Open Short Path First

OSPF
Open Short Path First
Conf. Dispositivos
de Red
Prof.: Sergio Quesada Espinoza
Adaptadas a I.S.I. por Enrique Ostúa.
Historia OSPF



Iniciado en 1987 por un grupo de trabajo
de OSPF. Diseñan una primera versión de
OSPF pero nunca se consolidó.
En 1991 se publicó OSPFv2 [RFC-1247],
actualizada en 1998 [RFC-2328] con
mecanismos seguros y es la
especificación más usada hoy día.
En 1999 se publicó OSPF v3 (para IPv6)
[RFC-2740], actualizado en 2008 [RFC5340].
Generalidades OSPF




OSPF es un protocolo de enrutamiento
interior y de estado de enlaces
desarrollado para reemplazar RIP.
Es un protocolo de enrutamiento sin
clase (soporta CIDR, VLSM).
Utiliza el concepto de áreas para
controlar de modo más eficiente las
operaciones de red.
OSPF tiene una distancia administrativa
de 110.
Generalidades OSPF


OSPF utiliza el algoritmo basado
“primero la ruta más corta”, y el coste
más bajo hacia el enlace.
El OSPF esta basado en estándares
abiertos, es decir, está abierto al público
y no esta patentado como el protocolo
EIGRP de Cisco.
Generalidades OSPF



OSPF utiliza el algoritmo SPF, éste
determina la mejor ruta hacia el destino.
SPF añade los costes, definido como un
valor basado en el ancho de banda.
SPF fue creado por un informático
Alemán (Edsger Dijkstra) en 1959.
SPF calcula una ruta más corta y libre de
bucles.
Algoritmo SPF

Calcula costos a lo largo de cada ruta,
desde el origen hasta el destino, este
costo es calculado por cada router hacia
cada destino en la topología.
Mensaje OSPF
Tipos de Paquete OSPF
Tipos de Red OSPF

Las interfaces OSPF reconocen
automáticamente tres tipos de redes:
 Multiacceso con capacidad de broadcast (ej.
Ethernet): no se sabe de antemano cuántos
routers estarán conectados. Se elige un
Router Designado (DR) que se hace
adyacente a todos los demás routers del
segmento de broadcast.
 Multiacceso sin capacidad de broadcast
(NBMA), tal como Frame Relay, X.25 y ATM
 Redes punto a punto: sólo existen dos
nodos y no se elige ningún DR. Ambos
routers son completamente adyacentes
entre sí.
Tipos de Red OSPF
Paquete HELLO de OSPF





Se utilizan para establecer y mantener la
adyacencia con otros routers OSPF.
HELLO publica parámetros entre los routers
que acuerdan convertirse en vecinos.
Con ellos se elige el DR y el BDR (Backup DR)
en redes de acceso múltiple como Ethernet.
Se envían cada 10 segundos en redes
multiacceso y punto a punto.
Se envían cada 30 segundos en redes
multiacceso sin broadcast (NBMA).
Paquete HELLO de OSPF



Se envían a una dirección reservada
multicast 224.0.0.5
El intervalo DEAD es el tiempo que un
router espera por un mensaje HELLO
antes de declarar al vecino
“desactivado”.
Cisco utiliza de forma predeterminada 4
veces el intervalo de HELLO.
Paquete HELLO de OSPF
Paquete LSU de OSPF



Actualizaciones “Link-State Update”.
Utilizados para las actualizaciones de
enrutamiento OSPF.
Este paquete publica los LSA a los
routers vecinos. Los LSA son “Link-State
Advertisements” o publicaciones del
estado del enlace.
Un LSU se compone de uno o varios
LSA’s.
Paquete LSAck OSPF

Paquete de reconocimiento del estado
del enlace, utilizado para acusar recibo
de las LSU de los vecinos.
Paquete LSR de OSPF



Peticiones “Link-State Request”.
Cuando algún router quiere información
actualizada de una parte de la base
topológica puede solicitarlo con un
mensaje LSR.
El mensaje indica exactamente los
enlaces sobre los que se quiere detalles.
Paquete DataBase Description (DBD)

Este paquete describe el contenido de la
Base de Datos de estados de los enlaces
de un
router OSPF.
Tabla Topológica OSPF

Se construye con el estado de los enlaces
de los routers OSPF. Esta información es
procesada y a partir de esto se construye
una base de datos topológica o de estado
de enlaces.
Tabla de Enrutamiento OSPF


Cada router ejecuta el algoritmo SPF en su
copia de la base de datos. Esto determina la
mejor ruta hacia el destino.
La ruta con el coste más bajo se añade a la
tabla de enrutamiento, con una “O” delante.
Trás la conversación...



Una vez completas las bases de datos,
cada router utiliza el algoritmo SPF para
calcular una topología lógica sin bucles
hacia cada red conocida.
Se utiliza la ruta más corta con el menor
costo para crear esta topología, por lo
tanto, se selecciona la mejor ruta.
Cuando existe un cambio en el estado de
un enlace, los routers utilizan un proceso
de inundación (flooding) para notificar a
los demás routers en la red acerca del
cambio.
Estados OSPF

Los estados en OSPF para una relación
de vecindad son:  Exstart
 Down

 Attempt

 Init

 2-Way
Exchange
Loading
Full
Estados OSPF





Down: Es el primer estado e indica que no se
ha escuchado ningun HELLO del vecino.
Attempt: El router envia HELLO tipo unicast
hacia el vecino, utilizado solo en redes NBMA.
2-Way: Se ha establecido una comunicación
bidireccional entre 2 routers.
Exstart: Intercambio de información del estado
del enlace entre los routers y sus DR y BDR.
Exchange: Los routers intercambian la
información de la base de datos DBD.
Estados OSPF


Loading: En este estado se produce el
verdadero intercambio de la información
de estado de enlace.
Full: Finalmente los routers son
totalmente adyacentes, se intercambian
los LSA y las bases de datos de los
routers están sincronizadas.
En estado Full, los LSA son enviados cuando exista
algun cambio
Una vez en estado Full, se crean la tablas
de enrutamiento y se inicia el enrutado
de tráfico.
DR o Router Designado



Como los routers establecen
adyacencias con sus vecinos, cada uno
envía un paquete HELLO a todos sus
vecinos, y éstos a los que le enviaron,
creando “una inundación” (flooding) en
la red por todos los paquetes HELLO,
LSU y LSAck.
Esta saturación se da en redes de
acceso múltiple.
Para esto se establece un Router
Designado DR y un “Backup DR”(BDR)...
DR o Router Designado
DR o Router Designado




En OSPF se elige un DR que representa
el punto de recolección y distribución de
los LSA enviados y recibidos.
Así mismo se elige un BDR (Backup DR),
para el caso en que falle el DR.
El resto de los routers OSPF se
convierten en DR-others (no es DR ni
BDR).
Solo envían los LSA al DR y BDR por
medio de la dirección IP multicast
224.0.0.6.
DR o Router Designado

El DR y BDR se eligen por medio de los
siguientes criterios respectivamente:
1.
2.
3.
El router con la prioridad más alta de
interfaz OSPF.
El 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.
El ID de router es una dirección IP usada
para identificar al router.
Todos los routers OSPF por defecto tienen el mismo valor de prioridad 1
El rango va desde 0 hasta 255.
Comandos OSPF y el área única

OSPF se configura de manera similar a RIP, por medio
de los comandos:


router ospf id_proceso
Router(config-router)# network netw_addr wildcard_mask area
Router(config)#
id_area

El wildcard_mask es la inversa bit a bit de la máscara de red,
así una préfijo /25 (netmask 255.255.255.128) sería wildcard
0.0.0.127

El id_proceso identifica distintos procesos OSPF en el
mismo router, valor comprendido entre 1 y 65535; es un
número local para el router y básicamente es irrelevante.
El id_area identifica cada área, la 0 debe estar siempre
(backbone area). En redes muy grandes se pueden usar
áreas independientes interconectadas. En nuestro caso
usaremos un “área única” siempre con el identificador 0.

Modificación de métrica OSPF


El Cisco IOS determina automáticamente
el coste basándose en el ancho de
banda de la interfaz. Los enlaces tienen
costes predeterminados basados en la
tecnología que implementa un enlace.
El 108 se puede cambiar con # auto-cost
reference-bw
Modificación de Coste/Bandwidth


Cuando la interfaz serial no está funcionando
realmente a la velocidad predeterminada,
requiere una modificación manual, se utiliza el
comando bandwidth. Ambos lados del enlace
deben configurarse para tener el mismo valor.
Otra opción sería utilizar el comando ip ospf cost,
que permite especificar el costo de una interfaz.




R1(config)# interface serial 0/0/0
R1(config-if)# bandwidth bandwidth-kbps
R1(config)# interface serial 0/0/1
R1(config-if)# ip ospf cost 1562
Verificación de OSPF
Ventajas de OSPF



OSPF ofrece rápida convergencia y
escalabilidad en redes mucho mayores.
Al ser un estándar abierto soporta
dispositivos de todos los fabricantes.
Cada router posee una imagen completa
y sincronizada de la red.
Desventajas de OSPF



Conlleva un alto uso de CPU y memoria
del router.
Una desventaja de usar OSPF es que
solo soporta el conjunto de protocolos
TCP/IP.
Requieren un diseño de red jerárquico
estricto para que una red se pueda
dividir en áreas más pequeñas a fin de
reducir el tamaño de las tablas de
topología.