Protocolo de Enrutamiento OSPF

OSPF

OSPF

Open Shortest Path First es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace, de una distancia administrativa (confiabilidad) de 110, y una métrica basada en el costo, siendo este inversamente proporcional al ancho de banda. Por lo que se sujeta en la determinación de la mejor ruta, no a la cantidad de saltos sino a la calidad del enlace.

Características de OSPF.

Se pueden destacar cinco características del protocolo de enrutamiento en cuestión. Unas un tanto subjetivas y otras objetivas. Que además vienen a representar ventajas generales a considerar a la hora de su implementación
  • Sin clase: admite VLSM, CIDR.
  • Eficaz: reduce el consumo de ancho de banda, al enviar actualizaciones sólo cuando han habido modificaciones en la topología, es decir no lo hace de forma periódica.
  • Convergencia Rápida: buena velocidad de propagación y procesamiento de las actualizaciones del árbol de red.
  • Escalable: siendo útil para redes pequeñas y grandes, ya que por medio de áreas se pueden agrupar los routers en niveles jerárquicos.
  • Seguro: permite habilitar autenticación MD5 para la negociación de actualizaciones.

Componentes de OSPF.

Estructura de Base de Datos.

  • Base de datos de adyacencia: tabla de vecinos.
    • Tabla única que almacena información de los routers adyacentes con los que se ha establecido conectividad.
    • R2#sh ip ospf neighbor
      Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface
      1.1.1.1 0 FULL/ - 00:00:30 172.16.3.1 Serial0/0/0
      3.3.3.3 0 FULL/ - 00:00:38 192.168.10.10 Serial0/0/1

  • Base de datos de estado enlace: tabla de la topología
    • Es la encargada de almacenar la topología de la red, y la misma es idéntica en todos lo routers de una misma área.
    • R2#show ip ospf database
      OSPF Router with ID (2.2.2.2) (Process ID 10)
      Router Link States (Area 0)
      Link ID ADV Router Age Seq# Checksum Link count
      2.2.2.2 2.2.2.2 708 0x80000006 0x0011ae 5
      3.3.3.3 3.3.3.3 709 0x80000006 0x008e11 5
      1.1.1.1 1.1.1.1 709 0x80000006 0x00b617 5

  • Base de datos de reenvíos: tabla de enrutamiento.
    • Son las rutas para el tráfico obtenidas luego de la ejecución del algoritmo en la base de datos de estado enlace.

    • R2#show ip route
      172.16.0.0/16 is variably subnetted, 5 subnets, 3 masks
      O 172.16.1.0/24 [110/65] via 172.16.3.1, 00:19:09, Serial0/0/0
      C 172.16.2.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0
      L 172.16.2.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
      C 172.16.3.0/30 is directly connected, Serial0/0/0
      L 172.16.3.2/32 is directly connected, Serial0/0/0
      O 192.168.1.0/24 [110/65] via 192.168.10.10, 00:19:09, Serial0/0/1
      192.168.10.0/24 is variably subnetted, 3 subnets, 2 masks
      O 192.168.10.4/30 [110/128] via 192.168.10.10, 00:19:09, Serial0/0/1
      [110/128] via 172.16.3.1, 00:19:09, Serial0/0/0
      C 192.168.10.8/30 is directly connected, Serial0/0/1
      L 192.168.10.9/32 is directly connected, Serial0/0/1


Mensajes de OSPF.

  • Hello- reconocimiento.
  • Descriptores de base de datos (DBD)- sincronización de base de datos.
  • Solicitud de estado de enlace (LSR)- registros específicos de estado enlace de router a router.
  • Actualización de estado de enlace (LSU)- anunciar nueva información o respuestas a LSR
  • Acuse de recibo de estado de enlace (LSAck)

Algoritmo de cálculo de costo.

OSPF emplea el algoritmo Dijkstra, el cual es un algoritmo de búsqueda que tiene por fin encontrar el camino mas corto desde un punto hasta otro en una red, luego de haber explorado todos los caminos.

Funcionamiento de OSPF.

  1. Down - envío de paquete hello.
  2. Init - recepción de paquete hello.
  3. Two-Way - en enlaces Ethernet, se elige un DR y un BDR. Transición al estado ExStart.
  4. ExStart - negociación e inicio de intercambio de paquetes DBD.
  5. Exchange - intercambio de paquetes DBD.
  6. Loading - envío de LSR y LSU. Procesamiento de rutas por medio de algoritmo.
  7. Full - convergencia.

Métrica OSPF - Costo

Como ya se ha dicho, la métrica en una interfaz con enrutamiento OSPF, es inversamente proporcional al ancho de banda en la interfaz. Y se calcula de acuerdo a la siguiente fórmula:


Costo = Ancho de banda de referencia (10*8) bps / Ancho de banda bps


Tipo de Interfaz Ancho de banda de referencia Ancho de banda de la interfaz Costo
10 Gigabit Ethernet - 10 Gbps 100.000.000 bps 10.000.000.000 bps 1
1 Gigabit Ethernet - 1 Gbps 100.000.000 bps 1.000.000.000 bps 1
100 FastEthernet - 100 Mbps 100.000.000 bps 1.000.000 bps 1
Ethernet - 10 Mbps 100.000.000 bps 10.000.000 bps 10
Serial - 1.544 Mbps 100.000.000 bps 1.544.000 bps 64
Serial - 128 kbps 100.000.000 bps 128.000 bps 781
Serial - 64 kbps 100.000.000 bps 64.000 bps 1562

Las primeras tres interfaces comparten el mismo costo en este caso, porque OSPF solo ofrece resultados con números enteros.


Ajuste de Ancho de Banda de Referencia.

Como se ha observado en los casos de interfaces de alta velocidad, el costo no se ve afectado, por lo que es necesario modificar el ancho de banda de referencia para ver reflejado la calidad del enlace en el costo, mediante un cálculo más específico


Lo anterior se logra a través de la ejecución del siguiente comando auto-cost reference-bandwidth Mbps. En este caso para una interfaz 10 Gigabit Ethernet, lo indicado sería: auto-cost reference-bandwidth 10000

Quedando la tabla anterior luego del ajuste de la siguiente forma:


Tipo de Interfaz Ancho de banda de referencia Ancho de banda de la interfaz Costo
10 Gigabit Ethernet - 10 Gbps 10.000.000.000 bps 10.000.000.000 bps 1
1 Gigabit Ethernet - 1 Gbps 10.000.000.000 bps 1.000.000.000 bps 10
100 FastEthernet - 100 Mbps 10.000.000.000 bps 1.000.000 bps 100
Ethernet - 10 Mbps 10.000.000.000 bps 10.000.000 bps 1000
Serial - 1.544 Mbps 10.000.000.000 bps 1.544.000 bps 6477
Serial - 128 kbps 10.000.000.000 bps 128.000 bps 78125
Serial - 64 kbps 10.000.000.000 bps 64.000 bps 156250

El ancho de banda de referencia solo tiene por fín el cálculo del costo, no afecta el ancho de banda real de la interfaz.


Ancho de Banda de la Interfaz.

Todos los equipos traen configurados por defecto un ancho de banda, es por ello que es necesario ajustar este valor con el objeto de obtener un costo lo mas preciso posible y cercano a la realidad de la red. Igual que el valor anterior, este no afecta la capacidad de la interfaz, sino que es meramente para fines del cálculo de la métrica.

bandwidth valor kbps.

Ajuste Manual del Costo OSPF

Como alternativa a la configuración del ancho de banda de interfaz predeterminado, es posible configurar el costo de forma manual en una interfaz con el comando de configuración de interfaz ip ospf cost valor. Una ventaja de configurar un costo en lugar del ancho de banda de la interfaz es que, cuando se configura el costo manualmente, el router no necesita calcular la métrica.


Troubleshooting OSPF

Lista de vecinos:
R2#show ip ospf neighbor

Estadísticas y parámetros de los procesos de protocolos de enrutamiento.
R2#show ip protocols

Estadísticas y parámetros de los procesos de protocolos de enrutamiento.
R2#show ip protocols

Estadísticas y parámetros de los procesos de protocolos de enrutamiento.
R2#show ip protocols

Información de la interfaz.
show ip ospf interface interface
 

Fuente: Cisco Net Academy

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