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HCIA Routing and Switching Ruteo de Estado de Enlace Introducción a OSPF

Última respuesta mzo. 11, 2021 15:51:35 256 1 2 0 1

Estimados, Bienvenidos una vez más.

Seguimos con el tema de ruteo, ahora nos toca exponer una breve introducción a OSPF y, de forma implícita, es nuestro primer acercamiento a los protocolos de enrutamiento dinámicos.

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RUTEO DE ESTADO DE ENLACE: UNA INTRODUCCIÓN A OSPF

Open Shortest Path First (OSPF)

 

·        Las ventajas que destacan de OSPF son:

Ø Tráfico Mínimo de Ruteo

Ø Convergencia Rápida

Ø Escalable

Ø Métricas de Ruteo Precisas

 

En la imagen, un escenario donde se implementa OSPF:

                                             

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OSPF es considerado un protocolo de estado de enlace, es capaz de detectar de manera rápida los cambios que se sufran en la topología de la red dentro de un sistema autónomo y establece rutas libres de bucles, y todo durante corte período de tiempo, con el mínimo de encabezados adicionales para la comunicación para negociar con su vecino el cambio de la topología que se presente.

 

OSPF también trata con problemas de escalabilidad, que ocurren cuando la comunicación entre un gran número de dispositivos de capa 3 crece. La administración se lleva a cabo a través del uso de áreas, las cuales limitan el perímetro/sección que tienen los dispositivos de capa 3 para comunicarse entre ellos, es decir, de manera un tanto similar a lo que hacen las VLAN, se crean grupos que se pueden aislar entre ellos.

 

OSPF es capaz de trabajar en conjunto con otros protocolos, tales como MPLS, que provee escalabilidad de la red incluso sobre áreas geográficamente dispersas.

 

En términos que se refieren a encontrar el mejor camino, OSPF provee rutas de ruteo bastas que proveen mayor precisión que las rutas que aplican los protocolos tales como RIP para asegurar que las rutas son óptimas, con base no solo en la distancia, sino también en la velocidad del enlace.

 

 

Comportamiento de la Convergencia de OSPF

La convergencia de OSFP requiere que cada ruteador que esté corriendo OSPF de manera activa, tenga conocimiento del estado de todas las interfaces y las adyacencias (las relaciones entre los ruteadores a los que están conectados), con el objetivo de establecer el mejor camino para cada red. De manera inicial, esto está formado a través del proceso de inundación de los LSAs (Link State Advertisements/ Anuncios de Estado de Enlace), las cuales son unidades de datos que contienen información como las redes conocidas y los estados de enlace de cada interfaz dentro del dominio de ruteo.

 

Cada ruteador utilizará la LSA recibida para construir una base de Datos de Estado de Enlace (Link State Data Base/ Base de Datos de Estado de Enlace) que precede a los fundamentos para establecer un diagrama de árbol para encontrar el camino más corto (Shortest Path Tree) para cada red y las rutas de las cuales son incorporadas a la red hacia la tabla de ruteo IP.

 

Ya que has leído el Comportamiento de la Convergencia de OSPF, analiza la imagen:

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El Router ID

·        El Router ID es un valor con una longitud de 32-bit usado para identificar cada ruteador que esté corriendo el protocolo OSPF

 

La imagen muestra a tres ruteadores interconectados, donde cada uno muestra su Router ID:

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Este valor identifica de manera única al ruteador entre un Sistema Autónomo. El Router ID se puede asignar de manera manual o se autoconfigura, tomando como valor una de las direcciones configuradas en las interfaces. Si existen interfaces lógicas (loopback) configurada, el Router ID se basará en la dirección más alta de entre las interfaces lógicas. Es decir, se prefieren las direcciones configuradas en las interfaces, lógicas antes que las configuradas en las interfaces físicas

 

De no existir interfaces lógicas configuradas, el ruteador usará la dirección IP más alta que esté configurada en las interfaces físicas del ruteador.

 

Cualquier ruteador que esté ejecutando OSPF se puede reiniciar usando la característica graceful restart para renovar el router ID, y para esto, debe tener otro router ID configurado.

 

Es recomendado que el Router ID se configure de manera manual, esto con la intención de evitar cambios inesperados en el router ID en el evento en que cambie la dirección de la interfaz (lo cual puede suceder con más frecuencia en caso de que se seleccione de manera automática, tomado de una Interfaz Física).

 

 

Tipos de Redes Soportadas Por OSPF

·        Las redes basadas en Ethernet adoptan por defecto el tipo de red Broadcast, por defecto.

 

 

OSPF soporta varios tipos de redes, y en cada caso aplicará un comportamiento diferente en términos que se refieren al cómo se forman las relaciones entre los vecinos y sobre el cómo se facilitan las comunicaciones.

 

Ethernet representa un tipo de red broadcast que involucra múltiples ruteadores conectados al mismo segmento de red. Uno de los primeros inconvenientes que se encara yace en cómo se llevan a cabo las comunicaciones entre las vecindades de los ruteadores, con el objetivo de minimizar el encabezado del ruteo sobre OSPF. Si se establece una red Ethernet, se aplicará de manera automática el tipo de red broadcast.

 

Esquema que representa una conexión entre ruteadores, usando interfaces Ethernet:

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Por otra parte, tenemos las conexiones que se construyen sobre tecnología serial, como PPP y HDLC, las cuales por defecto entran en el tipo de red conocido como Red Punto a punto.

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Cuando dos ruteadores establecen una topología punto a punto, el tipo de red aplicada variará dependiendo del medio y la tecnología de capa de red aplicada. Como se mencionó, el uso de un medio Ethernet resultará en que se aplique el tipo de red Broadcast dentro de una red que converge en OSPF.

 

 

 

Ahora, un tercer tipo de red: Non-Broadcast Multi-Access (Red No Broadcast de Acceso Múltiple/ NBMA).

 

·        ATM y Frame Relay, por defecto, OSPF les asigna el tipo de red NBMA.

 

En la imagen, se presenta la imagen donde se presenta una red ATM y otra red Frame Relay:

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OSPF puede operar sobre redes del tipo múltiple acceso que no soportan broadcast. Como ejemplo tenemos a las ya citadas, Frame Relay y ATM, que, habitualmente, utilizan tecnologías dl tipo Hub and Spoke; estas tecnologías tienen como núcleo el utilizar circuitos virtuales con el objetivo de asegurar la comunicación.

 

Para este tipo de protocolos, OSPF puede asignar dos tipos de ambientes:

El primero es NBMA que simula una red broadcast y por consiguiente requiere que cada interfaz vecina sea parte del mismo segmento de red. A diferencia de una red broadcast, NBMA reenvía los paquetes OSPF como UNICAST, de este modo, se requiere que se generen múltiples instancias del mismo paquete para cada destino.

 

También se puede aplicar el tipo de red Punto a Punto como tipo de red para cada interfaz, en cuyo caso se aplica un tipo de comportamiento punto a punto, de este modo cada vecino debe estar asociado con diferentes segmentos de red. Los ruteadores designados están asociados con las redes broadcast, y por consiguiente se implementan por redes NMBA.

 

Lo aún más importante es el posicionamiento del Ruteador Designado (Designated Router) el cual debe ser asignado un nodo tipo Hub dentro de la arquitectura Hub and Spoke para asegurar que todos los nodos pueden comunicarse con el DR.



Ruteador Designado y Ruteador Designado de Respaldo (DR y BDR)

·        Los ruteadores designados limitan el número de adyacencias necesarias en las redes broadcast.

 

Con la intención de direccionar y optimizar la comunicación de OSPF sobre las redes broadcast, OSPF implementa un Router Designado que actúa como punto central de la comunicación para todos los otros ruteadores asociados con una red broadcast en al menos una interfaz. En una teórica red del tipo broadcast que no aplica un DR, se entiende que la comunicación sigue una fórmula n(n-1)2, donde n representa el número de las interfaces del ruteador que participan en OSPF.

 

Veamos la imagen, analicemos y procedamos a explicar:

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En el ejemplo de la imagen, se refiere a 6 adyacencias (mejor dicho, se refiere a que debería de haber 6 adyacencias) entre todos los ruteadores. Cuando se aplica el DR, todos los ruteadores establecen una relación con el DR para el cual es responsable de actuar como un punto central de comunicación para todas las vecindades en una red broadcast.

 

Un Ruteador de Designado de Respaldo es un ruteador es elegido para tomar el control sobre el DR, en caso de que este último falle. Para que tal acción se lleve a cabo, es necesario que el BDR establezca una base de datos de estado de enlace, así como el DR para asegurar la sincronización, de esta forma es en la que todos los ruteadores que crean vecindades también deben comunicarse con el BDR en una red broadcast. Con la implementación del DR y el BDR, el número de asociaciones se reduce de 6 a 5, ya que, al observar la imagen, RTA y RTB solo necesitan comunicarse con el DR y el BDR. Esto puede aparentar el tener un efecto mínimo, sin embargo, donde se aplica a una red que contenga, por ejemplo, 10 ruteadores, entonces el resultado en las comunicaciones se vuelve evidente. (recordemos la fórmula, y si aplicamos el ejemplo dado en esta línea, (10*9)/2.)





Espero que el tema te haya resultado entretenido y el contenido de buena calidad.

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Si aún no lo haz hecho, visita la publicación anterior: 

Configuración de la Ruta Estática, Variantes y Parámetros


Y aquí encontrarás el enlace a la siguiente publicación: 

Estado y Configuración de una Vecindad en OSPF

La publicación está sincronizada con: Guía HCIA-Routing & Switching por Marban

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K1010011010
Publicado 2021-3-11 15:51:35
Muchas gracias, excelente aporte
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