ExamenRedes – Examen, preguntas y respuestas Redes De Computadores Examenes de Redes
Última actualización: enero 30, 2022
1.0. Introducción
1.0.1. ¿Por qué debería tomar este módulo?
¡Bienvenido al Area Unica de Conceptos OSPFv2!
¡Bienvenido al primer módulo en CCNA, Redes Empresariales, Seguridad y Automatización v7.0 (ENSA)!
Imagina que es hora de que tu familia visite a sus abuelos. Empaquen sus maletas y cárguenlas en el coche. Pero, esto ha tomado más tiempo de lo planeado y ahora están demorados. Sacan un mapa. Hay tres rutas diferentes. Una ruta no es buena porque hay mucha construcción en la carretera principal y está temporalmente cerrada. Otra ruta es muy pintoresca, pero tarda una hora más en llegar a su destino. La tercera ruta no es tan bonita, pero, tiene una carretera que es mucho más rápida. De hecho, es mucho más rápida, si la toman, podrían llegar a tiempo.
En redes, los paquetes no necesitan tomar rutas secundarias. La ruta más rápida disponible siempre es la mejor. El Camino más Corto Primero (OSPF) está diseñado para que un paquete encuentre la ruta de acceso más rápida disponible, desde su origen hasta su destino. Este módulo cubre los conceptos básicos de OSPFv2 de área única. Comencemos ahora mismo.
1.0.2. ¿Qué aprenderá en este módulo?
Título del módulo: Título del Módulo: Conceptos OSPFv2 de área única
Objetivos del módulo: Objetivo del Módulo: Explicar cómo opera el OSPF de área única tanto en redes de punto a punto como en redes de difusión multiacceso.
| Objetivo | Objetivo del tema |
|---|---|
| Características y funciones de OSPF | Describa las características y funciones básicas de OSPF. |
| Paquetes de OSPF | Describa los tipos de paquetes de OSPF que se utilizan en OSPF de área única. |
| Funcionamiento de OSPF | Explique la forma en la que funciona el protocolo OSPF de área única. |
1.0.3. Video: descargue e instale Packet Tracer
Este video le mostrará cómo descargar e instalar Packet Tracer. Utilizará Packet Tracer para simular la creación y prueba de redes en su equipo. Packet Tracer es un programa de software flexible y divertido que te dará la oportunidad de usar las representaciones de red y teorías que acabas de aprender a construir modelos de red y explorar LAN y WAN relativamente complejas.
Por lo general, los estudiantes usan Packet Tracer para lo siguiente:
- Preparase para un examen de certificación.
- Practicar lo aprendido en los cursos de redes.
- Refinar sus habilidades para una entrevista laboral.
- Examinar el impacto de agregar nuevas tecnologías a los diseños de red existentes.
- Desarrollar sus habilidades para realizar trabajos en Internet de las cosas.
- Competir en desafíos globales de diseño (consulte 2017 PT 7 Desafío de diseño en Facebook).
Packet Tracer es una herramienta esencial de aprendizaje que se utiliza en muchos cursos de Cisco Networking Academy.
Para obtener e instalar Cisco Packet Tracer siga estos pasos:
Paso 1. Iniciar sesión en la página de «I’m Learning» de Cisco Networking Academy.
Paso 2. Seleccione Recursos.
Paso 3. Seleccione Descargar Packet Tracer.
Paso 4. Seleccione la versión de Packet Tracer que necesita.
Paso 5. Guarde el archivo en la computadora.
Paso 6. Inicie el programa de instalación de Packet Tracer.
Haga clic en Reproducir en el video para realizar un recorrido detallado del proceso de descarga e instalación de Packet Tracer.
1.0.4. Vídeo – Introducción a Cisco Packet Tracer
Packet Tracer es una herramienta que permite simular redes reales. Proporciona tres menús principales:
- Puede agregar dispositivos y conectarlos a través de cables o inalámbricos.
- Puede seleccionar, eliminar, inspeccionar, etiquetar y agrupar componentes dentro de la red.
- Puede administrar su red abriendo una red existente o de muestra, guardando la red actual y modificando su perfil de usuario o preferencias.
Si ha utilizado algún programa, como un procesador de textos o una hoja de cálculo, ya está familiarizado con los comandos del menú Archivo ubicados en la barra de menús superior. Los comandos Abrir, Guardar, Guardar como y Salir funcionan como lo harían con cualquier programa, pero hay dos comandos especiales para Packet Tracer.
El comando Open Samples mostrará un directorio de ejemplos preconstruidos de características y configuraciones de varios dispositivos de red e Internet de las cosas incluidos en Packet Tracer.
El comando Salir y cerrar sesión eliminará la información de registro de esta copia de Packet Tracer y requerirá que el siguiente usuario de esta copia de Packet Tracer realice el procedimiento de inicio de sesión de nuevo.
Haga clic en Reproducir en el vídeo para aprender a utilizar los menús y a crear su primera red Packet Tracer.
1.0.5. Packet Tracer – Exploración de Modo Lógico y Físico
El modelo de red de esta actividad Packet Tracer Physical Mode (PTPM) incorpora muchas de las tecnologías que puede dominar en los cursos de Cisco Networking Academy. y representa una versión simplificada de la forma en que podría verse una red de pequeña o mediana empresa.
La mayoría de los dispositivos de la sucursal de Seward y del Centro de Datos de Warrenton ya están implementados y configurados. Usted acaba de ser contratado para revisar los dispositivos y redes implementados. No es importante que comprenda todo lo que vea y haga en esta actividad. Siéntase libre de explorar la red por usted mismo. Si desea hacerlo de manera más sistemática, siga estos pasos. Responda las preguntas lo mejor que pueda.
1.1. Características y funciones de OSPF
1.1.1. Introducción a OSPF
Este tema es una breve descripción del Camino más Corto Primero (OSPF), que incluye un área única y una multiárea. OSPFv2 se utiliza para redes IPv4. OSPFv3 se utiliza para redes IPv6. El enfoque principal de todo este módulo es OSPFv2 de área única.
El protocolo OSPF es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace que se desarrolló como una alternativa al Protocolo de Información de Enrutamiento del Vector de Distancia (RIP). RIP fue un protocolo de enrutamiento aceptable en los primeros días de las redes e Internet. Sin embargo, el hecho de que RIP dependiera del conteo de saltos como única métrica para determinar la mejor ruta, rápidamente, se volvió problemático. El uso del conteo de saltos no escala bien en redes más grandes con varias rutas de distintas velocidades. El OSPF tiene ventajas significativas sobre el RIP en el sentido que ofrece una convergencia más rápida y se escala a implementaciones de redes mucho más grandes.
OSPF es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace que utiliza el concepto de áreas. Un administrador de red puede dividir el dominio de enrutamiento en áreas distintas que ayudan a controlar el tráfico de actualización de enrutamiento. Un enlace es una interfaz en un router. Un vínculo es también un segmento de red que conecta dos routers, o una red auxiliar, como una LAN Ethernet que está conectada a un único router. La información sobre el estado de un enlace se conoce como estado de enlace. Toda la información del estado del enlace incluye el prefijo de red, la longitud del prefijo y el costo.
Este módulo cubre implementaciones y configuraciones básicas de OSPF de área única.
1.1.2. Componentes de OSPF
Todos los protocolos de enrutamiento comparten componentes similares. Todos usan mensajes de protocolo de enrutamiento para intercambiar información de la ruta. Los mensajes contribuyen a armar estructuras de datos, que luego se procesan con un algoritmo de enrutamiento.
Haga clic en cada componente OSPF a continuación para obtener más información.
- Mensajes de protocolo de enrutamiento
- Estructuras de datos
- Algoritmo
- Paquete Hello
- Paquete de descripción de la base de datos
- Paquete de solicitud de estado de enlace
- Paquete de actualización de estado de enlace
- Paquete de acuse de recibo de estado de enlace
Estos paquetes se usan para descubrir routers vecinos y también para intercambiar información de enrutamiento, a fin de mantener información precisa acerca de la red.
- Base de datos de adyacencia – crea la tabla de vecinos.
- Base de datos de estado de enlace (LSDB) -crea la tabla de topología.
- Base de datos de reenvío -crea la tabla de enrutamiento.
Estas tablas contienen una lista de routers vecinos para intercambiar información de enrutamiento. Las tablas se almacenan y mantienen en RAM. En el siguiente cuadro, tome nota en particular del comando utilizado para desplegar cada cuadro.
| Base de datos | Tabla | Descripción |
|---|---|---|
| Base de datos de adyacencia | Tabla de vecinos | – Lista de todos los routers vecinos a los que se ha conectado un router Comunicación bidireccional – Esta tabla es única para cada router. – Se puede ver con el comando show ip ospf neighbor comando |
| Base de datos de estado de enlace | Tabla de topología | – Muestra información sobre todos los otros routers en la red. – Esta base de datos representa la topología de la red. – Todos los routers dentro de un área tienen LSDB idénticas. – Se puede ver con el comando show ip ospf database comando |
| Base de datos de reenvío | Tabla de enrutamiento | – Lista de rutas generada cuando se ejecuta un algoritmo en la base de datos de estado de enlace. OSPF. – La tabla de enrutamiento de cada router es única y contiene información sobre cómo y dónde enviar paquetes a otros routers. – Se puede ver con el comando show ip route |
El algoritmo SPF crea un árbol SPF posicionando cada router en la raíz del árbol y calculando la ruta más corta hacia cada nodo. Luego, el árbol SPF se usa para calcular las mejores rutas. OSPF coloca las mejores rutas en la base de datos de reenvío, que se usa para crear la tabla de enrutamiento.
1.1.3. Funcionamiento de estado de enlace
A fin de mantener la información de enrutamiento, los routers OSPF realizan el siguiente proceso genérico de routing de estado de enlace para alcanzar un estado de convergencia: La figura muestra una topología de cinco routers. Cada vínculo entre routers está etiquetado con un valor de costo. En OSPF, el costo se utiliza para determinar la mejor ruta al destino. Los siguientes son los pasos de enrutamiento de estado de vínculo que completa un router:
- Establecimiento de adyacencias de vecinos
- Intercambio de anuncios de estado de enlace
- Crear la base de datos de estado de vínculo
- Ejecución del algoritmo SPF
- Elija la mejor ruta
Haga clic en cada botón para obtener una ilustración de los pasos en el proceso de enrutamiento de estado de vínculo que R1 utiliza para alcanzar la convergencia.
- 1. Establecimiento de adyacencias de vecinos
- 2. Intercambio de anuncios de estado de enlace
- 3. Crear la base de datos de estado de vínculo
- 4. Ejecución del algoritmo SPF
- 5. Elija la mejor ruta
Los routers con OSPF habilitado, deben reconocerse entre sí en la red antes de que puedan compartir información. Los routers con OSPF habilitado envían paquetes hello por todas las interfaces con OSPF habilitado, para determinar si hay vecinos presentes en esos enlaces. Si se detecta un vecino, el router con OSPF habilitado intenta establecer una adyacencia de vecino con ese vecino.
Después de establecer las adyacencias, los routers intercambian anuncios de estado de enlace (LSA). Las LSA contienen el estado y el costo de cada enlace conectado directamente. Los routers saturan a los vecinos adyacentes con sus LSA. Los vecinos adyacentes que reciben las LSA saturan de inmediato a otros vecinos conectados directamente, hasta que todos los routers en el área tengan todas las LSA.
Una vez que se reciben los LSA, los routers con OSPF crean la tabla de topología (LSDB) en función de los LSA recibidos. Esta base de datos finalmente contiene toda la información sobre la topología del área.
Los routers luego ejecutan el algoritmo SPF. Los engranajes que se muestran en la ilustración se utilizan para indicar la ejecución del algoritmo SPF. El algoritmo SPF crea el árbol SPF.
Después de construir el árbol SPF, se ofrecen las mejores rutas a cada red a la tabla de enrutamiento IP. La ruta será insertada en la tabla de enrutamiento, a menos que haya un origen de rutas a la misma red con una distancia administrativa menor, como una ruta estática. Las decisiones de enrutamiento se toman sobre la base de las entradas de la tabla de enrutamiento.
1.1.4. OSPF de área única y OSPF multiárea
Para que OSPF sea más eficaz y escalable, este protocolo admite el enrutamiento jerárquico mediante áreas. Un área OSPF es un grupo de routers que comparten la misma información de estado de enlace en sus LSDB. OSPF se puede implementar de una de estas dos maneras:
- de área única OSPF : todos los enrutadores están en un área. La mejor práctica es usar el área 0.
- Multiárea OSPF – OSPF se implementa mediante varias áreas, de manera jerárquica. Todas las áreas deben conectarse al área troncal (área 0). Los routers que interconectan las áreas se denominan “routers fronterizos de área” (ABR).
El enfoque de este módulo está en OSPFv2 de área única.
Haga clic en cada botón para comparar OSPF de una sola área y multiárea.
- OSPF de área única
- OSPF multiárea
1.1.5. OSPF multiárea
Con OSPF multiárea, OSPF puede dividir un dominio de enrutamiento grande en áreas más pequeñas a fin de admitir el enrutamiento jerárquico. El enrutamiento todavía ocurre entre las áreas (enrutamiento entre áreas), mientras que muchas de las operaciones de enrutamiento que son intensivas para el procesador, como el recálculo de la base de datos, se mantienen dentro de un área.
Por ejemplo, cada vez que un router recibe información nueva acerca de un cambio de topología dentro del área (como el agregado, la eliminación o la modificación de un enlace), el router debe volver a ejecutar el algoritmo SPF, crear un nuevo árbol SPF y actualizar la tabla de routing. El algoritmo SPF representa una gran exigencia para el CPU y el tiempo que le toma realizar los cálculos depende del tamaño del área.
Nota: Los routers en otras áreas reciben actualizaciones sobre los cambios de topología, pero estos routers solo actualizan la tabla de enrutamiento, no vuelven a ejecutar el algoritmo SPF.
Si hubiera demasiados routers en un área, la LSDB sería muy grande y se incrementaría la carga en la CPU. Por lo tanto, la disposición de los routers en distintas áreas divide de manera eficaz una base de datos potencialmente grande en bases de datos más pequeñas y más fáciles de administrar.
Las opciones de diseño de topología jerárquica con OSPF multiárea pueden ofrecer estas ventajas:
- más pequeñas :Tablas de enrutamiento las tablas son más pequeñas porque hay menos entradas de tabla de enrutamiento. Esto se debe a que las direcciones de red se pueden resumir entre áreas. La sumarización de ruta no está habilitada de manera predeterminada.
- Sobrecarga de actualizaciones de estado de enlace reducida – el diseño de OSPF multiárea con áreas más pequeñas minimiza los requisitos de procesamiento y memoria.
- Menor frecuencia de cálculos de SPF – Multiárea OSPF localiza el impacto de un cambio de topología dentro de un área. Por ejemplo, minimiza el impacto de las actualizaciones de enrutamiento, debido a que la saturación con LSA se detiene en el límite del área.
Por ejemplo, en la figura R2 es un ABR para el área 51. Un cambio de topología en el área 51 provocaría que todos los routers de área 51 re-ejecutar el algoritmo SPF, crear un nuevo árbol SPF y actualizar sus tablas de enrutamiento IP. El ABR, R2, enviaría un LSA a los routers del área 0, que eventualmente se inundaría a todos los routers del dominio de enrutamiento OSPF. Este tipo de LSA no hace que los routers en otras áreas re-ejecuten el algoritmo SPF. Sólo tienen que actualizar su LSDB y tabla de enrutamiento.
El cambio de enlace afecta solo el área local
- La falla del enlace afecta solo el área local (área 51).
- El ABR (R2) aísla la inundación de un LSA específico al área 51.
- Los routers en las áreas 0 y 1 no necesitan ejecutar el algoritmo SPF.
1.1.6. OSPFv3
OSPFv3 es el equivalente a OSPFv2 para intercambiar prefijos IPv6. Recuerde que, en IPv6, la dirección de red se denomina “prefijo” y la máscara de subred se denomina “longitud de prefijo”.
De manera similar a su homólogo para IPv4, OSPFv3 intercambia información de enrutamiento para completar la tabla de enrutamiento de IPv6 con prefijos remotos.
Nota: Con la característica OSPFv3 familias de direcciones, OSPFv3 incluye soporte para IPv4 e IPv6. En este currículo no se hablará de familias de direcciones de OSPF.
OSPFv2 se ejecuta sobre la capa de red IPv4, comunicándose con otros pares de IPv4 de OSPF y publicitando solo rutas IPv4.
OSPFv3 tiene la misma funcionalidad que OSPFv2, pero utiliza IPv6 como transporte de la capa de red, por lo que se comunica con pares de OSPFv3 y anuncia rutas IPv6. OSPFv3 también utiliza el algoritmo SPF como motor de cómputo para determinar las mejores rutas a lo largo del dominio de enrutamiento.
OSPFv3 tiene procesos separados de su contra-parte IPv4. Los procesos y las operaciones son básicamente los mismos que en el protocolo de enrutamiento IPv4, pero se ejecutan de forma independiente. OSPFv2 y OSPFv3 tienen tablas de adyacencia, tablas de topología OSPF y tablas de enrutamiento IP independientes, como se muestra en la ilustración.
Los comandos de configuración y verificación de OSPFv3 son similares a los que se utilizan en OSPFv2.
Estructuras de datos de OSPFv2 y OSPFv3
1.2. Paquetes de OSPF
1.2.1. Vídeo – Paquetes OSPF
Haga clic en Reproducir en la figura para ver un video sobre los paquetes OSPF.
1.2.2. Tipos de paquetes OSPF
Los paquetes de estado de vínculo son las herramientas utilizadas por OSPF para ayudar a determinar la ruta más rápida disponible para un paquete. OSPF utiliza paquetes de estado de enlace (LSP) para establecer y mantener adyacencias de vecinos, así como para intercambiar actualizaciones de enrutamiento. Cada paquete cumple una función específica en el proceso de enrutamiento de OSPF:
- Tipo 1: Paquetes Hello – se usa para establecer y mantener la adyacencia con otros routers OSPF.
- Tipo 2: Paquete de descripción de base de datos (DBD): – contiene una lista abreviada de la LSDB del router emisor, y los routers receptores la usan para compararla con la LSDB local. Para crear un árbol SPF preciso, la LSDB debe ser idéntica en todos los routers de estado de enlace dentro de un área.
- Tipo 3: Paquete de solicitud de estado de enlace (LSR): – los routers receptores pueden requerir más información sobre cualquier entrada de la DBD mediante el envío de un LSR.
- Tipo 4:Paquete de actualización de estado de enlace (LSU) – se utiliza para responder a los LSR y para anunciar nueva información. LSUs contienen varios tipos diferentes de LSA.
- Tipo 5: Paquete de acuse de recibo de estado de enlace (LSAck): – cuando se recibe una LSU, el router envía un LSAck para confirmar la recepción de la LSU. El campo de datos del LSAck está vacío.
La tabla resume los cinco tipos diferentes de paquetes de estado de enlace (LSP) utilizados por OSPFv2. OSPFv3 tiene tipos de paquetes similares.
| Tipo | Nombre del paquete | Descripción |
|---|---|---|
| 1 | Hello | Descubre los vecinos y construye adyacencias entre ellos |
| 2 | Descriptores de bases de datos (DBD) | Controla la sincronización de bases de datos entre routers. |
| 3 | Solicitud de estado de enlace (LSR) | Solicita registros específicos de estado de enlace de router a router |
| 4 | Actualización de estado de enlace (LSU) | Envía los registros de estado de enlace específicamente solicitados |
| 5 | Acuse de recibo de estado de enlace (LSAck) | Reconoce los demás tipos de paquetes |
1.2.3. Actualizaciones de estado de enlace
Los routers inicialmente intercambian paquetes DBD Tipo 2, que es una lista abreviada de la LSDB del router emisor. Se utiliza al recibir routers para verificar con el LSDB local.
Los routers receptores usan paquetes LSR de tipo 3 para solicitar más información acerca de una entrada de la DBD.
El paquete LSU de tipo 4 se utiliza para responder a un paquete LSR.
Un paquete de tipo 5 se usa para acusar recibo de un paquete LSU de tipo 4.
Los paquetes LSU también se usan para reenviar actualizaciones de routing OSPF, como cambios de enlace. Específicamente, un paquete LSU puede contener 11 tipos diferentes de LSA OSPFv2, con algunos de los más comunes que se muestran en la figura. OSPFv3 cambió el nombre de varias de estas LSA y también contiene dos LSA adicionales.
Nota: La diferencia entre los términos LSU y LSA a veces puede ser confusa porque estos términos a menudo se usan indistintamente. Sin embargo, una LSU contiene una o más LSA.
Las LSU contienen LSA
- Una LSU contiene uno o más LSA.
- Los LSA contienen información de la ruta para las redes de destino.
1.2.4. Paquete Hello
El paquete OSPF de tipo 1 es el paquete hello. Los paquetes Hello se utilizan para hacer lo siguiente:
- Descubrir vecinos OSPF y establecer adyacencias de vecinos.
- Anunciar parámetros en los que dos routers deben acordar convertirse en vecinos.
- Elige el router designado (DR) y el router designado de respaldo (BDR) en redes multiacceso, como Ethernet. Los enlaces punto a punto no requieren DR o BDR.
En la figura, se muestran los campos contenidos en el paquete de tipo 1 de OSPFv2, el paquete hello.
Contenido del paquete hello de OSPF
1.3. Funcionamiento de OSPF
1.3.1. Vídeo – Operación OSPF
Haga clic en Reproducir en la figura para ver un video sobre la operación OSPF.
1.3.2. Estados de funcionamiento de OSPF
Ahora que conoce los paquetes de estado de vínculo OSPF, en este tema se explica cómo funcionan con routers habilitados para OSPF. Cuando un router OSPF se conecta inicialmente a una red, intenta hacer lo siguiente:
- Crear adyacencias con los vecinos
- Intercambiar información de enrutamiento
- Calcular las mejores rutas
- Lograr la convergencia
La tabla detalla los estados en los que OSPF progresa mientras intenta alcanzar la convergencia:
| Estado | Descripción |
|---|---|
| Estado inactivo | – Ningún paquete de hello recibido = Down. – El router envía paquetes de hello. – Transición al estado Init. |
| Estado Init | – Se reciben los paquetes de hello del vecino. – Estos contienen el router ID del router emisor. – Transición al estado Two-Way. |
| Estado Two-Way | – En este estado, la comunicación entre los dos routers es bidireccional. – En los enlaces de acceso múltiple, los routers eligen una DR y una BDR. – Transición al estado ExStart. |
| Estado ExStart | En redes punto a punto, los dos routers deciden qué router iniciará el intercambio de paquetes DBD y deciden sobre el número de secuencia de paquetes DBD inicial. |
| Estado de intercambio | – Los routers intercambian paquetes DBD. – Si se requiere información adicional del router, entonces haga la transición a Cargando; de lo contrario, la transición al estado Completo. |
| Estado Loading | – Las LSR y las LSU se usan para obtener información adicional de la ruta. – Las rutas se procesan mediante el algoritmo SPF. – Transición al estado Full. |
| Estado Full | La base de datos de estado de vínculo del router está completamente sincronizada. |
1.3.3. Establecimiento de adyacencias de vecinos
Cuando se habilita OSPF en una interfaz, el router debe determinar si existe otro vecino OSPF en el enlace. Para hacerlo, el router reenvía un paquete de hello con la ID del router por todas las interfaces con OSPF habilitado. El paquete Hello se envía a todos los routers OSPF por la dirección de multicast reservada IPv4 224.0.0.5. Sólo los routers OSPFv2 procesarán estos paquetes. El proceso OSPF utiliza la ID del router OSPF para identificar cada router en el área OSPF de manera exclusiva. El router ID es un número de 32 bits con formato similar a una dirección IP que se asigna para identificar un router de forma exclusiva entre pares OSPF.
Cuando un router vecino con OSPF habilitado recibe un paquete Hello con un router ID que no figura en su lista de vecinos, el router receptor intenta establecer una adyacencia con el router que inició la comunicación.
Haga clic en cada botón de abajo para recorrer los routers de proceso que utilizan para establecer la adyacencia en una red multiacceso.
- 1. Estado Down a estado Init
- 2. El estado Init
- 3. Estado Two-Way
- 4. Elección del DR y el BDR
La acción realizada en el estado Two-Way depende del tipo de interconexión de los routers adyacentes:
- Si los dos vecinos adyacentes están interconectados a través de un enlace punto a punto, inmediatamente pasan del estado de dos vías al estado ExStart.
- Si los routers se interconectan a través de una red Ethernet común, se debe elegir un router designado DR y un BDR.
Los paquetes de hello se intercambian de manera continua para mantener la información del router.
1.3.4. Sincronización de bases de datos OSPF
Después del estado Two-Way, los routers pasan a los estados de sincronización de bases de datos. Mientras que el paquete de hello se utilizó para establecer adyacencias de vecinos, los otros cuatro tipos de paquetes OSPF se utilizan durante el proceso de intercambio y sincronización de LSDB. Este es un proceso de tres pasos, como sigue:
- Decidir el primer router
- Intercambio DBD
- Enviar un LSR
Haga clic en cada botón de abajo para recorrer los routers de proceso que utilizan para sincronizar sus LSDB.
- 1. Decidir el primer router
- 2. Intercambio DBD
- 3. Enviar un LSR
En el estado ExStart, los dos routers deciden qué router enviará los paquetes DBD primero. El que tenga la ID de router más alta será el primer router que enviará paquetes DBD durante el estado Exchange. En la figura, el R2 tiene un router ID más alto y envía los paquetes DBD primero.
En el estado Exchange, los dos routers intercambian uno o más paquetes DBD. Un paquete DBD incluye información acerca del encabezado de la entrada de LSA que aparece en la LSDB del router. Las entradas pueden hacer referencia a un enlace o a una red. Cada encabezado de entrada de LSA incluye información acerca del tipo de estado del enlace, la dirección del router que realiza el anuncio, el costo del enlace y el número de secuencia. El router usa el número de secuencia para determinar qué tan nueva es la información de estado de enlace recibida.
En la figura, el R2 envía un paquete DBD al R1. Cuando el R1 recibe la DBD, realiza las siguientes acciones:
- Confirma la recepción de la DBD con el paquete LSAck.
- A continuación, el R1 envía paquetes DBD al R2.
- El R2 acusa recibo al R1.
El R1 compara la información recibida con la información que tiene en su propia LSDB. Si el paquete DBD tiene una entrada de estado de enlace más actual, el router pasa al estado Loading.
Por ejemplo, en la figura, el R1 envía una LSR con respecto a la red 172.16.6.0 al R2. El R2 responde con la información completa sobre 172.16.6.0 en un paquete LSU. Una vez más, cuando el R1 recibe una LSU, envía un LSAck. A continuación, el R1 agrega las nuevas entradas de estado de enlace a su LSDB.
Después de cumplir con todas las LSR para un router determinado, los routers adyacentes se consideran sincronizados y en estado Full. Las actualizaciones (LSU) se envían sólo a los vecinos en las condiciones siguientes:
- Cuando se percibe un cambio (actualizaciones incrementales).
- Cada 30 minutos.
1.3.5. La necesidad de una DR
¿Por qué se necesita elegir un DR y un BDR?
Las redes multiacceso pueden crear dos retos para OSPF en relación con la saturación de las LSA:
- Creación de varias adyacencias: – as redes Ethernet podrían interconectar muchos routers OSPF con un enlace común. La creación de adyacencias con cada router es innecesaria y no se recomienda Conduciría al intercambio de una cantidad excesiva de LSA entre routers en la misma red.
- Saturación intensa con LSA: – los routers de estado de enlace saturan con sus LSA cada vez que se inicializa OSPF o cuando se produce un cambio en la topología. Esta saturación puede llegar a ser excesiva.
Para comprender el problema de las adyacencias múltiples, se debe estudiar una fórmula:
Para cualquier número de routers (designados como n) en una red multiacceso, hay n (n — 1)/2 adyacencias.
Por ejemplo, la figura muestra una topología simple de cinco routers, todos están conectados a la misma red Ethernet de acceso múltiple. Sin ningún tipo de mecanismo para reducir la cantidad de adyacencias, estos routers en forma colectiva formarán 10 adyacencias:
5 (5 – 1) / 2 = 10
Esto puede no parecer mucho, pero a medida que se agregan routers a la red, el número de adyacencias aumenta dramáticamente. Por ejemplo, una red multiacceso con 20 routers crearía 190 adyacencias.
Creación de adyacencias con cada vecino
- Número de adyacencias = n (n – 1) / 2
- n = numero de routers
- Example: 5 (5 – 1)/2 = 10 adyacencias
1.3.6. Inundación de LSA con una DR
Un aumento espectacular en el número de routers también aumenta drásticamente el número de LSA intercambiados entre los routers. Esta inundación de LSA afecta significativamente el funcionamiento de OSPF.
Haga clic en cada botón para comparar la inundación de LSA sin y con una DR.
- Saturación con LSA
- LSA y DR
Para comprender el problema de la saturación intensa con LSA, reproduzca la animación de la figura. En la animación, el R2 envía una LSA. Este evento hace que cada router también envíe una LSA. Los acuses de recibo requeridos que se envían por cada LSA recibida no se muestran en la animación. Si cada router en una red multiacceso tuviera que saturar y reconocer todas las LSA recibidas, de todos los demás routers en la misma red multiacceso, el tráfico de la red se volvería bastante caótico.
La solución para administrar la cantidad de adyacencias y la saturación con LSA en una red multiacceso es el DR. En las redes multiacceso, OSPF elige un DR como punto de recolección y distribución de las LSA enviadas y recibidas. También se elige un BDR en caso de que falle el DR. Todos los otros routers se convierten en DROTHER. Un DROTHER es un router que no funciona como DR ni como BDR.
Nota: El DR se utiliza solo para la transmisión de LSA. El router seguirá usando el mejor router de siguiente salto indicado en la tabla de enrutamiento para el reenvío de los demás paquetes.
Reproduzca la animación de la figura para ver la función del DR.
1.4. Módulo de Práctica y Prueba
1.4.1. ¿Qué aprendió en este módulo?
Funciones y características de OSPF
Open Shortest Path First (OSPF) es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace desarrollado como alternativa del protocolo de enrutamiento por vector de distancias, RIP. OSPF presenta ventajas importantes en comparación con RIP, ya que ofrece una convergencia más rápida y escala a implementaciones de red mucho más grandes. OSPF es un protocolo de routing que utiliza el concepto de áreas para realizar la escalabilidad. Un enlace es una interfaz en un router. Un vínculo es también un segmento de red que conecta dos routers, o una red auxiliar, como una LAN Ethernet que está conectada a un único router. Toda la información del estado del vínculo incluye el prefijo de red, la longitud del prefijo y el costo. Todos los protocolos de enrutamiento utilizan mensajes de protocolo de enrutamiento para intercambiar información de ruta. Los mensajes contribuyen a armar estructuras de datos, que luego se procesan con un algoritmo de enrutamiento. Los routers que ejecutan mensajes de intercambio OSPF, utilizan cinco tipos de paquetes: paquete Hello, paquete de descripción de base de datos, paquete de solicitud de estado de enlace, paquete de actualización de estado de enlace y paquete de reconocimiento de estado de enlace. Los mensajes OSPF se utilizan para crear y mantener tres bases de datos OSPF: la base de datos de adyacencia crea la tabla vecina, la base de datos de estado de vínculo (LSDB) crea la tabla de topología y la base de datos de reenvío crea la tabla de enrutamiento. El router arma la tabla de topología; para ello, utiliza los resultados de cálculos realizados a partir del algoritmo SPF (Primero la ruta más corta) de Dijkstra. El algoritmo SPF se basa en el costo acumulado para llegar a un destino. En OSPF, el costo se utiliza para determinar la mejor ruta al destino. A fin de mantener la información de enrutamiento, los routers OSPF realizan el siguiente proceso genérico de routing de estado de enlace para alcanzar un estado de convergencia:
- Establecimiento de adyacencias de vecinos
- Intercambio de anuncios de estado de enlace
- Crear la base de datos de estado de vínculo
- Ejecución del algoritmo SPF
- Elija la mejor ruta
Con OSPF de área única se puede usar cualquier número para el área, la mejor práctica es usar el área 0. OSPF de área única es útil en redes más pequeñas con pocos routers. Con OSPF multiárea, OSPF puede dividir un dominio de enrutamiento grande en áreas más pequeñas a fin de admitir el enrutamiento jerárquico. El enrutamiento todavía ocurre entre las áreas (enrutamiento entre áreas), mientras que muchas de las operaciones de enrutamiento que son intensivas para el procesador, como el recálculo de la base de datos, se mantienen dentro de un área. OSPFv3 es el equivalente a OSPFv2 para intercambiar prefijos IPv6. Recuerde que, en IPv6, la dirección de red se denomina “prefijo” y la máscara de subred se denomina “longitud de prefijo”.
Paquetes OSPF
OSPF utiliza los siguientes paquetes de estado de enlace (LSP) para establecer y mantener adyacencias vecinas e intercambiar actualizaciones de enrutamiento: 1 Hello, 2 DBD, 3 LSR, 4 LSU y 5 LSAck. Los paquetes LSU también se usan para reenviar actualizaciones de routing OSPF, como cambios de enlace. Los paquetes de hello se utilizan para:
- Descubrir vecinos OSPF y establecer adyacencias de vecinos.
- Anunciar parámetros en los que dos routers deben acordar convertirse en vecinos.
- Elige el router designado (DR) y el router designado de respaldo (BDR) en redes multiacceso, como Ethernet. Los enlaces punto a punto no requieren DR o BDR.
Algunos campos importantes del paquete Hello son tipo, router ID, ID de área, máscara de red, intervalo de saludo, prioridad del router, intervalo dead, DR, BDR y lista de vecinos.
Operaciones OSPF
Cuando un router OSPF se conecta inicialmente a una red, intenta hacer lo siguiente:
- Crear adyacencias con los vecinos
- Intercambiar información de enrutamiento
- Calcular las mejores rutas
- Lograr la convergencia
Los estados por los que OSPF pasan son estado down, estado Init, estado Two-Way, estado ExStart, estado Exchange, estado Loading y estado Full Cuando OSPF está habilitado en una interfaz, el router debe determinar si hay otro vecino OSPF en el vínculo enviando un paquete Hello que contenga su router ID fuera de todas las interfaces habilitadas para OSPF. El paquete Hello se envía a todos los routers OSPF por la dirección de multicast reservada IPv4 224.0.0.5. Sólo los routers OSPFv2 procesarán estos paquetes. Cuando un router vecino con OSPF habilitado recibe un paquete Hello con un router ID que no figura en su lista de vecinos, el router receptor intenta establecer una adyacencia con el router que inició la comunicación. Después del estado Two-Way, los routers pasan a los estados de sincronización de bases de datos, el cual es un proceso de tres pasos:
- Decidir el primer router
- Intercambio DBD
- Enviar un LSR
Las redes de accesos múltiples pueden suponer dos desafíos para OSPF en relación con la saturación con LSA: la creación de varias adyacencias y la saturación intensa con LSA. Un aumento espectacular en el número de routers también aumenta drásticamente el número de LSA intercambiados entre los routers. Esta inundación de LSA repercute significativamente en el funcionamiento de OSPF. Si cada router en una red multiacceso tuviera que saturar y reconocer todas las LSA recibidas, de todos los demás routers en la misma red multiacceso, el tráfico de la red se volvería bastante caótico. Esta es la razón por la cual las elecciones de DR y BDR son necesarias. En las redes multiacceso, OSPF elige un DR como punto de recolección y distribución de las LSA enviadas y recibidas. También se elige un BDR en caso de que falle el DR.