4.1 Routing OSPF - AREA UNICA

OSPF – ÁREA ÚNICA
Autor: Luis David Narváez
Máster en Seguridad Informática
Unidad 4
REDES SEGURAS Y COMUNICACIÓN DE DATOS

Temática
• Funcionamiento del
protocolo OSPF
• Variedades de
protocolos de árbol
de expansión
• Implemente el
protocolo OSPFv2 de
área única
OSPF – AREA UNICA 2

Características de
OSPF
Unidad 4

• OSPF es un protocolo
de routing de estado
de enlace.
Evolución de OSPF
OSPFv3 para IPv6 publicado en RFC 2740 en 1999
OSPFv2 actualizado en RFC 2328 en 1998
OSPFv2 introducido en RFC 1247 en 1991
OSPFv1 publicado en RFC 1131 en 1989
En 1988 comenzó el trabajo de desarrollo de OSPF

• OSPF utiliza el algoritmo de primero la ruta más corta (SPF) Dijkstra para
seleccionar la mejor ruta.
• La distancia administrativa se utiliza para determinar qué ruta se instala
en la tabla de routing cuando la ruta se detecta de múltiples fuentes.
– La menor distancia administrativa es la que se agrega a la tabla de
routing.
Características de OSPF
v2 admite la autenticación MD5 y SHA.
V3 utiliza IPSec para la autenticación. Los cambios de routing activan
las actualizaciones de routing.
Admiten un sistema de diseño
jerárquico mediante el uso de áreas.

Componentes de OSPF
Base de datos Tabla Descripción
Adyacencia Neighbor
(Vecino)
• Indica todos los routers vecinos con los que un router estableció comunicación bidireccional.
• Único para cada router.
• Vea mediante el comando show ip ospf neighbor.
Estado de
enlace (LSDB)
Topología • Muestra información sobre todos los demás routers.
• Representa la topología de la red.
• Contiene la misma LSDB que todos los demás routers en la misma área.
• Vea utilizando el comando show ip ospf database.
Reenviar Routing • Lista de rutas generada cuando se ejecuta el algoritmo SPF en la base de datos de estado
de enlace.
• Única para cada router; contiene información sobre cómo y dónde enviar los paquetes
destinados a las redes remotas.
• Vea mediante el comando show ip route.
• Tipos de paquetes OSPF: saludo, descripción de la base de datos, solicitud de estado de enlace,
actualización de estado de enlace, acuse de recibo de estado de enlace.

Funcionamiento del estado de
enlace
1 Use paquetes de
saludo para establecer
adyacencias de vecinos.
2
Use LSA para saturar
el área con costos y
estados de enlace.
3 Cada router crea una
tabla de topología.
4/5
Cada router ejecuta
el algoritmo SPF
resultante del árbol
SPF.
6 Cada router crea una
tabla de routing que
incluye la ruta para llegar
a la red distante y su
costo.

OSPF de área única y
multiarea
• Todos los routers se alojan en un
área.
• Se denomina área troncal.
• Conocido como Área 0.
• Se utiliza en redes más pequeñas
con pocos routers.
• Diseñado mediante un esquema jerárquico.
• Todas las áreas se conectan al área 0.
• Visto más comúnmente con varias áreas alrededor del
área 0 (como una margarita o aster).
• Los routers que conectan el área 0 con otra área se
conocen como routers de área perimetral (ABR).
• Se usa en redes grandes.
• Varias áreas reducen la sobrecarga de memoria y
procesamiento.
• Una falla en un área no afecta las otras áreas.
OSPF de área única
OSPF multiárea

Encapsulamiento de mensajes OSPF
• OSPF agrega su propio encabezado de
capa 3 después del encabezado IP de
capa 3.
– El encabezado IP contiene la dirección
de multidifusión del protocolo OSPF, ya
sea 224.0.0.5 o 224.0.0.6, y el campo 89
que indica que es un paquete OSPF.
• El encabezado de paquete de OSPF
identifica el tipo de paquete OSPF, la ID
del router y la ID del área.
• El tipo de paquete OSPF contiene la
información del tipo de paquete OSPF
específica.

Encapsulamiento de mensajes OSPF
• OSPFv3 tiene tipos de paquetes similares.
Tipo de paquete
de OSPF
Nombre del paquete
Descripción
1 Saludo 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 link-state
(LSR)
Solicita registros específicos de estado de enlace de
router a router
4 Actualización de link-
state (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

Paquete de saludo
• Los paquetes de saludo se utilizan para detectar
vecinos, establecer adyacencias de vecinos, publicar
parámetros acordados por ambos routers para que
se conviertan en vecinos y elegir el router designado
(DR) y el router designado de respaldo (BDR) en las
redes de accesos múltiples, como Ethernet y Frame
Relay (enlaces punto a punto no seriales).
– Tipo de campo: 1 = saludo; 2 = DBD; 3 = LSR; 4 = LSU; 5 = LSAck
– Intervalo de saludo: ¿con qué frecuencia un router envía
paquetes de saludo?
– Prioridad del router (el valor predeterminado es 1; de 0 a 255
con el número más alto influencian el proceso de elección
del DR/BDR).
– Intervalo muerto: ¿cuánto tiempo un router debe esperar
para escuchar un router vecino antes de declarar que el
router está fuera de servicio?
– Los campos DR y BDR contienen la ID del router para el DR
y el BDR.
– En la lista de vecinos se encuentra la ID del router para
todos los routers vecinos adyacentes.

Intervalos de los paquetes de saludo
• Los intervalos de tiempo muerto y saludo deben tener la
misma configuración de intervalo en los routers vecinos en el
mismo enlace.
• Se transmiten a la dirección de multidifusión 224.0.0.5 en IPv4.
• Se transmiten a la dirección de multidifusión FF02::5 en IPv6.
• Se envían cada 10 segundos de manera predeterminada en
las redes de accesos múltiples, como los enlaces punto a
punto y Ethernet.
• Se envían cada 30 segundos de manera predeterminada en
varias redes de varios accesos sin difusión (NBMA), como
Frame Relay.
• Los intervalos de tiempo muerto, de manera predeterminada,
cuadruplican el intervalo de saludo.
– Si el intervalo muerto caduca antes de que los routers
reciban un paquete de saludo, OSPF elimina el vecino de
su base de datos de estados de enlace (LSDB). Luego, el
router satura la LSDB con información sobre el vecino
inactivo.

Actualizaciones de estado de enlace
• Una actualización de estado de enlace (LSU) contiene uno o más LSA; los LSA contienen
información de la ruta a las redes de destino.
• Los routers inicialmente envían paquetes DBD de tipo 2; una lista abreviada de la LSDB que envían los
routers.
– Los routers receptores los comparan con su propia LSDB.
• Los routers receptores usan LSR de tipo 3 para solicitar más información acerca de una entrada en
la descripción de la base de datos (DBD).
• La actualización de estado de enlace de tipo 4 (LSU)
se usa para responder al paquete de LSR.
Tipo de
paquete de
OSPF
Nombre del paquete Descripción
1 Saludo Descubre los vecinos y construye adyacencias entre
ellos
2 DBD Controla la sincronización de bases de datos entre
routers.
3 LSR Solicita registros específicos de estado de enlace de
router a router
4 Actualización de link-
state (LSU)
Envía los registros de estado de enlace
específicamente solicitados
5 LSAck Reconoce los demás tipos de paquetes
Tipo de LSA Descripción
1 LSA de router
2 LSA de red
3 o 4 LSA de resumen
5 LSA externos del sistema autónomo
6 LSA de OSPF multicast
7 Definido para áreas no tan llenas
8 LSA de atributos externos para el protocolo de
gateway fronterizo (BGP)
9, 10, 11 LSA opacas

Estados operativos de OSPF
• Al intentar lograr la convergencia, OSPF atraviesa varios
estados:
– Down (Inactivo): no se reciben paquetes de saludo; el router envía
paquetes de saludo.
– Init: paquetes de saludo recibidos que contienen la ID de router
del router emisor.
– Two-way (Dos vías): se utiliza para elegir un DR y BDR en un enlace
Ethernet.
– ExStart: se negocia la relación de maestro/esclavo y el número de
secuencia del paquete DBD; el maestro inicia el intercambio de
paquetes DBD.
– Exchange (Intercambio): los routers intercambian paquetes DBD; si
se requiere información adicional del router, se realiza la transición
al estado Loading, de lo contrario, la transición al estado Full.
– Loading (Carga): se usan LSR y LSU para obtener información de
las rutas adicionales; las rutas se procesan mediante el algoritmo
de la ruta más corta primero (SPF); la transición es al estado Full.
– Full (Completo): los routers tienen bases de datos convergentes.

Funcionamiento de OSPF
Establecimiento de adyacencias de
vecinos
• Sin una ID de router (RID) preconfigurada o direcciones de bucle invertido, el R1 tiene una RID de
172.16.5.1 y el R2 tiene una RID de 172.16.5.2.
1
2
3
4
Estado Init
Elección del DR y el
BDR

DR y BDR de OSPF
• ¿Por qué se debe elegir un
DR/BDR?
• Reduce la cantidad de LSA
enviados: el DR es el único router
utilizado para enviar LSA para la
red compartida.
• Reduce la cantidad de
adyacencias a través de una red
multiacceso, como Ethernet.

Sincronización de las bases de datos OSPF
• Después del estado Two-Way, los routers deben
sincronizar sus bases de datos y utilizar los otros
cuatro tipos de paquetes OSPF para
intercambiar información.
1
32

ID de routers OSPF
Topología de la red OSPF
• Topología que se
utiliza para describir
la configuración de
OSPF.

ID del router OSPF
Modo de configuración del router OSPF
• La configuración de OSPFv2 usa el modo de configuración de router OSPF.
– En el modo de configuración global, escriba router ospf process-id para ingresar los comandos.
Observe que se utilizan otros comandos en este modo.

ID de router OSPF
ID de router
• Las ID de router se utilizan para identificar un
router OSPF.
• Las ID de router tienen 32 bits de longitud
tanto en OSPFv2 (IPv4) como en OSPFv3 (IPv6).
• Se utilizan en la elección del DR si no se
configura un número de prioridad.
• Formas en que un router recibe una ID de
router:
1. Se configura con el comando del modo de
configuración
de router OSPF router-id rid.
2. Si no se configura una ID de router, se utiliza la
interfaz de bucle invertido configurada más alta.
3. Si no hay interfaces de bucle invertido
configuradas, se utiliza la dirección IPv4 activa
más alta (no se recomienda porque si la interfaz
con la dirección IPv4 más alta deja de funcionar,
el proceso de selección de la ID de router
comienza de nuevo).
Si se utiliza una dirección de bucle
invertido, ¡no enrute esta red con la
instrucción network!

ID de router OSPF
Configuración de una ID de router OSPF
• Use el comando router-id
x.x.x.x para configurar
una ID del router.
• Utilice el comando show
ip protocols para verificar
la ID del router.

ID de router OSPF
Modificación de una ID de router
• Utilice el comando clear ip ospf process después de
cambiar la ID del router para que el cambio entre en vigor.
RID original
RID modificada
Cambio de RID aplicado
No olvide este
comando para
que el cambio de
ID del router entre
en vigor.

ID del router OSPF
Uso de una interfaz de bucle invertido como ID del
router
• La versión de IOS más antigua no tiene el
comando router-id de configuración de
OSPF.
• Las interfaces de bucle invertido se utilizan
para proporcionar una ID del router
estable.
¡NO anuncie esta
red! Es un error
común en las
configuraciones
de OSPF.

Configuración de OSPFv2 de área única
Habilitación de OSPF en las interfaces
• Utilice el comando network para especificar qué interfaces
participan en el área de OSPFv2.
– (config)# router ospf x
– (config-router)# network x.x.x.x wildcard_mask area area-id
¡Concepto erróneo habitual!
El R2 tiene 3 interfaces en el
área 0, por lo que se usan tres
instrucciones de red (no 6
instrucciones de red para las 6
redes en el área completa).
Si se utiliza una
topología de
área única, es
mejor utilizar el
área 0.

Máscara de comodín
• Para determinar la máscara de comodín, reste la máscara normal de
255.255.255.255.
• Un bit de 0 de la máscara de comodín coincide con el bit.
• Un bit de 1 de la máscara de comodín ignora el bit.
• Un máscara de comodín es una serie de 0 con el resto de 1 (el 0 y el 1
no se alternan como en una dirección IP).
/Máscara
24
/Máscara
26

Comando network
• Hay dos maneras de utilizar el comando network:
– Anunciar la red en particular, calculando la máscara de comodín.
– Anunciar la dirección IP en la interfaz de router con una máscara de comodín
de 0.0.0.0.
Método 1 tradicional de método de
número de red y máscara de comodín
Método 2 de dirección IP de interfaz y 0.0.0.0

Interfaz pasiva
• Una interfaz configurada como interfaz pasiva no ENVÍA mensajes de OSPF.
• Mejores prácticas para las interfaces con usuarios conectados (seguridad)
• No desaprovecha el ancho de banda enviando mensajes de las interfaces
habilitadas para OSPF que no tienen otro router conectado.
Interfaces para
configurar como
interfaz pasiva

Configuración de interfaces pasivas
• Use el comando passive-interface para la
configuración.
• Use show ip protocols para la verificación.

Costo de OSPF
Métrica de OSPF = costo
• OSPF utiliza la métrica de
costo para determinar la
mejor ruta utilizada para
llegar a una red de destino
(costo = ancho de banda de
referencia / ancho de banda
de interfaz).
• El menor costo es la mejor
ruta.
• El ancho de banda de
interfaz influye en el costo
asignado.
– Una interfaz de ancho de banda
más baja tiene un costo mayor.
Tipo de interfaz
Ancho de banda
predeterminado de Ancho de
banda
referencia en bps en bps
Costo
Ethernet de
10 Gbps 100 000 000  10 000 000 000 1
Ethernet de
1 Gbps 100 000 000 1 000 000 000 1
Ethernet de 100
Mbps 100 000 000 100 000 000 1
Ethernet de 10
Mbps 100 000 000  10 000 000 10
Serie de
1544 Mbps 100 000 000  1 544 000 64
Serie de
128 Mbps 100 000 000 128 000 781
Serie de
64 Mbps 100 000 000 64 000 1562
Esto es un problema porque es el mismo costo debido
al ancho de banda de referencia predeterminado. ¡Se debe
ajustar!

Costo de OSPF
Costos acumulados de OSPF
• El "costo" de una red de destino es una acumulación de todos los valores de costo de
origen a destino.
• La métrica de costo se puede ver en la tabla de routing como el segundo número dentro
de corchetes.
Costo total para llegar a la
LAN del R2 desde el R1 = 65

Costo de OSPF
Ajuste del ancho de banda de referencia
• Para adaptarse a fin de distinguir entre Ethernet de 100 Mbps y Gigabit Ethernet,
utilice el comando auto-cost reference-bandwidth 1000.
• Para adaptarse a fin de distinguir entre Ethernet de 100 Mbps y Gigabit Ethernet,
utilice el comando auto-cost reference-bandwidth 10000.
Tipo de interfaz Ancho de banda
banda
Costo
Ethernet de
10 Gbps 1 000 000 000  10 000 000 000 1
Ethernet de 1 Gbps 1 000 000 000  1 000 000 000 1
Ethernet de 100
Mbps 1 000 000 000  100 000 000 10
Ethernet de 10
Mbps 1 000 000 000 10 000 000 100
Serie de 1544 Mbps 1 000 000 000  1 544 000 647
Serie de 128 Mbps 1 000 000 000  128 000 7812
Serie de 64 Mbps 1 000 000 000  64 000 15625
Tipo de interfaz Ancho de banda
banda
Costo
Ethernet de
10 Gbps 10 000 000 000  10 000 000 000 1
Ethernet de 1 Gbps 10 000 000 000  1 000 000 000 10
Ethernet de 100
Mbps 10 000 000 000  100 000 000 100
Ethernet de 10
Mbps 10 000 000 000  10 000 000 1000
Serie de 1544 Mbps 110 000 000 000 1 544 000 6477
Serie de 128 Mbps 10 000 000 000  128 000 78126
Serie de 64 Mbps 10 000 000 000 64 000 156250
Comando auto-cost reference-
bandwidth 1000 aplicado
Comando auto-cost reference-
bandwidth 10000 aplicado

Costo de OSPF
Ajuste del ancho de banda de referencia
• Si los routers en la topología se ajustan para admitir los enlaces Gigabit, el costo del
enlace serial ahora es de 647 en lugar de 64. El costo total del R1 a la LAN del R2
ahora es de 648 en lugar de 65.
• Si hay enlaces FastEthernet en la topología, OSPF tomará mejores decisiones.
Costo total para llegar a la
LAN del R2 desde el R1 = 648

Costo de OSPF
Ancho de banda de interfaz predeterminado
• Los valores de ancho de banda definidos en una interfaz no cambian la capacidad de
la interfaz.
• Los protocolos de routing EIGRP y OSPF utilizan los valores de ancho de banda definidos
en una interfaz para calcular la métrica.
• Los enlaces seriales tienen un valor predeterminado de 1544 Mbps, que puede no ser un
ancho de banda preciso para la velocidad de transmisión.
• Utilice el comando show interfaces para ver el ancho de banda de interfaz.

Costo de OSPF
Ajuste del ancho de banda de la interfaz
 Se debe ajustar el ancho de banda en cada extremo de los enlaces seriales, de lo cual se deriva lo
siguiente:
 El R2 requiere que su interfaz S0/0/1 se ajuste a 1024 kb/s.
 El R3 requiere que su interfaz serial 0/0/0 se ajuste a 64 kb/s y que su interfaz serial 0/0/1 se ajuste
a 1024 kb/s.
 Nota: El comando solo modifica la métrica de ancho de banda de OSPF. No modifica el ancho de banda real
del enlace.

Costo de OSPF
Configuración manual del costo de OSPF
• En lugar de configurar manualmente el ancho de banda de la interfaz, el costo de
OSPF puede configurarse manualmente mediante el comando de modo de
configuración de interfaz ip ospf cost value.
no bandwidth 64 se usa para
eliminar el comando que se aplicó
anteriormente y restablecer el
ancho de banda al valor
predeterminado.

Verificación de OSPF
Verificación de vecinos OSPF
• Use show ip ospf neighbor para verificar que el router haya formado
una adyacencia con un router directamente conectado.
Resultado
s Salida
Descripción
ID del
vecino
ID de router del router del vecino
Pri La prioridad OSPFv2 de la interfaz utilizada en el proceso de
elección de DR/BDR.
Estado Estado de OSPFv2: Full (completo) significa que la base de
datos del estado de enlace ha ejecutado el algoritmo y el R1
y el router del vecino tienen LSDB idénticas. Es posible que se
muestren las interfaces de acceso múltiple de Ethernet como
2WAY. El guión indica que no se requiere ningún DR/BDR.
Tiempo
de
inactivida
d
Cantidad de tiempo restante para recibir un paquete de
saludo del vecino antes de declararlo inactivo. Este valor se
restablece cuando se recibe un paquete de saludo.
Dirección Dirección de la interfaz del vecino conectada directamente.
Interfaz La Interfaz en el R1 utilizada para formar una adyacencia con
el router del vecino.

Verificación de la configuración del protocolo OSPF
• El comando show ip protocols se utiliza para verificar la ID del proceso de OSPFv2, la ID
del router, las redes que anuncia el router, los vecinos que envían actualizaciones de
OSPF y la distancia administrativa (110 por defecto).

Verificación de la información del proceso de OSPF
• El comando show ip ospf es otra forma de ver la ID del proceso de OSPFv2 y la ID
del router.

Verificación de la configuración de la interfaz de
OSPF
• Utilice el comando show ip ospf interface para ver los detalles
de cada interfaz con OSPFv2 habilitado, en especial, para ver
si las instrucciones network se compusieron correctamente.
• Use el comando show ip ospf interface brief para ver la
información clave sobre las interfaces habilitadas para OSPFv2
en un router en particular.

Práctica en Packet Tracer (1)
4.1 Packet Tracer - Configuración OSPF v2
En esta actividad, la asignación de direcciones IPv4 ya
está configurada. Usted es responsable de configurar la
topología de tres routers con OSPFv2 básico de área
única y, a continuación, de verificar la conectividad
entre las terminales.

MUCHAS
GRACIAS
Autor: Luis David Narváez
Máster en Seguridad Informática

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