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Encaminamiento dinámico
Aspectos generales del nivel de red Algoritmos de routing
La Capa de Red
¿Por donde deboir a w.x.y.z?
Routers
El nivel de Red
Es la capa por antonomasia, la más importante, laúnica que ‘ve’ los caminos que forman la red.
Se constituye con enlaces que interconectan dostipos de nodos: Nodos terminales: Hosts Nodos de tránsito: Routers o Conmutadores
Normalmente los routers tienen varias interfaces ylos hosts una
Los routers y las líneas que los unen constituyen lasubred, que es gestionada por el proveedor uoperador.
Cuando se comunican dos hosts de una mismaLAN el nivel de red es casi inexistente, nointervienen routers, todas las comunicaciones sondirectas
Puente (nivel 2) vs router (nivel 3)
Física
MACRed
Física
MACRed
Física
Física
MAC
Física
Física
MAC MAC
Transp.Red
El puente actúaa nivel 2(enlace).
No cambia lasdirecciones MACni las IP de los
paquetes
El router actúaa nivel 3 (red).
Cambia lasMAC pero nolas IP de los
paquetes
A B C D
A B C D
AD AD
AB CD
X Y
XYA, B, C, D sondirecciones
MAC.X, Y, Z y W sondirecciones IP
X Y
XYXY
Z W
Física
MACRed
Física
MACRed
Transp.
Funciones del nivel de Red
Elegir la ruta óptima de los paquetes En un servicio CONS: sólo en el momento de
establecer el VC(Virtual Circuit o VirtualChannel)
En un servicio CLNS: para cada datagrama deforma independiente
Controlar y evitar la congestión Controlar que el usuario no abuse del
servicio Resolver (‘mapear’) las direcciones de
nivel de red con las de nivel de enlace (p.ej. en LANs encontrar la dirección MACque corresponde a una dir. IP).
1.11.3 1.2
2.12.3 2.2
B.1B.3 B.2
C.1C.3 C.2
Red CONS
Red CLNS
A
A
B
B
C
C
Cada paquete lleva elnúmero del circuito virtual
al que pertenece
Cada datagrama lleva ladirección de destino
El orden serespetasiempre
El orden no siemprese respeta
Todos los paquete quevan por un mismo VCusan la misma ruta
La ruta se elige deforma independientepara cada datagrama
Servicio CONS vs CLNS
Redes en estrella y redes malladas
La topología en estrella es la mássimple: Necesita n-1 enlaces para unir n nodos. Si falla algún enlace algún nodo queda
inaccesible Solo hay una ruta posible para ir de un
nodo a otro Las topologías malladas: Tienen más enlaces que los estrictamente
necesarios Si falla algún enlace es posible que no se
pierda conectividad Puede haber más de una ruta de un nodo a
otro; en estos casos interesa elegir la mejor(algoritmos de routing)
Algunas topologías típicas
Estrella Anillo Estrella jerárquica, árbol sinbucles o ‘spanning tree’
Malla completa Anillos interconectadosTopología irregular
(malla parcial)
Encaminamiento dinámico
Aspectos generales del nivel de red Algoritmos de routing
Principio de optimalidad
Si Valencia está en la ruta óptima de Murcia a Barcelona,entonces el camino óptimo de Valencia a Barcelona estáincluido en la ruta óptima de Murcia a Barcelona
Corolario: Todas las rutas óptimas para llegar a Barcelonadesde cualquier sitio forman un árbol sin bucles(spanning tree) con raíz en Barcelona.
Murcia
Valladolid
Bilbao
Madrid
Valencia
Zaragoza
Sevilla
Barcelona
Badajoz
La Coruña
La red de autopistasespañolas
Principio de optimalidad (II)
Árbol de rutas óptimas haciaBarcelona
Barcelona
Bilbao Murcia
Valladolid
Madrid
ValenciaZaragoza
BadajozLa Coruña Sevilla
Los trazos en rojo indican la ruta óptima a seguir en cada caso
Concepto de ruta óptima en carreteras
Para elegir la ruta óptima en un viaje por carreterase pueden aplicar diversos criterios, por ejemplo: La que minimice la distancia La que minimice el tiempo La que minimice el consumo de gasolina La que minimice los peajes La que minimice el cansancio (preferible
autopistas, pocas curvas, pocos cambios decarretera, etc.)
La que tenga mayor interés turístico opaisajístico
Una determinada combinación de todos losanteriores con diversos pesos según los gustosdel usuario
La ruta óptima puede variar según el criterioelegido (ver por ejemplo www.michelin.com)
Concepto de ruta óptima en telemática
Los criterios que se aplican suelen ser:Minimizar el número de routers o ‘saltos’Maximizar el caudal (ancho de banda) de los
enlacesMinimizar el nivel de ocupación o saturación de
los enlacesMinimizar el retardo de los enlacesMaximizar la fiabilidad de los enlaces (minimizar
la tasa de errores)Una determinada combinación de todos los
anteriores con diversos pesos según losgustos del usuario
Los más utilizados son el número de saltos oel ancho de banda
Algoritmos de routing
Los algoritmos de routing pueden ser: Estáticos: las decisiones se toman en base
a información recopilada con anterioridad(horas, días o meses). Normalmente elcálculo de la ruta es costoso y se realiza deforma centralizada. Por eso una vez fijadala ruta raramente se cambia.
Dinámicos: deciden la ruta óptima en basea información obtenida en tiempo real.Requieren un protocolo de routing pararecoger la información. La ruta óptimapuede cambiar a menudo.
En redes malladas se suele utilizarrouting dinámico.
Routing estático basado en el flujo
Consiste en optimizar las rutas para utilizar losenlaces de mayor capacidad (ancho de banda) ymenor tráfico (nivel de ocupación).
Es preciso disponer de información que permitaestimar el tráfico medio entre cada par de nodos(matriz de tráfico).
Interesante para decidir la topología cuando sediseña una red
Se plantean varias topologías (todas las posibles osolo aquellas que se consideran interesantes) secomparan y se elige la más adecuada (la óptima).
Se considera topología óptima la que minimiza eltiempo de servicio promedio para todos lospaquetes
Este algoritmo no permite responder con rapidez acambios en el comportamiento del tráfico (porejemplo saturación repentina de un enlace)
Tiempo de servicio (T) es el tiempo medio que tarda en enviarseun paquete por la interfaz de salida del router.
Es la suma del tiempo de espera en la cola (Te) y el tiempo detransmisión (Tt)
El Tiempo de espera (Te) depende del tráfico.El tiempo de transmisión (Tt) es el que tarda el paquete en salir por
la interfaz del router. Depende de la velocidad de la interfaz ydel tamaño del paquete:
Tt = p / vp = tamaño del paquete (en bits)v = velocidad de la línea (en bits/s)
Ej.: paquete de 500 bytes, línea de 64 Kb/s, Tt = 62,5 ms
Tiempo de servicio (I)
Por teoría de colas puede demostrarse que el Tiempo de servicio es:T = p / (v - c)
Donde:T = Tiempo de servicio (en segundos)p = tamaño del paquete (en bits)v = velocidad (capacidad) de la línea (en bits/s)c = caudal medio (real) de la línea (en bits/s)
Ej.: línea de 64 Kb/s al 50% de ocupación (32 Kb/s):p = 4.000, v = 64.000, c = 32.000 -> T = 125 ms
El tiempo de servicio puede ser (y normalmente es) diferente paracada sentido de la comunicación en una misma línea, salvo quela ocupación en ambos sentidos sea idéntica
Tiempo de servicio (II)
0,0000
1,0000
2,0000
3,0000
4,0000
5,0000
6,0000
7,0000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 9964 Kb/s 512 Kb/s 2048 Kb/s
Tiempo de servicio para paquetes de 500 bytes
Las líneas de baja velocidad sufren mayores retardos cuando se producecongestión
Nivel deocupación
64 Kb/s 512 Kb/s 2048 Kb/s
0 % 0,0625 0,0078 0,002010 % 0,0694 0,0087 0,002220 % 0,0781 0,0098 0,002430 % 0,0893 0,0112 0,002840 % 0,1042 0,0130 0,003350 % 0,1250 0,0156 0,003960 % 0,1563 0,0195 0,004970 % 0,2083 0,0260 0,006580 % 0,3125 0,0391 0,009890 % 0,6250 0,0781 0,019595 % 1,2500 0,1563 0,039199 % 6,2500 0,7812 0,1953
Si no hay nada de tráfico elpaquete no espera. En ese
caso el tiempo de servicio esigual al tiempo de
transmisión, es decir lo quetarda el paquete en salir por
la interfaz
CargaR
end
imie
nt
o
SinCongestión
CongestiónFuerte
CongestiónModerada
Efecto de la ocupación de un enlace en eltiempo de servicio y el rendimiento
SinCongestión
CongestiónFuerte
CongestiónModerada
Tiem
po
de
Ser
vici
o
Carga
Clasificación de protocolosde enrutamiento Protocolos de
enrutamiento classful NO envían la máscara
de subred durante lasactualizaciones deenrutamiento
Protocolos deenrutamiento classless Envían la máscara de
subred durante lasactualizaciones deenrutamiento
Clasificación de protocolosde enrutamiento La convergencia se define como el estado en el que las
tablas de enrutamiento de todos los routers sonuniformes
Métricas de los protocolosde enrutamiento Métrica
Es un valor que usan los protocolos deenrutamiento para determinar qué rutas sonmejores que otras.
Métricas de los protocolosde enrutamiento Métricas usadas en los protocolos
de enrutamiento IP: Ancho de banda Costo Retraso Conteo de saltos Carga Confiabilidad
Métricas de los protocolosde enrutamiento
El campo de métrica de latabla de enrutamiento
Métrica que se usapara cada protocolode enrutamiento: RIP: conteo de saltos IGRP y EIGRP: ancho de
banda (usado pordefecto), retraso (usadopor defecto), carga,confiabilidad
IS-IS y OSPF:costo, ancho de banda(implementación deCisco)
Métricas de los protocolosde enrutamiento Balanceo de carga
Ésta es la capacidad de un router de distribuirpaquetes entre varias rutas de igual costo.
Distancia administrativa de una ruta Objetivo de una métrica
Es un valor calculado que se usa para determinar la mejorruta a un destino.
Objetivo de la Distancia Administrativa Es un valor numérico que especifica la preferencia por una
ruta determinada.
Distancia administrativa de una ruta Identificación de la Distancia Administrativa (AD)
en una tabla de enrutamiento Es el primer número del valor entre paréntesis de la tabla
de enrutamiento.
Distancia administrativa de una ruta
Distancia administrativa de una ruta
Rutas conectadas directamente Tienen una AD por defecto de 0
Rutas estáticas La distancia administrativa de una ruta estática tiene un
valor por defecto de 1
Encaminamiento dinámico:Encaminamiento por inundación
Enviar cada paquete por todas las interfaces,excepto por la que ha llegado.
Utilizado en: Puentes transparentes (tramas broadcast/multicast) Algunos protocolos de routing (estado del enlace) Algunos algoritmos de routing multicast.
Si hay bucles se envían duplicados, el tráfico semultiplica y la red se bloquea. Soluciones: Bloquear interfaces (spanning tree) Incorporar contador de saltos y descartar cuando sea
cero Mantener lista de enviados y descartar duplicados
A
G
D E F
CB
A
G
D E F
CB
A
G
D E F
CB
Primer salto:3 paquetes
Segundo salto:5 paquetes
Tercersalto: 8
paquetes
Encaminamiento por inundación
Encaminamiento dinámico
Requiere recabar información en tiemporeal sobre el estado de la red
Permite responder a situacionescambiantes, p. ej.: fallo de un enlace. Perosólo si hay mallado (ruta alternativa).
Dos algoritmos principales: Vector distancia o Bellman-Ford Estado del enlace, Dijkstra o Shortest Path First
En ambos casos el cálculo de rutas óptimaslo realizan entre todos los routers de lared, de forma distribuida.
Routing por vector distanciao de Bellman-Ford El vector distancia se utiliza actualmente en
diversos protocolos de routing: Internet: RIP, BGP, IGRP, EIGRP También en Appletalk y versiones antiguas de
DECNET e IPX Está especialmente indicado cuando se utiliza
una métrica sencilla, por ejemplo el númerode saltos, ya que en ese caso el problema dela cuenta a infinito es más fácil de resolver
Su principal virtud es la sencillez delalgoritmo, que permite hacer los cálculos conpoca CPU y poca memoria en el router
Algoritmo del vector distanciao de Bellman-Ford
Cada router conoce: Su identificador Sus interfaces La distancia hasta el siguiente router de
cada interfaz Cada router construye una tabla (base
de datos) de todos los destinos, queindica por que interfaz se deben enviarlos paquetes hacia cada posible destino.
Para ello intercambia con sus vecinosunos paquetes de información llamadosvectores distancia, que indican ladistancia a cada posible destino
j
k
m
n
Distancia3
Distancia2
Distancia7
Distancia2
0 5 3 2 19 9 5 22 2 4 7
6 2 0 7 8 5 8 12 11 3 2
5 8 3 2 10 7 4 20 5 0 15
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Recibido de j (+3):
Recibido de k (+2):
Recibido de m (+2):
Recibido de n (+7):
Distancia mínima:
Interfaz de salida:
12 3 15 3 12 5 6 18 0 7 15
Destino:
4
9
10
1
3
Ejemplo del algoritmo de vector distancia
2 6 5 0 12 8 6 19 3 2 9
m j m 0 k j k n j k n
Dist. 1A se enciende
Dist. 1
El problema de la cuenta a infinito
C
0 1 0 1 2
- 3 4- 5 4- 5 6- 7 6- 7 8- 9 8
. . .
. . .
. . .
A
0 - Distancias hacia A
- 3 2A se apaga
B
-
0 1 23 46857
Las noticias buenas viajan deprisa, las malas despacio.
Hay diversos ‘trucos’ para evitar el problema de la cuenta ainfinito, pero ninguno infalible.
El vector distancia se utiliza actualmente en diversosprotocolos de routing: Internet: RIP, BGP, IGRP, EIGRP También en Appletalk y versiones antiguas de DECNET e IPX
El problema de la cuenta a infinito
RIP (Routing Information Protocol)
Sufre los problemas típicos del vector distancia(cuenta a infinito).
Solo útil en redes pequeñas (5-10 routers). Métrica basada en número de saltos únicamente.
Máximo 15 saltos. La información se intercambia cada 30 segundos.
Los routers tienden a sincronizarse. La red puedebloquearse mientras ocurre el intercambio.
RIPv1 no soporta subredes ni máscaras de tamañovariable (RIPv2 sí).
Muchas implementaciones no permiten hacerbalanceo de tráfico (usar múltiples rutassimultáneamente).
Es bastante habitual en sistemas UNIX.
IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) yEIGRP (Enhanced IGRP)
Protocolos propietarios de Cisco. Resuelven muchos de los problemas de RIP:
Métrica sofisticada (ancho de banda, retardo, cargade los enlaces, fiabilidad).
Posibilidad de balanceo de tráfico entre múltiplesrutas.
Incluyen soporte multiprotocolo. IGRP intercambia vectores cada 90 segundos. Mejoras de EIGRP sobre IGRP:
Soporta subredes. Solo transmite modificaciones. Incorpora mecanismos sofisticados para evitar el
problema de la cuenta a infinito.
Algoritmo del estado del enlace
Cada router contacta con sus vecinos y midesu distancia a ellos.
Construye un paquete de estado del enlace oLSP (Link State Packet) que dice: Quién es él La lista de sus vecinos y sus distancias a ellos
Envía su LSP por inundación a todos losrouters de la red
Recaba los LSPs de todos los demás nodos Calcula las rutas óptimas por el algoritmo de
Dijkstra: Se pone él mismo como raíz del árbol, y coloca a sus
vecinos Mira los LSP de sus vecinos y despliega el árbol;
cuando aparece más de un camino hacia un nodotoma el más corto y descarta los demás.
Las ramas son en principio provisionales. Una ramase confirma cuando es más corta que todas losdemás provisionales.
Algoritmo de estado del enlace
Los LSPs se transmiten por inundación. Sólo se envían LSPs cuando hay
cambios en la red (enlaces queaparecen o desaparecen, o biencambios en la métrica).
Los LSPs se numeran secuencialmente.Además tienen un tiempo de vidalimitado.
Para evitar bucles solo se reenvían losLSPs con número superior a los yarecibidos y que no están expirados.
Cada LSP pasa una vez o a lo sumo dos(pero nunca más de dos) por el mismoenlace
Reparto de los LSPs de C por inundación
C
C
A
G
D E F
CB
I
C
C
C
A
G
D E F
CB
II
C
C C
A
G
D E F
CB
III
C
A
G
D E F
CB
IV
Origen Secuen. Edad B F G B F G Datos
A 21 60 0 1 1 1 0 0 B/6, D/2
B 21 60 0 1 1 1 0 0 A/6, C/2, E/1
D 21 60 0 1 1 1 0 0 A/2, E/2
E 20 58 0 1 1 1 0 0 B/1, D/2, F/4
F 21 59 1 0 1 0 1 0 C/2, E/4, G/1
G 21 62 1 0 1 0 1 0 C/5, F/1
C 21 61 1 1 1 0 0 0 B/2, F/2, G/5
FlagsenvíoLSP
FlagsenvíoACK
LSPsD/2
B/6
A
E/1
C/2
A/6
B
G/5
F/2
B/2
C
E/2
A/2
D
F/4
D/2
B/1
E
G/1
E/4
C/2
F
F/1
C/5
GA B D E
GF
Distribución de los LSPs en el router C
A
G
D E F
CB6
2
2
2
1
41
2
5
C
B
E
D
A
F
G
Base de datos de LSPs en C
Routing por estado del enlace
Con routing por el estado del enlace cadanodo conoce la topología de toda la red (noera así con vector distancia).
La información sobre la red no se usa paraoptimizar la distribución de LSPs, sino queestos viajan por inundación haciendo uso detoda la red (si no fuera así no se sabría si lasrutas alternativas siguen operativas)
Generalmente se considera que los algoritmosdel estado del enlace son mas fiables yeficientes que los del vector distancia.
A
B/6
D/2
B
A/6
C/2
E/1
C
B/2
F/2
G/5
D
A/2
E/2
E
B/1
D/2
F/4
F
C/2
E/4
G/1
G
C/5
F/1
Link StatePackets
D
A
E F
G
CB
2
4
5
26
1
2 1
2
Algoritmo del estado del enlace (Dijkstra)
C(0)
G(5)B(2) F(2)
Coloca C en el árbol.Examina el LSP de C
G(5)
C(0)
B(2) F(2)
G(3) E(6)Coloca F en el árbol.Examina el LSP de F.Encontrado mejor camino a G
C(0)
B(2) F(2)
G(3) E(6)A(8) E(3)Coloca B en el árbol.Examina el LSP de B.Encontrado mejor camino a EC(0)
B(2) F(2)
G(3)
D(5)
E(3)A(8)
Coloca E en el árbol.Examina el LSP de E.
C(0)
B(2) F(2)
G(3)
D(5)
E(3)A(8)
Coloca G en el árbol.Examina el LSP de G.
E(3)
C(0)
B(2) F(2)
G(3)
D(5)
A(8)
A(7)Coloca D en el árbol.Examina el LSP de D.
E(3)
C(0)
B(2) F(2)
G(3)
D(5)A(7)
Coloca A en el árbol.Examina el LSP de A.No quedan nodos. terminar
Algoritmo deDijkstra
A
B/6
D/2
B
A/6
C/2
E/1
C
B/2
F/2
G/5
D
A/2
E/2
E
B/1
D/2
F/4
F
C/2
E/4
G/1
G
C/5
F/1
Árbol de rutas óptimas desde C para lared ejemplo
CA
G
D E F
CB6
2
2
2
1
41
2
5B
E
D
A
F
G
Enlaces no utilizados por C
Routing por estado del enlace
Con routing por el estado del enlace cada nodo conocela topología de toda la red (no sucede así con vectordistancia).
La información sobre la red no se usa para optimizar ladistribución de LSPs (el algoritmo fallaría)
Generalmente se considera que los algoritmos delestado del enlace son más fiables y eficientes que losde vector distancia.
Se utiliza en diversos protocolos de routing: Internet: OSPF, IS-IS ATM: PNNI DECNET IPX: NLSP
Introducción
Protocolo Algoritmo Subredes Métricacompleja
NotificaActualiz.
Nivelesjerárquicos
Estándar
RIPv1 VectorDistancia
NO NO NO NO SI
RIPv2 VectorDistancia
SI NO NO NO SI
IGRP VectorDistancia
NO SI NO NO NO
EIGRP VectorDistancia
SI SI SI NO NO
OSPF Estado Enlace SI SI SI 2 SI
IS-IS Estado Enlace SI SI SI 8 SI
Protocolos de routing dinámico
OSPF (Open Shortest Path First)
Desarrollado por el IETF entre 1988-1990.Actualmente se usa OSPF V. 3 definido en elRFC 5340.
Basado en el algoritmo del estado del enlace. Dos niveles jerárquicos (áreas):
Area 0 o backbone (obligatoria). Areas adicionales (opcionales).
Resuelve los problemas de RIP: Rutas de red, subred y host (máscaras de tamaño
variable). Admite métricas complejas (costo). En la práctica el
costo se calcula a partir del ancho de bandaúnicamente.
Balanceo de tráfico entre múltiples rutas cuandotienen el mismo costo.
Las rutas óptimas pueden no ser simétricas.
Terminología OSPF
http://www.cisco.com/warp/public/104/1.html
Introducción a OSPF
Información básica de OSPF Comenzó en 1987 En 1989, se publica OSPFv1 en RFC 1131.
Esta versión era experimental y nunca se implementó En 1991, se publica OSPFv2 en RFC 1247 En 1998, se actualiza OSPFv2 en RFC 2328 En 1999, se publica OSPFv3 en RFC 2740
Introducción a OSPF
Tipos paquete OSPF Existen 5 tipos
Encabezado paquete OSPF Contiene: ID del router,
ID del área y código detipo para el tipo depaquete OSPF
Encabezado paquete IPContiene: dirección IPde origen, dirección IPde destino y campo deprotocolo establecido en 89
Encapsulación de mensajes OSPF
Introducción a OSPF
Encapsulación de mensajes OSPF Encabezado de trama de enlace de datos
Contiene: dirección MAC de origen y de destino
Introducción a OSPF
Tipos de paquetes OSPF
Introducción a OSPF
Protocolo de saludo (hello) Paquete de saludo OSPF
– Función del paquete de saludo Detectar vecinos OSPF y establecer adyacencias Publicar pautas acerca de qué routers deben estar de
acuerdo para convertirse en vecinos Utilizado por redes de accesos múltiples para elegir un
router designado (DR) y un router designado de respaldo(BDR)
Introducción a OSPF
Paquetes de saludo (continuación)Contenido de un paquete de saludo
ID del router que realiza la transmisión. Intervalos de saludo OSPF
– Generalmente, multicast (224.0.0.5).– Enviados cada 30 segundos para segmentos NBMA.
Intervalo muerto OSPF– Éste es el tiempo que debe
transcurrir antes de que elvecino se considere inactivo.
– El tiempo por defecto es de4 veces el intervalo de saludo.
Introducción a OSPF
Los paquetes de protocolo de saludocontienen información que se utiliza enla selección del: Router designado (DR) El DR es responsable de la actualización de
todos los otros routers OSPF Router designado de respaldo (BDR) Este router asume las responsabilidades del
DR si este último falla
Introducción a OSPF
Actualizaciones de estado de enlace de OSPF Función de una actualización de estado de enlace (LSU)
Utilizada para entregar notificaciones del estado de enlace Función de una notificación de estado de enlace (LSA)
Contiene información acerca de los vecinos y los costos de lasrutas
Introducción a OSPF
Algoritmo OSPF Los routers OSPF construyen y mantienen
la base de datos del estado de enlace quecontiene las LSA recibidas de otros routers– La información que aparece en la base de
datos se utiliza tras la ejecución del algoritmoSPF de Dijkstra
– El algoritmo SPF se utiliza para crear un árbolSPF
– El árbol SPF se utiliza para completar la tablade enrutamiento
Introducción a OSPF
Distancia administrativa La distancia administrativa por defecto para OSPF es 110
Introducción a OSPF
Autenticación OSPF– El objetivo es encriptar y autenticar la
información de enrutamiento– Ésta es una configuración específica de cada
interfaz– Los routers únicamente aceptan información
de enrutamiento de otros routers que han sidoconfigurados con la misma contraseña o lamisma información de autenticación
Configuración básica de OSPF
El comando router ospf Para permitir OSPF en un router, utilice el siguiente
comando: R1(config)#router ospf id del proceso ID del proceso: Un número significativo en el ámbito local entre 1 y 65535 Esto significa que no se necesita coincidencia con otros
routers OSPF
Configuración básica de OSPF
El comando network de OSPF. Se deben especificar: La dirección de red La máscara wildcard: El inverso de la máscara de subred La ID del área: La ID del área se refiere al área OSPF. El
área OSPF es un grupo de routers que comparten informaciónsobre el estado de enlace
Por ejemplo:Router(config-router)#network dirección de red máscarawildcard área ID del área
Configuración básica de OSPF
ID del router– Dirección IP utilizada para identificar un router– Hay 3 criterios para modificar la ID del router:
Utilizar la dirección IP configurada con el comandorouter-id de OSPF
– Tiene prioridad sobre las direcciones de las interfacesloopback y física
Si no se utiliza el comando router-id, el router eligela dirección IP más alta de cualquiera de las interfacesloopback
Si no hay interfaces loopback configuradas, se utilizala dirección IP más alta de cualquiera de las interfacesactivas
Configuración básica de OSPF
ID del router OSPF Direcciones de loopback e ID del router
- La dirección de loopback más alta se utilizará comoID del router si no se emplea el comando router-id.
- Ventaja de la utilización de la dirección de loopback: La interfaz loopback no puede fallar estabilidad de
OSPF El comando router-id de OSPF
– Incorporado en IOS 12.0.– Sintaxis del comando:
Router(config)#router id-proceso ospf Router(config-router)#router-id dirección ip
Modificación de la ID del router– Use el comando Router#clear ip proceso ospf
Configuración básica de OSPF
Verificación de OSPF Utilice el comando show ip ospf para
verificar y resolver problemas de la redOSPF. El comando mostrará lo siguiente: Adyacencia de vecinos La falta de adyacencia se indica cuando:
La ID del router vecino no se muestra No se muestra un estado full (completo)
Consecuencias de la falta de adyacencia: No se intercambia información del estado de enlace Árboles SPF y tablas de enrutamiento inexactos
Configuración básica de OSPF
Análisis de la tabla de enrutamiento Utilice el comando show ip route para mostrar
la tabla de enrutamiento Una “O” al comienzo de una ruta indica que el router
es de origen OSPF Observe que OSPF no se sumariza automáticamente
en los límites de red principales
Métrica de OSPF
OSPF utiliza el costo como métricapara determinar la mejor ruta La mejor ruta tendrá el costo más bajo El costo está basado en el ancho de banda
de una interfaz El costo se calcula con la
fórmula 108/ancho de banda El ancho de banda de referencia
Es de 100 Mbps, pordefecto
Se puede modificar usando el comando auto-cost reference-
bandwidth
Métrica de OSPF
COSTO de una ruta OSPF Es el valor acumulado desde un router hasta el siguiente
Métrica de OSPF
Generalmente, la velocidad real de un enlace esdiferente al ancho de banda por defecto– Esto hace necesario que el valor del ancho de banda refleje
la velocidad real del enlace Motivo: Para que la tabla de enrutamiento contenga la
información del mejor ruta El comando show interface mostrará el ancho de banda
de la interfaz La mayoría de los enlaces
seriales, por defecto, utilizanel valor 1.544 Mbps
Configuración básica de OSPF
Modificación del costo de un enlace Ambos lados de un enlace serial deben configurarse
con el mismo ancho de banda Comandos utilizados para modificar el valor del ancho de
banda: Comando bandwidth
– Ejemplo: Router(config-if)#bandwidth ancho de banda en kbps El comando ip ospf cost permite especificar directamente el
costo de interfaz- Ejemplo: R1(config)#interface serial 0/0/0
R1(config-if)#ip ospf cost 1.562
Configuración básica de OSPF
Modificación del costo del enlace Diferencia entre el comando bandwith y el comando
ip ospf cost:– El comando ip ospf cost
Establece el costo en un valor específico– El comando bandwidth
Calcula el costodel enlace
Redes de accesos múltiples y OSPF
Dificultades de las redes de accesosmúltiples
OSPF define cinco tipos de redes:– Punto a punto– Accesos múltiples con broadcast– Accesos múltiples sin broadcast (NBMA)– Punto a multipunto– Enlaces virtuales
OSPF en redes de accesos múltiples
Dos desafíos de las redes de accesos múltiples:– Adyacencias múltiples– Flooding de LSA masivo
OSPF en redes de accesos múltiples
Flooding de LSA masivo Por cada LSA que se envía, debe haber un acuse de recibo
enviado de vuelta al router que realizó la transmisión Consecuencia: mucho consumo de ancho de banda y
tráfico caótico
OSPF en redes de accesos múltiples
La solución del problemadel flooding de LSA es la utilizaciónde:– Router designado (DR)– Router designado de respaldo
BDR) Selección de DR y BDR
– Se eligen los routers para enviary recibir LSA
Envío y recepción de LSA– Los otros DR envían LSA mediante
la dirección multicast 224.0.0.6 alDR y el BDR
– El DR reenvía las LSA mediantela dirección multicast 224.0.0.5a todos los otros routers
OSPF en redes de accesos múltiples
Proceso de selección de DR/BDR Las elecciones de DR/BDR NO ocurren en las redes
punto a punto
OSPF en redes de accesos múltiples
Las elecciones de DR/BDR ocurren en redes de accesosmúltiples, tal como se muestra a continuación
OSPF en redes de accesos múltiples
Criterios para la selección de DR yBDR:1. DR: router con la prioridad de interfaz
OSPF más alta.2. BDR: router con la segunda prioridad
de interfaz OSPF más alta.3. Si las prioridades de la interfaz OSPF
son iguales, se utiliza la ID del routermás alta para romper dicha igualdad.
OSPF en redes de accesos múltiples
Momento en que ocurre la selección deDR y BDR– Ocurre apenas se habilita la interfaz del 1.er
router en la red de accesos múltiples Cuando se elige un DR, éste permanece como DR
hasta que ocurre una de las siguientessituaciones:
– El DR falla– El proceso OSPF en el DR falla– La interfaz de accesos múltiples en el DR falla
OSPF en redes de accesos múltiples
Manipulación del proceso de selección Si desea tener influencia sobre la selección
de DR y BDR, realice uno de los procesossiguientes: Primero inicie el DR, después el BDR y luego inicie
todos los otros routers Apague la interfaz en todos los routers, utilice el
comando no shutdown en el DR, luego, en el BDRy, por último, en todos los otros routers
OSPF en redes de accesos múltiples
Prioridad de interfaz OSPF
Manipulación del proceso de selección de DR yBDR (continuación)– Use el comando ip ospf priority interface– Ejemplo: Router(config-if)#ip ospf priority {0 - 255}
El número de prioridad varía entre 0 y 255– 0 significa que el router no puede convertirse en DR o BDR– 1 es el valor de prioridad por defecto
Más sobre la configuración deOSPF
Redistribución de una ruta OSPFpor defecto
La topología incluye un enlace al ISP– Router conectado al ISP
Denominado router de borde de sistema autónomo Utilizado para propagar una ruta por defecto
– Ejemplo de ruta estática por defecto– R1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 loopback 1– Requiere el uso del comando default-information originate– Ejemplo del comando default-information originate:– R1(config-router)#default-information originate
Más sobre la configuración de OSPF
Operaciones de ajuste de OSPF Debido a que las velocidades de
enlace son cada vez mayores,puede ser necesario cambiar losvalores de referencia del anchode banda.– Para hacer esto, utilice
el comando auto-costreference-bandwidth
– Ejemplo: R1(config-router)#auto-
cost reference-bandwidth10000
Más sobre la configuración de OSPF
Operaciones de ajustede OSPF
Modificación de lostemporizadores OSPF– Motivo para modificar los temporizadores:
Detección más rápida de las fallas en la red– Modificación manual de los intervalos de saludo y los
intervalos muertos: Router(config-if)#ip ospf hello-interval segundos Router(config-if)#ip ospf dead-interval segundos
– Punto para destacar: Los intervalos de saludo y los intervalos muertos deben ser los
mismos entre vecinos
Pasos en la operación OSPF
1. Establecimiento de adyacencias2. Elección de DR y BDR si es necesario3. Descubrimiento de rutas4. Selección apropiada de las rutas a
utilizar5. Mantenimiento de la información de
enrutamiento
Paso 1: Establecimiento de adyacencias
El primer paso del router es el establecimiento de lasadyacencias
Para establecer las adyacencias el router mandapaquetes Hello, mandando su ID
En este punto los routers saben quienes son sus vecinosy que tipo de redes son
Estableciendo adyacencias OSPF
Los routers OSPF deben de reconocer y establecer lasadyacencias previo a que puedan intercambiarinformación de enrutamiento
El protocolo “Hello” se encarga de establecer lacomunicación bidireccional (two-way) entre vecinos
Cada interfaz participando en OSPF usa una direcciónmulticast 224.0.0.5 y envía paquetes “Hello”periódicamente
Paquete “Hello”
Router IDIdentificador de 32 bits que identifica al router origen
Intervalo (Hello y Dead)Frecuencia en segundos en el cual el router manda los
paquetes Hello y Dead. En redes broadcast el intervalo Hello es de10 segundos (30 segundos para non-broadcast), el intervalo Deades de 40 segundos (120 segundos para non-broadcast)
Vecinos Área ID Prioridad
Numero de 8 bits que indica la prioridad de la interfaz OSPF Dirección IP del router DR y del BDR Bandera de área stub
Para remplazar las actualizaciones de enrutamiento por unaruta por defecto
Paso 2: Elecciónde DR y BDR
Dado que las redes multiacceso, pueden tener mas deun router, OSPF elige un DR (punto focal de los LSA) yun BDR como sombra del DR
El router con mayor prioridad, gana la elección y seconvierte en DR
Una vez elegidos el DR y el BDR, éstos mantienen susroles, hasta que uno de ellos falle
Por defecto, todos los routers OSPF tienen una prioridadde 1 (prioridad entre 0 y 255)
El Router ID es utilizado para romper empates, si dosrouters tienen la misma prioridad, el router con elmayor Router ID es seleccionado
El Router ID puede ser manipulado, configurando unainterfaz Loopback
Intercambiando y sincronizando LSDB
Cuando la adyacencia bidireccional es formada, OSPF debe deintercambiar y sincronizar la LSDB entre routers
Proceso1. Cuando el router A es habilitado en la red, éste tiene el estado
“down” porque no ha intercambiado información con otro router.(los paquetes “hello” son enviados a la dirección 224.0.0.5 enredes punto a punto y en redes BMA, de lo contrario se envían enpaquetes unicast)
2. Todos los routers conectados directamente reciben el paquete“hello”. Este es el estado “init”
3. Todos los routers que reciben el paquete “hello” mandan larespuesta en unicast con la información solicitada
4. Cuando el router recibe estos paquetes “hello”, éste añade todoslos routers que tienen su Router ID en los paquetes “hello” a labase de datos de vecinos
5. Si el tipo de enlace es broadcast, tiene que haber un proceso deelección del router DR y del BDR, esto debe de ocurrir antes de quecomience el intercambio de la información estado de enlace
6. Periódicamente los routers intercambian paquetes “hello” paraasegurar que la comunicación siga existiendo. Este es el estado“two way”
Descubriendo las rutas
Después de que se escoge DR y BDR, los routers estánen estado “exstart”, y ellos están listo para descubrirla información de estado de enlace y así crear la LSDB
El proceso usado para descubrir las rutas es con elprotocolo “exchange”, y éste lleva a los routers a unestado “full”
El primer paso en este proceso es que el DR y el BDRestablezcan sus adyacencias con los routers
Cuando routers adyacentes están en estado “full”, ellosno repiten el protocolo “exchange” a no ser quecambien el estado “full”
Paso 3: Descubrimientode rutas
En una red multiacceso, elintercambio de informaciónocurre entre el DR o BDR concada router en la red utilizandola dirección 224.0.0.5 (todoslos vecinos)
Los routers en una red punto a punto, tambiénintercambian información para el establecimiento devecinos
En este paso se establece una relación cliente/servidorentre dos routers, el router con mayor prioridad omayor Router ID funciona como máster (pasa al estado“Exchange”)
Los routers comparan la información recibida con lospaquetes tipo 5 (LSA) y si hay información queactualizar, entran en estado “Loading”, mandando LSR(paquetes tipo 3), y LSU (paquetes tipo 4)
Paso 4: Selección delas mejores rutas
Después que el Router ha completado la basede datos estado de enlace, está listo para crearla tabla de enrutamiento
Por medio del costo, el Router determina lamejor ruta
Para el calcula de la mejor ruta, el Routerutiliza el algoritmo SPF
El algoritmo SPF calcula los costos desde elrouter local (router “raíz”)
El comando timers spf habilita la posibilidadpara ajustar los timers, los cuales sonindispensables en este cuarto paso
Paso 5: Mantenimiento dela información de enrutamiento Cuando existe un cambio en el estado de un enlace, los
routers OSPF usan el proceso de propagación para notificara otros routers sobre este cambio
El “dead interval” provee un mecanismo simple paradeclarar “down” un enlace
Los routers envían los paquetes LSU En una red punto a punto, no existe DR ni BDR, los
mensajes se envían a 224.0.0.5 (todos los routers OSPFescuchan en esta dirección)
En una red multiacceso, existe un DR y un BDR. Si elDR quiere mandar información, lo hace a la dirección224.0.0.5. Todos los routers son adyacentes al DR y alBDR (el DR y BDR escuchan en la dirección 224.0.0.6)
Cuando un DR recibe información en la dirección224.0.0.6, éste la distribuye a la dirección 224.0.0.5utilizando paquetes LSU con los respectivos LSA
Si una ruta ya existe en un router Cisco, la ruta antigua esusada mientras el algoritmo SPF calcula la nuevainformación
NOTA: Es importante hacer notar que aunque no haya cambios enla topología, la información OSPF es actualizada periódicamente,los LSA tienen un tiempo de edad por defecto de 30 minutos
Estructura de datos OSPF
Tabla de vecinos También conocida como tabla de adyacencia Contiene la lista de los vecinos conocidos
Tabla topológica Comúnmente llamada LSDB Contiene todos los routers y sus enlaces conectados en el
área o en la red Todos los routers dentro del área tienen la misma LSDB
Tabla de enrutamiento Comúnmente llamada “forwarding database” Contiene la lista de mejores rutas para los destinos
Operación del protocolo “exchange”
Paso 1En el estado “exstart”, el DR y el BDR establecen
adyacencias con cada router en la red (se establece unarelación “maestro-esclavo”)
Paso 2Los routers maestro y esclavo intercambian uno o más
paquetes DBD (database description). Los routers están enestado “exchange”
Paso 3Cuando un router recibe un DBD, el router ejecuta las
siguientes accionesa.- Manda un LSAckb.- Compara la información recibida con la información quetiene y manda un LSR (estado “loading”)c.- El otro router responde con la información completa,
con el LSU Paso 4
El router añade los nuevos datos de estado de enlace a supropia LSDB
Manteniendo los números de secuenciaestado de enlace El numero de secuencia le ayuda a OSPF a mantener los
registros actualizados El numero de secuencia es un campo en el encabezado
LSA de 32 bits, iniciando con el numero 0x80000001 Para asegurar la integridad de la base de datos, el
router OSPF manda LSA cada 30 minutos, con cadadistribución el numero de secuencia se incrementa enuno
Estructura de las áreasde OSPF
En redes pequeñas, la telaraña de routersno es muy compleja, las rutas a los destinosindividuales son fácilmente deducidas
Para reducir los cálculos SPF, los protocolos estado de enlace puedenpartir las redes en sub-dominios llamados áreas
Un área es una colección de redes OSPF, routers y enlaces que tienenla misma identificación del área
Los routers dentro del área deben de tener sincronizada la LSDB y debede ser exactamente la misma. Sumarización de rutas y filtros puedenejecutarse entre diferentes áreas
Jerarquía Área de transito: interconecta las áreas OSPF dentro de un dominio.
El área 0 de OSPF comúnmente es un área de transito Área regular: conecta usuarios y recursos. Por defecto, un área
regular no acepta tráfico de otra área para usar estos enlaces paraalcanzar otras áreas. Un área regular puede tener subtipos,incluyendo “stub”, “totally stubby area y “not-so-stubby area(NSSA)”
Tipos de Routers OSPF
Internal router – Routers que tienen todas sus interfaces enla misma área y tienen la misma LSDB
Backbone router – Router que están ubicados en elperímetro del área 0 y tienen al menos una interfaz conectadaal área 0
Area Border Router (ABR) – Routers que tienen interfacesconectadas a múltiples áreas, manteniendo separadas lasLSDB para cada área a la que están conectados. ABR sonpuntos de salida para el área. ABR pueden ser configuradospara sumarizar la información de enrutamiento
Autonomous System Boundary Router (ASBR) – Routersque tienen al menos una interfaz conectada a una red externa(otro sistema autónomo), como red que no es OSPF. ASBRpuede importar información de enrutamiento no-OSPF, a esteproceso se le llama redistribución de rutas
Clases de rutas en OSPF: Intra-área: las determina directamente el
router. Inter-área: se resuelven en tres fases:
Ruta hacia el router backbone en el área. Ruta hacia el área de destino en el
backbone. Ruta hacia el router en el área de
destino. Inter-AS: se envían al router frontera de
AS más próximo (empleando alguna de lasdos anteriores).
Clases de rutas en OSPF
Tipos de paquetes OSPF
Hello (tipo 1)Descubre vecinos y construyeadyacencias entre ellos
Database description (DBD) (tipo 2) Sirve para sincronizar las bases de datos entre routers
Link-state request (LSR) (tipo 3) Pide registros específicos de estado de enlace de router a
router Link-state update (LSU) (tipo 4)
Manda registros de estado de enlace que fueronsolicitados
Link-state acknowledgement (LSAck) (tipo 5)Acuses de recibo de otros tipos de paquetes
Formato del encabezado del paqueteOSPF El paquete OSPF no usa TCP o UDP, OSPF requiere un
esquema de paquetes confiable, el cual es propiamentedefinido, con su propia rutina de acuse de recibo(paquete tipo 5 OSPF)
En el encabezado IP, el identificador de protocolo es 89,el cual define a todos los paquetes OSPF
Tipos de red OSPF
Un router tiende a ser adyacente(o vecino) con por lo menos unrouter en cada red IP a la cualestá conectado
Una vez que se forma unaadyacencia entre vecinos, seintercambia la información delestado de enlace
En una red multiacceso, no sesabe de antemano cuántosrouters estarán conectados
En las redes punto a punto, sólose pueden conectar dos routers
En las redes punto a punto sóloexisten dos nodos y no se eligeningún DR ni BDR
NOTA: las interfaces OSPF reconocen automáticamentetres tipos de redes: broadcast multiacceso, no broadcastmultiacceso (NBMA), y redes punto a punto.
Redes punto a punto Las redes punto a punto unen un simple par de routers Una línea Serial configurada con protocolos PPP o HDLC son un
ejemplo de redes punto a punto En redes punto a punto los routers detectan dinámicamente a
los vecinos utilizando paquetes multicast (a todos los routers),con dirección 224.0.0.5
Debido a que solo hay dos routers en el enlace, no necesitanDR ni BDR
Usualmente cuando un router manda un paquete, la direcciónorigen es la IP de la interfaz de salida del router, pero paracuando se están usando interfaces sin IP (IP unnumbered), ladirección origen es alguna otra interfaz del router
El paquete Hello y el intervalo Dead, en redes punto a puntoson de 10 y 40 respectivamente
Nota: las redes punto a multipunto son tratadas como si fueranpunto a punto, los routers se detectan mutuamente comovecinos y no eligen ni DR ni BDR
Redes Broadcast Multi-access(BMA)
Un router OSPF en una red BMA como Ethernet,forma una adyacencia con el DR y con BDR
Los routers en un segmento deben elegir un DR yun BDR
El BDR no ejecuta funciones del DR cuando el DResta en estado operacional, en cambio, el BDRrecibe toda la información, pero solo el DR seencarga de mandar los LSA y ejecutar las tareas desincronización
Si el DR falla, el BDR asume el rol de DR y segenera una nueva elección de DR
Los paquetes hacia el DR y BDR utilizan ladirección 224.0.0.6
Los paquetes desde el DR a todos los routersutilizan la dirección 224.0.0.5
Seleccionando al routerDR y al BDR
Routers en un entorno Multi-acceso (ethernet) mantienen unaadyacencia “parcial”, únicamente con el DR y el BDR
Para elegir al DR y al BDR se usan las siguientes condicionespara seleccionar a los routers El router con la prioridad más alta es el DR El router con la segunda prioridad más alta es el BDR La prioridad por defecto es 1. En caso de empate, se usa el
RouterID El router con prioridad 0 no puede convertirse en DR o en BDR Si se añade un router a la red con la prioridad más alta, puede
convertirse en DR o BDR siempre y cuando pase por un proceso deelección después de que falle un DR o un BDR
NOTA: la IP más alta en la interfaz loopback es usada normalmentecomo RouterID, pero si no existe una interfaz Loopback, se utilizala mayor IP de cualquiera de las interfaces del router
Redes No-Broadcast Multi-Access(NBMA) Cuando una interfaz del router interconecta múltiples
interfaces, puede que existan problemas de ínterconectividad
Para implementar broadcast o multicast en redes NBMA,el router replica los paquetes que serán broadcast omulticast y los manda individualmente en cada circuitopermanente virtual (PVC) a todos los destinos.
El intervalo Hello es de 30 y el intervalo Dead es de 120en redes NBMA con OSPF
Nota: se debe de configurar manualmente los vecinos,además existe elección de DR y BDR
DR y BDR en redes NBMA
OSPF considera una red NBMA similar a una red BMA Las redes NBMA son usualmente construidas en una
topología Hub-and-Spoke, usando PVCs o SVCs Hub-and-Spoke es una topología que es malla parcial
(partial mesh) Elegir un DR puede ser un factor clave en topologías
NBMA debido a que el DR y el BDR debe de tenerconectividad fisica completa con todos los routers
OSPF no puede de forma automática construir lasadyacencias con los routers vecinos sobre interfacesNBMA
Métrica (costo) de OSPF En OSPF la métrica se denomina costo. El RFC 2740 solo
especifica que el costo es un parámetro de 16 bits, no cómose calcula.
Algunos fabricantes usan número de saltos para calcular elcosto de una ruta.
Otros asocian un costo a cada interfaz calculándolo con lafórmula:Costo = 108 / Ancho_de_banda (en b/s)
El costo de una ruta es la suma de los costos de las interfacespor las que se sale (no por las que se entra) hacia el destino.
Ancho de banda 108/Ancho de banda Costo64 Kb/s 1562,5 1562
128 Kb/s 781,25 781256 Kb/s 390,62 390
2048 Kb/s 48,8 4810 Mb/s 10 10
100 Mb/s 1 11 Gb/s 0,1 1
El costo es:min (int (108/BW), 1)
Cálculo de ruta óptima en OSPF
A
C
BS0128 Kb/s
S1256 Kb/s
S1256 Kb/s
Red 30.0.0.0/8
Costo desde A hacia 30.0.0.0/8 (B):Por S0: 781 + 1 = 782Por S1: 390 + 390 + 1 = 781
E0100 Mb/s
Al ser menor el costo de S1 (tanto en A como en B) enviarán por ahí todo el tráfico.Para que el tráfico se reparta entre dos rutas los costos han de ser idénticos.En este caso la ruta por S0 solo se usará si falla la de S1 (en A y en B).El costo de la ruta se calcula sumando el costo de las interfaces por las que se sale.
E010 Mb/s
Red 20.0.0.0/8
S0256 Kb/s
S1256 Kb/s
S0128 Kb/s
Costo desde B hacia 20.0.0.0/8 (A):Por S0: 781 + 10 = 791Por S1: 390 + 390 + 10 = 790
Ejemplo de ruta asimétrica
A
C
BS0
128 Kb/s
S1256 Kb/s
S1128 Kb/s
Red 30.0.0.0/8
Costo desde A hacia 30.0.0.0/8 (B):Por S0: 781 + 1 = 782Por S1: 781 + 390 + 1 = 1172
E0100 Mb/s
Al ser ahora menor el costo de S0 se enviará por ahí todo el tráfico de A a B.Sin embargo la routa óptima de B hacia A sigue siendo a través de S1.
E010 Mb/s
Red 20.0.0.0/8S0
128 Kb/s
S1256 Kb/s
S0256 Kb/s
En este caso hemos bajado a 128 Kb/s el ancho debanda en S1 de A (el enlace A-C es asimétrico)
Costo desde B hacia 20.0.0.0/8 (A):Por S0: 781 + 10 = 791Por S1: 390 + 390 + 10 = 790
IS-IS(Intermediate System - Intermediate System)
IS-IS es el protocolo de routing propio de losprotocolos OSI de ISO no orientados aconexión.
En ellos el router se llama IS ó ‘IntermediateSystem’ (el host es un ‘End System’).
IS-IS es muy similar a OSPF, pero no esestándar Internet, es estándar ISO (OSI). Sinembargo es ampliamente utilizado enInternet.
Antiguamente había rivalidad entre lospartidarios de OSPF e IS-IS. Hoy en día sesuele utilizar OSPF en redes pequeñas e IS-ISen las grandes (ISPs).
Actualmente la mayoría de los fabricantessoportan ambos protocolos.
Mecanismo de enrutado de paquetes
Los paquetes se enrutan de acuerdocon su dirección de destino. Ladirección de origen no se toma encuenta para nada.
Si al enrutar un paquete el routerdescubre que existen varias rutasposibles para llegar a ese destinoaplica tres criterios de selección, pororden:
1. Usa la ruta de máscara más larga. En casode empate…
2. Usa la ruta de distancia administrativamenor. En caso de empate…
3. Usa la ruta de métrica menor. En caso deempate las usa todas (en algunasimplementaciones usa solo la primera).
Máscara más larga
Supongamos que se han declarado las siguientesrutas estáticas en un router:
a) ip route 20.0.0.0 255.255.254.0 10.0.0.1
b) ip route 20.0.0.0 255.255.255.0 10.0.0.2
c) ip route 20.0.0.0 255.255.255.128 10.0.0.3
Al tener máscaras diferentes las tres rutas sondiferentes y se incorporan todas ellas en la tabla derutas.
Pregunta: ¿Por donde se enviará un datagramadirigido a 20.0.0.1?
Respuesta: como las tres rutas satisfacen el paquetese enruta por 10.0.0.3 pues la ruta c) es la que tieneuna máscara más larga.
El orden como se introducen las rutas en laconfiguración es irrelevante. El router siempre lasreordena poniendo primero las de máscara más larga(en el ejemplo anterior el orden sería c, b, a).
Distancia administrativa Un router puede conocer dos rutas hacia un mismo
destino por diferentes mecanismos. Ejemplos: Un router está ejecutando simultáneamente RIP y OSPF y
recibe rutas hacia un mismo destino por ambos protocolos. Un router ejecuta IS-IS y recibeun anuncio de una ruta para la
que tenía configurada una ruta estática.
Cada ruta tiene asociada una distancia administrativaque depende del protocolo de routing o mecanismo por elque se la ha conocido.
La distancia administrativa establece una prioridad entrelos diferentes protocolos de routing. Siempre se dapreferencia a la ruta que tiene menor distanciaadministrativa.
Las distancias administrativas reflejan la confianzarelativa que nos merece un protocolo de routing frente aotro. El de más confianza debe tener una distanciamenor.
Distancias administrativas por defectoen routers Cisco
Mecanismo como se conoce la ruta Distancia administrativa
Red directamente conectada 0
Ruta estática 1
Sumarizada de EIGRP 5
BGP externa 20
EIGRP 90
IGRP 100
OSPF 110
IS-IS 115
RIP 120
EGP 140
Routing bajo demanda 160
EIGRP externo 170
BGP interno 200
Desconocido 255
Si se modifican los valores por defecto hay que hacerlo concuidado y de forma consistente en toda la red (de lo contrario
se pueden producir bucles).
Las rutas condistancia 255 nose utilizan.
Uso de la distancia administrativa
La distancia administrativa por defecto de un protocolode routing o de una ruta estática se puede cambiar. Lade una red directamente conectada no.
Por ejemplo si nos fiamos más de las rutas anunciadaspor IS-IS que de las anunciadas por OSPF debemosdarle a OSPF una distancia superior a 115 o darle a IS-IS una inferior a 110
En las rutas estáticas el cambio se puede hacerindividualmente, por ejemplo:
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.1 201
Aquí asignamos a la ruta por defecto una distanciaadministrativa de 201 para que se utilice solo cuandono se conozca una ruta por defecto por ningún otromecanismo (todos los protocolos de routing tienen pordefecto distancias administrativas de 200 o menos).
RS#CONFigure TerminalRS(config)#INterface Fastethernet 0RS(config-if)#Ip ADdress 10.0.3.1 255.255.255.0RS(config)#INterface Serial 0RS(config-if)#Ip ADdress 10.0.4.6 255.255.255.252RS(config)#IP ROute 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.4.5 201RS(config)#ExitRS#Show IP ROute
Codes: C - connected, S - static, R - RIP, O – OSPF,* - candidate default
10.0.0.0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masksC 10.0.3.0/24 is directly connected, FastEthernet0C 10.0.4.4/30 is directly connected, Serial0S* 0.0.0.0/0 [201/0] via 10.0.4.5RS#
10.0.4.6/30
10.0.4.5/3010.0.3.1/30
A 0.0.0.0/0 por 10.0.4.5 (d.a. 201)
RSF0
S0
Distancia administrativa
Métrica (en rutas estáticas la métrica siempre es cero)
Métrica menor Cuando dos rutas están empatadas en longitud de
máscara y distancia administrativa se elige la de métricamás baja.
Cuando dos rutas tienen exactamente la misma métricanormalmente se hace balanceo de tráfico entre ambasrutas (pero el balanceo puede hacerse de muchasformas, algunas de ellas muy desequilibradas)
La(s) ruta(s) de métrica mayor no aparecen en la tablade rutas, pero se tiene(n) en reserva por si falla laelegida
En principio cada protocolo de routing calcula las métricasde distinta forma, por lo que las métricas de diferentesprotocolos en principio no son comparables. El uso dedistancias administrativas diferentes asegura que lasmétricas solo se comparen entre rutas obtenidas por unmismo protocolo
RS#CONFigure TerminalRS(config)#ROUTER OSPF 1RS(config-if)#NETwork 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0RS(config)#ExitRS#Show IP RouteCodes: C – connected, S – static, O – OSPF, * - candidate default
Gateway of last resort is 10.0.4.5 to network 0.0.0.0
10.0.0.0/8 is variably subnetted, 6 subnets, 2 masksO 10.0.2.0/24 [110/1563] via 10.0.4.5, 00:01:59, Serial0C 10.0.3.0/24 is directly connected, FastEthernet0O 10.0.0.0/24 [110/782] via 10.0.4.5, 00:01:59, Serial0C 10.0.4.4/30 is directly connected, Serial0O 10.0.1.0/24 [110/791] via 10.0.4.5, 00:01:59, Serial0O 10.0.4.0/30 [110/1562] via 10.0.4.5, 00:01:59, Serial0S* 0.0.0.0/0 [201/0] via 10.0.4.5RS#
10.0.4.6/30
10.0.4.5/3010.0.3.1/30
A 0.0.0.0/0 por 10.0.4.5 (d.a. 201)
RSF0
S0
Distancia administrativaMétrica
OSPF
Mecanismo de enrutado: resumen
RIP(d.a.120)
OSPF(d.a.110)
Instalar rutas;elegir ganador enbase a distanciaadministrativa
Tabla derutas Proceso de
enrutado
Utilizar la rutaaplicable demáscara más
largaRIP
OSPF
Procesosde routing
Seleccionar rutas óptimas enbase a la métrica (aquí rutas
con diferente máscara seconsideran rutas diferentes)
Configuraciónmanual
(d.a. 130)
Flujo depaquetesentrantes
A la cola de lainterfaz de
salida
R1 L:24 Met:2R2 L:24 Met:5R3 L:16 Met:2R4 L:16 Met:4
R5 L:24 Met:234R6 L:24 Met:357R7 L:16 Met:135R8 L:16 Met:234R9 L:16 Met:135
R1 L:24R3 L:16
R5 L:24R7 L:16R9 L:16
R. EstáticasR10 L:24 (d.a.130)R11 L:16 (d.a.130)
R5 L:24R7 L:16R9 L:16
L: longitud de máscaraMet: Métricad.a.: Distancia administrativa
Ejemplo de aplicación:
Nueva red de laUniversidad de Alicante
Es necesaria la definición de un área backbone
Las áreas sólo se comunican entre ellas a través de ésta
En función de la pertenencia a áreas se pueden definir: Routers internos Routers de borde de área Routers de backbone
En consecuencia se definen dos tipos de routing: Intra-area routing Inter-area routing
Nueva Red de DatosOSPF
La inclusión de un router en la red implica laautentificación del mismo mediante MD5:
El área consigue una autentificación para los paquetesde actualización de rutas:
ip-router authentication create key-chainusuarios key ctron type primary id 1
ospf set area 0.0.0.0 authentication-method MD5
ospf set interface 10.16.0.1 key-chain usuariosauthentication-method MD5
Nueva Red de DatosOSPF
Backbone ATM (2 edificios punto a punto)
Tecnología: Token-Ring ATM Ethernet
Multiprotocolo (TCP/IP, SNA, Netbios)
Más de 2.000 puntos de conexión
13 Km de fibra óptica
Redes departamentales
Red de Datos anteriorCaracterísticas red Token Ring
Red de Datos anteriorCaracterísticas red Token Ring
Red de Datos anteriorCaracterísticas red Token Ring
CPD Servidores I A011
CPD Servidores II A012
A01
A05
Polideportivo
Planta Piloto
Derecho Escalera
Filosofia Derecho
Derecho Bibl.
Derecho Conserj.
EPSA I
EPSA Despachos
A04
EPSA Lab.
Ciencias Decanato
LAM RemotaCiencias Planta 0
A032 A031
A03
Ciencias Fase I
Dpto. Optica
Bibl. Magisterio
Alumnado
EU Optica
Centralita
Biología
A06
CPD
A02
Filosofia y LetrasB
LAM Remota Filosofia y LetrasC
A07
Filosofia y LetrasA
Magisterio
A08
Enfermeria
A09CPD
Segmento A
Red de Datos anteriorCaracterísticas red Token Ring
B05
Rect. Fotocop.
Rect. Contabilidad
Relaciones Int.
LAM Remota
Institutos
B03
German Bernacer
Biblioteca General
B01Segmento B
Bibl. General
C. Sociales AAulario II
B02
C. Sociales BLAN Remota
Rect. Conserjeria
Rect. Personal
B06
German Bernacer
Red de Datos anteriorCaracterísticas red Token Ring
SSR 8000
ELS 100 - 24TXM
ELS 100 - 24TXM
PC usuario 10/100
PC usuario 10/100
PC usuario 10/100
ELS 100 - 24TXM
Nodos de Planta
Nodos de Edificio Gigabit Ethernet
Fast Ethernet
SSR 2000
SSR 2000
SSR 2000
Nueva Red de DatosTopología edificio
Basado en estándares
Funcionalidades de enrutador IP/IPX avelocidad de cable en cada puerto.
Conmutación de flujos de aplicación denivel 4 a velocidad de cable
Filtros de seguridad a velocidad de cable aniveles 2, 3, y 4
Redundancia: Fuente de alimentación ymódulo de control
Características de seguridad instaladas pordefecto
Nueva Red de DatosCaracterísticas equipos de red
Nueva Red de DatosOSPF Sumarización de redes
Uno de los cometidos de las áreas es la reducción de lacantidad información de routing
Un conjunto de redes IP pueden ser representadas porotra red de rango superior
Todos los equipos conectados a un área deberánpertenecer a una subred IP determinada.
pueden ser agrupadas por:10.16.0.0/16
o también por:10.16.36.0/22
Las redes: 10.16.32.0/2410.16.33.0/2410.16.34.0/2410.16.35.0/24