Capitulo 10 protocolos de enrutamiento de estado de enlace
Los routers que ejecutan un protocolo de enrutamiento de estado de enlace envían información acerca del estado de sus enlaces a otros routers en el dominio de enrutamiento. El estado de dichos enlaces hace referencia a sus redes conectadas directamente e incluye información acerca del tipo de red y los routers vecinos en dichas redes; de allí el nombre protocolo de enrutamiento de estado de enlace. El objetivo final es que cada router reciba toda la información de estado de enlace acerca de todos los demás routers en el área de enrutamiento. Con esta información de estado de enlace, cada router puede crear su propio mapa topológico de la red y calcular independientemente la ruta más corta hacia cada red. A los protocolos protocolos de enrutamiento enrutamiento de estado estado de de enlace también también se se los conoce conoce como protocolos de shortest path first y se desarrollan en torno del algoritmo shortest path first (spf) de edsger dijkstra. El algoritmo spf se analizará con mayor detalle en una sección posterior. Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace ip · open shortest path first (ospf) · intermediate system-to-intermediate system (is-is)
Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace son conocidos por presentar una complejidad bastante mayor que sus vectores de distancia equivalentes. Sin embargo, la funcionalidad y configuración básicas de los protocolos de enrutamiento de estado de enlace no son complejas en absoluto. Incluso el mismo algoritmo puede comprenderse fácilmente, como podrá ver en el siguiente tema. Las operaciones ospf básicas pueden configurarse con un comando router ospf process-id y una sentencia de red, similar a otros protocolos de enrutamiento como rip y eigrp. Introducción al algoritmo spf Al algoritmo algoritmo de dijkstra dijkstra se lo lo llama comúnmente comúnmente algoritmo shortest shortest path first first (spf). Este algoritmo acumula costos a lo largo de cada ruta, desde el origen hasta el destino. Si bien al algoritmo de dijkstra se conoce como el algoritmo shortest path first, éste es de hecho el objetivo de cada algoritmo de enrutamiento. Proceso de enrutamiento de estado de enlace
1. Cada router aprende sobre sus propios enlaces, sus propias redes conectadas directamente. Esto se realiza al detectar que una interfaz se encuentra en estado up.
2. Cada router es responsable de reunirse con sus vecinos en redes conectadas directamente. En forma similar a eigrp, los routers de estado de enlace lo realizan intercambiando paquetes de saludo con otros routers de estado de enlace en redes conectadas directamente. 3. Cada router crea un paquete de estado de enlace (lsp) que incluye el estado de cada enlace conectado directamente. Esto se realiza registrando toda la información pertinente acerca de cada vecino, que incluye el id de vecino, el tipo de enlace y el ancho de banda. 4. Cada router satura con el lsp a todos los vecinos, que luego almacenan todos los lsp recibidos en una base de datos . Los vecinos luego saturan con los lsp a sus vecinos hasta que todos los routers del área hayan recibido los lsp. Cada router almacena una copia de cada lsp recibido por parte de sus vecinos en una base de datos local. 5. Cada router utiliza la base de datos para construir un mapa completo de la topología y calcula el mejor camino hacia cada re d de destino . En forma similar a tener un mapa de carretera, el router tiene ahora un mapa completo de todos los destinos de la topología y las rutas para alcanzarlos. El algoritmo spf se utiliza para construir el mapa de la topología y determinar el mejor camino hacia cada red. Enlace Con los protocolos de enrutamiento de estado de enlace, un enlace es una interfaz en un router. Como ocurre con los protocolos por vector de distancia y las rutas estáticas, la interfaz debe configurarse adecuadamente con una dirección ip y una máscara de subred, y el enlace debe encontrarse en estado activo antes de que el protocolo de enrutamiento de estado de enlace pueda aprender acerca de un enlace. Asimismo, como ocurre con los protocolos por vector de distancia, la interfaz debe incluirse en una de las sentencias de red antes de que ésta pueda participar en el proceso de enrutamiento de estado de enlace. Estado de enlace La información sobre el estado de aquellos enlaces se conoce como estados de enlace. Esta información incluye: La dirección ip de la interfaz y la máscara de subred. El tipo de red, como ethernet (broadcast) o enlace serial punto a punto. El costo de dicho enlace. Cualquier router vecino en dicho enlace.
Implementación de protocolos de enruamiento de estado de enlace. Crean un mapa topológico Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace crean un mapa topológico o árbol spf de la topología de red. Los protocolos de enrutamiento por vector de
distancia no tienen un mapa topológico de la red. Los routers que implementan un protocolo de enrutamiento por vector de distancia sólo tienen una lista de redes, que incluye el costo (distancia) y routers del siguiente salto (dirección) a dichas redes. Debido a que los protocolos de enrutamiento de estado de enlace intercambian estados de enlace, el algoritmo spf puede crear un árbol spf de la red. Al utilizar el árbol spf, cada router puede determinar en forma independiente la ruta más corta a cada red. Convergencia rápida Al recibir un paquete de estado de enlace (lsp), los protocolos de enrutamiento de estado de enlace saturan de inmediato con el lsp todas las interfaces excepto la interfaz desde la que se recibió el lsp. Un router que utiliza un protocolo de enrutamiento por vector de distancia necesita procesar cada actualización de enrutamiento y actualizar su tabla de enrutamiento antes de saturarlas a otras interfaces, incluso con updates disparados. Se obtiene una convergencia más rápida para los protocolos de enrutamiento de estado de enlace. Eigrp es una excepción notable. Actualizaciones desencadenadas por eventos Después de la saturación inicial de los lsp, los protocolos de enrutamiento de estado de enlace sólo envían un lsp cuando hay un cambio en la topología. El lsp sólo incluye la información relacionada con el enlace afectado. A diferencia de algunos protocolos de enrutamiento por vector de distancia, los protocolos de enrutamiento de estado de enlace no envían actualizaciones periódicas. Nota: los routers ospf realizan la saturación de sus propios estados de enlace cada 30 minutos. Esto se conoce como actualización reiterada. Asimismo, no todos los protocolos de enrutamiento por vector de distancia envían actualizaciones periódicas. Rip e igrp envían actualizaciones periódicas; sin embargo, eigrp no lo hace. Diseño jerárquico Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace, como ospf e is-is utilizan el concepto de áreas. Las áreas múltiples crean un diseño jerárquico para redes y permiten una mejor agregación de ruta (resumen) y el aislamiento de los problemas de enrutamiento dentro del área. Los ospf de áreas múltiples e is-is se analizan más adelante en ccnp.
Comparación de protocolos de enrutamiento de estado de enlace. En la actualidad, se utilizan dos protocolos de enrutamiento de estado de enlace para realizar el enrutamiento de ip: OSPF Ospf fue diseñado por el grupo de trabajo de ospf el desarrollo de ospf comenzó en 1987 y actualmente hay dos versiones en uso: Ospfv2: ospf para redes ipv4 (rfc 1247 y rfc 2328) Ospfv3: ospf para redes ipv6 (rfc 2740)
IS-IS Is-is se diseñó originalmente para el suite de protocolo de osi y no para el suite de protocolo de tcp/ip.
Ospf e is-is presentan varias similitudes y diferencias. Existen diversas posturas a favor de ospf y a favor de is-is que analizan y debaten las ventajas de un protocolo de enrutamiento frente al otro. Ambos protocolos de enrutamiento brindan la funcionalidad de enrutamiento necesaria. Podrá aprender más acerca de is-is y ospf en ccnp y comenzar a realizar su propia determinación sobre si un protocolo es más provechoso que el otro. Arbol spf
La topología sólo incluye a sus vecinos. Sin embargo, al utilizar la información de estado de enlace proveniente de todos los demás routers, se puede comenzar a construir un árbol spf ubicándose en la raíz de éste.
Nota: el proceso que se describe en esta sección es sólo una forma conceptual del algoritmo spf y del árbol spf como una ayuda para volverlo más comprensible.
Determinacion de la ruta más corta Debido a que todos los lsp se procesaron con el algoritmo spf, el router construye el árbol spf completo. Los enlaces extras no se utilizan para alcanzar otras redes debido a que existen rutas más cortas o de menor costo. Sin embargo, dichas redes aún forman parte del árbol spf y se utilizan para alcanzar dispositivos en dichas redes.
Nota: el algoritmo spf real determina la ruta más corta al construir el árbol spf.
Capitulo 11 OSPF Open shortest path first (ospf) es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace desarrollado como reemplazo del protocolo de enrutamiento por vector de distancia: rip. Rip constituyó un protocolo de enrutamiento aceptable en los comienzos del networking y de internet; sin embargo, su dependencia en el conteo de saltos como la única medida para elegir el mejor camino rápidamente se volvió inaceptable en redes mayores que necesitan una solución de enrutamiento más sólida. Ospf es un protocolo de enrutamiento sin clase que utiliza el concepto de áreas para realizar la escalabilidad. Rfc 2328 define la métrica ospf como un valor arbitrario llamado costo. El ios de cisco utiliza el ancho de banda como la métrica de costo de ospf. Las principales ventajas de ospf frente a rip son su rápida convergencia y escalabilidad a implementaciones de redes mucho mayores. Encapsulación de mensajes ospf La porción de datos de un mensaje ospf se encapsula en un paquete. Este campo de datos puede incluir uno de cinco tipos de paquetes ospf. El encabezado del paquete ospf se incluye con cada paquete ospf, independientemente de su tipo. El encabezado del paquete ospf y los datos específicos según el tipo de paquete específico se encapsulan luego en un paquete ip. En el encabezado del paquete ip, el campo protocolo se establece en 89 para indicar el ospf y la dirección de destino se establece para una de dos direcciones multicast: 224.0.0.5 ó 224.0.0.6. Si el paquete ospf se encapsula en una trama de ethernet, la dirección mac de destino es también una dirección multicast: 01-00-5e-00-00-05 ó 01-00-5e-00-0006.
Protocolo de saludo El paquete ospf tipo 1 es el paquete de saludo ospf. Los paquetes de saludo se utilizan para: Descubrir vecinos ospf y establecer adyacencias de vecinos. Publicar parámetros en los que dos routers deben acordar convertirse en vecinos. Elegir el router designado (dr) y el router designado de respaldo (bdr) en redes de accesos múltiples, como ethernet y frame relay. • •
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Actualizaciones de estado de enlace de ospf Las actualizaciones de estado de enlace (lsu) son los paquetes utilizados para las actualizaciones de enrutamiento ospf. Un paquete lsu puede incluir diez tipos diferentes de notificaciones de estado de enlace (lsa), como se muestra en la figura. La diferencia entre los términos actualización de estado de enlace (lsu) y notificación de estado de enlace (lsa) en ocasiones puede ser confusa. A veces, dichos términos pueden utilizarse indistintamente. Una lsu incluye una o varias lsa y cualquiera de los dos términos puede usarse para hacer referencia a la información de estado de enlace propagada por los routers ospf. Algoritmo ospf Cada router ospf mantiene una base de datos de estado de enlace que contiene las lsa recibidas por parte de todos los demás routers. Una vez que un router recibió todas las las y creó su base de datos de estado de enlace local, ospf utiliza el algoritmo shortest path first (spf) de dijkstra para crear un árbol spf. El árbol spf luego se utiliza para completar la tabla de enrutamiento ip con las mejores rutas para cada red. Distancia Administrativa La distancia administrativa (ad) es la confiabilidad (o preferencia) del origen de la ruta. Ospf tiene una distancia administrativa predeterminada de 110. Al compararlo con otros protocolos de gateway interiores (igp), se prefiere a ospf con respecto a is-is y rip.
Autenticacion Es aconsejable autenticar la información de enrutamiento transmitida. Ripv2, eigrp, ospf, is-is y bgp pueden configurarse para encriptar y autenticar su información de enrutamiento. Esto garantiza que los routers sólo aceptarán información de enrutamiento de otros routers que estén configurados con la misma contraseña o información de autenticación.
Nota: la autenticación no encripta la tabla de enrutamiento del router. Comando router ospf Ospf se habilita con el comando de configuración global router ospf process-id. El comando process-id es un número entre 1 y 65535 elegido por el administrador de red. El comando process-id es significativo a nivel local, lo que implica que no necesita coincidir con otros routers ospf para establecer adyacencias con dichos vecinos. Esto difiere de eigrp. La id del proceso eigrp o el número de sistema autónomo sí necesita coincidir con dos vecinos eigrp para volverse adyacente.
R1(config)#router ospf 1 R1(config-router)#
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Network: El comando network utilizado con ospf tiene la misma función que cuando se utiliza 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. Wildcard-mask: Al igual que con eigrp, la máscara wildcard puede configurarse en forma inversa a una máscara de subred. Por ejemplo, la interfaz fastethernet 0/0 de r1 se encuentra en la red 172.16.1.16/28. La
máscara de subred para esta interfaz es /28 ó 255.255.255.240. Lo inverso a la máscara de subred es la máscara wildcard. •
Area-id: El área area-id hace referencia al área ospf. Un área ospf es un grupo de routers que comparte la información de estado de enlace. Todos los routers ospf en la misma área deben tener la misma información de estado de enlace en sus bases de datos de estado de enlace. Esto se logra a través de la saturación por parte de los routers de todos los demás routers en el área con sus estados de enlace individuales. En este capítulo, configuraremos todos los routers ospf dentro de un área única.
Verificacion de ospf El comando show ip ospf neighbor puede utilizarse para verificar las relaciones de vecinos ospf y solucionar sus problemas. Este comando muestra el siguiente resultado para cada vecino: • •
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Id de vecino: la id del router vecino. Pri: la prioridad ospf de la interfaz. Esto se analiza en una sección posterior. Estado: el estado ospf de la interfaz. El estado full significa que el router y su vecino poseen bases de datos de estado de enlace de ospf idénticas. Los estados ospf se analizan en ccnp. Tiempo muerto: la cantidad de tiempo restante que el router esperará para recibir un paquete de saludo ospf por parte del vecino antes de declararlo desactivado. Este valor se reestablece cuando la interfaz recibe un paquete de saludo. Dirección: la dirección ip de la interfaz del vecino a la que está conectada directamente el router. Interfaz: la interfaz donde este router formó adyacencia con el vecino. Otros poderosos comandos de resolución de problemas de ospf incluyen: o
o o
Show ip protocols: El comando show ip protocols representa una manera rápida de verificar información de configuración vital de ospf, incluida la id del proceso ospf, la id del router, las redes que el router publica, los vecinos de quienes el router recibe actualizaciones y la distancia administrativa predeterminada, que es de 110 para ospf. Show ip ospf Show ip ospf interface
Metrica del ospf La métrica del ospf se denomina costo. En rfc 2328: "un costo se asocia con el resultado de cada interfaz de router. Dicho costo está configurado por el administrador del sistema. Cuanto más bajo sea el costo, más probabilidad hay de que la interfaz sea utilizada para enviar tráfico de datos."
