Informe ospf

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informacion acreca de OSPF(Open Short Path Firts)

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Informe ospf

  1. 1. OSPF 1. ¿QUÉ ES OSPF?Open Short Path First (Abrir la ruta de acceso más corta primero), es un protocolode routing interno basado en el estado del enlace o algoritmo Short Path First,estándar de Internet.Los algoritmos de estado de enlace lo que hacen es mantener una base de datosque refleja la topología de la red en los routers; es decir, el estado de los enlacesde la red. Un router periódicamente intercambia información de estado actualizadaa todos los dispositivos de encaminamiento de los que tiene conocimiento. De estamanera, cada router dispone de un mapa topológico de la red entera.OSPF ha sido desarrollado por un grupo de trabajo de OSPF del InternetEngineering Task Force (IETF), cuya especificación viene recogida en el RFC2328.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 entrerouters que pertenecen al mismo Sistema Autónomo. 2. ¿POR QUÉ OSPF?OSPF es la respuesta de IAB a través del IETF, ante la necesidad de crear unprotocolo de routing interno que cubriera las necesidades en Internet de routinginterno 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 tráfico 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 unmayor número de métricas así como soporta CIRD, routing por subnet ytransmisión multicastPero el desarrollo de OSPF por parte del IETF se basa fundamentalmente en laintroducción de una algoritmia diferente de la utilizada hasta el momento en los
  2. 2. protocolos estándar de routing interno en TCP/IP para el cálculo del caminomínimo entre dos nodos de una red: Algoritmo de Dijkstra. 3. CARACTERISTICAS DE OSPFLas principales características son:Respuesta rápida y sin bucles ante cambios.La algoritmia SPF sobre la que se basa OSPF permite con la tecnología actualque existe en los nodos un tiempo de respuesta en cuanto tiempo de computaciónpara el cálculo del mapa local de la red mucho más rápido que dicho calculo en elprotocolo RIP. Además como todos los nodos de la red calculan el mapa demanera idéntica y poseen el mismo mapa se genera sin bucles ni nodos que seencuentren contando en infinito; principal problema sufrido por los protocolosbasados en la algoritmia de vector distancia como RIP.Seguridad ante los cambios.Para que el algoritmo de routing funcione adecuadamente debe existir una copiaidéntica de la topología de la red en cada nodo de esta.Existen diversos fallos que pueden ocurrir en la red como fallos de los protocolosde sincronización o inundación, errores de memoria, introducción de informaciónerrónea.El protocolo OSPF especifica que todos los intercambios entre routers deben serautentificados. El OSPF permite una variedad de esquemas de autentificación ytambién permite seleccionar un esquema para un área diferente al esquena deotra área. La idea detrás de la autentificación es garantizar que sólo los routersconfiables 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 tenerdistintos mejores caminos según la métrica utilizada en cada caso, pero surge laduda de cuál es el mejor. Esta elección se realizara en base a los requisitos queexistan en la comunicación.Diferentes métricas utilizadas pueden ser: Mayor rendimiento Menor retardo Menor coste Mayor fiabilidad
  3. 3. La posibilidad de utilizar varias métricas para el cálculo de una ruta, implica queOSPF provea de un mecanismo para que una vez elegida una métrica en unpaquete para realizar su routing esta sea la misma siempre para ese paquete, estacaracterística dota a OSPF de un routing de servicio de tipo en base a la métrica.Balanceado de carga en múltiples caminos.OSPF permite el balanceado de carga entre los nodos que exista más de uncamino. Para realizar este balanceo aplica:Una versión de SPF con una modificación que impide la creación de buclesparciales.Un algoritmo que permite calcular la cantidad de trafico que debe ser enviado porcada camino.Escalabilidad en el crecimiento de rutas externas.El continuo crecimiento de Internet es debido a que cada vez son más lossistemas autónomos que se conectan entre sí a través de routers externos.Además de tener en cuenta la posibilidad de acceder al exterior del sistemaautónomo a través de un determinado router externo u otro se debe tener encuenta que se tiene varios proveedores de servicios y es más versátil elegir encada momento el router exterior y servicio requerido que establecer una ruta yservicio por defecto cuando se trata de routing externo como se tenía hasta ahora.OSPF soluciona este problema permitiendo tener en la base de datos del mapalocal los denominados “gateway link state records”. Estos registros nos permitenalmacenar el valor de las métricas calculadas y hacen más fácil el cálculo de laruta óptima para el exterior. Por cada entrada externa existirá una nueva entradade tipo “gateway link state records” en la base de datos, es decir, la base de datoscrecerá linealmente con el número de entradas externas tal como ocurre con losprotocolos de vector distancia, pero el coste del cálculo de las rutas crecerá enfunción de N*log*N para OSPF y no en función de N^2 como ocurre en losprotocolos de vector distancia. 4. MENSAJES DE OSPFExisten 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>.
  4. 4. Database Description Packets o Descripción de la base de datos (DBD) se usa para:Intercambiar información para que un router pueda descubrir los datos que lefaltan durante la fase de inicialización o sincronización cuando dos nodos hanestablecido una conectividad. Link State Request o Petición del estado del enlace (LSR) se usa para:Pedir datos que un router se ha dado cuenta que le faltan en su base de datos oque están obsoletos durante la fase de intercambio de información entre dosrouters. Link State Request o Actualización del estado del enlace (LSU) se usa como:Respuesta a los mensajes de Petición de estado del enlace y también parainformar dinámicamente de los cambios en la topología de la red. El emisorretransmitirá hasta que se confirme con un mensaje de ACK. Link State ACK o ACK del estado del enlace (LSAck) se usa para:Confirmar la recepción de una Actualización del estado del enlace.RESUMEN:Los paquetes del protocolo OSPF se encapsulan en paquetes IP. 5. FUNCIONAMIENTO BASICO DE OSPFEl fundamento principal en el cual se basa un protocolo de estado de enlace es enla existencia de un mapa de la red el cual es poseído por todos los nodos y queregularmente es actualizado.
  5. 5. Para llevar a cabo este propósito la red debe de ser capaz de entre otros objetivosde: 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 LocalLa creación del mapa de red local en cada router de la red se realiza a través deuna tabla donde:Fila: representa a un router de la red; y cualquier cambio que le ocurra a eserouter será reflejado en este registro de la tabla a través de los registros dedescripción.Columna: representa los atributos de un router que son almacenados para cadanodo. Entre los principales atributos por nodo tenemos: un identificador deinterface, 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 routersea capaz de crear su propio mapa de la red, que sean todos idénticos lo cualimplicará que no se produzcan bucles y que la creación de este mapa de red localse realiza en los router lo más rápido posible.Ejemplo:
  6. 6. DE: A: ENLACE: DISTANCIA:A B 1 1B C 2 1C D 4 1D A 3 1B A 1 1C B 2 1D C 4 1A D 3 1Los 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 estánactivos.Para que un router sepa que sus mensajes se están escuchando los mensajesHELLO incluyen una lista de todos los identificadores de los vecinos cuyossaludos ha oído el emisor.Respuesta Ante Un Cambio En La Topología De La RedUn cambio en la topología de la red es detectado en primer lugar o por el nodoque causo el cambio o por los nodos afectados por el enlace que provoco elcambio. El protocolo o mecanismo de actualización la información por la red debeser rápido y seguro, y estos son los objetivos del protocolo de inundación y deintercambio o sincronización empleado en OSPF.Protocolo De Inundación: The Flooding Protocol.Este protocolo consiste en el paso de mensajes entre nodos, partiendo el mensajedel nodo o nodos que han advertido el cambio, tal que cada nodo envía elmensaje recibido por todas sus interfaces menos por la que le llega siempre ycuando no haya recibido ese mensaje, para ello cada mensaje cuenta con unidentificador 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 fuerade servicio tal que la distancia pasa a ser infinito.
  7. 7. 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 1Hay que tener que un cambio en un enlace de la red puede dejar aislados a unosnodos de la red, es decir, puede partir la red. Este cambio tal como está planteadoel mapa local no es problema ya que aunque todos los nodos de la red inicial notendrán el mismo mapa local este sí que será idéntico para cada uno de los nodosen cada una de sus particiones.Del mismo modo debemos considerar el caso contrario que ocurre cuando uncambio en la topología de la red provoca una unión de redes de nodos, ya quepueden surgir problemas como la existencia de enlaces modificados en una mapalocal de un nodo de una subred que no está modificado en el mapa local de la otrasubred. El proceso mediante el cual se produce el chequeo del mapa local de las
  8. 8. diferentes subredes para formar uno idéntico para todos los nodos de la nuevared se denomina:Protocolo de chequeo de mapas: Bringing up AdjacenciesSe basa en la existencia de que existen identificadores de enlace y número deversiones, a partir de estos OSPF forma unos paquetes de descripción del mapalocal e inicializa un proceso de sincronización entre un par de routers de la redque tiene dos fases:Intercambio de paquetes de descripción del mapa local entre los nodos y en cadanodo creación de una lista de nodos especiales a tener en cuenta o bien porquesu número de versión es mayor que la copia local o bien porque no existía en esemapa local el identificador del enlace.Creación en cada nodo de paquetes con información acerca de esos nodosespeciales 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 necesitenactualización son los Link State Request o mensajes de petición de estado deenlace.Los mensajes de respuesta son los Link State Update. 6. DIFERENCIA ADMINISTRATIVALa distancia administrativa (AD) es la confiabilidad (o preferencia) del origen de laruta. OSPF tiene una distancia administrativa predeterminada de 110. Comopuede ver en la figura, al compararlo con otros protocolos de gateway interiores(IGP), se prefiere a OSPF con respecto a ISIS y RIP.
  9. 9. 7. ÁREASUn sistema autónomo que use OSPF estará dividido en una o más áreas. Un áreaes un conjunto de redes y hosts contiguos junto con todos los encaminadores coninterfaces conectados a las redes. Cada área tiene asignado un número. Esto lepermite a OSPF dar soporte a áreas grandes. El área conectada al backbone de lared se le llama área 0.El encaminamiento dentro de un área se basa en un mapa completo de estado deenlace sólo del área. Luego si la red es muy extensa se reducirá la cantidad deinformación almacenada en los routers que solo necesitaran conocer la topologíade su área.OSFP distingue los siguientes tipos de áreas:Área BackboneEl backbone, también denominado área cero, forma el núcleo de una red OSPF.Es la única área que debe estar presente en cualquier red OSPF, y mantieneconexión, física o lógica, con todas las demás áreas en que esté particionada lared. La conexión entre un área y el backbone se realiza mediante los ABR, queson responsables de la gestión de las rutas no-internas del área (esto es, de lasrutas entre el área y el resto de la red).
  10. 10. Área stubUn área stub es aquella que no recibe rutas externas. Las rutas externas sedefinen como rutas que fueron inyectadas en OSPF desde otro protocolo deenrutamiento. Por lo tanto, las rutas de segmento necesitan normalmenteapoyarse en las rutas predeterminadas para poder enviar tráfico a rutas fuera delsegmento.Área not-so-stubbyTambién conocidas como NSSA, constituyen un tipo de área stub que puedeimportar rutas externas de sistemas autónomos y enviarlas al backbone, pero nopuede recibir rutas externas de sistemas autónomos desde el backbone u otrasáreas. 8. COMANDOS OSPFActivar ospfPara habilitar el protocolo OSPF en un router se utiliza el comando:R1 (config) # router ospf 1R1 (config-router) #OSPF se habilita con el comando de configuración global router ospf processid.El comando processid es un número entre 1 y 65535 elegido por el administradorde red. El comando processid es significativo a nivel local, lo que implica que nonecesita coincidir con otros routers OSPF para establecer adyacencias con dichosvecinos.Comando NetworkEl comando network utilizado con OSPF tiene la misma función que cuando seutiliza con otros protocolos de enrutamiento IGP: Cualquier interfaz en un router que coincida con la dirección de red en el comando network estará habilitada para enviar y recibir paquetes OSPF. Esta red (o subred) estará incluida en las actualizaciones de enrutamiento OSPF.El comando network se utiliza en el modo de configuración de router:Router (config-router) # network networkaddress wildcardmask area areaid
  11. 11. Networkaddress: Es la dirección ip de la red.Wildcardmask: Es lo inverso a la máscara de subred, se obtiene de la siguientemanera:Por ejemplo si tenemos una máscara /28 ó 255.255.255.240 255.255.255.255- 255.255.255.240 Reste la máscara de subred---------------------- 0. 0. 0 15 Máscara wildcardArea areaid: hace referencia al área OSPF. Un área OSPF es un grupo de routersque comparte la información de estado de enlace. Todos los routers OSPF en lamisma área deben tener la misma información de estado de enlace en sus basesde datos de estado de enlace.ID del routerLa ID del router OSPF se utiliza para identificar en forma exclusiva cada router enel dominio de enrutamiento OSPF. La ID de un router es simplemente unadirección IP. Los routers de Cisco obtienen la ID del router conforme a trescriterios y con la siguiente prioridad:1. Utilizar la dirección IP configurada con el comando router-id de OSPF.2. Si router-id no está configurado, el router elige la dirección IP más alta decualquiera de sus interfaces loopback.3. Si no hay ninguna interfaz loopback configurada, el router elige la dirección IPactiva más alta de cualquiera de susinterfaces físicas.Un comando que puede utilizar para verificar la ID del router actual es show ipprotocols, o también se pude utilizar los comandos show ip ospf o show ip ospfinterface para verificar la ID del router.Dirección LoopbackSi no se utilizó el comando router-id de OSPF y están configuradas las interfacesloopback, OSPF elegirá la dirección IP más alta de cualquiera de sus interfacesloopback. Una dirección de loopback es una interfaz virtual y se encuentra enestado up en forma automática cuando está configurada. El usuario ya conoce loscomandos para configurar una interfaz loopback:Router (config) # interface loopback numberRouter (config-if) # ip address ipaddress subnetmask
  12. 12. La ventaja de utilizar una interfaz loopback es que, a diferencia de las interfacesfísicas, ésta no puede fallar.Modificación de la ID del routerLa ID del router se selecciona cuando se configura OSPF con su primer comandonetwork de OSPF. Si el comando router-id de OSPF o la dirección de loopback seconfiguran después del comando network de OSPF, la ID del router se obtendráde la interfaz con la dirección IP activa más alta.La ID del router puede modificarse con la dirección IP de un comando routerid deOSPF subsiguiente, volviendo a cargar el router o utilizando el siguiente comando:Router # clear ip ospf processNota: La modificación de la ID de un router con una nueva dirección IP física o deloopback puede requerir la recarga del router. 9. CLASIFICACION DE REDESOSPF define los siguientes tipos de redes:Punto-a-Punto: (point-a-point) una red en la que todas las parejas de routersestán unidas. Todos los routers de una red punto a punto son vecinos.Redes Broadcast: redes que soportan más de dos routers conectados juntos conla capacidad de direccionar un solo mensaje físico hacia todos los routersconectados (broadcast).Redes No-Broadcast: (non-broadcast): OSPF se ejecuta de dos formas sobreestas redes. El primer modo es no-broadcast multiacceso o NBMA, que simulauna operación de broadcast para OSPF en la red. El segundo modo se llamapunto-a-multipunto y trata la red como una colección de enlaces punto-a-punto.Todos los routers de una red de no difusión son vecinos.

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