Conceptos y protocolos de enrutamiento: 11. OSPF

OSPF Francesc Pérez Fdez
1. Introducción
• Protocolo de enrutamiento de link-state desarrollado como reemplazo del
protocolo de enrutamiento vector distancia RIP.
• Es un protocolo de enrutamiento sin clase que utiliza el concepto de áreas
para realizar la escalabilidad. Acepta redes no contiguas.
• RFC 2328 define la métrica OSPF como un valor arbitrario llamado costo.
El IOS de Cisco utiliza el ancho de banda como la métrica de costo de
OSPF.
• Rápida convergencia y escalabilidad en implementaciones de redes
mucho mayores respecto a RIP.
• OSPF tiene una distancia administrativa predeterminada de 110.
• OSPF puede configurarse para autenticar y encriptar su información de
enrutamiento.
• A diferencia de RIPv2 y EIGRP, OSPF no realiza una sumarización
automática en los bordes de la red principal.

1. Introducción
• Encapsulación de paquetes OSPF:

1. Introducción
• Existen cinco tipos de paquetes OSPF (Link-State Packets) y cada uno
de ellos cumple una función específica en el proceso de enrutamiento de
OSPF:
 Saludo: los paquetes de saludo se utilizan para establecer y mantener
la adyacencia con otros routers OSPF.
 DBD: el paquete de Descriptores de bases de datos (DBD) incluye
una lista abreviada de la base de datos de link-state del router
emisor y es utilizado por los routers receptores para realizar una
comparación con la base de datos de link-state.
 LSR: los routers receptores pueden entonces solicitar más
información acerca de una entrada en la DBD
 LSU: los paquetes de Actualización de link-state (LSU) se utilizan para
responder las LSR y para anunciar nueva información. Las LSU
contienen siete tipos diferentes de Notificaciones de link-state (LSA).
 LSAck: cuando se recibe una LSU, el router envía un Acuse de recibo
de link-state (LSAck) para confirmar la recepción de LSU.

2. Protocolo de saludo
• El paquete OSPF Tipo 1 es el paquete de saludo OSPF.
• Funciones:
 Descubrir vecinos OSPF y establecer adyacencias de vecinos.
 Publicar parámetros en los que dos routers deben acordar convertirse
en vecinos.
 Elegir el Router designado (DR) y el Router designado de respaldo
(BDR) en redes de accesos múltiples, como Ethernet y Frame Relay.
• Campos:
 Tipo: Saludo (1), DD (2), Solicitud de LS (3), Actualización de LS (4),
ACK de LS (5).
 ID del router: ID del router de origen.
 ID del área: área desde la cual se originó el paquete.
 Máscara de red: Máscara de subred asociada con la interfaz de envío.
 Intervalo de saludo: cantidad de segundos entre los saludos del
router de envío.
 Prioridad del router: Se utiliza en la elección DR/BDR.
 Router designado (DR): ID del router del DR, si corresponde
 Router designado de respaldo (BDR): ID del router del BDR
 Lista de vecinos: enumera el ID del router OSPF de los routers
vecinos

• Formato del paquete de saludo OSPF

• Proceso: antes de que un router OSPF pueda saturar a otros routers con
sus estados de enlace, primero debe determinar si existe algún otro vecino
OSPF en alguno de sus enlaces:
 Los routers envían paquetes de saludo a todas las interfaces
habilitadas con OSPF para determinar si hay vecinos en dichos
enlaces. La información en el saludo de OSPF incluye el ID del router
OSPF del router que envía el paquete de saludo. Los paquetes de
saludo OSPF se envían como multicast a una dirección reservada
para ALLSPFRouters en 224.0.0.5.
 Acuerdan tres valores:
 Intervalo de saludo: frecuencia con que un router OSPF
transmite sus paquetes de saludo. Por defecto, 10 segundos en
redes BMA y punto-punto y 30 segundos en redes NBMA.
 Intervalo muerto: tiempo que un router esperará para recibir un
paquete de saludo antes de declarar al vecino "desactivado".
Por defecto, 40 segundos en redes BMA y punto-punto y 120
segundos en redes NBMA. Si el intervalo muerto expira antes de
que los routers reciban un paquete de saludo, OSPF retirará a
dicho vecino de su base de datos de link-state.

• Proceso:
 Intervalo muerto: El router satura con la información de link-state
acerca del vecino "desactivado" desde todas las interfaces
habilitadas con OSPF.
 Tipo de red
 Una vez acordados los parámetros del protocolo de saludo el router
inserta al router vecino en su tabla de adyacencia.

3. Actualizaciones de Link-Satate de OSPF
• Las actualizaciones de link-state (LSU) son los paquetes utilizados para
las actualizaciones de enrutamiento OSPF. Un paquete LSU puede
incluir 11 tipos diferentes de Notificaciones de link-state (LSA).

4. Algoritmo OSPF
• Cada router OSPF mantiene una base de datos de link-state que contiene
las LSA recibidas por parte de todos los demás routers. Una vez que un
router recibió todas las LSA y creó su base de datos de link-state local,
OSPF utiliza el algoritmo shortest path first (SPF) de Dijkstra para crear
un árbol SPF. El árbol SPF luego se utiliza para completar la tabla de
enrutamiento IP con las mejores rutas para cada red.

5. Configuración OSPF básica
• OSPF se habilita con el comando de configuración global router ospf
process-id. El comando process-id es un número entre 1 y 65535 elegido
por el administrador de red. El comando process-id es significativo a nivel
local, lo que implica que no necesita coincidir con otros routers OSPF
para establecer adyacencias con dichos vecinos. Esto difiere de EIGRP.
wildcard

6. ID del Router OSPF
• El ID del router OSPF se utiliza para identificar de forma única el router
en el dominio de enrutamiento OSPF. El ID de un router es simplemente
una dirección IP. Los routers Cisco obtienen el ID del router conforme a
tres criterios y con la siguiente prioridad:
 Dirección IP configurada con el comando OSPF router-id.
 Dirección IP más alta de cualquiera de sus interfaces loopback.
 Dirección IP activa más alta de cualquiera de sus interfaces físicas.
La interfaz no necesita estar habilitada para OSPF.

• Dirección de loopback: es una interfaz virtual y se encuentra en estado
up en forma automática cuando está configurada.

• El comando OSPF router-id: se introdujo en IOS 12.0(T) y tiene prioridad
sobre direcciones IP físicas y de loopback en la determinación del ID del
router. La sintaxis del comando es:
• El ID del router se selecciona cuando se configura OSPF con su primer
comando network de OSPF. Si el comando router-id de OSPF o la
dirección de loopback se configuran después del comando network de
OSPF, el ID del router se obtendrá de la interfaz con la dirección IP
activa más alta. El ID del router puede modificarse con la dirección IP
de un comando router-id de OSPF subsiguiente, volviendo a cargar el
router o utilizando el siguiente comando:

7. Verificación de OSPF
El estado FULL significa que el router y su vecino poseen bases de datos de
link-state de OSPF idénticas.

7. Verificación de OSPF

8. Examen de la tabla de enrutamiento
• El comando show ip route puede utilizarse para verificar si dicho OSPF
envía y recibe rutas a través de OSPF. La O al inicio de cada ruta indica
que el origen de la ruta es OSPF.
• Las interfaces de loopback no se publican en OSPF.

9. Métrica del OSPF
• El IOS de Cisco utiliza los anchos de banda acumulados de las
interfaces de salida desde el router hasta la red de destino como el
valor del costo. En cada router, el costo de una interfaz se calcula en 10
a la octava potencia dividido por el ancho de banda en bps. Recuerde,
en las métricas de enrutamiento, la ruta de inferior costo es la ruta
preferida.
• Con el comando auto-cost reference-bandwidth de OSPF puede
modificarse el ancho de banda de referencia (10^8) para adaptarse a
redes con enlaces más rápidos. Se recomienda su utilización en todos los
routers para que la métrica de enrutamiento de OSPF se mantenga
uniforme.

• Costo acumulado
• El comando bandwidth se utiliza para modificar el valor del ancho de
banda utilizado por IOS en el cálculo de la métrica de costo de OSPF.

• Costo acumulado

• Ancho de banda real y ancho de banda OSPF: el comando bandwidth
se utiliza para modificar el valor del ancho de banda utilizado por IOS en el
cálculo de la métrica de costo de OSPF.

• Si se desea modificar el costo de un enlace puede utilizar el comando ip
ospf cost

10. OSPF y redes de accesos múltiples
• Una red de accesos múltiples es una red con más de dos dispositivos en
los mismos medios compartidos.
• Ethernet son un ejemplo de una red broadcast de accesos múltiples
(BMA). Son redes broadcast, dado que todos los dispositivos de la red ven
todas las tramas de broadcast.

• OSPF define cinco tipos de redes:
 Punto a punto
 Broadcast de accesos múltiples (BMA)
 Acceso múltiple sin broadcast (NBMA): Frame Relay, ATM y X.25.
 Punto a multipunto: Frame Relay, ATM y X.25.
 Enlaces virtuales: enlace que puede usarse en un OSPF de áreas
múltiples.
• Las redes de accesos
múltiples crear dos
retos para OSPF en
relación con la
saturación de las LSA:
 Creación de
adyacencias
múltiples
 Saturación
extensa de las
LSA

• Solución al problema de OSPF (múltiples adyacencias y saturación
extensa de LSA) en redes de acceso múltiple (MA): Router Designado
(DR).
• En las redes de accesos múltiples, OSPF elige un Router designado (DR)
para que represente el punto de recolección y distribución de las LSA
enviadas y recibidas.
• También se elige un Router designado de respaldo (BDR) en caso de que
falle el Router designado.
• Todos los demás routers se convierten en DROthers (esto indica un router
que no es DR ni BDR).
• Los DROthers sólo forman adyacencias completas con el DR y el BDR
en la red.
• Los DROthers sólo envían sus LSA al DR y al BDR con la dirección
multicast 224.0.0.6 (ALLDRouters - All DR routers).
• El DR utiliza la dirección multicast 224.0.0.5 (AllSPFRouters - All OSPF
routers).

• Elección del DR y del BDR: las elecciones de DR/BDR no se presentan en
las redes punto a punto.
• ¿Cómo se eligen el DR y el BDR?
 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 interfaz OSPF son iguales, el ID de router
más alto se utiliza para interrumpir la conexión.

• La prioridad de interfaz OSPF predeterminada es 1. Como
consecuencia, en base a los criterios de selección enumerados
anteriormente, el ID del router OSPF se utiliza para elegir el DR y el BDR
por defecto.
• Los DROthers sólo forman adyacencias FULL con el DR y el BDR; sin
embargo, aún forman una adyacencia de vecinos con cualquier DROther
que se una a la red. Esto significa que todos los routers DROther en la red
de accesos múltiples aún reciben paquetes de saludo por parte de todos
los demás routers DROther. De esta manera, éstos conocen a todos los
routers de la red.

• Debido a que DR se convierte en el punto central de recolección y
distribución de las LSA, es importante que este router tenga suficiente
capacidad de memoria y CPU para cumplir con la responsabilidad.
• Otra manera de seleccionar el DR y el BDR es mediante el comando:
• El router con la prioridad más alta se convertirá en DR y el router con la
segunda prioridad más alta se convertirá en BDR. Un valor de 0 hace que
el router no sea elegible para convertirse en DR ni en BDR.

11. Otras configuraciones OSPF
• Al igual que con RIP y EIGRP, el router conectado a Internet se utiliza para
propagar una ruta predeterminada a otros routers en el dominio de
enrutamiento OSPF.
• A este router se le denomina en ocasiones router de borde, entrada o
gateway. Sin embargo, en la terminología OSPF, el router ubicado entre un
dominio de enrutamiento OSPF y una red que no es OSPF se denomina
Autonomous System Boundary Router (ASBR).

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