Open Shortest Path First OSPF Interarea Cisco

Explica protocolo de enrutamiento de estado de enlace que utiliza el algoritmo de Dijkstra (SPF) para calcular la ruta más corta en una red, operando dentro de un único Sistema Autónomo (AS) y siendo compatible con IPv4 e IPv6 (como OSPFv3). Funciona mediante el intercambio de información de estado de enlace (LSA) para crear un mapa de topología de la red y determinar el camino óptimo, utilizando un modelo jerárquico de áreas para redes grandes y complejas.

1. Enrutamiento Estado de Enlace

2. Introducción A los protocolos de estados de enlaces se le conoce como el “el camino más corto primero” y se desarrollan en torno al algoritmo SPF de Edsger Dijkstra. Dentro de los protocolos de estados de enlaces se pueden destacar los siguientes: 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 distancias equivalentes. Sin embargo, la funcionalidad y configuración básica de los protocolos de enrutamiento de estados de enlaces son casi semejante al los vectores distancias.

3. Protocolo OSPF

4. A continuación se señalan características generales de OSPF: Sin Clase: Utiliza direccionamiento “libre”, lo que lo hace compatible con VLSM y CIDR. Eficiente: Los cambios de enrutamiento generan actualizaciones de enrutamiento (sin actualizaciones periódicas). Se utiliza el algoritmo SPF para elegir el mejor camino. Convergencia Rápida: Se propagan rápidamente los cambios en la red. Escalable: Funciona bien en tamaños de redes grandes y pequeñas. Los routers pueden ser agrupados en áreas para apoyar un sistema jerárquico. Seguro: Soporta autenticación MD5. Cuando se activa, OSPF solo acepta actualizaciones de enrutamiento cifrados con la misma contraseña pre compartida. Características de OSPF

5. Se muestran, los valores de distancia administrativa de todos los protocolos, donde OSPF, tiene un valor normado de 110. Distancia Administrativa

6. Este algoritmo “acumula” costo a lo largo de cada ruta, desde el origen hasta el destino. Si bien al algoritmo de Dijkstra, se le conoce como el primer camino primero, éste es de hecho el objetivo de cada algoritmo de enrutamiento. En la figura, cada ruta se rotula con un valor arbitrario para el costo. El costo de la ruta más corta que R2 envíe paquetes a la LAN conectada a R3 es 23. Observe que este costo no es 27 para que todos los router alcancen la LAN conectada en R3. Cada router determina su propio costo hacia cada destino en la topología. En otros término, cada router determina el algoritmo SPF y determina el costo desde su propia perspectiva. Algoritmo SPF

7. El protocolo OSPF, genera cinco mensajes o paquetes de estado de enlace LSP. A continuación se detallan características de cada uno. Saludo( Hello ): Los paquetes de saludo se utilizan paran establecer y mantener adyacencias con otros routers OSPF. - Son los primeros mensajes que se envían sin ellos no hay adyacencia. - Contienen información como: Router ID, intervalos de Hello / Dead , área, máscara DataBase Description (DBD): Es el paquete de Descripción de Bases de Datos, incluye una lista abreviada de la base de datos de estado de enlace del router emisor, y lo utilizan los routers receptores para comparar con la base de dato de enlace local. - Cuando dos routers se hacen vecinos, intercambian DBD para comparar qué información de la topología tiene cada uno. Link state Request (LSR): Es la Solicitud de Estado de Enlace, los routers puede luego solicitar información acerca de una entrada en la DBD. - Función: Solicitar información faltante. - Si un router ve en el DBD que su vecino tiene información más actualizada, le manda un LSR para pedir esa LSA Tipos de Mensajes OSPF

8. Link State Update (LSU): Paquetes de Actualización de Estado de Enlace, se utilizan para responder las LSR y para anunciar nueva información. - Función: Enviar la información solicitada ( LSAs ). - Contiene una o varias Link State Advertisements ( LSAs ). - Es la manera en que un router difunde los cambios de topología (ejemplo: un enlace cae o sube). Link State Acknowledgment ( LSAck ) : Acuse de recibo de estado de enlace, se genera cuando se recibe una LSU . - Función: Confirmar la recepción de LSAs - Garantiza confiabilidad → OSPF es un protocolo confiable sobre IP directamente (no usa TCP/UDP).

9. Los mensajes de saludos(HELLO) de OSPF son transmitidos mediante direcciones multicast a través de la dirección 224.0.0.5 en IPv4 y FF02::5 en IPv6 para todos los routers cada: 10 segundos (por defecto en redes multiacceso y redes punto a punto). 30 segundos (por defecto en redes de no acceso broadcast (NBMA), ejemplo). El intervalo muerto es el periodo en el que el router espera recibir un paquete de saludos antes de declarar un vecino abajo. Si el intervalo muerto expira antes de que los routers reciban un paquete de saludo, OSPF elimina ese vecino de su LSDB. El router inunda el LSDB con información sobre el vecino por todas las interfaces habilitadas con OSPF. Cisco utiliza por defecto un valor de 4 veces el tiempo de mensaje de saludo para declarar un vecino abajo. Es decir 40 segundos para redes multiacceso y redes punto a punto y 120 segundos para redes NBMA. Mensajes de OSPF

10. 1. Down State : No hay comunicación OSPF aún. El router no ha recibido ningún paquete Hello en esa interfaz. Punto de inicio de la relación. 2. Init State : El router recibe un paquete Hello de un vecino, pero: Su propio Router ID todavía no aparece listado en ese Hello . Es decir, el vecino me “saluda”, pero aún no me reconoce como vecino válido. 3. 2-Way State : El router ya recibe un Hello con su Router ID incluido.Se establece una vecindad bidireccional (ambos se reconocen).En redes multiacceso (Ethernet, Frame Relay , etc.):Aquí se eligen el DR ( Designated Router ) y BDR ( Backup DR).En redes punto a punto, normalmente avanzan directo al siguiente estado. 4. ExStart State : Los routers eligen quién será el maestro y quién el esclavo para el intercambio de bases de datos.El maestro inicia la numeración de los paquetes DD ( Database Description ).Todavía no se intercambia información real, solo se negocia. 5. Exchange State : Los routers intercambian Database Description Packets (DD packets ).Se envía un resumen de las LSAs (Link State Advertisements ) que cada uno conoce.No se envía la info completa todavía, solo la tabla de contenido. 6. Loading State : Ahora sí se piden los LSAs completos que faltan:Se envían LSR (Link State Request ) para solicitar la información faltante.El vecino responde con LSU (Link State Update ).Se confirman con LSAck (Link State Acknowledgement ). 7. Full State : La base de datos de LSAs está completamente sincronizada entre vecinos.El router puede calcular su SPF (Dijkstra) y formar la tabla de enrutamiento OSPF.✅ Este es el estado final esperado. Estados OSPF

11. Recordando Configuración de OSPF para IPv4/IPv6

12. Si comparamos ambos protocolos para su uso en ambos protocolos IP, existen varias diferencias, en la forma en que usan el protocolo de enrutamiento, la dirección de multicast , y también la manera de ejecutar el protocolo y hacer publicar las redes directamente conectadas cuando se utiliza este protocolo de enrutamiento en una red de datos. A continuación, se muestra con las diferencias entre OSPFv2 y OPSFv3. Diferencias OSPF para IPv4 e IPv6

13. Luego de ingresar el comando para acceder a la configuración de OSPF, es necesario publicar las redes directamente conectada, solo se ocupa el área 0. Para publicar redes de OSPF se pueden realizar, de 3 maneras, la primera, es colocando la dirección de red con máscara, la segunda es publicar la dirección IP directamente conectada, y la tercera, publicando directamente dirección de red y máscara asociada. Configuración de OSPF para IPv4

14. Para la configuración correcta se señalarán una serie de pasos que permitirán ejecutar OSPFv3 de manera correcta: Habilite IPv6 con el comando ipv6 unicast-routing Configure dirección de Link-Local (opcional). Configure un ID para OSPF. Para este caso se utiliza el comando router ID, con una dirección IPv4. Para configurar router ID es con el comando router-id De manera opcional puede especificar y ajustar el uso del ancho de banda. ➢ Habilitar el protocolo OSPFv3 a través del comando ipv6 ospf área. Configuración de OSPF para IPv6

15. Al igual que en RIPv2, para cuando se utiliza OSPF, o más bien, cuando se utiliza cualquier protocolo de enrutamiento es necesario la configuración de rutas pasivas, ya que al aplicarlas traen los siguientes beneficios: Ahorro de uso de CPU y de Memoria del Router, especialmente a enlaces donde no hay equipos capaces de entender estos mensajes de actualización. Optimizar el BW de los enlaces para no malgastar dicho recurso en mensajes. Por motivos de seguridad, ya que si los mensajes llegan a un host, algún usuario malintencionado podría crear un router emulado en un PC, creando una ruta falsa, pudiendo hacer caer la red completa si es capaz de obtener datos del protocolo de enrutamiento. Configuración de Rutas Pasivas IPv4

16. Al igual que los protocolo anteriormente vistos, el uso de rutas pasivas es necesario aplicar, ya que el objetivo del comando es suprimir las actualizaciones de enrutamiento al exterior de una interfaz. En el caso de OSPFv3, evita que la actualización y los mensajes LSA se envíen entre redes LAN. Las redes seguirán siendo anunciadas a los vecinos, pero no se reenviarán las actualizaciones de enrutamiento y los mensajes LSA que utiliza el protocolo. Configuración de Rutas Pasivas IPv6

17. La ID del router OSPF se utiliza para identificar en forma exclusiva cada router en el dominio de enrutamiento OSPF. La ID del un router es simplemente una dirección IP. La ID se obtiene de 3 criterios: Utilizar la dirección IP configurada en el comando router-id de OSPF. Si router-id no está configurado, el router elige la IP más alta de cualquiera de sus interfaces loopback . Si no hay ninguna interfaz loopback configurada, el router elige la dirección IP activa más alta de cualquiera de sus interfaces físicas. Características del ID del Router

18. A continuación, se muestra configurar el ID de router en OSPF para IPv4 e IPv6. Configuración de ID de Router

19. El comando show ip ospf neighbor (IPv4) o show ipv6 ospf neighbor (IPv6) puede utilizarse para verificar las relaciones de vecinos OSPF y solucionar sus problemas. Se detallan cada campo: ID de Vecino: ID del router vecino. Pri : Prioridad OSPF de la interfaz. Estado: El estado OSPF de la interfaz. FULL significa que el router y su vecino poseen bases de datos de estado de enlace OSPF idénticas. Tiempo Muerto: La cantidad de tiempo restante que el router esperará para recibir un paquete de salud OSPF por parte del vecino antes de declararlo desactivado. Dirección: La dirección IP de la interfaz del vecino a la que está conectada directamente el router. Interfaz: La interfaz donde el router formó adyacencia con el vecino. Verificación de OSPF

20. OSPF, al igual que el resto de los protocolos, necesitan aplicar redistribución para que la topología, o red tenga acceso a Internet. A continuación se muestra como configurar la redistribución en router de borde. Es importante que una ruta OSPF normal queda expresada como ruta “O”,, y una ruta redistribuida por algún protocolo de enrutamiento estático se expresa como “O*E2” Redistribución en OSPF para IPv4

21. En OSPFv3 también se debe realizar el proceso de redistribución entre protocolos, para tener salida a Internet, o inyectar rutas de otros protocolos de enrutamiento dentro de OSPF. Para aquellos se aplican los siguientes comandos que se muestra a continuación. Además, es importante que una ruta OSPF normal queda expresada como ruta “O”,, y una ruta redistribuida por algún protocolo de enrutamiento estático se expresa como “OE2” Redistribución en OSPF para IPv6

22. La métrica en OSPF se le denomina costo. 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 que la interfaz sea utilizada para el tráfico de datos. El IOS de Cisco utiliza los anchos de bandas acumulados de las interfaces de salida desde el router haya la red de destino como valor del costo. Métrica en OSPF

23. El costo de una ruta OSPF es el valor acumulado desde un router hasta la red de destino. En el ejemplo de a continuación se muestra la tabla de enrutamiento en R1 en donde muestra un costo de 65 para alcanzar la red 10.10.10.0/24 en R2. Métrica en OSPF

24. Cuando la interfaz serial no está funcionando realmente a la velocidad predeterminada de T1, la interfaz requiere una modificación manual. Ambos lados del enlace deben configurarse para tener el mismo valor. A continuación se muestra como modificar el costo en base al bandwidth o también el ip ospf cost . Modificación del Costo

25. OSPF en Redes de Acceso Múltiple

26. Redes de Acceso Múltiple Una red de acceso múltiples es una red con más de dos dispositivos en los mismos medios compartidos. Una red LAN es un ejemplo de una red también conocida de otra manera como “ red broadcast de acceso múltiple ”, ya que todos los dispositivos de la red ven todas las tramas. Son redes de acceso múltiples ya que puede haber gran cantidad de host, impresoras, routers y demás dispositivos que formen parte de la misma red.

27. Problemas Redes Las redes de acceso múltiple pueden crear dos desafíos para OSPF en relación con la saturación de mensajes LSA: Creación de adyacencias múltiples, una adyacencia para cada par de router. Saturación extensa de mensajes LSA (Notificación de Estado de Enlace). Por lo anterior, la creación de una adyacencia entre cada par de router en una red, creará una cantidad innecesaria de adyacencias, por lo cual, una gran cantidad de LSA.

28. DR y BDR La solución al problema planteado anteriormente, es la utilización de un Router Designado (DR) el cual permite que represente el punto de recolección y distribución de los mensajes LSA enviadas y recibidas. Por otra parte, también se elige un Router Designado de Respaldo (BDR) en caso que falle el router designado. Todos los demás routers pasan a llamarse DRothers (esto indica un router que no es DR ni BDR), recordar que esto si tenemos una red de acceso múltiple.

29. Elección de DR/BDR A continuación, se muestra como se eligen los router DR/BDR, se aplican los siguientes criterios: DR: Router con la prioridad más alta de interfaz OSPF. BDR: Router con la segunda prioridad más alta de interfaz OSPF. Si las prioridades de la interfaz OSPF son iguales, las ID del router más alta se utiliza para desempatar.

30. Modificar Prioridad en OSPF Debido a que DR se convierte en el punto central de recolección y distribución de la LSA, es importante que este router tenga suficiente capacidad de memoria y CPU para cumplir con la responsabilidad. En vez de confiar en la ID del router para decidir cuales routers se eligirán como DR y BDR, es mejor controlar la elección de dichos routers con el comando ip ospf priority . Los valores oscilan entre 0 y 255. A continuación, se muestra como cambiar la prioridad en una interfaz de un router OSPF (el que está conectado en la red de acceso múltiple) y de que manera “forzar” el nuevo valor.

31. Verificación Intervalos de OSPF Los intervalos de saludo y muerto de OSPF pueden configurarse por interfaz. Los intervalos de OSPF deben coincidir, de lo contrario, no se crea una adyacencia de vecino.

32. Modificación Intervalo OSPFv2 Quizá se deseen cambiar los temporizadores de OSPF para que los routers detecten fallas en las redes en menos tiempo. Esto incrementa el tráfico, pero a veces la necesidad de convergencia rápida es más importante que el tráfico adicional que genera. Nota: los intervalos de saludo y muerto predeterminados se basan en prácticas recomendadas y solo deben alterarse en situaciones excepcionales.

33. Modificación Intervalo OSPFv3 Al igual que en OSPFv2, los intervalos de OSPFv3 también pueden ajustarse. Los intervalos de saludo y muerto de OSPFv3 pueden modificarse manualmente mediante los siguientes comandos del modo de configuración de interfaz.

34. Resumen

35. En esta clase se conocieron las características de los protocolos Estado de Enlace en redes de acceso múltiple. Se lograron conocer las características del protocolo OSPFv2 y OSPFv3 en redes de acceso múltiple. Conocieron la configuración del protocolo OSPFv2 y OSPFv3 en redes de acceso múltiple. Se mostró como distribuir rutas estáticas dentro de los protocolos OSPFv2 y OSPFv3 para área única. Resumen

36. Preguntas