Explotar vulnerabilidades de protocolos
  • Errores de configuración: Errores que crean agujeros de seguridad

Mejores prácticas de seguridad de routing:

  • Filtrado de rutas: Controlar qué rutas se anuncian y aceptan
  • Autenticación: Usar mecanismos de autenticación de protocolos de routing
  • Listas de prefijos: Controlar explícitamente anuncios de rutas
  • Validación RPKI: Verificar autorización de origen de ruta
  • Monitoreo: Rastrear cambios y anomalías en tablas de routing

Configuración de seguridad BGP:

# Filtrado y autenticación de rutas BGP
router bgp 65001
 neighbor 203.0.113.2 remote-as 65002
 neighbor 203.0.113.2 password "SecurePassword123"
 neighbor 203.0.113.2 prefix-list CUSTOMER-PREFIXES in
 neighbor 203.0.113.2 prefix-list OUR-PREFIXES out
 
ip prefix-list CUSTOMER-PREFIXES permit 192.168.100.0/24
ip prefix-list OUR-PREFIXES permit 10.1.0.0/16

Consideraciones de routing IPv6

El routing IPv6 sigue los mismos principios fundamentales que IPv4, pero hay diferencias importantes en implementación y mejores prácticas.

Diferencias del routing IPv6:

  • Sin complejidad de NAT: La conectividad extremo a extremo simplifica el routing
  • Espacio de direcciones más grande: El direccionamiento jerárquico permite agregación eficiente
  • Múltiples direcciones: Las interfaces pueden tener múltiples direcciones IPv6
  • Direcciones link-local: Siempre presentes, usadas para comunicación de protocolos de routing
  • Agregación de rutas: Mejores oportunidades de sumarización

Configuración de routing IPv6:

# Configuración IPv6 OSPF
ipv6 unicast-routing
router ospfv3 1
 address-family ipv6 unicast
  router-id 1.1.1.1
  area 0 range 2001:db8::/32

interface GigabitEthernet0/0
 ipv6 address 2001:db8:1::1/64
 ospfv3 1 ipv6 area 0

Routing moderno: SDN y redes programables

Las Redes Definidas por Software (SDN) están cambiando cómo se toman las decisiones de routing. En lugar de protocolos de routing distribuidos, los controladores centralizados pueden tomar decisiones de routing basadas en estado global de la red y requisitos de aplicaciones.

Ventajas del routing SDN:

  • Visibilidad global: Los controladores ven toda la topología de la red
  • Basado en políticas: Enrutar basado en necesidades de aplicaciones, no solo ruta más corta
  • Adaptación dinámica: Responder rápidamente a condiciones cambiantes
  • Ingeniería de tráfico: Optimizar rutas para requisitos específicos

Desafíos del routing SDN:

  • Confiabilidad del controlador: Punto central de falla
  • Escalabilidad: Requisitos de procesamiento para redes grandes
  • Latencia: Tiempo para computar e instalar nuevas rutas
  • Complejidad: Nuevas habilidades y herramientas requeridas

Optimización de rendimiento y monitoreo

El routing efectivo requiere monitoreo y optimización continuos para asegurar rendimiento y confiabilidad óptimos.

Métricas clave de routing para monitorear:

  • Tiempo de convergencia de ruta: Qué tan rápido el routing se adapta a cambios
  • Tamaño de tabla de routing: Número de rutas y consumo de memoria
  • Utilización de CPU: Carga del procesador de protocolos de routing
  • Utilización de enlaces: Distribución de tráfico a través de rutas disponibles
  • Flapping de rutas: Frecuencia de cambios de ruta

Técnicas de optimización:

  • Sumarización de rutas: Reducir tamaño de tabla de routing
  • Balanceamiento de carga: Distribuir tráfico a través de múltiples rutas
  • Ingeniería de tráfico: Influenciar selección de rutas para rendimiento óptimo
  • Dampening de rutas: Suprimir rutas inestables
  • Diseño jerárquico: Estructurar redes para routing eficiente

Planificando tu diseño de routing

Las implementaciones exitosas de routing requieren planificación y diseño cuidadosos. Considera estos factores al diseñar routing para tu red:

Consideraciones de diseño:

  • Tamaño y crecimiento de la red: Elegir protocolos que escalen apropiadamente
  • Requisitos de redundancia: Planificar para fallas de enlaces y routers
  • Necesidades de rendimiento: Considerar tiempo de convergencia y throughput
  • Complejidad administrativa: Balancear características con overhead de gestión
  • Requisitos de seguridad: Implementar protecciones apropiadas

Pautas de selección de protocolos:

  • Redes pequeñas (< 50 rutas): Routing estático o RIP
  • Redes medianas (50-500 rutas): OSPF área única o EIGRP
  • Redes grandes (500+ rutas): OSPF multi-área o IS-IS
  • Routing inter-organizacional: BGP con políticas apropiadas

Probando tu conocimiento de routing

Practica estos escenarios con la Calculadora de Prefijos IP para reforzar conceptos de routing:

  • Calcular tamaños de subred para una red OSPF de tres sitios con áreas 0, 1 y 2
  • Diseñar direccionamiento IP para enlaces punto a punto entre routers
  • Planificar sumarización de direcciones para anuncios de rutas eficientes
  • Determinar requisitos de subred para una red con múltiples protocolos de routing

Ejercicios prácticos:

  1. Configurar un laboratorio simple de tres routers con routing estático
  2. Configurar OSPF con múltiples áreas y verificar propagación de rutas
  3. Implementar redistribución de rutas entre protocolos estáticos y dinámicos
  4. Practicar resolución de problemas de bucles de routing y problemas de convergencia

Principios clave para routing exitoso

  • Comprende tu topología de red y patrones de tráfico antes de elegir protocolos
  • Diseña esquemas de direccionamiento jerárquicos que soporten sumarización
  • Implementa redundancia sin crear bucles o inestabilidad
  • Monitorea comportamiento de routing y optimiza basado en rendimiento observado
  • Documenta decisiones de diseño de routing y estándares de configuración
  • Planifica para crecimiento y cambios en requisitos de red

Tus próximos pasos con routing

Comienza mapeando tu topología de red actual e identificando protocolos de routing en uso. Practica con entornos de laboratorio para entender cómo se comportan diferentes protocolos bajo varias condiciones. Enfócate en dominar completamente un protocolo de routing antes de pasar a escenarios más complejos que involucren múltiples protocolos y redistribución.

Recuerda que el routing es tanto arte como ciencia—los protocolos técnicos proporcionan la base, pero el buen diseño de red requiere entender requisitos comerciales, patrones de tráfico y restricciones operacionales. Utiliza herramientas como nuestra Calculadora de Prefijos IP para verificar que tus planes de direccionamiento soporten tus metas de diseño de routing.