Captulo 10Protocolos de enrutamiento de estado del enlace

*TpicosEnrutamiento de estado del enlaceProtocolos de enrutamiento de estado del enlaceIntroduccin al algortmo SPFProcesos del enrutamiento de estado del enlacePaso 1: Cada router aprende sobre sus propias redes conectadas directamentePaso 2: Cada router tiene la responsabilidad de saludar a sus vecinosPaso 3: Cada router crea un paquete de estado del enlace (LSP)

Paso 4: Cada router inuda el LSP hacia todos sus vecinosPaso 5: Construccin de un mapa completo de la topologa y calcula el mejor camino hacia cada red de destinoConstruccin del rbol SPFImplementacin de los protocolos de estado del enlaceVentajas del protocolo de enrutamiento de estado del enlaceRequerimientos de un protocolo de estado del enlaceComparacin de los protocolos de estado del enlace

Enrutamiento del estado del enlaceProtocolos de enrutamiento de estado del enlace Introduccin a el algortmo SPF Procesos de enrutamiento de estado del enlace Paso 1: Cada router aprende sobre sus propias redes conectadas directamente Paso 2: Cada router tiene la responsabilidad de saludar a sus vecinos Paso 3: Cada router crea un paquete de estado del enlace (LSP) Paso 4: Cada router inuda el LSP hacia todos sus vecinos Paso 5: Construccin de un mapa completo de la topologa y calcula el mejor camino hacia cada red de destino Construccin del rbol SPF

*Introduccin a los protocolos de enrutamiento de estado del enlaceProtocolos de enrutamiento de estado del enlace Tambin se los conoce como protocolos de shortest path first Usa el algoritmo shortest path first (SPF) de Edsger Dijkstra. Son conocidos por presentar una complejidad bastante mayor que sus equivalentes de vectores de distancia. Funcionalidad y configuracin no compleja. Incluso el mismo algoritmo puede comprenderse fcilmente

*Introduccin a los protocolos de enrutamiento de estado del enlaceProtocolos de enrutamiento de vector distancia - Seales de rutasVector y distanciaProtocolos de enrutamiento de estado del enlace - Mapa de rutaMapa topologico usado por cada routerCada router determina la ruta mas corta hacia cada red

Vector DistanciaEstado del enlace

*Introduccin al algoritmo SPFAl algoritmo de Dijkstra se lo llama comnmente algoritmo shortest path first (SPF).Shortest path first, ste es de hecho el objetivo de cada algoritmo de enrutamiento.

*Introduccin al algoritmo SPFCada router calcula el algoritmo SPF y determina el costo desde su propia perspectiva. Esto se volver ms evidente ms adelante en este captulo.

2052El costo de la ruta ms corta para que R2 enve paquetes a la LAN conectada a R3 es = 27 (20 + 5 + 2 = 27).27 to R3 LAN

*Introduccin al algoritmo SPFLa ruta ms corta no es necesariamente la ruta con la menor cantidad de saltos.

SPF para R1

*Shortest Paths para cada RouterSPF para R3SPF para R2SPF para R1SPF para R4SPF para R5

*Procesos del enrutamiento de estado de enlaceCada router aprende sobre sus propios enlaces, sus propias redes conectadas directamente. (Interfaz en estado up).Cada router es responsable de reunirse con sus vecinos en redes conectadas directamente. (Paquetes Hello OSPF) Cada router crea un Paquete de estado de enlace (LSP) que incluye el estado de cada enlace conectado directamente. (ID de vecino, el tipo de enlace y el ancho de banda). Cada router satura con el LSP a todos los vecinos, que luego almacenan todos los LSP recibidos en una base de datos. Los vecinos luego saturan con los LSP a sus vecinos hasta que todos los routers del rea hayan recibido los LSP. Cada router utiliza la base de datos para construir un mapa completo de la topologa y calcula el mejor camino hacia cada red de destino. El algoritmo SPF se utiliza para construir el mapa de la topologa y determinar el mejor camino hacia cada red. (Mapa de ruta).Todos los routers tendrn un mapa comn o rbol de topologa, pero cada router determina de forma independiente la mejor ruta hacia cada red dentro de esa topologa.

*Paso 1: Aprendiendo sobre redes conectadas directamentePaso 1: Cada router aprende sobre sus propios enlaces, sus propias redes conectadas directamente.Cuando se configura una interfaz de router con una direccin IP y una mscara de subred, la interfaz se vuelve parte de esa red.Independientemente de los protocolos de enrutamiento utilizados, dichas redes conectadas directamente ahora forman parte de la tabla de enrutamiento.

*Paso 1Un enlace es una interfaz en un router.Para que el enlace pueda participar en el proceso de enrutamiento de estado de enlace, debe:Encontrarse en estado activo.Incluirse en una de las sentencias de red.

*Paso 1La informacin sobre el estado de aquellos enlaces se conoce como estados de enlace.Esta informacin incluye:La direccin IP de la interfaz y la mscara de subred.El tipo de red, como Ethernet (broadcast) o enlace serial punto a punto.El costo de dicho enlace.Cualquier router vecino en dicho enlace

*Paso 1Inicialmente:El Router unaware of any neighbor routers on the link. Aprende del vecino cuando recibe un Paquete hello del vecino adyacente.

*Paso 2: Cada router es responsable de reunirse con sus vecinos en redes conectadas directamente. Utilizan un protocolo hello (saludo) para descubrir cualquier vecino en sus enlaces. Un vecino es cualquier otro router habilitado con el mismo protocolo de enrutamiento de estado de enlace.

Paso 2: Enviando Paquetes Hello a sus vecinos

*Paquetes Hello Funcin de "mensaje de actividad"Si un router deja de recibir paquetes hello (saludo) por parte de un vecino, dicho vecino se considera inalcanzable y se rompe la adyacencia.

Paso 2: Enviando Paquetes Hello a sus vecinos

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Paso 3: Construccin del paquete de estado de enlacePaso 3: Cada router crea un paquete de estado de enlace (LSP) que incluye el estado de cada enlace conectado directamente.

*Paso 3: Construccin del paquete de estado de enlaceUna vez que un router establece sus adyacenciasCrea sus propios paquetes de estado de enlace (LSP)Incluyen la informacin de estado de enlace de sus enlaces. Envia los LSP a traves de sus interfaces cuando ha establecido adyacencia con otros routers. R1 no enva los LSP a traves de su interface Ethernet.

Una versin simplificada de los LSP de R1

*Paso 4: Saturacin de paquetes de estado de enlace a los vecinosPaso 4: Cada router inunda el LSP a todos los vecinos, que luego almacenan todos los LSP recibidos en una base de datos.Cada router inunda con su informacin de estado de enlace a todos los dems routers de estado de enlace.Siempre que un router recibe un LSP de un router vecino, enva de inmediato dicho LSP a todas las dems interfaces, excepto la interfaz que recibi el LSP. Efecto de saturacin de los LSP desde todos los routers a travs del rea de enrutamiento.

*Paso 4: Saturacin de paquetes de estado de enlace a los vecinosLos protocolos de enrutamiento de estado de enlace calculan el algoritmo SPF despus de completar la saturacin.

*Paso 4: Saturacin de paquetes de estado de enlace a los vecinosUn LSP slo necesita enviarse:Durante la puesta en marcha inicial del router o del proceso del protocolo de enrutamiento en dicho routerCuando hay un cambio en la topologa, un enlace que se desactiva,un enlace que se activa, una adyacencia de vecinos que se estableceuna adyacencia de vecinos que se rompe

*Paso 5: Construccin de una base de datos de estado de enlaceDespus de que cada router haya propagado sus propios LSP con el proceso de saturacinCada router tendr luego un LSP proveniente de cada router de estado de enlace en el rea de enrutamiento. Dichos LSP se almacenan en la base de datos de estado de enlace.

Paso 5 (Paso Final): Cada router utiliza la base de datos para construir una mapa completo de la topologa y calcule el mejor camino para cada red de destino.

Link State Database for R1

*Usando el algoritmo SPF Cada router en el rea de enrutamiento puede ahora usar el algoritmo SPF para construir los rboles SPF que vio anteriormente.

*Paso 5: Construccin de una base de datos de estado de enlaceCon una base de datos de estado de enlace completa, R1 ahora puede utilizar la base de datos y el algoritmo shortest path first (SPF) para calcular la ruta preferida o la ruta ms corta para cada red.El algoritmo SPF tiene como resultado un rbol SPF.

Arbol SPF de R1

*Construccin del rbol Shortest Path First (SPF)Al inicio, el rbol (topologa) actual de R1 slo incluye a sus vecinos directamente conectadosUsando la informacin de estado de enlace proveniente de todos los dems routers, R1 puede ahora comenzar a construir un rbol SPF de la red ubicndose en la raz de ste.

*El algoritmo SPF comienza con el procesamiento de la siguiente informacin de LSP proveniente de R2:1. Conectado al R1 vecino en la red 10.2.0.0/16, costo de 202. Conectado al R5 vecino en la red 10.9.0.0/16, costo de 103. Tiene una red 10.5.0.0/16, costo de 2

Procesamiento de los LSP de R2Rojo: Nueva informacin del rbol

*El algoritmo SPF ahora procesa los LSP de R3:1. Conectado al R1 vecino en la red 10.3.0.0/16, costo de 52. Conectado al R4 vecino en la red 10.7.0.0/16, costo de 103. Tiene una red 10.6.0.0/16, costo de 2

Rojo: Nueva informacin del rbol.

Procesamiento de los LSP de R3

*El algoritmo SPF procesa ahora los LSP de R4:1. Conectado al R1 vecino en la red 10.4.0.0/16, costo de 202. Conectado al R3 vecino en la red 10.7.0.0/16, costo de 103. Conectado al R5 vecino en la red 10.10.0.0/16, costo de 104. Tiene una red 10.8.0.0/16, costo de 2

Procesamiento de los LSP de R4

Rojo: Nueva informacin del rbol.

*El algoritmo SPF procesa ahora los LSP de R5:1. Conectado al R2 vecino en la red 10.9.0.0/16, costo de 102. Conectado al R4 vecino en la red 10.10.0.0/16, costo de 103. Tiene una red 10.11.0.0/16, costo de 2

Procesamiento de los LSP de R5Rojo: Nueva informacin del rbol.

*Arbol SPFR1 construy ahora el rbol SPF completo.

*Determinacin de la ruta ms cortaEl algoritmo SPF real determina la ruta ms corta hacia cada red al construir el rbol SPF.Nota: Si bien en la tabla se muestran nicamente las LAN, SPF tambin puede utilizarse para determinar la ruta ms corta hacia cada red de enlace WAN..

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202Determinacin de la ruta ms cortaRed 10.5.0.0/16 via serial 0/0/0 de R2 al costo de 22

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52Determinacin de la ruta ms cortaRed 10.6.0.0/16 via serial 0/0/1 de R3 al costo de 7

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510Determinacin de la ruta ms cortaRed 10.7.0.0/16 via serial 0/0/1 de R3 al costo de 15

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510Determinacin de la ruta ms cortaRed 10.8.0.0/16 via serial 0/0/1 de R3 al costo de 17

2

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2010Determinacin de la ruta ms cortaRed 10.9.0.0/16 via serial 0/0/0 de R2 al costo de 30

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510Determinacin de la ruta ms cortaRed 10.10.0.0/16 via serial 0/0/1 de R3 al costo de 25

10

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510Determinacin de la ruta ms cortaRed 10.11.0.0/16 via serial 0/0/1 de R3 al costo de 27

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*Determinacin de la ruta ms cortaCada router construye su propio rbol SPF independientemente de todos los dems routersLas bases de datos de estado de enlace utilizadas para construir dichos rboles deben ser idnticas en todos los routers

*Generacin de una tabla de enrutamiento desde el rbol SPFAl utilizar la informacin de la ruta ms corta determinada por el algoritmo SPF, dichas rutas ahora pueden agregarse a la tabla de enrutamiento. La tabla de enrutamiento tambin incluirn: Redes conectadas directamente Rutas provenientes de cualquier otro origen, tales como las rutas estticas Los paquetes se reenviarn ahora segn dichas entradas en la tabla de enrutamiento.

Arbol SPF de R1 Table de Enrutamiento de R1Network Cost Exit-Interface Next-hop

Implementacin de un protocolo de enrutamiento de estado de enlace Ventajas de un protocolo de enrutamiento de estado de enlace Requerimientos un protocolo de enrutamiento de estado de enlace Comparasion de los protocolos de enrutamiento de estado de enlace

Note: Chapter 11 discusses the implementation and configuration of a link-state routing protocol, OSPF.

*Ventajas de un protocolo de enrutamiento de estado de enlaceCrean un mapa topolgicoLos protocolos de enrutamiento por vector de distancia no tienen un mapa topolgico de la red.Al utilizar el rbol SPF, cada router puede determinar en forma independiente la ruta ms corta a cada red.

*Ventajas de un protocolo de enrutamiento de estado de enlaceConvergencia rpidaAl recibir un Paquete de estado de enlace (LSP), los protocolos de enrutamiento de estado de enlace saturan de inmediato con el LSP todas las interfaces excepto la interfaz desde la que se recibi el LSP.Un router que utiliza un protocolo de enrutamiento por vector de distancia necesita procesar cada actualizacin de enrutamiento y actualizar su tabla de enrutamiento antes de saturarlas a otras interfaces, incluso con updates disparadosLos cambios en la topologia son saturados inmediatamente usando los LSP.

*Actualizaciones desencadenadas por eventosSlo envan un LSP cuando hay un cambio en la topologa.El LSP slo incluye la informacin relacionada con el enlace afectado. A diferencia de algunos protocolos de enrutamiento por vector de distancia (RIP), los protocolos de enrutamiento de estado de enlace no envan actualizaciones peridicas. Los routers OSPF realizan la saturacin de sus propios estados de enlace cada 30 minutos. Esto se conoce como actualizacin reiterada y se analiza en el captulo siguiente.

*Diseo jerrquicoLos protocolos de enrutamiento de estado de enlace, como OSPF e IS-IS utilizan el concepto de reas. Permiten una mejor agregacin de ruta (resumen) Aislamiento de los problemas de enrutamiento dentro del rea Los OSPF de reas mltiples e IS-IS se analizan ms adelante en CCNP.

*Requerimientos un protocolo de enrutamiento de estado de enlaceLos protocolos de enrutamiento de estado de enlace normalmente requieren ms: Memoria Bases de datos de estado de enlace Creacin del rbol SPFProcesamiento de CPUAlgoritmo SPFAncho de banda (algunas veces)

MemoriaCPUBandwidth

*Comparasion de los protocolos de enrutamiento de estado de enlaceEn la actualidad, se utilizan dos protocolos de enrutamiento de estado de enlace para realizar el enrutamiento de IP:- Open Shortest Path First (OSPF)- Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS)

*Open Shortest Path First (OSPF)OSPF fue diseado por el grupo de trabajo de OSPF: IETF (Grupo de trabajo de ingeniera de Internet), que an hoy existe. El desarrollo de OSPF comenz en 1987 y actualmente hay dos versiones en uso:OSPFv2: OSPF para redes IPv4 (RFC 1247 y RFC 2328)OSPFv3: OSPF para redes IPv6 (RFC 2740)La mayor parte del trabajo en OSPF lo realiz John Moy, autor de la mayora de los RFC sobre OSPF. Su libro, OSPF, Anatomy of an Internet Routing Protocol ofrece una interesante perspectiva sobre el desarrollo de OSPF.

Could not find a picture of John Moy.

*Intermediate SystemtoIntermediate System (IS-IS)IS-IS fue diseado por ISO (Organizacin Internacional para la Estandarizacin) y se describe en la ISO 10589.DEC (Digital Equipment Corporation) desarroll la primera representacin de este protocolo de enrutamiento que se conoce como DECnet de fase V.Radia Perlman fue la principal diseadora del protocolo de enrutamiento IS-IS.IS-IS se dise originalmente para el suite de protocolo de OSI y no para el suite de protocolo de TCP/IP.Ms adelante, IS-IS integrado, o IS-IS doble, incluy la compatibilidad con redes IP.Si bien se conoci a IS-IS como el protocolo de enrutamiento ms utilizado por proveedores e ISP, se estn comenzando a utilizar ms redes IS-IS corporativas

Radia Perlman

*TpicosEnrutamiento de estado del enlaceProtocolos de enrutamiento de estado del enlaceIntroduccin al algortmo SPFProcesos del enrutamiento de estado del enlacePaso 1: Cada router aprende sobre sus propias redes conectadas directamentePaso 2: Cada router tiene la responsabilidad de saludar a sus vecinosPaso 3: Cada router crea un paquete de estado del enlace (LSP)

Paso 4: Cada router inuda el LSP hacia todos sus vecinosPaso 5: Construccin de un mapa completo de la topologa y calcula el mejor camino hacia cada red de destinoConstruccin del rbol SPFImplementacin de los protocolos de estado del enlaceVentajas del protocolo de enrutamiento de estado del enlaceRequerimientos de un protocolo de estado del enlaceComparacin de los protocolos de estado del enlace