1

INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIONo. 3 ENRUTAMIETO DINMICO OSPF

Juan David Montoya Gonzlez 1401061 - Daniela Burgos Ramrez 1401049

Universidad Militar Nueva Granda

AbstractEn este laboratorio se explica de manera detallada laforma de implementar un protocolo dinmico de enrutamientoestado enlace OSPF a atravs de un montaje sencillo el cualestar compuesto por routers, switches, y dispositivos finales dered como componente principal de la misma.

Index TermsProtocolo estado enlace, ospf, enrutamientodinmico, swicth, router.

I. INTRODUCCIN

La industria de las telecomunicaciones ha tenido una con-vergencia tecnolgica muy rpida, pues esta ha surgido comosolucin a necesidades en comunicaciones y flujo de informa-cin sensible para otros sectores. Es por esto, que las redes decomunicaciones locales y mplias desarrollan un papel muyimportante, pues brindan solucin a las altas exigencias delmercado y de la industria como tal. Es por esto que se exige unconocimiento slido y profundo sobre redes a quienes dedicansu trabajo a la implementacin de las mismas, garantizandoas un funcionamiento prolongado y una altsima reduccinde fallas.

II. OBJETIVOS

General

Comprender la finalidad del protocolo de enturamientodinmico estado enlace OSPF versin 2, su configuracin y elfuncionamiento principal del mismo para asociar los conceptostericos vistos con la prctica.

Especficos

Realizar un montaje sencillo segn el diseo propuesto. Lograr un estado de conectividad bsico antes de activar

el protocolo de enrutamiento. Activar el protocolo de enrutamiento estado enlace OSPF

versin 2. Demostrar el funcionamiento tcnico del protocolo en la

prctica. Analizar a profundidad los datos de los protocolos.

III. ELEMENTOS DE LA PRCTICA

Cables seriales DCE y DTE Cables de consola Cables UTP Switches y routers cisco computadores

IV. MARCO TERICO

Cisco Networking Acad (NetAcad)OSPF: El protocolo Open Shortest Path First (OSPF) que

se define en RFC 2328, es un Protocolo de gateway interiorque se usa para distribuir informacin de enrutamiento dentrode un sistema autnomo nico. Este artculo analiza el fun-cionamiento de OSPF y la forma en que se puede usar paradisear y construir las complejas redes de gran tamao de hoyen da.

OSPF versus RIP: El rpido crecimiento y la expansinde las redes actuales han llevado al protocolo RIP al lmite.Este protocolo tiene ciertas limitaciones que pueden causarproblemas en las redes de gran tamao.

RIP tiene un lmite de 15 saltos. Una red RIP quese extiende ms all de los 15 saltos (15 routers) seconsidera inalcanzable.

El protocolo RIP no puede gestionar mscaras de subredde longitud variable (VLSM). Dada la insuficiencia dedirecciones IP y la flexibilidad que VLSM proporciona ala asignacin eficiente de direcciones IP, esto se considerauna insuficiencia importante.

Las difusiones peridicas de la tabla de enrutamientocompleta consumiran una gran cantidad de ancho debanda. ste es un problema significativo en el caso de lasredes de gran tamao, especialmente en enlaces lentos ynubes WAN.

RIP converge de manera ms lenta que OSPF. En lasredes de gran tamao, la convergencia se realiza enunos minutos. Los routers RIP atravesarn un perodode retencin y recoleccin de residuos y agotarn pau-latinamente el tiempo de espera de la informacin queno se haya recibido recientemente. Este proceso no esadecuado para entornos de gran tamao, ya que puedecausar incoherencias en el enrutamiento.

RIP no incluye ningn concepto de retrasos de red ni decostos de enlace. Las decisiones de enrutamiento se basanen el conteo de saltos. Siempre se prefiere el trayecto conel menor conteo de saltos al destino, incluso si el trayectoms largo cuenta con un mejor ancho de banda total deenlaces y retrasos ms lentos.

Las redes RIP son redes planas. No existe ningn con-cepto de reas ni lmites. Con la introduccin del en-rutamiento sin clases y el uso inteligente de agrupaciny resumen, las redes RIP parecen haber quedado atrs.

Se han introducido algunas mejoras en una nueva versinde RIP, denominada RIP2. Si bien en RIP2 se tratan los

2

Table IESQUEMA DE DIRECCIONAMIENTO QUE SATISFACE EL DISEO

DISPUESTO.

Red Direccin SubmscaraLan1 172.40.0.0 /18

Equipo 172.40.0.2 /18Gateway (Primera usable) 172.40.0.1 /18

ltima usable 172.40.63.254 /18Broadcast 172.40.63.255 /18

Lan2 172.40.64.0 /20Equipo 172.40.64.2 /20

Gateway (Primera usable) 172.40.64.1 /20ltima usable 172.40.79.254 /20

Broadcast 172.40.79.255 /20Lan3 172.40.80.0 /23

Equipo 172.40.80.2 /23Gateway (Primera usable) 172.40.80.1 /23

ltima usable 172.40.81.254 /23Broadcast 172.40.81.255 /23

Lan4 172.40.82.0 /24Gateway (Primera usable) 172.40.82..1 /24

Equipo 172.40.82.2 /24ltima usable 172.40.82.254 /24

Broadcast 172.40.82.255 /24WAN 1 172.40.83.0 /30Se 0/0/1 172.40.83.1 /30Se 0/0/0 172.40.83.2 /30WAN 2 172.40.83.4 /30Se 0/0/0 172.40.83.5 /30Se 0/0/0 172.40.83.6 /30WAN 3 172.40.83.8 /30Se 0/0/1 172.40.83.9 /30Se 0/0/1 172.40.83.10 /30

temas de VLSM, de autenticacin y de actualizaciones deenrutamiento de multidifusin, esta versin no es una granmejora en comparacin con RIP (ahora denominado RIP 1)ya que an presenta limitaciones en el conteo de saltos yuna convergencia lenta, que son elementos esenciales en lasactuales redes de gran tamao.

V. PROCESO DE ACTIVACIN DEL PROTOCOLO(PROCEDIMIENTO)

Se requiere previamente de un esquema de direccionamientoel cual ser compltamente necesario para realizar la asig-nacin del direccionamiento IP sobre los routers, enlaces yfinalmente, los equipos; por lo tanto, el esquema de direc-cionamiento presentado, satisface el requerimiento del diseodispuesto a implementar. Ver tabla 1.

A. Conexin y encendido de los dispositivos a usar.Para la implementacin del laboratorio es necesario contar

con los equipos mencionados los cuales sern conectadossegn la disposicin del diseo requerido por el gua de labo-ratorio. La disposicin del diseo que se muestra en la figura1, satisface el requerimiento para una red pequea la cualcuenta con 4 redes LAN enlazadas entre si por enrutadorescomunicados por cables seriales DCE y DTE.

Una vez estn conectados los equipos y se hallan verificadolas conexiones, se procede a hacer la parte de encendidoy configuracin de los mismos. Para esto se requiere de la

Figure 1. Diseo requerido para el laboratorio.

Figure 2. Configuracin bsica del router.

conexin de los cables seriales a los equipos y una interfaz deconfiguracin como lo es el programa de conexin serial queofrece el sistema operativo. El primer paso ser establecer laconexin, ver figura 2.

B. Configuracin bsica de las interfaces a usar.El siguiente paso ser configurar todas y cada una de las

interfaces fsicas de cada router, en las cuales estn includaslas interfaces FastEthernet, GigabitEthernet y seriales. Estasse deben configurar siguiendo estrctamente la disposicinde la topologa definida, de lo contrario los protocolos deenrutamiento no funcionarn debido al no seguimiento delrden establecido.

Para la configuracin de los enlaces y la activacin delprotocolo de enrutamiento, se requiere con antelacin, unesquema de direccionamiento que se ajuste al diseo y quetrabaje de forma funcional de acuerdo al protocolo de en-rutamiento, ver tabla 1.

Mediante una sencilla prueba de conectividad, se verificaque las redes dirctamente conectadas se encuentren fun-cionando correctamente, esto quiere decir que las tablas deenrutamiento de cada router deben de contener las redes quese encuentran dirctamente conectadas a ellos. En la figura 4,se muestra una tabla de enrutamiento que pertenece a un router

Figure 3. Activacin y configuracin de una interfaz serial

3

Figure 4. Tabla de enrutamiento antes de configurar algn protocolo.

Figure 5. Activacin del protocolo ospf en router 1

antes de activar y configurar el protocolo de enrutamientodinmico estado enlace OSPF.

Se advierte que por falta de switches y disponibilidad decomputadores, se dificult conectvidad de la ltima red (Lan4) que debera mostrarse como una red dirctamente conectadaen la tabla de enrutamiento. Sin embargo la ausencia de estared, no afect el rendimiento ni evit que el levantamiento dela informacin fuera llevado a cabo. Luego de verificar todaslas tablas de enrutamiento de cada router, se procedi con laactivacin del protocolo.

C. Activacin del protocolo estado enlace OSPF .

Para la correcta activacin y posterior configuracin delprotocolo, es necesario conocer los pasos y aplicarlos segnel rden requerido, pues, una errnea escritura en el rden y/oescritura de las sintaxis, causar un malfuncionamiento en elenrutamiento y por tanto evitar la conectividad entre las redesremotas.

El protocolo OSPF se activa sobre el modo EXEC- PRIVI-LEGIADO, ya que cualquier modificacin sobre la running-config, requiere de permisos especiales para la misma. Elprotocolo se activa escribiendo el comando #Router ospf 1donde el comando router indica configuracin sobre un proto-colo, ospf el tipo y el nmero al final, indica el identificador.Este nmero puede estar entre 1 a 65535, y es definido porel administrador del router. Las figuras 5, 6 y 7, muestran laactivacin y configuracin del protocolo.

Figure 6. Activacin del protocolo ospf en router 2

Figure 7. Activacin del protocolo ospf en router 3

Figure 8. Nuevo esquema de trfico, cambio de costo.

A medida que se van activando los protocolos, se puedeobservar (figura 5 y 7) la activacin parcial de los mismos,debido a la consistencia parcial de las tablas de enrutamiento.Esto quiere decir van siendo aadidas a medida de que cadarouter descubre que hay activacin bilateral en cada enlacewan.

D. Verificacin Router ID y cambio de costos sobre enlaceswan.

Luego de la activacin de los protocolos se procedi a haceruna verificacin de los Routers ID. Estas sern detalladas yanalizadas en la seccin correspondiente (ver tabla 2). Asmismo se har el anlisis de una tabla de enrutamiento con-sistente, en dnde se explicar toda la informacin contenidaall.

Seguido ac esto, como requerimiento especfico del labora-torio, se requiri que se modificara el costo de los enlaces detal manera que el trfico fluya por una sla va. Comprendidoesto, el costo fue modificado para que el trfico pasara por losenlaces indicados en la figura 8.

Para modificar el costo sobre cada enlace, es necesarioconfigurar este mismo costo sobre cada interfaz del enlace. Lafigura 9 muestra en detalle cmo modificar este costo sobrecada interfaz en los routers correspondientes.

Este costo fue definido de forma aleatoria, teniendo encuenta la cantidad mnima del costo para que afectara la tablade enrutamiento de tal forma que las rutas fuera nuevamenteredefinidas segn su costo ms bajo y as cumplir con elcambio de rutas. De esta forma el trfico slo usar una slava. Este cambio se puede analizar y detallar sobre las tablasde enrutamiento mostradas en la seccin de resultados.

4

Figure 9. Asignacin de un costo por interfaz.

Figure 10. Cambio de ancho de banda sobre interfaces de router 1.

E. Anulacin del costo y modificacin del ancho de bandabandwidth.

Una vez detallada la informacin acerca de los costos, seprocede a negar de esta manera el comando para otorgar uncosto definido por el administrador, con esto se preparan lasinterfaces para configurar un ancho de banda, tal como lodefine el laboratorio. La sintaxis para negar un costo sobreuna interfaz es anteponiendo un no antes de poner el mismocomando usado en el paso anterior. Un ejempo aplicable es:no ip ospf cost 5, pues, este corresponde al costo elegidosobre las interfaces para definir la ruta con el menor costo.

Para realizar la modificacin del ancho de banda por enlace,es necesario acceder de forma individual a todas y cada unade las interfaces a las cuales se les quiera modificar el anchode banda perteneciente a dicho enlace, si se observa en lasfiguras 10, 11 y 12, se puede observar la forma de accerder alas interfaces, y cmo cambiar el ancho de banda sobre estasusando los comandos apropiados.

Figure 11. Cambio de ancho de banda sobre interfaces router 2.

Figure 12. Cambio de ancho de banda sobre interfaces router 3

Figure 13. Modificacin del temporizador hello de manera anormal y luegode forma normal.

Figure 14. Configuracin y cambio de router-ID por comando.

F. Modificacin del temporizador de saludo.

En este rden, el paso seguido al cambio de bandwidth, fuela modificacin de algunos temporizadores de saludo sobre losrouters. Estos saludos comunican a los dems routers que seencuentran activos y funcionales a travs de un tiempo mnimode envo y de recibo. La modificacin de estos temporizadores,implica el acceso a todas y cada uno de los enlaces punto apunto (wan). La prueba realizada sobre este paso fue modificarun temporizador de saludo usando los comandos necesariospara ello. Sobre la figura 13 se puede apreciar el comando yla interfaz sobre la que se realiz el cambio.

Se debe tener en cuenta que todos los temporizadoreshello, deben funcionar a un mismo tiempo de envo, puessi existen diferencias, la tabla de enrutamiento va a sufirmodificaciones. La figura 13 muestra la modificacin inicialy nuevamente se configura a su valor normal. Los resultadosrecolectados en este paso se mostrarn en detalle en la seccincorrespondiente.

G. Cambio de los router ID por comando y por loopback.

Antes de poder entrar a realizar estos cambios, es necesarioreiniciar todos y cada uno de los routers, pues el procesoprevio de configuracin del protocolo ospf, impide el cambiode los router-id. Para poder reiniciar los equipos sin perderla previa configuracin, es necesario copiar la configuracinactual sobre la memoria raz del router. Esto se hace con elfin de volver a restaurar las configuraciones una vez se hallareiniciado el equipo. Una vez completado este proceso, sepuede proceder a la configuracin del router-id.

1) Router-ID.: Para hacer el cambio de id por a travs deeste comando, es necesario entrar al protocolo activo sobre elrouter, especificando el nmero que fue escrito inicialmentey luego cambiar el id con el comando router-id x.x.x.x, endonde x es un nmero entre 0 y 255 el cual el administradorescoge segn su criterio. En la figura 14 se puede observar laforma de aplicar el comando.

Esta configuracin se realiza sobre todos los routers, lasevidencias de los cambios se observan en la seccin corre-spondiente.Para preparar el ltimo paso, es necesario negarel comando para poder permitir al loopback ser el router id

5

Figure 15. Creacin y asignacin de ip a una loopback.

Table IIRESUMEN DE LOS ROUTERS IDS INICIALES.

Router IDRouter1 172.40.83.9Router2 172.40.83.5Router3 172.40.83.10

La tabla 3 muestra un resmen de los router-id, los cuales fueron asignadosde forma predeterminada segn su direccin de interfaz, estas identificacionespermiten diferenciar un router de otro, lo cual es importante para la organi-zacin de un diseo, especialmente cuando las redes son muy grandes.

del equipo. Esto se hace anteponiendo un no en la sintaxisanteriormente mencionada.

2) loopback.: Para que el router permita la seleccin dela loopback como identificador, es necesario crear la interfazloopback y asignarle una direccin. la direccin puede serdefinida libremente por el administrador, pero debe tener unamscara 32 para poder ser configurada como tal. la figura 15demuestra la creacin y configuracin de una loopback

Una vez terminada la parte prctica, se procede a realizarel anlisis de la informacin recolectada mediante evidencia.

VI. RESULTADOS Y ANLISIS

Los resultados presentados a continuacin, correspondena la evidenciacin del proceso prctico paso a paso dellaboratorio, en el cual, se muestra mucho ms en detalle todo elproceso de activacin y configuracin del protocolo dinmicode enrutamiento estado enlace. Los ANLISIS de los mismosse presentan conforme se van mostrando las imgenes.

Table IIIRESUMEN DE LOS ROUTERS IDS DESPUS DE REALIZAR LOS CAMBIOS

POR COMANDO ROUTER-ID.

Router# IDRouter1 10.10.10.10Router2 11.11.11.11Router3 12.12.12.12

Table IVCAMBIO DE LOS ROUTER ID POR LOOPBACKS

Router# IDRouter1 172.1.1.1Router2 173.1.1.1Router3 174.1.1.1

Finalmente, las tablas 4 y 5, muestran en resumen los cambios presentadosen los router-id, los cuales pertenecen al cambio por comando y por loopbackrespectivaente. Estos cambios fueron concebidos gracias a que se permitiun reinicio del router guardando la configuracin en la memoria raz. Luegodel reinicio, se efectuaron los cambios y se permiti observar el cambio delos mismos. As mismo, las figuras 27 y 28 son la prueba de los cambiosrealizados.

Figure 16. Tabla de enrutamiento despus de haber configurado ospf en todoslos routers.Como se puede observar en la figura 16, la tabla de en-rutamiento presenta una consistencia completa, la cual, ar-roja unos datos muy especficos que parecen indicar el fun-cionamiento del protocolo establecido. La primera lnea de latabla de enrutamiento muestra la direccin madre sobre la cualse desprenden las subredes, las cuales son las lneas siguientesbajo esta. como se puede apreciar, la siguiente lnea indica laexistencia de una ruta de tipo ospf; pues muestra el protocolode la red remota, su direccin, su distancia administrativa, quesiempre se debe encontrar en 110, y finalmente su mtricala cual est basada sobre un clculo en el cual interviene elancho de banda. Como datos adicionales se muestra la vapor donde es llevada esa ruta y una medicin en tiempo dela ltima informacin recibida, es decir, la construccin deaquella ruta. La representacin de estos datos se muestra enformato lineal y se puede ver de la siguiente manera: x.x.x.x[distacia administrativa/mtrica] va y.y.y.y, 00:00:00, Interfazx/x/x. la primera variable x.x.x.x representa la direccin de reddestino, la variable y.y.y.y representa la direccin de salida yfinalmente se muestra la interfaz de salida como complementoa la misma. De esta forma los datos mostrados sobre la tabla,constituyen una forma de verificar la total convergencia entrelos dispositivos de red.

Figure 17. Tabla de enrutamiento router 1, a medida de que iba configurandorouter2 y router3Haciedo una revisin a los pasos anteriores, a medida que seiba configurando el protocolo ospf, las tablas de enrutamientode cada router iban siendo convergentes con cada sintaxis quese aada indicando redes remotas. Como se puede ver, latabla de enrutaminto de la figura 17, muestra una tabla deenrutamiento incompleta, pues faltan redes ospf por construir.

6

Figure 18. Router 2 mientras se configuraba router 1 y router 3lo mismo sucede en la figura 18, slo se muestran algunasredes las cuales se terminarn de construir cuando ya se hallanconfigurado completamente todos los routers.

Figure 19. Tabla de enrutamiento despus de haber cambiado costo en enlacesrouter 1Es preciso observar en las figuras 19 y 20 los cambiospresentados al momento de hacer el cambio sobre los costos,pues como fue requerido, se configuraron ciertas interfacespara que todo el trfico se condujera por una sla ruta. Lasrutas elegidas para el trfico total, fueron las redes WAN 2y 3, y como se permite detallar, las interfaces configuradascon un costo muy bajo; son las que pertenecen a las WANsmencionadas. Sobre su mtrica, se observa un valor muy bajoque indica lo que cuesta (en teora), llegar a esa red destino.

Figure 20. Tabla de enrutamiento despus de haber cambiado costos sobreinterfaces router3

Figure 21. Tabla de enrutamiento despus de cambiar ancho de banda router1Luego de negar los costos, y hacer un cambio sobre el anchode banda como se indicaba en el laboratorio, se nota que losvalores sobre los costos, es decir, las mtricas, han presentadonotables cambios. un ejemplo es la red WAN 1, la cual muestraque su costo ha bajado a 64, lo que indica que se ha ejecutadola operacin 10

8

Bandwidth , la cual indica que los valores que hanintervenido para esta ecucacin se cumplieron de esta forma

108

1544000 = 64. Estos cambios se pueden observar a travs detodas las tablas de enrutamiento presentadas a travs de lasfiguras 21, 22 y 23.

Figure 22. Tabla de enrutamiento despus de modificar ancho de banda enrouter 2

Figure 23. Tabla de enrutamiento despus de haber cambiado ancho de bandaen router3

7

Figure 24. Depuracin de mensajes hello en estado normalLa depuracin de los mensajes hello muestra sobre la interfazde la consola, la evidencia de envo y recibida de estosmensajes, los cuales muestran informacin detallada acercade los tiempos, su sincronizacin con los dems routers, elrouter interfaz punto a punto remitente e informacin hacael router interfaz punto a punto destino. La figura 24 muestraun funcionamiento de esta depuracin en estado normal.

Figure 25. Depuracin de mensajes hello con una incoherencia y un tiempode muerte agotadoSobre la figura 25 se observa una serie de irregularidades sobreesta depuracin, pues se ve claramente que aparece la palabramismatched que indica que no existe una coincidencia sobrelos tiempos. Esto sucede debido a que se present un cambiosobre un temporizador de saludo vecino, provocando un men-saje de alerta sobre la consola y reduciendo aquella interfazcon un tiempo de muerte definido. Despus de agotar eltiempo de muerte el cambio que se puede observar sobre estadepuracin, es la notificacin de que se ha eliminado esta rutade la tabla de enrutamiento. Cuando se procede a normalizar a configurar nuevamente el temporizador de saludo a sutiempo predeterminado, se observa que la depuracin notificael cambio y nuevamente reconstruye la ruta, logrando as laconectividad sobre el router vecino y la red remota.

Figure 26. Normalizacin de los temporizadores hello y su resultado luegode encontrar sincrona en los mismos.

VII. CONCLUSIONES El protocolo de enrutamiento estado enlace est orientado

principalmente a establecer conexiones de la forma msrpida posible, pues al escoger su menor mtrica comoruta ms rpida, hace que los mensajes lleguen a sudestino con una mayor rapidez

Este protocolo se recomienda para redes muy grandes,pues su rpida convergencia permite una mayor proba-bilidad de entrega de paquetes.

Para que este protocolo funcione sobre una red grande,ser requiere que esta tenga la misma configuracin ysincronizacin de temporizadores en todos sus routersvecinos. Esto se hace con el fin de que no existan tiemposde Muerte.

Cada router calcula independientemente sus rutas destinoy crea mapas topolgicos, esto hace que los paqueteslleguen mucho ms rpido por rutas correctas y que nohayan colisiones al enva LSP cuando hay cambios.

La activacin del BDR es importante ya que en casode que el DR no funcione este es el que respondecontrolando la colisin de LSA y realizando su difusina los dems routers de la red

REFERENCIAS1) Business/Technology Editors. (1999, May 13).

Qosnetics introduces OSPF testing subsystemfor internet; companys QA robot systemis first to apply sophisticated validation toOSPF networks and products and support foropaque LSAs. Business Wire. Retrieved fromhttp://search.proquest.com/docview/446659431?accountid=30799

2) Siddiqi, A. A. (2004). Improving networkconvergence time and network stability ofan OSPF-routed IP network. (Order No.MQ97441, Carleton University (Canada)). ProQuestDissertations and Theses, , 95-95 p. Retrieved fromhttp://search.proquest.com/docview/305205234?accountid=30799. (305205234).

3) Molloy, M. (1992). OSPF: Addressing RIPsshortcomings. Network World, 9(28), 13. Retrieved fromhttp://search.proquest.com/docview/215917042?accountid=30799

8

4) Business Editors/High-Tech Writers. (2001, Jan29). Spirent communications delivers OSPFrouting emulation on the adtech AX/4000platform. Business Wire. Retrieved fromhttp://search.proquest.com/docview/446064935?accountid=30799

5) Brostrm, P., & Holmberg, K. (2009). Design ofOSPF networks using subpath consistent routing pat-terns. Telecommunication Systems, 41(4), 293-309.doi:http://dx.doi.org/10.1007/s11235-009-9162-0

6) Asadullah, S. (2007). Optimization of metricsin OSPF/IS-IS routing using accelerated iterativeheuristics. (Order No. 1451855, King Fahd Universityof Petroleum and Minerals (Saudi Arabia)). ProQuestDissertations and Theses, , 117. Retrieved fromhttp://search.proquest.com/docview/304716038?accountid