Guia Quagga

I.

Marco teórico

1. Protocolo de enrutamiento OSPF

El protocolo Open Shortest Path First (OSPF), definido en RFC 2328 , es un Internal Gateway Protocol (IGP) que se usa para distribuir la información de ruteo dentro de un solo sistema autónomo. El protocolo OSPF se desarrolló debido a la necesidad dentro de la comunidad de Internet de introducir un Internal Gateway Protocol (IGP) no patentado de gran funcionalidad para la familia de protocolos TCP/IP. La discusión sobre la creación de un IGP interoperable común para Internet comenzó en 1988 y no se formalizó hasta 1991. En aquel momento el Grupo de trabajo de OSPF pidió que el OSPF se considerara un avance de un borrador de estandarización de Internet. El protocolo OSPF está basado en tecnología de estado de link, la cual es una desviación del algoritmo basado en el vector Bellman-Ford usado en los protocolos de ruteo de Internet tradicionales, como el RIP. OSPF ha introducido conceptos nuevos, como la autenticación de actualizaciones de ruteo, Máscaras de subred de longitud variable (VLSM), resumen de ruta, etc. En una red OSPF, los direccionadores o sistemas de la misma área mantienen una base de datos de enlace-estado idéntica que describe la topología del área. Cada direccionador o sistema del área genera su propia base de datos de enlace-estado a partir de los anuncios de enlace-estado (LSA) que recibe de los demás direccionadores o sistemas de la misma área y de los LSA que él mismo genera. El LSA es un paquete que contiene información sobre los l os vecinos y los costes de cada vía. Basándose en la base de datos de enlace-estado, cada direccionador o sistema calcula un árbol de extensión de vía más corta, siendo él mismo la raíz, utilizando el algoritmo SPF. Las ventajas principales de OSPF son las siguientes:



En comparación comparación con los los protocolos protocolos de direccionamie direccionamiento nto de distanciadistanciavector como el protocolo de información de direccionamiento (RIP), OSPF es más adecuado para servir entre redes heterogéneas heter ogéneas de gran tamaño. OSPF puede recalcular las rutas rut as en muy poco tiempo cuando cambia la topología de la red.



Con OSPF, puede dividir un sistema autónomo (AS) en áreas y mantenerlas separadas para disminuir el tráfico de direccionamiento de OSPF y el tamaño de la base de datos de enlace-estado de cada área.



OSPF proporciona un direccionamiento direccionamient o multivía de coste equivalente. Se pueden añadir rutas duplicadas a la pila TCP utilizando saltos siguientes distintos.

Algoritmo de la Trayectoria más Corta Primero

OSPF usa un algoritmo de trayectoria más corta primero para construir y calcular la trayectoria más corta a todos los destinos conocidos. La trayectoria más corta se calcula con el uso del algoritmo Dijkstra. El algoritm o en sí mismo es muy complicado. La siguiente es una forma simplificada de nivel muy elevado de analizar los diversos pasos del algoritmo: En la inicialización y debido a cualquier cambio en la información de ruteo, un router genera un anuncio de estado de link. Este anuncio representa la colección de todos los estados de link en ese router. Todos los routers intercambian estados de link mediante inundación. Cada router que recibe una actualización de estado de link debe almacenar una copia en su base de datos de estados de link y a continuación propagar la actualización a otros routers. Una vez que la base de datos de cada router está completa, el rout er calcula un árbol de trayectoria trayectori a más corta a todos los destinos. El router utiliza util iza el algoritmo Dijkstra para calcular el árbol de trayectoria más corta. Los destinos, el costo asociado y el salto siguiente para alcanzar dichos destinos forman la tabla de IP Routing. En caso de que no ocurran cambios en la red

OSPF, tales como el costo de un link, o el agregado o elimi nación de una red, OSPF debería permanecer muy tranquila. Cualquier cambio que ocurra se comunica a través de los paquetes de estado de link, y el algoritmo Dijkstra se recalcula para encontrar la trayectoria más corta. El algoritmo coloca cada router en la raíz de un árbol y calcula la trayectoria más corta a cada destino basándose en el costo acumulativo necesario para alcanzar ese destino. Cada router dispondrá de su propia vista de la topología, a pesar de que todos los routers crearán un árbol de trayectoria más corta usando la misma base de datos de estados de link. Las secciones siguientes indican qué comprende la creación de un árbol de trayecto más corto.

Costo o Métrica de OSPF

El costo o métrica de una interfaz en OSPF es una indicación de la sobrecarga requerida para enviar paquetes a través de una interfaz específica. El costo de una interfaz es inversamente proporcional al ancho de banda de dicha interfaz. Un mayor ancho de banda indica un menor costo. El cruce de una línea serial de 56k implica mayores gastos generales (costo mayor) y más retrasos de tiempo que el cruce de una línea Ethernet de 10M. La fórmula que se usa para calcular el costo es: costo = 10000 0000/ancho de banda en bps Por ejemplo, cruzar una línea Ethernet de 10M costará 10 EXP8/10 EXP7 = 10 y cruzar una línea T1 costará 10 EXP8/1544000 = 64.

2. Protocolo de enrutamiento BGP

El protocolo BGP (Border Gateway Protocol) se estableció como un estándar de Internet en 1989 y fue definido originalmente en la RFC 1105, adoptándose como un protocolo para la comunicación entre dominios dentro de la comunicación EGP. La versión actual es la BGP-4, que se adoptó en 1995 y ha sido definida en la RFC 1771. BGP-4 soporta CIDR (Classless Inter Domain Routing) y es el protocolo de enrutamiento que actualmente se usa de forma mayoritaria para encaminar la información entre sistemas autónomos, ya que ha demostrado ser fácilmente escalable, estable y dotado de los mecanismos necesarios para soportar políticas de encaminamiento complicadas. A partir de ahora cuando se nombre al protocolo BGP, se está haciendo mención de la versión BGP-4. BGP continúa desarrollándose a través del trabajo del proceso de los estándares de Internet en el IETF. Como los requisitos del encaminamiento de Internet cambian, el protocolo BGP se extiende para continuar proporcionando mecanismos que controlen la información de encaminamiento y soporten los nuevos requisitos. Por eso, la RFC básica ha sido extendida por varias RFCs posteriores.

El protocolo BGP utiliza el protocolo TCP para establecer una conexión segura entre dos extremos BGP en el puerto 179. Una sesión TCP se establece exactamente entre cada par para cada sesión del BGP. Ninguna información de encaminamiento puede ser intercambiada hasta que se ha establecido la sesión TCP. Esto implica la existencia previa de conectividad IP para cada par de extremos BGP. Para dotarlo de mayor seguridad, se pueden usar firmas MD5 para verificar cada segmento TCP. Se dice que BGP es un protocolo de encaminamiento vectorial, porque almacena la información de encaminamiento como combinación entre el destino y las características de la ruta para alcanzar ese destino. El protocolo utiliza un

proceso de selección determinista de la ruta para seleccionar la mejor dentro de las múltiples rutas factibles, usando las cualidades de la ruta como criterios. Las características como por ejemplo el retardo, la utilización del enlace o el número de saltos no se consideran dentro de este proceso. El proceso de selección de la ruta es la clave para comprender y establecer las políticas del protocolo BGP y se analizarán más adelante. Al igual que la mayoría de los protocolos del tipo IGP, BGP envía solamente una actualización completa del encaminamiento una vez que se establece una sesión BGP, enviando posteriormente sólo cambios incrementales. BGP únicamente recalcula la información de encaminamiento concerniente a estas actualizaciones, no existiendo proceso que actualice toda su información de encaminamiento como los cálculos del SPF en el OSPF o el IS-IS. Aunque la convergencia IGP puede ser más rápida, un IGP no está preparado para soportar el número de las rutas empleadas en el encaminamiento inter dominio. Un IGP también carece de las cualidades de ruta que el BGP lleva, y que son esenciales para seleccionar la mejor ruta y construir políticas de encaminamiento. BGP es el único protocolo adecuado para el uso entre sistemas autónomos, debido a la ayuda inherente que las políticas sobre rutas proporcionan para el encaminamiento. Estas políticas permiten que se acepte o rechace la información de cambio de encaminamiento antes de que se utilice para tomar decisiones de envío. Esta capacidad da a los operadores de red un alto grado de protección contra información de encaminamiento que puede ser no deseada, y así controlar la información de encaminamiento según sus necesidades particulares. BGP opera en dos modos: EBGP e IBGP. EBGP (BGP exterior) se utiliza entre distintos sistemas autónomos, e IBGP (BGP interior) se utiliza entre routers BGP dentro del mismo sistema autónomo.

3. QUAGGA

En palabras simples se puede definir a Quagga como un programa o software de enrutamiento basados en Linux, los tipos de enrutamiento que trae para configurar son los mismos en los router CISCO en incluso los mismos comandos. Una definición más acertada se puede hacer referencia a la siguiente: “Quagga es un conjunto de herramientas que permiten implementar en un sistema Linux los protocolos de enrutamiento OSPF, RIP y BGP, gestionando, para ello, la tabla de enrutamiento del propio núcleo del sistema. Utiliza un manejo y sintaxis parecida a la que usan los routers de CISCO. Es un proyecto paralelo al proyecto original GNU Zebra, del cual se separó. Quagga está compuesto de zebra y OSPF, RIP y/o BGP: •

Proceso Zebra: Es el que modifica la tabla de enrutamiento del núcleo del sistema.

•

Proceso OSPF, RIP y/o BGP: Es el que le indica a Zebra qué modificaciones realizar en la tabla de enrutamiento.

Imagen N° 1 Fuente: (Linkletter, Using open-source routers in GNS3, 2014)

4. Software de Virtualización

Es un tipo de software que te permite virtualizar un hardware y software, el tipo de hardware que estamos virtualizando es un hardware compatible y el sistema operativo que utilizamos es Linux en su distribución miniubuntu. El software que utilizamos para la virtualización es VirtualBox: VirtualBox es el equivalente gratuito de VMware. Con él podrás virtualizar sistemas Windows y Linux, recreando en el sistema virtualizado tu procesador, tarjeta gráfica y demás componentes de tu ordenador. Virtualizando los sistemas operativos, podrás probar toda clase de software de una forma cómoda y sencilla.

II.

Diseño del Proyecto

1. Diseño lógico y especificaciones de la red virtual

Imagen N° 2 Fuente:

2. Configuración de la red virtual

Para la configuración de la red virtual se utilizó el software de simulación de redes GNS3 quedando la configuración de la siguiente manera: -

PC1 Con enrutadores con el protocolo OSPF:

Imagen N° 3 Fuente: Elaboración Propia

-

PC2 Con enrutadores configurados con el protocolo BGP


En ambos casos los equipos R1, R2, R3 Y R4 son máquinas virtuales ejecutando el sistema operativo Linux CORE recomendado para el desarrollo de redes en quagga. (Linkletter, Using open-source routers in GNS3, 2014). 3. Instalación de enrutadores

La instalación de los enrutadores Linux Core Layer 3 switch with Quagga 0.99.22.4 and Openvswitch 1.11.0 se hizo de la siguiente manera para los 4 enrutadores del equipo 1:


-

Cambio de Icono en GNS3


La instalación de los enrutadores Linux Core Layer 3 switch with Quagga 0.99.22.4 and Openvswitch 1.11.0 se hizo de la siguiente manera para los 4 enrutadores del equipo 2:





4. Configuración de Enrutadores Direcciones IP PC1 ETH0

ETH1

ETH2

R1

7.0.0.1/30

7.0.0.9/30

7.0.0.30/30

R2

5.0.0.2/8

7.0.0.21/30

7.0.0.14/30

R3

7.0.0.5/30

7.0.0.10/30

7.0.0.17/30

R4

15.0.0.2/8

7.0.0.20/30

7.0.0.16/30

Direcciones IP PC2 ETH0

ETH1

ETH2

R1

200.30.26.1/27

200.30.26.65/27

200.30.26.97/27

R2

200.30.26.33/27

200.30.26.66/27

200.30.26.129/27

R3

5.0.0.1/8

200.30.26.161/27

200.30.26.98/27

R4

15.0.0.1/8

200.30.26.162/27

200.30.26.130/27

Configuración de enrutadores PC1 (OSPF) -R1


-R2


-R3


-R4


-

PC 1


-

PC2


Configuración de enrutadores Equipo 2 (BGP) -R1


-R2


-R3


-R4


-

PC 1


-

PC 2


5. Configuración de la distribución de rutas

La configuración para la distribución de rutas se hizo de la siguiente manera: Equipo 1 (OSPF) -R1


-R2


-R3


-R4


Equipo 2 (BGP) -R1


-R2


-R3


-R4


6. Pruebas de conectividad De Equipo 1 a Equipo 2

-

De PC1 a PC3 Prueba de Ping y Traceroute


-

De PC 2 A PC4 Prueba de PING y Traceroute


De Equipo 2 a Equipo 1

-

De PC3 a PC1 Prueba de Ping


-

Prueba de Traceroute


-

De PC4 A PC2

-

Prueba de Ping


-

Prueba de Traceroute


CISCO. (2006). Support Open Shortest Path First (OSPF). Linkletter, B. (14 de Enero de 2014). Open-Source Routing and Network Simulation . Obtenido de Set Up GNS3 with Open-Source Routers: http://www.brianlinkletter.com/set-up-gns3with-open-source-routers/ Linkletter, B. (25 de Enero de 2014). Open-Source Routing and Network Simulation . Obtenido de Using open-source routers in GNS3: http://www.brianlinkletter.com/using-open-sourcerouters-in-gns3/ TELDAT, R. (2005). Protocolo BGP. TELDAT, R. (2005). Protocolo OSPF.

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