Primer Camino Más Corto – OSPF

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA  AMAZÓNICA

         TECNOLOGÍA DE REDES I
     DOCENTE:  ING. MARCO A. PORRO CHULLI

  INTEGRANTES:  JEAN  TAPUY TORRES
                                  VIDALINA CASTILLO CALLIÑAUPA

Definición

Open Shortest Path First (OSPF) es un protocolo de direccionamiento de tipo enlace-estado, desarrollado para las redes IP y basado en el algoritmo de primera vía más corta (SPF). OSPF es un protocolo de pasarela interior (IGP). 

En una red OSPF, los direccionadores o sistemas de la misma área mantienen una base de datos de enlace-estado idéntica que describe la topología del área. Cada direccionador o sistema del área genera su propia base de datos de enlace-estado a partir de los anuncios de enlace-estado (LSA) que recibe de los demás direccionadores o sistemas de la misma área y de los LSA que él mismo genera. El LSA es un paquete que contiene información sobre los vecinos y los costes de cada vía. Basándose en la base de datos de enlace-estado, cada direccionador o sistema calcula un árbol de extensión de vía más corta, siendo él mismo la raíz, utilizando el algoritmo SPF.

Este protocolo, es resultado del esfuerzo de Bolt, Beranek y Newman, creadores del algoritmo SPF (Shortest Path First) que en 1978 crearon para ARPANET.

Tiene dos características principales: La primera es que el protocolo es abierto, lo que significa que sus especificaciones son de dominio público. La segunda es que OSPF se sustenta sobre el algoritmo SPF conocido como el algoritmo de Dijkstra (es el nombre de su creador) que es un muy buen método para encontrar el camino más corto.

               

Entre las características más resaltantes de OSPF están: 

• Rápida detección de cambios en la topología y restablecimiento muy rápido de rutas sin bucles. 
• Poca sobrecarga, usa actualizaciones que informan de los cambios de rutas. 
• División de tráfico por varias rutas equivalentes. 
• Encaminamiento según el tipo de servicio. 
• Uso de multienvio en las redes de área local. 
• Mascaras de subred y super red. 
• Autentificación.

Tráfico de encaminamiento 

OSPF mantiene actualizada la capacidad de encaminamiento entre los nodos de una red mediante la difusión de la topología de la red y la información de estado-enlace de sus distintos nodos. Esta difusión se realiza a través de varios tipos de paquetes: 

• Paquetes Hello (tipo 1): cada Router envía periódicamente a sus vecinos un paquete que contiene el listado de vecinos reconocidos por el Router, indicando el tipo de relación que mantiene con cada uno. 
• Paquetes de descripción de base de datos estado-enlace o Data Base Description o DBD (tipo 2): se emplean en el intercambio de base de datos enlace-estado entre dos nodos, y permiten informar al otro nodo implicado en la sincronización acerca de los registros contenidos en la LSDB propia, mediante un resumen de estos. 
• Paquetes de estado-enlace o Link State Advertisements (LSA): los cambios en el estado de los enlaces de un Router son notificados a la red mediante el envío de mensajes LSA. Dependiendo del estado del Router y el tipo de información transmitido en el LSA, se distinguen varios formatos (entre paréntesis, las versiones de OSPF en que se utilizan) 

Áreas en OSPF 

Un área es un conjunto de redes y host contiguos, con sus respectivos routers e interfaces. Un sistema autónomo que use OSPF está construido por una o más áreas. Cada área tiene asignado un número. El área 0 está conectada al Backbone que enlaza con el resto de áreas y agrupa al resto de sistemas autónomos. 

El enrutamiento dentro de un área se basa en un mapa completo del estado de los enlaces del área ya que los routers solo necesitan conocer información del área a la que pertenecen. Eso permite (y es una de las ventajas de OSPF) un fácil crecimiento de la red. 

Tipo de áreas 

Cuando los sistemas autónomos son grandes por sí mismos y nada sencillos de administrar. OSPF les permite dividirlos en áreas numeradas donde un área es una red o un conjunto de redes inmediatas. Un área es una generalización de una subred. Fuera de un área, su topología y detalle no son visibles. 

OSPF distingue los siguientes tipos de área: 

Área Backbone 

El backbone, también denominado área cero, forma el núcleo de una red OSPF. Es la única área que debe estar presente en cualquier red OSPF, y mantiene conexión, física o lógica, con todas las demás áreas en que esté particionada la red. La conexión entre un área y el backbone se realiza mediante los ABR, que son responsables de la gestión de las rutas no-internas del área (esto es, de las rutas entre el área y el resto de la red). 

Área stub 

Un área stub es aquella que no recibe rutas externas. Las rutas externas se definen como rutas que fueron inyectadas en OSPF desde otro protocolo de enrutamiento. Por lo tanto, las rutas de segmento necesitan normalmente apoyarse en las  rutas predeterminadas para poder enviar tráfico a rutas fuera del segmento. 

Área not-so-stubby 

También conocidas como NSSA, constituyen un tipo de área stub que puede importar rutas externas de  sistemas autónomos y enviarlas al backbone, pero no puede recibir rutas externas de sistemas autónomos desde el backbone u otras áreas. 

Cuando un Router se conecta a la red, obtiene una copia de la base de datos actual, tras esto, solo se comunicarán los cambios. Esto hace más óptimo a OSPF, ya que no tiene que enviar toda la base de datos entera. 

Fronteras y límites de OSPF 

El backbone contiene todos los routers que pertenecen a múltiples áreas, así como las redes y los routers que no están asignados a ninguna área. Uno de estos casos especiales es el Router frontera (RF) que pertenece a una o más áreas y al backbone. Si el sistema autónomo está conectado el mundo exterior, los RF pueden aprender rutas a redes que son externas al sistema autónomo. Los RF tiene información completa de las áreas a las que está conectado ya sea la del Backbone o las de otros sistemas autónomos. Los RF indican a otros routers del backbone lo lejos que están de las redes dentro de su propia área. De esta forma todos los RF pueden calcular las distancias a destinos fuera de sus propias áreas y transmitir esta información dentro de sus propias áreas. Los resúmenes incluyen un identificador de red, subred o super red, una máscara de red y la distancia desde el Router a la red externa. Para diferenciar entre la información de la red propia de la de la red externa hay dos tipos de formato: El formato 1 es el que describe el estado de los enlaces de la propia área y el formato 2 que son para describir el estado de áreas que están a larga distancia y se calculan con un mayor orden de magnitud. 

Mensajes de Saludo 

Cada Router incluido en el protocolo OSPF tiene un identificador único que lo utiliza en los mensajes que envía. Normalmente corresponde con la parte menor de la dirección IP del Router. Los routers, enviar de forma periódica, mensajes de saludo (Hello) para que el resto de los routers sepan que todavía siguen activos. Una de los rezones por la que funcionan los mensajes de saludo es que un mensaje contiene la lista de todos los identificadores de los saludos cuyos vecinos escucharan el emisor, así los routers conocen si se les está escuchando en la red. 

En una red multiacceso, los mensajes de saludo también se usan para identificar a un Router designado. El Router designado cumple dos funciones: 

• Es responsable de la actualización fiable de sus vecinos adyacentes con la información más reciente de la topología de la red.
• Crea avisos de enlaces de red con la lista de todos los routers conectados a la red multiacceso. 

ALGORITMO DE DIJKSTRA Y SPF

Algoritmo de Dijkstra 

El algoritmo de Dijkstra, también llamado algoritmo de caminos mínimos, es un algoritmo para la determinación del camino más corto dado un  vértice origen al resto de vértices en un  grafo con pesos en cada  arista. Su nombre se refiere a Edsger Dijkstra, quien lo describió por primera vez en 1959. 

La idea subyacente en este algoritmo consiste en ir explorando todos los caminos más cortos que parten del vértice origen y que llevan a todos los demás vértices; cuando se obtiene el camino más corto desde el vértice origen, al resto de vértices que componen el grafo, el algoritmo se detiene. El algoritmo es una especialización de la búsqueda de costo uniforme, y como tal, no funciona en grafos con aristas de costo negativo (al elegir siempre el nodo con distancia menor, pueden quedar excluidos de la búsqueda nodos que en próximas iteraciones bajarían el costo general del camino al pasar por una arista con costo negativo). 

El costo más bajo a un destino se calcula utilizando el algoritmo Dijkstra. El enlace de más bajo costo se utiliza a menos que existan múltiples enlaces de costes igualmente bajas en las que el equilibrio de caso de carga se lleva a cabo entre un máximo de 6 entradas de ruta. 

RFC 2328 describe el algoritmo Dijkstra (también llamado Shortest Path First (SPF) algoritmo. 

Algoritmo SPF 

Al algoritmo de Dijkstra se les llama comúnmente algoritmo Shortest Path First (SPF). 

Este algoritmo acumula costos a lo largo de cada ruta, desde el origen hasta el destino. Si bien al algoritmo de Dijkstra se conoce como el algoritmo Shortest Path First, éste es de hecho el objetivo de cada algoritmo de enrutamiento. 

Cada ruta se rotula con un valor arbitrario para el costo. El costo de la ruta más corta para que R2 envíe paquetes a la LAN conectada a R3 es 27. Observe que este costo no es 27 para que todos los routers alcancen la LAN conectada a R3. Cada Router determina su propio costo hacia cada destino en la topología. En otros términos, cada router calcula el algoritmo SPF y determina el costo desde su propia perspectiva. 

EJEMPLOS 

En la siguiente figura se han configurado dos áreas (el área 1.1.1.1 y el área 2.2.2.2). El Sistema B es un direccionador de áreas fronterizo, con la interfaz 9.7.85.2 conectada al área 1.1.1.1 y la interfaz 9.5.104.241 conectada al área 2.2.2.2. El Sistema B tiene dos bases de datos de enlace-estado, una para cada área. El sistema B establece adyacencias con el sistema A y el direccionador C en el área 1.1.1.1 a través de la interfaz 9.7.85.2, y establece adyacencia con el sistema D en el área 2.2.2.2 a través de la interfaz 9.5.104.241.

Resumen

Primer Camino Más Corto – OSPF

Open Shortest Path First (OSPF) es un protocolo de direccionamiento de tipo enlace - estado, desarrollado para las redes IP y basado en el algoritmo de primera vía más corta (SPF). La segunda es que OSPF se sustenta sobre el algoritmo SPF conocido como el algoritmo de Dijkstra (es el nombre de su creador) que es un muy buen método para encontrar el camino más corto.

Entre las características más resaltantes de OSPF están:

 • Paquetes de estado - enlace o Link State Advertisements (LSA): los cambios en el estado de los enlaces de un Router son notificados a la red mediante el envío de mensajes LSA. Dependiendo del estado del Router y el tipo de información transmitido en el LSA, se distinguen varios formatos (entre paréntesis, las versiones de OSPF en que se utilizan) Áreas en OSPF Un sistema autónomo que use OSPF está construido por una o más áreas. Eso permite y es una de las ventajas de (OSPF) un fácil crecimiento de la red. Área Backbone Las rutas externas se definen como rutas que fueron inyectadas en OSPF desde otro protocolo de enrutamiento.

Cada Router incluido en el protocolo OSPF tiene un identificador único que lo utiliza en los mensajes que envía. En una red multiacceso, los mensajes de saludo también se usan para identificar a un Router designado. 

El Router designado cumple dos funciones: ALGORITMO DE DIJKSTRA Y SPF RFC 2328 describe el algoritmo Dijkstra (también llamado Shortest Path First (SPF) algoritmo. Al algoritmo de Dijkstra se les llama comúnmente algoritmo Shortest Path First (SPF). Cada Router determina su propio costo hacia cada destino en la topología. En otros términos, cada Router calcula el algoritmo SPF y determina el costo desde su propia perspectiva.

Summary

First Shortest Road - OSPF

Open Shortest Path First (OSPF) is a link-state addressing protocol, developed for IP networks and based on the shortest first-path algorithm (SPF). The second is that OSPF is based on the SPF algorithm known as the Dijkstra algorithm (it is the name of its creator) which is a very good method to find the shortest path.

Among the most outstanding features of OSPF are:

• State packets - link or Link State Advertisements (LSA): changes in the state of the links of a Router are notified to the network by sending LSA messages. Depending on the state of the Router and the type of information transmitted in the LSA, several formats are distinguished (in parentheses, the versions of OSPF in which they are used). Areas in OSPF A stand-alone system using OSPF is built by one or more areas. That allows and is one of the advantages of (OSPF) easy growth of the network. Backbone area External routes are defined as routes that were injected into OSPF from another routing protocol.

Each router included in the OSPF protocol has a unique identifier that uses it in the messages it sends. In a multi-access network, greeting messages are also used to identify a designated router. The designated router fulfills two functions: DIJKSTRA ALGORITHM AND SPF RFC 2328 describes the Dijkstra algorithm (also called Shortest Path First (SPF) algorithm.The Dijkstra algorithm is commonly called Shortest Path First (SPF) algorithm.) Each router determines its own cost to each destination in the topology, in other words, each router calculates the SPF algorithm and determines the cost from its own perspective.

Recomendaciones

• ·    Si un router tiene todas las interfaces en una sola área, en vez de gastar el tiempo declarando cada red de manera independiente, podemos utilizar el comando: “network 0.0.0.0 255.255.255.255 area n”. Amenos que tengamos requerimientos especiales que necesiten la declaración específica, el cual en este caso podríamos emplear la primera recomendación.

• ·  Recomendamos que es un tema que nos habla conectadores de routers que se comunican entre ellos depende la distancia que se encuentra si hacemos un sistema grande utilizaremos más routers es un tema que nosotros debemos saber cómo ingenieros de sistemas es un tema muy integrante que nos enseñara configurar un router a un sistema.

• ·    Es un tema que muy interesante ya que el tema es Primer Camino Más Corto, es un protocolo de red para encaminamiento jerárquico de pasarela interior o Interior Gateway Protocol (IGP), que usa el algoritmo Dijkstra, para calcular la ruta más corta entre dos nodos es un tema que debemos aprender para que se utiliza ya que el ingeniero Marco Porro nos dio una oportunidad de buscar un tema que está integrado en nuestra carrera.

Conclusiones

• Como pudimos observar el encaminamiento existe y se debe e diversas causas y estándares que se explicaron brevemente en este capítulo, ahora podemos diferenciar con exactitud como trabajan los protocolos de encaminamiento y que información manejan para que la información llegue de la fuente a su destino, dado que los protocolos TCP/IP, son los protocolos generalmente usados para estas labores, que en conjunción con los protocolos de encaminamiento nos muestran un panorama claro de que es una red con protocolos de encaminamientos implementados.
• Así como también podemos ver que entre mas grande sea la red, mas cuidado hay que tener al seleccionar el tipo de protocolos , tratando de lograr los objetivos de simplicidad y optimización, pudimos observar que para los protocolos de vector de distancia son ideales para redes pequeñas pero la naturaleza de sus algoritmos se complica al implementa ríos en una red grande y complicada, para estos casos podemos ver que protocolos como OSPF, son los que llevan la delantera en funcionabilidad y tecnología.
• Como pudimos observar el encaminamiento existe y se debe e diversas causas y estándares que se explicaron brevemente en este capítulo, ahora podemos diferenciar con exactitud como trabajan los protocolos de encaminamiento y que información manejan para que la información llegue de la fuente a su destino, dado que los protocolos TCP/IP, son los protocolos generalmente usados para estas labores, que en conjunción con los protocolos de encaminamiento nos muestran un panorama claro de que es una red con protocolos de encaminamientos implementados, así como también podemos ver que entre mas grande sea la red, mas cuidado hay que tener al seleccionar el tipo de protocolos , tratando de lograr los objetivos de simplicidad y optimización, pudimos observar que para los protocolos de vector de distancia son ideales para redes pequeñas pero la naturaleza de sus algoritmos se complica al implementa ríos en una red grande y complicada, para estos casos podemos ver que protocolos como OSPF, son los que llevan la delantera en funcionabilidad y tecnología.

Glosario de Términos

·    Backbone: (columna vertebral) se refiere a las principales conexiones troncales de Internet. Están compuestas de un gran número de router interconectados

· Dijkstra: Dijkstra, también llamado algoritmo de caminos mínimos, es un algoritmo para la determinación del camino más corto dado un vértice.

·    Gateway: Gateway o puerta de enlace es el dispositivo que actúa de interfaz de conexión entre aparatos o dispositivos.

·    OSPF: Open Shortest Path First.

·  MD5: Message - Digest Algorithm 5, Algoritmo de Resumen del Mensaje es un algoritmo de reducción criptográfico de 128 bits amplia mente usado.

·      MOSPF: MULTICAST EXTENSIONS TO OSPF

·      RIP: Routing Information Protocol. 

·      BGP: Border Gateway Protocol. 

·      IGP: Interior Gateway Protocol. 

·      LSDB: Link-State Database. 

·      VLSM: Máscaras de longitud variable

Linkografia

• https://www.naguissa.com/universidad/wiki-xc2/OSPF.html

• http://ngrupoe.blogspot.com/2012/10/algoritmo-de-dijkstra-y-spf.html

• https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/es/ssw_ibm_i_73/rzajw/rzajwospf.htm#rzajwospf__hello

• https://es.wikipedia.org/wiki/Open_Shortest_Path_First#Tipo_de_%C3%A1reas