OSPF UNMSM - FISITrabajo Nro. 4 Prof. Armas

Introducción

El protocolo OSPF (Open Shortest Path First) es quizás el protocolo más implementado hoy como protocolo de enrutamiento interior para redes corporativas medianas y grandes.Es un protocolo muy interesante si se consideran las opciones y posibilidades de configuración que ofrece y que le permite dar respuesta a los escenarios o requerimientos más diversos. Sin embargo, esa misma potencialidad requiere del Administrador de la red un conocimiento y destreza superiores a los que requiere la implementación de protocolos más simples.

Open Shortest Path First (OSPF)

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Open Short Path First , es un protocolo de routing interno basado en el estado del enlace o algoritmo Short Path First, estándar de Internet, que ha sido desarrollado por un grupo de trabajo del Internet Engineering task Force, cuya especificación viene recogida en el RFC 2328. OSPF, ha sido pensado para el entorno de Internet y su pila de protocolos TCP/IP, como un protocolo de routing interno, es decir, que distribuye información entre routers que pertenecen al mismo Sistema Autónomo.Open Shortest Path First (frecuentemente abreviado OSPF) es un protocolo de enrutamiento jerárquico de pasarela interior o IGP (Interior Gateway Protocol), que usa el algoritmo Dijkstra enlace-estado (LSA - Link State Algorithm) para calcular la ruta más corta posible. Usa cost como su medida de métrica. Además, construye una base de datos enlace-estado (link-state database, LSDB) idéntica en todos los enrutadores de la zona.OSPF es probablemente el tipo de protocolo IGP más utilizado en grandes redes. Puede operar con seguridad usando MD5 para autentificar a sus puntos antes de realizar nuevas rutas y antes de aceptar avisos de enlace-estado. Como sucesor natural de RIP, acepta VLSM o sin clases CIDR desde su inicio. A lo largo del tiempo, se han ido creando nuevas versiones, como OSPFv3 que soporta IPv6 o como las extensiones multidifusión para OSPF (MOSPF), aunque no están demasiado extendidas. OSPF puede "etiquetar" rutas y propagar esas etiquetas por otras rutas.Una red OSPF se puede descomponer en regiones (áreas) más pequeñas. Hay un área especial llamada área backbone que forma la parte central de la red y donde hay otras áreas conectadas a ella. Las rutas entre diferentes áreas circulan siempre por el backbone, por lo tanto todas las áreas deben conectar

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con el backbone. Si no es posible hacer una conexión directa con el backbone, se puede hacer un enlace virtual entre redes.Los encaminadores (o Routers) en el mismo dominio de multidifusión o en el extremo de un enlace punto-a-punto forman enlaces cuando se descubren los unos a los otros. En un segmento de red Ethernet los encaminadores eligen a un encaminador designado (Designated Router, DR) y un encaminador designado secundario (Backup Designated Router, BDR) que actúan como hubs para reducir el tráfico entre los diferentes encaminadores. OSPF puede usar tanto multidifusiones como unidifusiones para enviar paquetes de bienvenida y actualizaciones de enlace-estado. Las direcciones de multidifusiones usadas son 224.0.0.5 y 224.0.0.6. Al contrario que RIP o BGP, OSPF no usa ni TCP ni UDP, sino que usa IP directamente, mediante el protocolo IP 89OSPF es la respuesta de IAB a través del IETF, ante la necesidad de crear un protocolo de routing interno que cubriera las necesidades en Internet de routing interno que el protocolo RIP versión 1 ponía de manifiesto:

Lenta respuesta a los cambios que se producían en la topología de la red.Poco bagaje en las métricas utilizadas para medir la distancia entre nodos. Imposibilidad de repartir el trafico entre dos nodos por varios caminos si

estos existían por la creación de bucles que saturaban la red. Imposibilidad de discernir diferentes tipos de servicios. Imposibilidad de discernir entre host, routers , diferentes tipos de redes

dentro de un mismo Sistema Autónomo. Algunos de estos puntos han sido resueltos por RIP versión 2 que

cuenta con un mayor número de métricas así como soporta CIRD, routing por subnet y transmisión multicast.

Pero el desarrollo de OSPF por parte del IETF se basa fundamentalmente en la introducción de una algoritmia diferente de la utilizada hasta el momento en los protocolos estándar de routing interno en TCP/IP para el calculo del camino mínimo entre dos nodos de una red:

ALGORITMO DE DIJKSTRA.

El algoritmo puede ser descrito como:

N= conjunto de nodos en la red.S = nodo origen.M = conjunto de nodos incorporados en un instante t por el algoritmo.D ij = el coste del enlace del nodo i al nodo j. Teniendo en cuenta que:Dii = 0;Dij = infinito si los dos nodos no están conectados directamente.Dn = coste del camino de coste mínimo desde un nodo s hacia un nodo n que es conocido por el algoritmo.

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El algoritmo tiene tres pasos; los pasos 2 y 3 son repetidos hasta que M = N, es decir, se han calculado todos los caminos posibles con todos los nodos de la red.

1.- Inicializar:M = {s}Dn = dsn para n<>s

2.- Encontrar el nodo vecino que no está en M tal que Dw = min DjDw = min Dj

Y j no pertenece a M. Añadir w a M.

3.- Actualizar el camino de coste mínimo :

Dn = min [ Dn, Dw + dwn] para todo n no perteneciente a M.

Si el último termino es el mínimo, el camino desde s hasta n es ahora el camino desde s hasta w concatenado con el enlace desde w hasta n.

INTERFACES EN OSPF

Los nodos de una red basada en OSPF se conectan a ella a través de una o varias interfaces con las que se conectan a otros nodos de la red. El tipo de enlace (link) define la configuración que asume la interfase correspondiente. OSPF soporta las siguientes tipos de enlace, y provee para cada uno de ellos una configuración de interfaz:

Punto a punto (point-to-point, abreviadamente ptp). Punto a multipunto (point-to-multipoint, abreviadamente ptmp). Broadcast. Enlace virtual (virtual link). Enlace de múltiple acceso no-broadcast (Non-broadcast Multiple Access,

NBMA).

Estado De Las Interfaces Down (sin actividad). Waiting (estado de espera). Loopback. Point-to-point (interface punto a punto) DR, abreviatura de Designated Router (interface de enrutador

designado).

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Backup, por Backup Designated Router (interface de enrutador designado auxiliar, BDR).

DROther (interface en una red broadcast o NBMA sin estatus DR ni BDR).

Mensajes de ospf.

Existen cinco tipos de mensajes del protocolo OSPF:

HELLO o Saludo se usa para: Identificar a los vecinos, para crear una base de datos en mapa local.Enviar señales de <estoy vivo>, al resto de routers para mantener el mapa local .

Elegir un router designado para una red multienvío Encontrar al router designado existente.Enviar señales de <estoy vivo>

Database Description Packets o Descripción de la base de datos se usa para: Intercambiar información para que un router pueda descubrir los datos que le faltan durante la fase de inicialización o sincronización cuando dos nodos han establecido una conectividad.

Link State Request o Petición del estado del enlace se usa para pedir datos que un router se ha dado cuenta que le faltan en su base de datos o que están obsoletos durante la fase de intercambio de información entre dos routers.

Link State Request o Actualización del estado del enlace se usa como respuesta a los mensajes de Petición de estado del enlace y también para informar dinámicamente de los cambios en la topología de la red. El emisor retransmitirá hasta que se confirme con un mensaje de ACK.

Link State ACK o ACK del estado del enlace se usa para confirmar la recepción de una Actualización del estado del enlace.

RELACIÓN CON LOS VECINOS EN OSPF

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Diagrama de estados de vecinos y transiciones entre estados en OSPF.Cada encaminador OSPF realiza un seguimiento de sus nodos vecinos, estableciendo distintos tipos de relación con ellos. Respecto a un encaminador dado, sus vecinos pueden encontrarse en siete estados diferentes. Los vecinos OSPF progresan a través de estos estados siguiendo el diagrama de la derecha.

Estado Desactivado (DOWN) En el estado desactivado, el proceso OSPF no ha intercambiado información con ningún vecino. OSPF se encuentra a la espera de pasar al siguiente estado (Estado de Inicialización)

Estado de Inicialización (INIT) Los routers (enrutadores) OSPF envían paquetes tipo 1, o paquetes Hello, a intervalos regulares con el fin de establecer una relación con los Routers vecinos. Cuando una interfaz recibe su primer paquete Hello, el router entra al estado de Inicialización. Esto significa que este sabe que existe un vecino a la espera de llevar la relación a la siguiente etapa.Los dos tipos de relaciones son Bidireccional y Adyacencia. Un router debe recibir un paquete Hello (Hola) desde un vecino antes de establecer algún tipo de relación.

Estado Bidireccional (TWO-WAY) (encaminador = enrutador)Empleando paquetes Hello, cada enrutador OSPF intenta establecer el estado de comunicación bidireccional (dos-vías) con cada enrutador vecino en la misma red IP. Entre otras cosas, el paquete Hello incluye una lista de los vecinos OSPF conocidos por el origen. Un enrutador ingresa al estado Bidireccional cuando se ve a sí mismo en un paquete Hello proveniente de un vecino.El estado Bidireccional es la relación más básica que vecinos OSPF pueden tener, pero la información de encaminamiento no es compartida entre estos. Para aprender los estados de enlace de otros enrutadores y eventualmente construir una tabla de enrutamiento, cada enrutador OSPF debe formar a lo menos una adyacencia. Una adyacencia es una relación avanzada entre enrutadores OSPF que involucra una serie de estados progresivos basados no sólo en los paquetes Hello, sino también en el intercambio de otros 4 tipos de paquetes OSPF. Aquellos encaminadores intentando volverse adyacentes entre ellos intercambian información de encaminamiento incluso antes de que la adyacencia sea completamente establecida. El primer paso hacia la adyacencia es el estado ExStart.

Estado EXSTART

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Técnicamente, cuando un encaminador y su vecino entran al estado ExStart, su conversación es similar a aquella en el estado de Adyacencia. ExStart se establece empleando descripciones de base de datos tipo 2 (paquetes DBD), también conocidos como DDPs. Los dos encaminadores vecinos emplean paquetes Hello para negociar quien es el "maestro" y quien es el "esclavo" en su relación y emplean DBD para intercambiar bases de datos.Aquel encaminador con el mayor router ID "gana" y se convierte en el maestro. Cuando los vecinos establecen sus roles como maestro y esclavo entran al estado de Intercambio y comienzan a enviar información de encaminamiento.

Estado de Intercambio (EXCHANGE) En el estado de intercambio, los encaminadores vecinos emplean paquetes DBD tipo 2 para enviarse entre ellos su información de estado de enlace. En otras palabras, los encaminadores se describen sus bases de datos de estado de enlace entre ellos. Los encaminadores comparan lo que han aprendido con lo que ya tenían en su base de datos de estado de enlace. Si alguno de los encaminadores recibe información acerca de un enlace que no se encuentra en su base de datos, este envía una solicitud de actualización completa a su vecino. Información completa de encaminamiento es intercambiada en el estado Cargando.

Estado Cargando (LOADING) Después de que las bases de datos han sido completamente descritas entre vecinos, estos pueden requerir información más completa empleando paquetes tipo 3, requerimientos de estado de enlace (LSR). Cuando un enrutador recibe un LSR este responde empleando un paquete de actualización de estado de enlace tipo 4 (LSU). Estos paquetes tipo 4 contienen las publicaciones de estado de enlace (LSA) que son el corazón de los protocolos de estado de enlace. Los LSU tipo 4 son confirmados empleando paquetes tipo 5 conocidos como confirmaciones de estado de enlace (LSAcks).

Estado de Adyacencia completa (FULL) Cuando el estado de carga ha sido completado, los enrutadores se vuelven completamente adyacentes. Cada enrutador mantiene una lista de vecinos adyacentes, llamada base de datos de adyacencia.

FUNCIONAMIENTO BÁSICO DE OSPF.

El fundamento principal en el cual se basa un protocolo de estado de enlace es en la existencia de un mapa de la red el cual es poseído por todos los nodos y que regularmente es actualizado.Para llevar a cabo este propósito la red debe de ser capaz de entre otros objetivos de:

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Almacenar en cada nodo el mapa de la red. Ante cualquier cambio en la estructura de la red actuar rápidamente, con

seguridad si crear bucles y teniendo en cuenta posibles particiones o uniones de la red.

MAPA DE RED LOCAL

La creación del mapa de red local en cada router de la red se realiza a través de una tabla donde:

Fila: representa a un router de la red; y cualquier cambio que le ocurra a ese router será reflejado en este registro de la tabla a través de los registros de descripción.

Columna: representa los atributos de un router que son almacenados para cada nodo. Entre los principales atributos por nodo tenemos: un identificador de interfase, el número de enlace e información acerca del estado del enlace, o sea, el destino y la distancia o métrica.

Con esta información en todos los router de la red el objetivo es que cada router sea capaz de crear su propio mapa de la red, que sean todos idénticos lo cual implicará que no se produzcan bucles y que la creación de este mapa de red local se realiza en los router lo más rápido posible.

Ejemplo

A --- 1 --- B --- 2 --- C --- 4 --- D --- 3 --- A

DE A ENLACE DISTANCIAA B 1 1B C 2 1C D 4 1D A 3 1B A 1 1C B 2 1D C 4 1A D 3 1

Los routers envían periódicamente mensajes HELLO para que el resto de routers, tanto si pertenecen al mapa local como a un circuito virtual para sepan que están activos. Para que un router sepa que sus mensajes se están escuchando los mensajes HELLO incluyen una lista de todos los identificadores de los vecinos cuyos saludos ha oído el emisor.

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Respuesta Ante Un Cambio En La Topología De La Red

Un cambio en la topología de la red es detectado en primer lugar o por el nodo que causo el cambio o por los nodos afectados por el enlace que provoco el cambio. El protocolo o mecanismo de actualización la información por la red debe ser rápido y seguro, y estos son los objetivos del protocolo de inundación y de intercambio o sincronización empleado en OSPF.

Protocolo de Inundación: The flooding Protocol. Este protocolo consiste en el paso de mensajes entre nodos, partiendo el mensaje del nodo o nodos que han advertido el cambio, tal que cada nodo envía el mensaje recibido por todas sus interfaces menos por la que le llega siempre y cuando no haya recibido ese mensaje, para ello cada mensaje cuenta con un identificador de mensaje o contador de tiempo para constatar su validez.

Ejemplo

Supongamos que en la red anterior el enlace que va del nodo A a B, queda fuera de servicio tal que la distancia pasa a ser infinito.El mensaje que A enviara a D será:Desde A hacia B, enlace 1, distancia infinito, numero 2.El mensaje que B enviara a C será:Desde B hacia A, enlace 1, distancia infinito, numero 2.La base de datos después del protocolo de flooding quedaría:

DE A ENLACE DISTANCIA NUMERO A B 1 infinito 2B C 2 1 1C D 4 1 1D A 3 1 1B A 1 infinito 2C B 2 1 1D C 4 1 1A D 3 1 1

Hay que tener que un cambio en un enlace de la red puede dejar aislados a unos nodos de la red, es decir, puede partir la red. Este cambio tal como está planteado el mapa local no es problema ya que aunque todos los nodos de la red inicial no tendrán el mismo mapa local este si que será idéntico para cada uno de los nodos en cada una de sus particiones.

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Del mismo modo debemos considerar el caso contrario que ocurre cuando un cambio en la topología de la red provoca una unión de redes de nodos, ya que pueden surgir problemas como la existencia de enlaces modificados en una mapa local de un nodo de una subred que no esta modificado en el mapa local de la otra subred. El proceso mediante el cual se produce el chequeo del mapa local de las diferentes subredes para formar uno idéntico para todos los nodos de la nueva red se denomina:

Protocolo de Chequeo de Mapas:Bringing Up Adjacencies

Se basa en la existencia de que existen identificadores de enlace y número de versiones, a partir de estos OSPF forma unos paquetes de descripción del mapa local e inicializa un proceso de sincronización entre un par de routers de la red que tiene dos fases:

Intercambio de paquetes de descripción del mapa local entre los nodos y en cada nodo creación de una lista de nodos especiales a tener en cuenta o bien porque su número de versión es mayor que la copia local o bien porque no existía en ese mapa local el identificador del enlace.Creación en cada nodo de paquetes con información acerca de esos nodos especiales que se envían a sus vecinos para que corroboren la información.

Tras terminar este intercambio de información, ambos routers conocen:

Nodos que son obsoletos en su mapa local.Nodos que no existían en su mapa local.

Los mensajes que se usan para solicitar todas las entradas que necesiten actualización son los Link State Request o mensajes de petición de estado de enlace.Los mensajes de respuesta son los Link State Update.

CARACTERÍSTICAS DE OSPF.

Las principales características son:

Respuesta rápida y sin bucles ante cambios.

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La algoritmia SPF sobre la que se basa OSPF permite con la tecnología actual que existe en los nodos un tiempo de respuesta en cuanto tiempo de computación para el calculo del mapa local de la red mucho más rápido que dicho calculo en el protocolo RIP. Además como todos los nodos de la red calculan el mapa de manera idéntica y poseen el mismo mapa se genera sin bucles ni nodos que se encuentren contando en infinito; principal problema sufrido por los protocolos basados en la algoritmia de vector distancia como RIP.

Seguridad ante los cambios.

Para que el algoritmo de routing funcione adecuadamente debe existir una copia idéntica de la topología de la red en cada nodo de esta.Existen diversos fallos que pueden ocurrir en la red como fallos de los protocolos de sincronización o inundación, errores de memoria, introducción de información errónea. El protocolo OSPF especifica que todos los intercambios entre routers deben ser autentificados. El OSPF permite una variedad de esquemas de autentificación y también permite seleccionar un esquema para un área diferente al esquena de otra área. La idea detrás de la autentificación es garantizar que sólo los routers confiables difundan información de routing.

Soporte de múltiples métricas.

La tecnología actual hace que sea posible soportar varias métricas en paralelo. Evaluando el camino entre dos nodos en base a diferentes métricas es tener distintos mejores caminos según la métrica utilizada en cada caso, pero surge la duda de cual es el mejor. Esta elección se realizara en base a los requisitos que existan en la comunicación.

Diferentes métricas utilizadas pueden ser:Mayor rendimientoMenor retardoMenor costeMayor fiabilidad

La posibilidad de utilizar varias métricas para el calculo de una ruta, implica que OSPF provea de un mecanismo para que una vez elegida una métrica en un paquete para realizar su routing esta sea la misma siempre para ese paquete, esta característica dota a OSPF de un routing de servicio de tipo en base a la métrica.

Balanceado de carga en múltiples caminos.

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OSPF permite el balanceado de carga entre los nodos que exista más de un camino. Para realizar este balanceo aplica:Una versión de SPF con una modificación que impide la creación de bucles parciales. Un algoritmo que permite calcular la cantidad de trafico que debe ser enviado por cada camino.

Escalabilidad en el crecimiento de rutas externas.

El continuo crecimiento de Internet es debido a que cada vez son más los sistemas autónomos que se conectan entre si a través de routers externos. Además de tener en cuenta la posibilidad de acceder al exterior del sistema autónomo a través de un determinado router externo u otro se debe tener en cuenta que se tiene varios proveedores de servicios y es más versátil elegir en cada momento el router exterior y servicio requerido que establecer una ruta y servicio por defecto cuando se trata de routing externo como se tenia hasta ahora.

OSPF soluciona este problema permitiendo tener en la base de datos del mapa local los denominados “gateway link state records”.Estos registros nos permiten almacenar el valor de las métricas calculadas y hacen más fácil el calculo de la ruta óptima para el exterior. Por cada entrada externa existirá una nueva entrada de tipo “gateway link state records” en la base de datos, es decir, la base de datos crecerá linealmente con el número de entradas externas tal como ocurre con los protocolos de vector distancia, pero el coste del calculo de las rutas crecerá en función de N*log*N para OSPF y no en función de N^2 como ocurre en los protocolos de vector distancia.

OTRAS CARACTERISTICAS:

1. OSPF puede calcular un conjunto separado de rutas para cada tipo de servicio IP. Esto quiere decir que para un mismo destino puede haber varias entradas en la tabla de ruteo, una por cada tipo de servicio.

2. A cada interfaz se le asigna un costo. Este puede asignarse en función del ancho de banda de salida, seguridad, confiabilidad, etc. Pueden asignarse distintos costos para distintos servicios.

3. Cuando existen varias rutas a un mismo destino, con idénticos costos, OSPF distribuye el tráfico por ambas rutas de forma equitativa.

4. OSPF soporta subredes: una máscara de subred es asociada con cada ruta notificada. Esto permite que una única dirección IP de cualquier clase pueda ser dividida en múltiples subredes de varios tamaños. Las rutas a un host son notificadas mediante una máscara de subred con

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todos los bits a 1. Una ruta por defecto es notificada como una dirección IP de 0.0.0.0 con una máscara con todos los bits a 0.

5. Los enlaces punto a punto entre routers no necesitan una dirección IP a cada extremo, esto es lo que se conoce como redes no numeradas. De esta forma se ahorran direcciones IP.

6. Es posible emplear un pequeño mecanismo de autentificación ya que es posible enviar un password de manera similar a como lo hacer RIPv2.

7. OSPF emplea multicast en vez de broadcast, para reducir la carga en los sistemas que no emplean OSPF.

INTEGRANDO OSPF A LA TECNOLOGÍA ACTUAL.

Una de las grandes ventajas de OSPF es que este ha sido diseñado para adaptarse al máximo a los protocolos TCP/IP.

Redes Locales

La existencia de redes locales formadas por host que se conectaban a un router para acceder al exterior era un hecho patente cuando se creo OSPF y siguiendo la procedimiento explicado anteriormente cada nodo hubiese tenido que especificar su enlace con el router.OSPF introduce un nuevo enlace el “link to a stub network” que es una variante del “router link” que basándose en el concepto de subred del modelo IP permite asignar a la red local un número de subred y especificar solamente un enlace entre el router y la subred.El enlace hacia un vecino es identificado por la dirección IP de su vecino y el enlace hacia la red local es identificado por su red o número de subred.

Redes Broadcast

OSPF da soporte a los servicios broadcast para ello implementa un mecanismo que simula el funcionamiento broadcast que se basa en la elección de un router como maestro a través del cual se pasaran todas las comunicaciones entre dos routers, es decir se establece el “designated router” y se crea un “virtual node”.Para realizar el mapa local cada router tendrá dos enlaces:Un enlace de él hacia su propia red broadcast cuyo enlace conocerá el propio router.Un enlace de él hacia el “virtual node”, que será identificado por el router designado o”designated router”La presencia del “designated router” es la de simplificar el procedimiento broadcast, ya que cuando un router quiere enviar un mensaje envía un mensaje al “designated router” usando la dirección multicast “all-designated

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router” (224.0.0.6).Si es un nuevo mensaje el “designated router” lo reenvia a la red usando la dirección multicast “all-OSPF-routers” (224.0.0.5).Si el “designated router” tiene problemas de funcionamiento todo este procedimiento fallará, por ello cuando se elige al “designated router” OSPF también elige al mismo tiempo al“backup designated router” con el cual también mantienen enlaces virtuales todos los routers, que en caso de fallo asumirá el rol de router designado y otro router será elegido como backup.El router de backup permanece siempre en escucha de todos los mensajes cuya dirección multicast es “all-designated-router” a la espera del fallo del “designated router”, que es detectado por el protocolo HELLO del OSPF.

Redes No Broadcast.

En la documentación de OSPF este tipo de redes son aquellas que ofrecen conectividad entre todos sus miembros pero no permiten un servicio broadcast o multicast como pueden ser redes “frame-relay o”ATM”.OSPF trata este tipo de redes con un mecanismo parecido al explicado en redes broadcast , eligiendo al “designated router” y al “backup router”, pero estableciendo los circuitos virtuales entre routers solo bajo demanda.En estas redes los mensajes son enviados punto a punto, del “designated router” a cada uno de los routers. De igual modo cuando un router envía un mensaje al “designated router” lo envía también al “backup designated”.

Routing Jerarquico:

El routing jerarquico surge de la necesidad de resolver el problema debido al aumento del tamaño de las redes que implica un mayor coste en calculo de rutas, tiempo de transmisión de datos, memoria.OSPF establece una jerarquía en la red y la parte en “areas”, existiendo una área especial denominada “backbone area”.En un “área” se aplica el protocolo OSPF de manera independiente como si de una red aislada se tratase, es decir, los routers del area solo contiene en su mapa local la topología del área, así que el coste en calculo es proporcional al tamaño del área y no de la totalidad de la red. Cada área incluye un conjunto de subredes IP. La comunicación entre routers de un área se resuelve directamente a través del mapa local de área que cada router posee.Estas áreas se conectan entre si a través del “backbone area”, mediante routers que pertenecen normalmente a una “area” y al “backbone area”.Estos routers se denominan “area-border routers” y como mínimo existe uno entre una área y el backbone.Los “area-border routers” mantiene varios mapas locales de estado de enlaces, uno por cada área a las cuales pertenecen. Estos emiten unos registros de

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estados de enlaces para anunciar que conjunto de suredes IP son accesibles a través de ellos. Cuando un router de un área quiere intercambiar tráfico con un router de otra área, estos deben realizarlo a través de los “area-border routers”.Estas se denominan “inward routes”. Existe otro tipo de router el que realiza el intercambio de tráfico con routers de otro sistemas autónomos. La información almacenada en cada router externo es idéntica para cada una de ellos La sumarización de registros representa los enlaces entre un “area-border router” y una red en el “backbone area” o en otra área. La métrica utilizada es la longitud del camino entre el “area-border router” y la red. Este mecanismo va a permitir que diferentes “area-border router” establezcan para un destino diferentes caminos, según el resultado de su métrica pero con la salvedad de que no producirán bucles, debido a que la estricta jerarquía de OSPF solo permite que se conecten áreas a través del backbone.OSPF provee en su jerarquía de routing la posibilidad de que un área se divida en dos a causa de algún fallo en los enlaces o en los routers pero siempre se quedan los fragmentos conectados directamente al “backbone area” a través de dos condiciones:Los “area-border router” solo se guarda los enlaces de las redes y subredes que son alcanzables por ese router en un momento determinado.El “backbone area” se guarde información de las redes que componen cada área aunque no de su topología.El mecanismo OSPF para solucionar el caso de una partición del “area backbone” está un poco sujeto a por donde se realiza está partición ya que este podrá ser cubierto siempre y cuando existan “area-border router” que sean capaces de establecer caminos virtuales por dentro de sus areas para establecer nuevos caminos de intercambio de información. Estos describirán enlaces virtuales que deben ser almacenados en la base de registros del “area backbone”.La métrica del enlace virtual será calculada teniendo en cuenta el coste de los enlaces reales por los que pasa el enlace virtual en el área local donde se realiza el enlace virtual.A partir de este enlace virtual deben ser sincronizados y actualizados todos los routers del “area backbone”.

Stub Areas:

El problema del incremento de rutas externas que debían ser sumarizadas en multitud de áreas pequeñas ha quedado resuelto con la introducción del concepto de “stub area” un área donde todas las rutas externas son sumarizadas por una ruta por defecto.

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Una stub area funciona exactamente igual que una area normal de OSPF con unas cuantas restricciones, acerca de prohibir la entrada de rutas externas en las bases de datos de los routers.Una stub area puede estar conectada por mas de un “area-border router”al backbone, pero no se podrá elegir para salir del área el router , ni configurar un enlace virtual sobre una stub area.También no se podrá conectar un “border route” con una “stub area”. Esto es lógico si nosotros consideramos que los “border routers” conectan los sistemas autonomos con Internet y normalmente deberían estar sujetos a la “backbone area” .

CONFIGURACIÓN BÁSICA EN UN ÁREA

Para configurar el algoritmo de encaminamiento OSPF en un área (por ejemplo el área 0), los pasos a seguir son los siguientes:

Usamos el comando “router ospf process-id” para crear un proceso OSPF en el router. “processid” es un identificador del proceso OSPF para el caso de que haya múltiples procesos OSPF ejecutándose en el router y es un número escogido por el administrador del sistema. Para indicar las redes que se debenanunciar se usa el comando “network NetID WildcardMask area area-id”. El comando “network” indica las interfaces que van a enviar o procesar mensajes de encaminamiento.RA# configure terminalRA(config)# ip routingRA(config)# router ospf 1RA(config-router)# network 200.0.1.0 0.0.0.255 area 0RA(config-router)# network 10.0.1.0 0.0.0.255 area 0RA(config-router)# ^ZRA# show ip routeVerificación del funcionamiento de OSPF. Usar los siguientes comandos:show ip protocols: permite ver que protocolos de encaminamiento hay activos listando parámetrostales como temporizadotes, métricas, filtros, etcshow ip route: permite ver la tabla de encaminamiento

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show ip route ospf: permite ver la tabla de encaminamiento solo para entradas OSPFshow ip ospf interface: lista información relacionada con una interfaz que usa OSPF. Permite comprobar si las interfaz pertenecen al área a la que se suponen deberían pertenecer. Tambien permite averiguar si una interfaz es DR, BDR o DROTHER (no es ni DR ni BDR), su prioridad ysi la red es de tipo BMA o NBMA.show ip ospf: lista el número de veces que el algoritmo SPF (Short-First Path) se ha ejecutadoshow ip ospf neighbor: lista información acerca de los vecinos OSPF por cada interfazshow ip ospf neighbor: lista información detallada acerca de los vecinos OSPF por cada interfazshow ip ospf database: lista los contenidos de la DB topológicadebug ip ospf “op”: donde “op” son distintas opciones permiten debuguear la distintasoperaciones que ejecuta OSPF (adjacency, events, etc)

MODIFICACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE OSPF

Cada router escoge como OSPF Router ID la dirección IP mayor. Si la interfaz que tiene esa interfaz cae, debe cambiar el OSPF router ID, cosa que puede afectar a la elección del DR y BDR. Para evitar este efecto, se suele configurar siempre una interfaz loopback con una dirección IP que no tiene por que estar en el rango 127.0.0.0/8.Podemos modificar también la prioridad de un router con el comando “ip ospf priority number”, donde “number” es un número entre 1 y 255. Prioridad 0 implica que el router no puede ser elegido DR o BDR, el valor por defecto es 1 y a mayor valor el router es elegido como DR o BDR.La métrica por defecto usada en OSPF es el ancho de banda. En un router CISCO el coste de un enlace se calcula como 108¸bandwidth (bps). Por ejemplo si tenemos un enlace Ethernet a 10 Mbps el coste sería108¸107=10, mientras que un modem a 56 Kbps tendria un coste de 108¸56*103=1785. El SPF es un algoritmo de mínimo coste. Podemos modificar el coste de un enlace de dos maneras: (1) modificando el valor del coste en la interfaz de ese enlace con el comando “ip ospf cost” donde cost tiene un valor entre 1 y 65535 o (2) modificando el valor del bandwidth en la interfaz que permite calcular el coste con el comando “bandwidth value”. Fijaros que NO estáis cambiando la velocidad real del enlace, solo el coste de cara a calcular el camino más corto.Se pueden cambiar los valores de periodicidad de los temporizadores de paquetes Hello: hello-interval (tiempo entre paquetes hello, por defecto es 10 s)

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y dead-interval (tiempo que considera que el enlace ha caído, por defecto es 40 s). Los temporizadores se modifican por interfaz con los comandos “ip ospfhello-interval value” y “ip ospf dead-interval value”RA(config)# interface loopback 0RA(config-if)# ip address 172.5.5.2 255.255.255.0RA(config-if)# exitRA(config)# interface s0RA(config-if)# bandwidth 2048000 à 2,048 MbpsRA(config-if)# ip ospf cost 488 à equivalente al comando anteriorRA(config-if)# ip ospf hello-interval 30RA(config-if)# ip ospf dead-interval 120RA(config-if)# ^ZRA#

CONFIGURACIÓN EN ÁREAS MÚLTIPLES

Para configurar el algoritmo de encaminamiento OSPF en más de un área los pasos a seguir son los siguientes:

Si hay más de un área, siempre debe haber un área 0 que haga de backbone. Debemos configurar el área de backbone (área 0) y a continuación el resto de áreas (diseño jerárquico). A las rutas que se generan dentro de un área se les llama intra-area-routes y aparecerán en la tabla de encaminamiento identificadas con la letra O. A las rutas aprendidas de otra área se les llama inter-area-routes o summary-routes y aparecerán en la tabla de encaminamiento identificadas con la letra O IA. A las rutas inyectadas desde otros protocolosde encaminamiento (usando redistribución de rutas) se les llama external-routes y aparecerán en la tabla de encaminamiento identificadas con la letra O E1 (tipo 1 significa que el coste es la suma del protocolo interno más el externo) o O E2 (tipo 2 significa que el coste es siempre el del protocolo externo). Por defecto OSPF siempre redistribuye con tipo 2.RA(config)# interface e0RA(config-if)# ip address 10.0.1.1 255.255.255.0RA(config-if)# no shutdown

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RA(config-if)# exitRA(config)# interface e1RA(config-if)# ip address 200.0.1.1 255.255.255.0RA(config-if)# no shutdownRA(config-if)# exitRA(config)# router ospf 100RA(config-router)# network 200.0.1.0 0.0.0.255 area 0RA(config-router)# network 10.0.1.0 0.0.0.255 area 10RA(config-router)# ^ZRA# show ip route

REDISTRIBUCIÓN DE RUTASEs posible tener zonas que usan protocolos de encaminamiento distintos. Por ejemplo OSPF y RIPv2. Hay que inyectar las rutas que se aprenden de un protocolo a otro. A este proceso se la llama “redistribución de rutas”. Lo lógico es que en una red corra un único protocolo de encaminamiento, pero imaginar que se unen dos redes con protocolos distintos y tienen que convivir (e.g.; pueden incluso estar administrados por distintos departamentos).El punto más importante es que las métricas de los protocolos son distintas: RIPv2 usa saltos (“hops”) y OSPF usa “bandwidth”.OSPF: su métrica es bandwidth y usa costes con la fórmula 108¸bandwidth (bps). OSPF pone como coste igual a 20 por defecto al protocolo redistribuido (excepto BGP que le pone coste igual a 1). Como anuncia redes principales hay que añadir el parámetro subset para indicar que la red está subneteada.RIPv2: como la métrica son los saltos se recomienda usar como métrica por defecto un valor bajo (e.g.; 1 salto)Hay que tener cuidado en que un protocolo de encaminamiento (e.g.; RIPv2) no le devuelva a redistribuir rutas que OSPF le ha anunciado (e.g.; 10.0.1.0/24) o viceversa. Para ello hay que crear Listas de Acceso (ACLs) que eviten realimentaciones (formando un bucle). En realidad no siempre es necesario crear la lista de acceso ya que la distancia administrativa en RIPv2 es mayor que en OSPF y las entradas OSPF siempre tienen precedencia sobre RIP en la tabla de encaminamiento. Eso significa que realimentaciones de OSPFhacia RIP deben estar filtradas con ACLs y realimentaciones de RIP hacia OSPF no serían necesario controlarlas.En el caso de que queramos redistribuir una ruta estática se usa el comando “redistribute static”.RB(config)# router ospf 100RB(config-router)# network 11.0.1.0 0.0.0.255 area 0RB(config-router)# redistribute staticRB(config-router)# exit

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LA redistribución de rutas estáticas nos puede servir para redistribuir en nuestra red la red de salida por defecto (el gateway de salida a nuestro ISP). Hay varias formas de hacerlo.Primero hay que definir una ruta estática al gateway por defecto usando el comando “ip route Ipred Mask @IPgw”. A continuación hay dos formas:o Redistribución estática de la ruta con el comando “redistribuye static” que inyecta todas las rutas estáticas en el protocolo dinámico (e.g.; OSPF) o Usar el comando “default-information originate always” para OSPF que propaga una ruta por defecto en el dominio OSPF

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