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Abrir primero el camino más corto

Open Shortest Path First ( OSPF ) es un protocolo de enrutamiento para redes de Protocolo de Internet (IP). Utiliza un algoritmo de enrutamiento de estado de enlace (LSR) y pertenece al grupo de protocolos de puerta de enlace interior (IGP), que funcionan dentro de un único sistema autónomo (AS).

OSPF recopila información sobre el estado del enlace de los enrutadores disponibles y construye un mapa de topología de la red. La topología se presenta como una tabla de enrutamiento a la capa de Internet para enrutar los paquetes por su dirección IP de destino . OSPF admite redes de protocolo de Internet versión 4 (IPv4) e protocolo de Internet versión 6 (IPv6) y se usa ampliamente en redes empresariales de gran tamaño . IS-IS , otro protocolo basado en LSR, es más común en redes de proveedores de servicios de gran tamaño .

La versión 2 de OSPF, diseñada originalmente en la década de 1980, se define en RFC 2328 (1998). [1] Las actualizaciones para IPv6 se especifican como versión 3 de OSPF en RFC 5340 (2008). [2] OSPF admite el modelo de direccionamiento de enrutamiento entre dominios sin clases (CIDR).

Conceptos

OSPF es un protocolo de puerta de enlace interior (IGP) para enrutar paquetes de protocolo de Internet (IP) dentro de un único dominio de enrutamiento, como un sistema autónomo . Reúne información sobre el estado del enlace de los enrutadores disponibles y construye un mapa de topología de la red. La topología se presenta como una tabla de enrutamiento a la capa de Internet , que enruta los paquetes basándose únicamente en su dirección IP de destino .

OSPF detecta cambios en la topología, como fallas de enlace, y converge en una nueva estructura de enrutamiento sin bucles en cuestión de segundos. [3] Calcula el árbol de ruta más corta para cada ruta utilizando un método basado en el algoritmo de Dijkstra . Las políticas de enrutamiento OSPF para construir una tabla de rutas se rigen por métricas de enlace asociadas con cada interfaz de enrutamiento. Los factores de costo pueden ser la distancia de un enrutador ( tiempo de ida y vuelta ), el rendimiento de datos de un enlace o la disponibilidad y confiabilidad del enlace, expresados ​​como números simples sin unidades. Esto proporciona un proceso dinámico de equilibrio de carga de tráfico entre rutas de igual costo.

OSPF divide la red en áreas de enrutamiento para simplificar la administración y optimizar el tráfico y la utilización de recursos. Las áreas se identifican mediante números de 32 bits, expresados ​​simplemente en decimal o, a menudo, en la misma notación decimal con punto basada en octetos que se utiliza para las direcciones IPv4. Por convención, el área 0 (cero) o 0.0.0.0 representa el área central o troncal de una red OSPF. Si bien las identificaciones de otras áreas se pueden elegir a voluntad, los administradores a menudo seleccionan la dirección IP de un enrutador principal en un área como identificador de área. Cada área adicional debe tener una conexión con el área troncal OSPF. Dichas conexiones se mantienen mediante un enrutador de interconexión, conocido como enrutador de borde de área (ABR). Un ABR mantiene bases de datos de estado de enlace independientes para cada área a la que presta servicio y mantiene rutas resumidas para todas las áreas de la red.

OSPF se ejecuta sobre IPv4 e IPv6, pero no utiliza un protocolo de transporte como UDP o TCP . Encapsula sus datos directamente en paquetes IP con el número de protocolo 89. Esto contrasta con otros protocolos de enrutamiento, como el Protocolo de información de enrutamiento (RIP) y el Protocolo de puerta de enlace de borde (BGP). OSPF implementa sus propias funciones de detección y corrección de errores de transporte. OSPF también utiliza direccionamiento de multidifusión para distribuir información de ruta dentro de un dominio de difusión. Reserva las direcciones de multidifusión 224.0.0.5 (IPv4) y ff02::5 (IPv6) para todos los enrutadores SPF/de estado de enlace (AllSPFRouters) y 224.0.0.6 (IPv4) y ff02::6 (IPv6) para todos los enrutadores designados (AllDRouters). [1] : 185  [2] : 57  Para redes que no son de difusión, las disposiciones especiales para la configuración facilitan el descubrimiento de vecinos. [1] Los paquetes IP de multidifusión OSPF nunca atraviesan enrutadores IP, nunca viajan más de un salto. Por lo tanto, el protocolo puede considerarse un protocolo de capa de enlace, pero a menudo también se atribuye a la capa de aplicación en el modelo TCP/IP. Tiene una característica de enlace virtual que se puede utilizar para crear un túnel de adyacencia a través de múltiples saltos. OSPF sobre IPv4 puede operar de forma segura entre enrutadores, utilizando opcionalmente una variedad de métodos de autenticación para permitir que solo los enrutadores confiables participen en el enrutamiento. OSPFv3 (IPv6) se basa en la seguridad del protocolo IPv6 estándar ( IPsec ) y no tiene métodos de autenticación internos.

Para enrutar el tráfico de multidifusión IP , OSPF admite el protocolo Multicast Open Shortest Path First (MOSPF). [4] Cisco no incluye MOSPF en sus implementaciones de OSPF. [5] El protocolo de multidifusión independiente del protocolo (PIM) junto con OSPF u otros IGP se implementa ampliamente.

La versión 3 de OSPF introduce modificaciones en la implementación del protocolo IPv4. [2] A excepción de los enlaces virtuales, todos los intercambios vecinos utilizan exclusivamente el direccionamiento local de enlace IPv6. El protocolo IPv6 se ejecuta por enlace, en lugar de basarse en la subred . Se ha eliminado toda la información del prefijo IP de los anuncios de estado de enlace y del paquete de descubrimiento de saludo , lo que hace que OSPFv3 sea esencialmente independiente del protocolo. A pesar de la ampliación del direccionamiento IP a 128 bits en IPv6, las identificaciones de área y enrutador aún se basan en números de 32 bits.

Relaciones de enrutadores

OSPF admite redes complejas con múltiples enrutadores, incluidos enrutadores de respaldo, para equilibrar la carga de tráfico en múltiples enlaces a otras subredes. Los enrutadores vecinos en el mismo dominio de difusión o en cada extremo de un enlace punto a punto se comunican entre sí a través del protocolo OSPF. Los enrutadores forman adyacencias cuando se detectan entre sí. Esta detección se inicia cuando un enrutador se identifica a sí mismo en un paquete de protocolo de saludo . Tras el reconocimiento, se establece un estado bidireccional y la relación más básica. Los enrutadores en una red Ethernet o Frame Relay seleccionan un enrutador designado (DR) y un enrutador designado de respaldo (BDR) que actúan como un concentrador para reducir el tráfico entre enrutadores. OSPF utiliza modos de transmisión tanto de unidifusión como de multidifusión para enviar paquetes de "saludo" y actualizaciones de estado de enlace.

Como protocolo de enrutamiento de estado de enlace, OSPF establece y mantiene relaciones de vecindad para intercambiar actualizaciones de enrutamiento con otros enrutadores. La tabla de relaciones de vecindad se denomina base de datos de adyacencia . Dos enrutadores OSPF son vecinos si son miembros de la misma subred y comparten el mismo ID de área, máscara de subred, temporizadores y autenticación. En esencia, la vecindad OSPF es una relación entre dos enrutadores que les permite verse y entenderse entre sí, pero nada más. Los vecinos OSPF no intercambian ninguna información de enrutamiento; los únicos paquetes que intercambian son paquetes de saludo. Las adyacencias OSPF se forman entre vecinos seleccionados y les permiten intercambiar información de enrutamiento. Dos enrutadores primero deben ser vecinos y solo entonces pueden volverse adyacentes. Dos enrutadores se vuelven adyacentes si al menos uno de ellos es un enrutador designado o un enrutador designado de respaldo (en redes de tipo multiacceso), o están interconectados por un tipo de red punto a punto o punto a multipunto. Para formar una relación de vecindad entre ellos, las interfaces utilizadas para formar la relación deben estar en la misma área OSPF. Si bien una interfaz puede configurarse para pertenecer a varias áreas, esto no suele hacerse. Cuando se configura en una segunda área, una interfaz debe configurarse como interfaz secundaria.

Modos de funcionamiento

El OSPF puede tener diferentes modos de operación en las siguientes configuraciones en una interfaz o red:

Conexiones indirectas

Enlace virtual Los enlaces virtuales, los túneles y los enlaces simulados son una forma de conexión que pasa por el motor de enrutamiento y no es una conexión directa al host remoto.

Máquina de estados de adyacencia

Cada enrutador OSPF dentro de una red se comunica con otros enrutadores vecinos en cada interfaz de conexión para establecer los estados de todas las adyacencias. Cada una de estas secuencias de comunicación es una conversación separada identificada por el par de identificadores de enrutador de los vecinos que se comunican. RFC 2328 especifica el protocolo para iniciar estas conversaciones ( Protocolo Hello ) y para establecer adyacencias completas ( paquetes de descripción de base de datos , paquetes de solicitud de estado de enlace ). Durante su curso, cada conversación de enrutador pasa por un máximo de ocho condiciones definidas por una máquina de estados: [1] [11]

Cambios en los estados vecinos

Cambios en los estados vecinos (Protocolo Hello)
  1. Abajo: El estado abajo representa el estado inicial de una conversación cuando no se ha intercambiado ni retenido información entre enrutadores con el protocolo Hello.
  2. Intento: el estado de intento es similar al estado inactivo , excepto que un enrutador está en proceso de intentar establecer una conversación con otro enrutador, pero solo se usa en redes de acceso múltiple que no son de difusión (NBMA).
  3. Init: el estado init indica que se ha recibido un paquete de saludo de un vecino, pero el enrutador no ha establecido una conversación bidireccional.
  4. Bidireccional: el estado bidireccional indica el establecimiento de una conversación bidireccional entre dos enrutadores. Este estado precede inmediatamente al establecimiento de la adyacencia. Este es el estado más bajo de un enrutador que puede considerarse un DR.

Intercambio de bases de datos

Cambios de estado vecino (intercambio de bases de datos)
  1. Inicio de intercambio (exstart): El estado exstart es el primer paso de adyacencia de dos enrutadores.
  2. Intercambio: en el estado de intercambio , un enrutador envía la información de su base de datos de estado de enlace al vecino adyacente. En este estado, un enrutador puede intercambiar todos los paquetes del protocolo de enrutamiento OSPF.
  3. Cargando: en el estado de carga , un enrutador solicita los anuncios de estado de enlace (LSA) más recientes de su vecino descubiertos en el estado anterior.
  4. Completo: el estado completo concluye la conversación cuando los enrutadores están completamente adyacentes y el estado aparece en todos los LSA de enrutadores y redes. Las bases de datos de estado de enlace de los vecinos están completamente sincronizadas.

Redes de transmisión

En redes de acceso múltiple de difusión, la adyacencia de vecinos se forma dinámicamente mediante paquetes de saludo de multidifusión a 224.0.0.5 .

IP 192.0.2.1 > 224.0.0.5: OSPFv2, holaIP 192.0.2.2 > 224.0.0.5: OSPFv2, holaIP 192.0.2.1 > 192.0.2.2: OSPFv2, descripción de la base de datosIP 192.0.2.2 > 192.0.2.1: OSPFv2, descripción de la base de datos

Red pasiva

Una red en la que OSPF anuncia la red, pero OSPF no iniciará la adyacencia de vecinos.

Redes que no transmiten

En una red de acceso múltiple sin transmisión (NBMA), se forma una adyacencia vecinal mediante el envío de paquetes de unidifusión a otro enrutador. Una red sin transmisión puede tener más de dos enrutadores, pero no se admite la transmisión.

IP 192.0.2.1 > 192.0.2.2: OSPFv2, holaIP 192.0.2.2 > 192.0.2.1: OSPFv2, holaIP 192.0.2.1 > 192.0.2.2: OSPFv2, descripción de la base de datosIP 192.0.2.2 > 192.0.2.1: OSPFv2, descripción de la base de datos

Ejemplos de redes que no transmiten:


Áreas OSPF

Una red se divide en áreas OSPF que son agrupaciones lógicas de hosts y redes. Un área incluye su enrutador de conexión que tiene una interfaz para cada enlace de red conectado. Cada enrutador mantiene una base de datos de estado de enlace independiente para el área cuya información puede ser resumida hacia el resto de la red por el enrutador de conexión. Por lo tanto, la topología de un área es desconocida fuera del área. Esto reduce el tráfico de enrutamiento entre partes de un sistema autónomo.

OSPF puede manejar miles de enrutadores con una mayor preocupación de alcanzar la capacidad de la tabla de base de información de reenvío (FIB) cuando la red contiene muchas rutas y dispositivos de gama baja. [12] Los enrutadores de gama baja modernos tienen un gigabyte completo de RAM, [13] lo que les permite manejar muchos enrutadores en un área 0. Muchos recursos [14] hacen referencia a guías OSPF de hace más de 20 años donde era impresionante tener 64 MB de RAM.

Las áreas se identifican de forma única con números de 32 bits. Los identificadores de área se escriben comúnmente en la notación decimal con punto, familiar para el direccionamiento IPv4. Sin embargo, no son direcciones IP y pueden duplicar, sin conflicto, cualquier dirección IPv4. Los identificadores de área para implementaciones IPv6 (OSPFv3) también utilizan identificadores de 32 bits escritos en la misma notación. Cuando se omite el formato con puntos, la mayoría de las implementaciones expanden el área 1 al identificador de área 0.0.0.1 , pero se sabe que algunas lo expanden como 1.0.0.0 . [ cita requerida ]

Varios proveedores (Cisco, Allied Telesis, Juniper, Alcatel-Lucent, Huawei, Quagga) implementan áreas totalmente cortas y totalmente cortas NSSA para áreas cortas y no tan cortas. Si bien no están contempladas en los estándares RFC, muchos las consideran características estándar en las implementaciones OSPF.

OSPF define varios tipos de áreas:

Área de la columna vertebral

Ejemplo de red troncal, área 0 con 2 enrutadores, R1 y R2
Ejemplo de red troncal, área 0 con 2 enrutadores, R1 y R2

El área troncal (también conocida como área 0 o área 0.0.0.0 ) forma el núcleo de una red OSPF. Todas las demás áreas están conectadas a ella, ya sea directamente o a través de otros enrutadores. OSPF requiere esto para evitar bucles de enrutamiento . [15] El enrutamiento entre áreas ocurre a través de enrutadores conectados al área troncal y a sus propias áreas asociadas. Es la estructura lógica y física para el 'dominio OSPF' y está conectado a todas las áreas distintas de cero en el dominio OSPF. En OSPF, el término enrutador de límite de sistema autónomo (ASBR) es histórico, en el sentido de que muchos dominios OSPF pueden coexistir en el mismo sistema autónomo visible en Internet, RFC 1996. [16] [17]

Todas las áreas OSPF deben conectarse al área troncal. Sin embargo, esta conexión puede ser a través de un enlace virtual. Por ejemplo, supongamos que el área 0.0.0.1 tiene una conexión física con el área 0.0.0.0. Supongamos además que el área 0.0.0.2 no tiene una conexión directa con la red troncal, pero esta área sí tiene una conexión con el área 0.0.0.1. El área 0.0.0.2 puede utilizar un enlace virtual a través del área de tránsito 0.0.0.1 para llegar a la red troncal. Para ser un área de tránsito, un área debe tener el atributo de tránsito, por lo que no puede ser stubby de ninguna manera.

Área regular

La figura muestra 3 enrutadores con 2 áreas, área 0 y área 122, que comparten un enrutador.
La figura muestra 3 enrutadores con 2 áreas, área 0 y área 122, que comparten un enrutador.

Un área regular es simplemente un área que no es troncal (no nula) y no tiene una característica específica, que genera y recibe LSA resumidas y externas. El área troncal es un tipo especial de área de este tipo.

Área de stub

En los paquetes de saludo, el indicador E no está alto , lo que indica "Enrutamiento externo: no capaz".

Un área de stub es un área que no recibe anuncios de ruta externos al AS y el enrutamiento desde dentro del área se basa completamente en una ruta predeterminada. Un ABR elimina los LSA de tipo 4 y 5 de los enrutadores internos, les envía una ruta predeterminada de 0.0.0.0 y se convierte en una puerta de enlace predeterminada. Esto reduce el tamaño de la LSDB y de la tabla de enrutamiento para los enrutadores internos.

Los proveedores de sistemas han implementado modificaciones al concepto básico de área stub, como el área totalmente stubby (TSA) y el área no tan stubby (NSSA), ambas una extensión de los equipos de enrutamiento de Cisco Systems .

Zona totalmente rechoncha

Un área totalmente stubby es similar a un área stub. Sin embargo, esta área no permite rutas resumidas además de no tener rutas externas , es decir, las rutas entre áreas (IA) no se resumen en áreas totalmente stubby. La única forma de que el tráfico se enrute fuera del área es una ruta predeterminada, que es la única LSA de tipo 3 anunciada en el área. Cuando solo hay una ruta fuera del área, el procesador de rutas debe tomar menos decisiones de enrutamiento, lo que reduce la utilización de los recursos del sistema.

Ocasionalmente, se dice que una TSA solo puede tener un ABR. [18]

Zona no tan rechoncha

En los paquetes de saludo, el indicador N se establece en alto , lo que indica "NSSA: compatible".

Un área no tan corta (NSSA) es un tipo de área corta que puede importar rutas externas del sistema autónomo y enviarlas a otras áreas, pero aún así no puede recibir rutas externas del AS de otras áreas. [19]

NSSA es una extensión de la función de área de stub que permite la inyección de rutas externas de manera limitada en el área de stub. Un estudio de caso simula un NSSA que soluciona el problema del área de stub de no poder importar direcciones externas. Visualiza las siguientes actividades: el ASBR importa direcciones externas con una LSA de tipo 7, el ABR convierte una LSA de tipo 7 en una de tipo 5 y la envía a otras áreas, el ABR actúa como un ASBR para otras áreas. Los ASBR no toman LSA de tipo 5 y luego las convierten en LSA de tipo 7 para el área.

Zona totalmente no tan rechoncha

Además de la funcionalidad estándar de una NSSA, la NSSA totalmente corta es una NSSA que asume los atributos de una TSA, lo que significa que las rutas de resumen de tipo 3 y 4 no se inundan en este tipo de área. También es posible declarar un área tanto totalmente corta como no tan corta, lo que significa que el área recibirá solo la ruta predeterminada del área 0.0.0.0, pero también puede contener un enrutador de límite de sistema autónomo (ASBR) que acepta información de enrutamiento externa y la inyecta en el área local, y desde el área local al área 0.0.0.0.

La redistribución en un área NSSA crea un tipo especial de LSA conocido como tipo 7, que solo puede existir en un área NSSA. Un ASBR NSSA genera este LSA y un enrutador ABR NSSA lo traduce en un LSA de tipo 5, que se propaga al dominio OSPF.

Una subsidiaria recientemente adquirida es un ejemplo de un caso en el que podría ser adecuado que un área sea simultáneamente no tan corta y totalmente corta si el lugar práctico para colocar un ASBR está en el borde de un área totalmente corta. En tal caso, el ASBR envía rutas externas al área totalmente corta y están disponibles para los hablantes de OSPF dentro de esa área. En la implementación de Cisco, las rutas externas se pueden resumir antes de inyectarlas en el área totalmente corta. En general, el ASBR no debería anunciar de forma predeterminada en la TSA-NSSA, aunque esto puede funcionar con un diseño y una operación extremadamente cuidadosos, para los casos especiales limitados en los que tal anuncio tiene sentido.

Al declarar el área totalmente stubby como NSSA, ninguna ruta externa desde la red troncal, excepto la ruta predeterminada, ingresa al área en cuestión. Las rutas externas llegan al área 0.0.0.0 a través de TSA-NSSA, pero ninguna ruta que no sea la ruta predeterminada ingresa a TSA-NSSA. Los enrutadores en TSA-NSSA envían todo el tráfico al ABR, excepto a las rutas anunciadas por ASBR.

Tipos de enrutadores

OSPF define las siguientes categorías superpuestas de enrutadores:

Enrutador interno (IR)
Un enrutador interno tiene todas sus interfaces pertenecientes a la misma área.
Enrutador de borde de área (ABR)
Un enrutador de borde de área es un enrutador que conecta una o más áreas a la red troncal principal. Se lo considera miembro de todas las áreas a las que está conectado. Un ABR mantiene varias instancias de la base de datos de estado de enlace en la memoria, una para cada área a la que está conectado ese enrutador.
Enrutador troncal (BR)
Un enrutador troncal tiene una interfaz con el área troncal. Los enrutadores troncales también pueden ser enrutadores de área, pero no necesariamente.
Enrutador de límites de sistema autónomo (ASBR)
Un enrutador de límite de sistema autónomo es un enrutador que está conectado mediante más de un protocolo de enrutamiento y que intercambia información de enrutamiento con enrutadores de sistemas autónomos. Los ASBR generalmente también ejecutan un protocolo de enrutamiento externo (por ejemplo, BGP ), o usan rutas estáticas, o ambos. Un ASBR se utiliza para distribuir rutas recibidas de otros AS externos a través de su propio sistema autónomo. Un ASBR crea LSA externos para direcciones externas y los inunda a todas las áreas a través de ABR. Los enrutadores en otras áreas usan ABR como próximos saltos para acceder a direcciones externas. Luego, los ABR reenvían paquetes al ASBR que anuncia las direcciones externas.

El tipo de enrutador es un atributo de un proceso OSPF. Un enrutador físico determinado puede tener uno o más procesos OSPF. Por ejemplo, un enrutador que está conectado a más de un área y que recibe rutas de un proceso BGP conectado a otro AS es a la vez un enrutador de borde de área y un enrutador de límite de sistema autónomo.

Cada enrutador tiene un identificador, que se escribe habitualmente en formato decimal con puntos (por ejemplo, 1.2.3.4) de una dirección IP. Este identificador debe establecerse en cada instancia de OSPF. Si no se configura explícitamente, la dirección IP lógica más alta se duplicará como identificador del enrutador. Sin embargo, dado que el identificador del enrutador no es una dirección IP, no tiene que ser parte de ninguna subred enrutable en la red y, a menudo, no lo es para evitar confusiones.

Red no punto a punto

OSPF-tipo 2 Red-LSA figur.drawio
OSPF-tipo 2 Red-LSA figur.drawio

En redes (misma subred) con redes tipo:

Se utiliza un sistema de enrutador designado (DR) y enrutador designado de respaldo (BDR) para reducir el tráfico de red al proporcionar una fuente para las actualizaciones de enrutamiento. Esto se hace mediante direcciones de multidifusión:

El DR y el BDR mantienen una tabla de topología completa de la red y envían las actualizaciones a los demás enrutadores mediante multidifusión. Todos los enrutadores en un segmento de red de acceso múltiple formarán una relación líder/seguidor con el DR y el BDR. Formarán adyacencias solo con el DR y el BDR. Cada vez que un enrutador envía una actualización, la envía al DR y al BDR en la dirección de multidifusión 224.0.0.6 . Luego, el DR enviará la actualización a todos los demás enrutadores en el área, a la dirección de multidifusión 224.0.0.5 . De esta manera, todos los enrutadores no tienen que actualizarse constantemente entre sí y, en cambio, pueden obtener todas sus actualizaciones de una sola fuente. El uso de multidifusión reduce aún más la carga de la red. Los DR y los BDR siempre se configuran/seleccionan en redes de difusión OSPF. Los DR también se pueden elegir en redes NBMA (Non-Broadcast Multi-Access) como Frame Relay o ATM. Los DR o BDR no se eligen en enlaces punto a punto (como una conexión WAN punto a punto) porque los dos enrutadores de cada lado del enlace deben volverse completamente adyacentes y el ancho de banda entre ellos no se puede optimizar más. Los enrutadores DR y no DR evolucionan de relaciones bidireccionales a relaciones de adyacencia total mediante el intercambio de DD, solicitud y actualización.

Enrutador designado

Un enrutador designado (DR) es la interfaz de enrutador elegida entre todos los enrutadores en un segmento de red de acceso múltiple en particular, que generalmente se supone que es de acceso múltiple de difusión. Es posible que se necesiten técnicas especiales, que a menudo dependen del proveedor, para admitir la función DR en medios de acceso múltiple que no sean de difusión (NBMA). Por lo general, es recomendable configurar los circuitos virtuales individuales de una subred NBMA como líneas punto a punto individuales; las técnicas utilizadas dependen de la implementación.

Enrutador designado de respaldo

Un enrutador designado de respaldo (BDR) es un enrutador que se convierte en el enrutador designado si el enrutador designado actual tiene un problema o falla. El BDR es el enrutador OSPF con la segunda prioridad más alta en el momento de la última elección.

Un enrutador determinado puede tener algunas interfaces designadas (DR), otras designadas como respaldo (BDR) y otras no designadas. Si ningún enrutador es un DR o un BDR en una subred determinada, primero se elige el BDR y luego se realiza una segunda elección para el DR. [1] : 75 

DR Otros

Un enrutador que no ha sido seleccionado como enrutador designado (DR) o enrutador designado de respaldo (BDR). El enrutador forma una adyacencia tanto con el enrutador designado (DR) como con el enrutador designado de respaldo (BDR).

Para otros que no son (B)DR, la adyacencia termina en el estado de 2 vías .

Elección de enrutador designado

El DR se elige con base en los siguientes criterios predeterminados:

Flujo de actualización de ruta

CuandoDRtiene actualización de enrutamiento

  1. DR envía LSU a 224.0.0.5
  2. BDR envía LSUAck a 224.0.0.5
  3. DR Other envía LSUAck a 224.0.0.6

CuandoBDRtiene actualización de enrutamiento

  1. BDR envía LSU a 224.0.0.5
  2. BDR envía LSUAck a 224.0.0.5
  3. DR Other envía LSUAck a 224.0.0.6

CuandoDR Otrostiene actualización de enrutamiento

  1. DR Otros envía LSU a 224.0.0.6
  2. BDR envía LSA a 224.0.0.5
  3. BDR envía LSUAck a 224.0.0.5
  4. Enrutadores que no son de origen, DR Otros envía LSUAck a 224.0.0.6

Mensajes de protocolo

A diferencia de otros protocolos de enrutamiento, OSPF no transporta datos a través de un protocolo de transporte, como el Protocolo de datagramas de usuario (UDP) o el Protocolo de control de transmisión (TCP). En cambio, OSPF forma datagramas IP directamente y los empaqueta utilizando el número de protocolo 89 para el campo Protocolo IP . OSPF define cinco tipos de mensajes diferentes para varios tipos de comunicación. Se pueden enviar varios paquetes por trama.

OSPF utiliza 5 tipos de paquetes:

Hola paquete

Los mensajes de saludo de OSPF se utilizan como una forma de saludo para permitir que un enrutador descubra otros enrutadores adyacentes en sus enlaces y redes locales. Los mensajes establecen relaciones entre dispositivos vecinos (llamados adyacencias) y comunican parámetros clave sobre cómo se debe utilizar OSPF en el sistema o área autónoma. Durante el funcionamiento normal, los enrutadores envían mensajes de saludo a sus vecinos a intervalos regulares (el intervalo de saludo ); si un enrutador deja de recibir mensajes de saludo de un vecino, después de un período determinado (el intervalo muerto ), el enrutador asumirá que el vecino ha dejado de funcionar.

Descripción de la base de datos (DBD)

Los mensajes de descripción de la base de datos contienen descripciones de la topología del sistema o área autónomos. Transmiten el contenido de la base de datos de estado de enlace (LSDB) del área de un enrutador a otro. Para comunicar una LSDB grande, es posible que sea necesario enviar varios mensajes designando al dispositivo emisor como dispositivo líder y enviando mensajes en secuencia, mientras el seguidor (destinatario de la información de la LSDB) responde con acuses de recibo.

Paquetes de estado de enlace

Solicitud de estado de enlace ( LSR )
Los mensajes de solicitud de estado de enlace son utilizados por un enrutador para solicitar información actualizada sobre una parte de la LSDB a otro enrutador. El mensaje especifica los enlaces para los que el dispositivo solicitante desea información más actualizada.
Actualización del estado del enlace ( LSU )
Los mensajes de actualización de estado de enlace contienen información actualizada sobre el estado de determinados enlaces en la LSDB. Se envían en respuesta a un mensaje de solicitud de estado de enlace y también se transmiten o se multidifunden periódicamente por los enrutadores. Su contenido se utiliza para actualizar la información en las LSDB de los enrutadores que los reciben.
Reconocimiento del estado del enlace ( LSAck )
Los mensajes de reconocimiento de estado de enlace proporcionan confiabilidad al proceso de intercambio de estado de enlace al reconocer explícitamente la recepción de un mensaje de actualización de estado de enlace.

Tipos de áreas OSPF v2 y LSA aceptados

No todos los tipos de áreas utilizan todos los LSA. A continuación se muestra una matriz de los LSA aceptados.

Métricas de enrutamiento

OSPF utiliza el costo de ruta como su métrica de enrutamiento básica, que fue definida por el estándar para no ser equivalente a ningún valor estándar como la velocidad, por lo que el diseñador de red podría elegir una métrica importante para el diseño. En la práctica, se determina comparando la velocidad de la interfaz con un ancho de banda de referencia para el proceso OSPF. El costo se determina dividiendo el ancho de banda de referencia por la velocidad de la interfaz (aunque el costo para cualquier interfaz se puede anular manualmente). Si un ancho de banda de referencia se establece en '10000', entonces un enlace de 10 Gbit/s tendrá un costo de 1. Cualquier velocidad menor a 1 se redondea a 1. [23] Aquí hay una tabla de ejemplo que muestra la métrica de enrutamiento o 'cálculo de costo' en una interfaz.

OSPF es un protocolo de capa 3. Si hay un conmutador de capa 2 entre dos dispositivos que ejecutan OSPF, un lado puede negociar una velocidad diferente a la del otro. Esto puede crear un enrutamiento asimétrico en el enlace (el enrutador 1 al enrutador 2 podría costar '1' y la ruta de retorno podría costar '10'), lo que puede generar consecuencias no deseadas.

Sin embargo, las métricas solo son directamente comparables cuando son del mismo tipo. Se reconocen cuatro tipos de métricas. En orden de preferencia decreciente (por ejemplo, siempre se prefiere una ruta dentro del área a una ruta externa independientemente de la métrica), estos tipos son:

  1. Dentro del área
  2. Interárea
  3. Tipo externo 1, que incluye tanto el costo de la ruta externa como la suma de los costos de la ruta interna al ASBR que anuncia la ruta, [25]
  4. Tipo externo 2, cuyo valor es únicamente el del coste de la ruta externa,

OSPF versión 3

La versión 3 de OSPF introduce modificaciones en la implementación del protocolo IPv4. [2] A pesar de la expansión de direcciones a 128 bits en IPv6, las identificaciones de área y enrutador siguen siendo números de 32 bits.

Cambios de alto nivel

Cambios introducidos en OSPF v3, luego implementados por los proveedores en v2

Cambios en el formato de los paquetes

Cambios en el formato LSA

OSPF sobre VPN MPLS

Un cliente puede utilizar OSPF sobre una VPN MPLS , donde el proveedor de servicios utiliza BGP o RIP como su protocolo de puerta de enlace interior . [8] Cuando se utiliza OSPF sobre una VPN MPLS, la red troncal de la VPN se convierte en parte del área 0 de la red troncal de OSPF. En todas las áreas, se ejecutan copias aisladas del IGP.

Ventajas :

Para lograr esto, se utiliza una redistribución OSPF-BGP modificada. Todas las rutas OSPF conservan el tipo y la métrica de la LSA de origen. [28] [29] Para evitar bucles, el proveedor de servicios establece un bit DN opcional [30] en las LSA del equipo del proveedor para indicar que ya se envió una ruta al equipo del cliente.

Extensiones OSPF

Ingeniería de tráfico

OSPF-TE es una extensión de OSPF que extiende la expresividad para permitir la ingeniería de tráfico y el uso en redes que no sean IP. [31] Al utilizar OSPF-TE, se puede intercambiar más información sobre la topología utilizando LSA opacas que llevan elementos de tipo-longitud-valor . Estas extensiones permiten que OSPF-TE funcione completamente fuera de banda de la red del plano de datos. Esto significa que también se puede utilizar en redes que no sean IP, como las redes ópticas.

OSPF-TE se utiliza en redes GMPLS como un medio para describir la topología sobre la que se pueden establecer rutas GMPLS. GMPLS utiliza su propia configuración de rutas y protocolos de reenvío una vez que tiene el mapa de red completo.

En el Protocolo de reserva de recursos (RSVP), OSPF-TE se utiliza para registrar e inundar las reservas de ancho de banda señalizadas por RSVP para rutas conmutadas por etiquetas dentro de la base de datos de estado de enlace.

Enrutamiento óptico

El RFC  3717 documenta el trabajo en enrutamiento óptico para IP basado en extensiones de OSPF e IS-IS. [32]

Multidifusión abierta: ruta más corta primero

El protocolo MOSPF (Multicast Open Shortest Path First) es una extensión de OSPF que permite el enrutamiento multicast. MOSPF permite que los enrutadores compartan información sobre las membresías de grupos.

Implementaciones notables

Aplicaciones

OSPF es un protocolo de enrutamiento ampliamente implementado que puede hacer converger una red en unos pocos segundos y garantizar rutas sin bucles. Tiene muchas características que permiten la imposición de políticas sobre la propagación de rutas que puede ser apropiado mantener locales, para compartir la carga y para la importación selectiva de rutas. IS-IS, por el contrario, se puede ajustar para una menor sobrecarga en una red estable, el tipo más común en las redes de ISP que en las redes empresariales. Hay algunos accidentes históricos que hicieron que IS-IS fuera el protocolo de enrutamiento preferido por los ISP, pero los ISP de hoy pueden optar por utilizar las características de las implementaciones ahora eficientes de OSPF, [33] después de considerar primero los pros y los contras de IS-IS en entornos de proveedores de servicios. [34]

OSPF puede proporcionar una mejor distribución de carga en enlaces externos que otros IGP. [ cita requerida ] Cuando la ruta predeterminada a un ISP se inyecta en OSPF desde múltiples ASBR como una ruta externa de Tipo I y se especifica el mismo costo externo, otros enrutadores irán al ASBR con el menor costo de ruta desde su ubicación. Esto se puede ajustar aún más ajustando el costo externo. Si la ruta predeterminada de diferentes ISP se inyecta con diferentes costos externos, como una ruta externa de Tipo II, la ruta predeterminada de menor costo se convierte en la salida principal y la de mayor costo se convierte en la única de respaldo.

Véase también

Referencias

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Lectura adicional

Enlaces externos