Introducción a OSPF

Valores de preferencia de ruta predeterminados de OSPF

El proceso del protocolo de enrutamiento de Junos OS asigna un valor de preferencia predeterminado a cada ruta que recibe la tabla de enrutamiento. El valor predeterminado depende del origen de la ruta. El valor de preferencia es de 0 a 4,294,967,295 (232 – 1), con un valor más bajo que indica una ruta más preferida. En la Tabla 1 se enumeran los valores de preferencia predeterminados para OSPF.

Algoritmo de enrutamiento OSPF

OSPF utiliza el algoritmo de ruta más corta primero (SPF), también conocido como algoritmo de Dijkstra, para determinar la ruta a cada destino. Todos los dispositivos de enrutamiento en un área ejecutan este algoritmo en paralelo, almacenando los resultados en sus bases de datos topológicas individuales. Los dispositivos de enrutamiento con interfaces a varias áreas ejecutan varias copias del algoritmo. En esta sección se proporciona un breve resumen de cómo funciona el algoritmo SPF.

Cuando se inicia un dispositivo de enrutamiento, inicializa OSPF y espera indicaciones de protocolos de nivel inferior de que las interfaces de enrutador son funcionales. A continuación, el dispositivo de enrutamiento utiliza el protocolo de saludo OSPF para adquirir vecinos, enviando paquetes de saludo a sus vecinos y recibiendo sus paquetes de saludo.

En las redes multiacceso de difusión o no difusión (redes físicas que admiten la conexión de más de dos dispositivos de enrutamiento), el protocolo de saludo OSPF elige un enrutador designado para la red. Este dispositivo de enrutamiento es responsable de enviar anuncios de estado de vínculo (LSA) que describen la red, lo que reduce la cantidad de tráfico de red y el tamaño de las bases de datos topológicas de los dispositivos de enrutamiento.

El dispositivo de enrutamiento luego intenta formar adyacencias con algunos de sus vecinos recién adquiridos. (En las redes de acceso múltiple, solo el enrutador designado y el enrutador designado de respaldo forman adyacencias con otros dispositivos de enrutamiento). Las adyacencias determinan la distribución de los paquetes de protocolo de enrutamiento. Los paquetes de protocolo de enrutamiento se envían y reciben solo en adyacencias, y las actualizaciones de bases de datos topológicas se envían solo a lo largo de las adyacencias. Cuando se han establecido adyacencias, pares de enrutadores adyacentes sincronizan sus bases de datos topológicas.

Un dispositivo de enrutamiento envía paquetes LSA para anunciar su estado periódicamente y cuando su estado cambia. Estos paquetes incluyen información sobre las adyacencias del dispositivo de enrutamiento, lo que permite la detección de dispositivos de enrutamiento no operativos.

Usando un algoritmo confiable, el dispositivo de enrutamiento inunda LSA en toda el área, lo que garantiza que todos los dispositivos de enrutamiento en un área tengan exactamente la misma base de datos topológica. Cada dispositivo de enrutamiento utiliza la información de su base de datos topológica para calcular un árbol de ruta más corta, con él mismo como raíz. A continuación, el dispositivo de enrutamiento utiliza este árbol para enrutar el tráfico de red.

La descripción del algoritmo SPF hasta este punto ha explicado cómo funciona el algoritmo dentro de una sola área (enrutamiento intraárea). Para que los enrutadores internos puedan enrutar a destinos fuera del área (enrutamiento entre áreas), los enrutadores de borde de área deben inyectar información de enrutamiento adicional en el área. Debido a que los enrutadores de borde de área están conectados a la red troncal, tienen acceso a datos topológicos completos sobre la red troncal. Los enrutadores de borde de área utilizan esta información para calcular rutas a todos los destinos fuera de su área y, a continuación, anunciar estas rutas a los enrutadores internos del área.

Los enrutadores de límite del sistema autónomo (AS) inundan información sobre sistemas autónomos externos en todo el AS, excepto en áreas de código auxiliar. Los enrutadores de borde de área son responsables de anunciar las rutas de acceso a todos los enrutadores de límite AS.

Apretón de manos de tres vías OSPF

OSPF crea un mapa de topología inundando LSA a través de vínculos habilitados para OSPF. Los LSA anuncian la presencia de interfaces habilitadas para OSPF en interfaces OSPF adyacentes. El intercambio de LSA establece una conectividad bidireccional entre todas las interfaces OSPF adyacentes (vecinos) mediante un protocolo de enlace de tres vías, como se muestra en la Figura 1.

Figura 1: Protocolo de enlace de tres vías OSPF

En la figura 1, el enrutador A envía paquetes de saludo a todas sus interfaces habilitadas para OSPF cuando se conecta. El enrutador B recibe el paquete, que establece que el enrutador B puede recibir tráfico del enrutador A. El enrutador B genera una respuesta al enrutador A para acusar recibo del paquete de saludo. Cuando el enrutador A recibe la respuesta, establece que el enrutador B puede recibir tráfico del enrutador A. El enrutador A genera un paquete de respuesta final para informar al enrutador B que el enrutador A puede recibir tráfico del enrutador B. Este protocolo de enlace de tres vías garantiza la conectividad bidireccional.

A medida que se agregan nuevos vecinos a la red o los vecinos existentes pierden conectividad, las adyacencias en el mapa de topología se modifican en consecuencia a través del intercambio (o ausencia) de LSA. Estos LSA anuncian solo los cambios incrementales en la red, lo que ayuda a minimizar la cantidad de tráfico OSPF en la red. Las adyacencias se comparten y se utilizan para crear la topología de red en la base de datos topológica.

OSPF versión 3

OSPFv3 es una versión modificada de OSPF que admite el direccionamiento IP versión 6 (IPv6). OSPFv3 difiere de OSPFv2 en los siguientes aspectos:

• Toda la información de ID de vecino se basa en un ID de enrutador de 32 bits.

• El protocolo se ejecuta por vínculo en lugar de por subred.

• Los anuncios de estado de vínculo de red y enrutador (LSA) no contienen información de prefijo.

• Se incluyen dos nuevos tipos de LSA: link-LSA y intra-area-prefix-LSA.

• Los alcances de inundación son los siguientes:

  • Enlace local

  • Área

  • COMO

• Las direcciones locales de enlace se utilizan para todos los intercambios de vecinos, excepto los enlaces virtuales.

• Se elimina la autenticación. El encabezado de autenticación IPv6 se basa en la capa IP.

• El formato del paquete ha cambiado de la siguiente manera:

  • La versión número 2 es ahora la versión número 3.

  • El campo de opción db se ha ampliado a 24 bits.

  • Se ha eliminado la información de autenticación.

  • Los mensajes de hola no tienen información de dirección.

  • Se incluyen dos nuevos bits de opción: R y V6.

• Los LSA de resumen de tipo 3 han sido renombrados entre áreas y prefijos LSA.

• Resumen de tipo 4 Los LSA han sido renombrados inter-area-router-LSAs.

Encabezado de paquete OSPF

Todos los paquetes OSPFv2 tienen un encabezado común de 24 bytes y los paquetes OSPFv3 tienen un encabezado común de 16 bytes, que contiene toda la información necesaria para determinar si OSPF debe aceptar el paquete. El encabezado consta de los siguientes campos:

• Número de versión: el número de versión actual de OSPF. Esto puede ser 2 o 3.

• Tipo: tipo de paquete OSPF.

• Longitud del paquete: longitud del paquete, en bytes, incluido el encabezado.

• ID del enrutador: dirección IP del enrutador desde el que se originó el paquete.

• ID de área: identificador del área en la que viaja el paquete. Cada paquete OSPF está asociado a una sola área. Los paquetes que viajan a través de un vínculo virtual están etiquetados con el ID de área troncal, 0.0.0.0. .

• Suma de comprobación: suma de comprobación de Fletcher.

• Autenticación: (sólo OSPFv2) Esquema de autenticación e información de autenticación.

• ID de instancia: (solo OSPFv3) Identificador utilizado cuando hay varios dominios OSPFv3 configurados en un vínculo.

Hola Packets

Los enrutadores envían periódicamente paquetes de saludo en todas las interfaces, incluidos los enlaces virtuales, para establecer y mantener relaciones con los vecinos. Los paquetes Hello son de multidifusión en redes físicas que tienen una capacidad de multidifusión o difusión, lo que permite el descubrimiento dinámico de enrutadores vecinos. (En redes que no son de difusión, el descubrimiento dinámico de vecinos no es posible, por lo que debe configurar todos los vecinos estáticamente como se describe en Ejemplo: Configuración de una interfaz OSPFv2 en una red de acceso múltiple sin difusión).

Los paquetes Hello constan del encabezado OSPF más los siguientes campos:

• Máscara de red: (solo OSPFv2) Máscara de red asociada con la interfaz.

• Intervalo Hola: con qué frecuencia el enrutador envía paquetes de saludo. Todos los enrutadores de una red compartida deben utilizar el mismo intervalo de saludo.

• Opciones: capacidades opcionales del enrutador.

• Prioridad del enrutador: la prioridad del enrutador para convertirse en el enrutador designado.

• Intervalo muerto del enrutador: cuánto tiempo espera el enrutador sin recibir ningún paquete OSPF de un enrutador antes de declarar que el enrutador está inactivo. Todos los enrutadores de una red compartida deben utilizar el mismo intervalo muerto del enrutador.

• Enrutador designado: dirección IP del enrutador designado.

• Enrutador designado de copia de seguridad: dirección IP del enrutador designado para la copia de seguridad.

• Vecino: direcciones IP de los enrutadores desde los que se recibieron paquetes de saludo válidos dentro del tiempo especificado por el intervalo muerto del enrutador.

Descripción de la base de datos Paquetes

Al inicializar una adyacencia, OSPF intercambia paquetes de descripción de base de datos, que describen el contenido de la base de datos topológica. Estos paquetes constan del encabezado OSPF, el número de secuencia del paquete y el encabezado del anuncio de estado del vínculo.

Paquetes de solicitud de estado de vínculo

Cuando un enrutador detecta que partes de su base de datos topológica están desactualizadas, envía un paquete de solicitud de estado de vínculo a un vecino solicitando una instancia precisa de la base de datos. Estos paquetes constan del encabezado OSPF más campos que identifican de forma exclusiva la información de la base de datos que busca el enrutador.

Paquetes de actualización de estado de vínculo

Los paquetes de actualización de estado de enlace llevan uno o más anuncios de estado de vínculo un salto más lejos de su origen. El enrutador multidifunde (inunda) estos paquetes en redes físicas que admiten el modo multidifusión o difusión. El enrutador reconoce todos los paquetes de actualización del estado del vínculo y, si la retransmisión es necesaria, envía los anuncios retransmitidos unidifusión.

Los paquetes de actualización de estado de vínculo constan del encabezado OSPF más los campos siguientes:

• Número de anuncios: número de anuncios de estado de vínculo incluidos en este paquete.

• Anuncios de estado de vínculo: los propios anuncios de estado de vínculo.

Paquetes de confirmación de estado de enlace

El enrutador envía paquetes de confirmación de estado de vínculo en respuesta a paquetes de actualización de estado de vínculo para comprobar que los paquetes de actualización se han recibido correctamente. Un único paquete de confirmación puede incluir respuestas a varios paquetes de actualización.

Los paquetes de confirmación de estado de vínculo constan del encabezado OSPF más el encabezado del anuncio de estado del vínculo.

Tipos de paquetes de publicidad de estado de vínculo

La solicitud de estado de enlace, la actualización de estado de vínculo y los paquetes de confirmación de estado de vínculo se utilizan para inundar de forma confiable los paquetes de publicidad de estado de enlace. OSPF envía los siguientes tipos de anuncios de estado de vínculo:

• Anuncios de enlaces de enrutadores: son enviados por todos los enrutadores para describir el estado y el costo de los enlaces del enrutador al área. Estos anuncios de estado de enlace se inundan en una sola área.

• Anuncios de vínculos de red: los envían enrutadores designados para describir todos los enrutadores conectados a la red. Estos anuncios de estado de enlace se inundan en una sola área.

• Anuncios de enlaces de resumen: los enrutadores de borde de área los envían para describir las rutas que conocen en otras áreas. Hay dos tipos de anuncios de vínculos de resumen: los que se usan cuando el destino es una red IP y los que se usan cuando el destino es un enrutador de límite AS. Los anuncios de enlaces resumidos describen rutas entre áreas, es decir, rutas a destinos fuera del área pero dentro del AS. Estos anuncios de estado de enlace se inundan en todas las áreas asociadas del anuncio.

• Anuncio de enlace externo del AS: los enrutadores de límite del AS los envían para describir las rutas externas que conocen. Estos anuncios de estado de vínculo están inundados por todo el AS (excepto en las áreas de código auxiliar).

Cada tipo de anuncio de estado de vínculo describe una parte del dominio de enrutamiento OSPF. Todos los anuncios de estado de enlace se inundan por todo el AS.

Cada paquete de anuncio de estado de vínculo comienza con un encabezado común de 20 bytes.