OSPF (Open Shortest Path First)

OSPF (Open Shortest Path First) es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace ampliamente utilizado en redes IP. Se basa en el algoritmo de Dijkstra para determinar las rutas más cortas y forma parte de los protocolos de gateway interior (IGP). OSPF permite una convergencia rápida y es capaz de soportar redes complejas mediante una organización jerárquica por áreas, facilitando la escalabilidad y administración en redes grandes.

Tipos de Redes en OSPF

OSPF identifica varios tipos de redes, optimizando el comportamiento de sus mensajes:

  • Broadcast: Las redes broadcast son aquellas en las que todos los dispositivos en la misma red pueden comunicarse directamente entre sí sin necesidad de un mecanismo adicional. Un ejemplo típico es una red Ethernet. En este tipo de red, OSPF utiliza el mecanismo de Designated Router (DR) y Backup Designated Router (BDR) para reducir la cantidad de mensajes de enlace que se intercambian. Solo el DR y el BDR intercambian información de estado de enlace, lo que mejora la eficiencia y reduce la carga en la red.
  • Non-Broadcast Multi-Access (NBMA): Las redes non-broadcast, por otro lado, son aquellas donde los dispositivos no pueden comunicarse directamente entre sí de manera automática. Esto puede incluir conexiones como Frame Relay o ATM, donde se requiere una configuración adicional para establecer comunicación. En estas redes, OSPF necesita un método para formar adyacencias. Esto se logra utilizando el modo point-to-point o configurando manualmente las conexiones OSPF en cada router, lo que puede requerir más administración y configuración.
  • Point-to-Multipoint: En este tipo, un router se conecta a múltiples routers en forma de topología no jerárquica. OSPF trata estas conexiones como múltiples enlaces punto a punto, facilitando la comunicación entre todos los nodos.
  • Point-to-Point: En este tipo de red, hay solo dos routers conectados directamente. La simplicidad de esta conexión permite una rápida convergencia y es común en enlaces de alta velocidad.
  • Redes de Área de Costo (Cost Area): Este es el tipo más común, donde los routers OSPF se comunican dentro de un área específica. Cada área tiene un costo asignado que afecta cómo se eligen las rutas.
  • Redes No Conocidas (Stub Areas y Totally Stubby Areas): Estas son áreas con restricciones en la cantidad de información que pueden recibir. Las stub areas limitan la información externa, mientras que las totally stubby areas no reciben ninguna ruta externa, lo que simplifica la tabla de rutas y reduce el uso de recursos.

OSPF v2 y OSPF v3

  • OSPFv2: Diseñado exclusivamente para IPv4, gestiona redes IPv4 y tiene opciones limitadas de autenticación.
  • OSPFv3: Extiende el soporte para IPv6 e introduce mejoras en seguridad al utilizar IPsec para autenticación, separando el direccionamiento de la topología de enrutamiento. Esto permite una migración más fácil hacia IPv6, soportando direcciones más largas y prefijos complejos.

El Algoritmo SPF (Shortest Path First)

OSPF usa el algoritmo de Dijkstra para calcular la ruta más corta basada en costos. Este algoritmo construye un árbol SPF desde el router raíz (el que ejecuta el cálculo) y explora todos los posibles caminos hacia cada destino, seleccionando el de menor costo acumulado. El cálculo SPF se dispara cada vez que hay cambios en la topología de la red.

La métrica en OSPF se basa en el ancho de banda inverso del enlace (10^8 / ancho de banda en bits/seg). Esto significa que los enlaces de mayor ancho de banda tendrán un costo menor. Por ejemplo, un enlace de 100 Mbps tendría una métrica de 1, mientras que uno de 10 Mbps tendría una métrica de 10.

Temporizadores

En OSPF (Open Shortest Path First), el Hello Time y el Dead Time son temporizadores que gestionan la detección de vecinos:

  • 𖦹 Hello Time: Es el intervalo en segundos en que un router OSPF envía mensajes "Hello" a sus vecinos para indicar que está activo. El valor predeterminado suele ser 10 segundos en redes broadcast.
  • 𖦹 Dead Time: Es el tiempo máximo que un router espera sin recibir mensajes "Hello" de un vecino antes de considerarlo inactivo o "muerto". Generalmente, es 4 veces el valor de Hello Time (40 segundos por defecto).

Tipos de Mensajes de OSPF

OSPF usa cinco tipos de mensajes para sus operaciones:

  • 𖦹 Hello Packet: Los routers envían Hello packets cada cierto intervalo para descubrir y mantener relaciones de vecindad. Estos paquetes contienen el ID de área, prioridad del router, temporizadores y la lista de routers vecinos conocidos.
  • 𖦹 Database Description (DBD) Packet: Se usa para iniciar la sincronización de bases de datos entre routers vecinos. Incluye descripciones resumidas de las entradas de la base de datos para que cada router sepa qué rutas necesita solicitar.
  • 𖦹 Link-State Request (LSR): Este mensaje se envía cuando un router necesita una actualización de información específica de la base de datos de enlace de otro router.
  • 𖦹 Link-State Update (LSU): Proporciona actualizaciones completas o parciales de la base de datos, permitiendo que los routers vecinos sincronicen sus LSDB (Link-State Database). Cada LSA es encapsulada en un LSU.
  • 𖦹 Link-State Acknowledgment (LSAck): Confirma la recepción de LSUs, reduciendo el riesgo de pérdida de datos en la sincronización.

DR y BDR

En OSPF (Open Shortest Path First), el Designated Router (DR) y el Backup Designated Router (BDR) son conceptos clave que facilitan la gestión de redes en topologías de tipo broadcast y non-broadcast. Su función principal es optimizar la comunicación entre múltiples routers en una misma red, reduciendo la cantidad de mensajes de estado de enlace (LSA, Link State Advertisement) que deben ser intercambiados.

  1. Designated Router (DR): El DR es un router seleccionado dentro de una red para actuar como el principal punto de comunicación entre todos los routers en esa red. Su función es recolectar y distribuir la información de estado de enlace a todos los demás routers (nodos) en la red. Cuando un router se convierte en DR, se encarga de enviar LSA a los demás routers, lo que minimiza el número de adjacencias que deben formarse. Esto es crucial en redes grandes, ya que reduce la sobrecarga de control y mejora la eficiencia del enrutamiento. El DR se elige mediante un proceso de elección basado en la prioridad configurada y, en caso de empate, en el ID del router más alto.
  2. Backup Designated Router (BDR): El BDR actúa como un respaldo del DR. Su función principal es asumir el rol de DR en caso de que este falle o se desconecte. El BDR también participa en el proceso de recopilación de información de estado de enlace, pero en menor medida que el DR. Esta función de respaldo asegura que la red mantenga su capacidad de comunicación y convergencia rápida, minimizando la posibilidad de pérdida de información durante un fallo. Al igual que el DR, el BDR se elige durante el proceso de selección inicial, siguiendo las mismas reglas de prioridad y ID de router.
Funcionamiento en la Red

Cuando un router se conecta a una red de tipo broadcast o non-broadcast, inicia un proceso de descubrimiento donde se identifican otros routers en la misma red. Todos los routers intercambian información sobre sus capacidades y estado. A partir de este intercambio, se elige un DR y un BDR. Los routers que no son DR ni BDR establecen adyacencias solo con el DR, lo que significa que la cantidad de enlaces que deben manejar es significativamente menor, permitiendo una convergencia más rápida y un uso más eficiente del ancho de banda.

Proceso de Selección de DR y BDR
  • Prioridad OSPF: Cada router en una red OSPF puede tener una prioridad configurada, que va de 0 a 255. Esta prioridad se utiliza para determinar cuál router será seleccionado como DR. Un valor de prioridad de 0 significa que el router no participará en la elección del DR. Los routers con una prioridad más alta tienen más posibilidades de convertirse en DR. Si un router tiene una prioridad más alta que los demás, será elegido como DR.
  • ID del Router: Si hay un empate en la prioridad (es decir, si varios routers tienen la misma prioridad), se utiliza el ID del router como criterio de desempate. El ID del router es generalmente la dirección IP más alta de las interfaces del router o puede ser configurado manualmente. El router con el ID más alto se convertirá en DR.
  • Elección del BDR: Una vez que se ha elegido el DR, el segundo router con la mayor prioridad se convierte en el BDR. Si hay un empate en la prioridad entre los routers, se aplica el mismo criterio del ID del router para determinar cuál será el BDR.

La dirección multicast 224.0.0.5 se utiliza para enviar mensajes a todos los routers OSPF en la red. Cuando el Designated Router (DR) envía actualizaciones de estado de enlace (LSA), lo hace a esta dirección. Todos los routers OSPF en la red escuchan en esta dirección para recibir actualizaciones.

La dirección multicast 224.0.0.6 se utiliza específicamente para comunicarse con el Backup Designated Router (BDR). Cuando el DR necesita enviar mensajes que solo deben ser recibidos por el BDR, lo hace utilizando la dirección 224.0.0.6. Esto es útil para mantener la sincronización entre el DR y el BDR, permitiendo que el BDR reciba información directamente del DR sin inundar la red con mensajes.

LSDB (Link-State Database)

La Link-State Database (LSDB) es una de las componentes clave del protocolo OSPF (Open Shortest Path First). La LSDB contiene información sobre el estado de los enlaces de todos los routers dentro de un área OSPF y es fundamental para la toma de decisiones de enrutamiento.

Cada entrada en la LSDB representa un enlace o una relación entre dos routers. Cada enlace incluye información como el ID del router, la dirección IP, el costo del enlace y el estado.

La LSDB contiene diferentes tipos de LSA (Link State Advertisements), que son los mensajes que se intercambian entre routers para actualizar la LSDB. Existen varios tipos de LSA, cada uno con un propósito específico, como anunciar rutas externas o describir la topología de una red.

Función de la LSDB
  1. ⦿ Almacenamiento de Información: La LSDB almacena detalles sobre todos los enlaces (interfaces) de los routers en la red, incluyendo su estado (up o down), costo, y la información de las adyacencias entre los routers. Esto permite que OSPF tenga una visión completa de la topología de la red.
  2. ⦿ Convergencia Rápida: Cuando ocurre un cambio en la topología de la red (como la caída de un enlace), los routers envían actualizaciones a la LSDB. Esto permite que todos los routers converjan rápidamente hacia una nueva ruta óptima.
  3. ⦿ Cálculo de Rutas: Utilizando la información de la LSDB, OSPF emplea el algoritmo de Dijkstra (Shortest Path First, SPF) para calcular la mejor ruta hacia cada destino en la red. La LSDB es esencial para este proceso, ya que proporciona la base de datos que se utiliza para determinar las rutas más eficientes.
Orden de Sincronización

El proceso sigue el siguiente flujo:

  • Los routers no DR envían sus LSAs al DR.
  • El DR actualiza su LSDB y luego envía la información actualizada a los demás routers.

Al final del proceso, todos los routers en la misma área OSPF tendrán una LSDB sincronizada que refleje la misma vista de la red.

Establecimiento de Vecindades

OSPF permite que todos los routers en una misma área tengan una copia sincronizada de la LSDB, garantizando que cada router disponga de la misma visión topológica de la red. El intercambio de la base de datos comienza con el envío de paquetes DBD, seguido de LSRs y LSUs para completar el intercambio. La redundancia en el proceso de confirmación (LSAck) garantiza la precisión.

El establecimiento de vecindades en OSPF es crítico para la formación de rutas. El proceso sigue estos pasos:

  1. Init State: El router envía paquetes Hello, esperando recibirlos de otros routers.
  2. Two-Way State: Cuando un router recibe un Hello de su vecino, entra en estado bidireccional (Two-Way). Aquí identifica si puede convertirse en DR o BDR.
  3. ExStart State: Los routers eligen quién comenzará a enviar DBDs mediante negociación.
  4. Exchange State: Intercambio de DBDs para sincronizar las LSDBs.
  5. Loading State: Los routers envían LSRs y LSUs para completar cualquier entrada faltante en su base de datos.
  6. Full State: La sincronización está completa; ambos routers tienen LSDB idénticas y están listos para participar en la red OSPF.

Selección de Caminos

La selección de caminos en OSPF se basa en el concepto de “costo”, una métrica que mide el ancho de banda de los enlaces. Cada enlace tiene un valor de costo inversamente proporcional a su ancho de banda (es decir, cuanto mayor sea el ancho de banda, menor será el costo del enlace). OSPF elige el camino hacia cada destino en función del costo total acumulado, calculado sumando los costos de todos los enlaces en una ruta dada.

Si existen múltiples rutas hacia el mismo destino con el mismo costo, OSPF utiliza un balanceo de carga entre estos caminos, distribuyendo el tráfico de manera equitativa. Esto ayuda a maximizar el uso de la infraestructura de red y puede mejorar la disponibilidad. Este balanceo de carga puede ser configurado tanto para balanceo de carga igual (donde los costos son idénticos) como para carga desigual en ciertas implementaciones, aunque esto último es menos común en OSPF.

Para entender cómo realiza OSPF la selección de rutas, es útil recordar que las rutas se eligen en función de dos principios clave:

  • ⦿ Métrica acumulada: Se suman los costos de cada enlace para obtener el costo total de la ruta.
  • ⦿ Balanceo de carga: Si hay varios caminos con el mismo costo total, OSPF utiliza todos ellos para distribuir el tráfico equitativamente.

Distancia Administrativa

La distancia administrativa (AD) es un valor numérico que indica la “credibilidad” de una fuente de enrutamiento en un router que ejecuta múltiples protocolos de enrutamiento. En OSPF, la distancia administrativa por defecto es de 110, lo cual lo posiciona en prioridad sobre otros protocolos internos (como RIP, que tiene una AD de 120), pero debajo de los protocolos externos como BGP (con AD de 20).

La distancia administrativa es fundamental en redes donde múltiples protocolos compiten por el control de la tabla de enrutamiento. Al asignar valores de AD más bajos a los protocolos de mayor confianza, OSPF asegura que las rutas seleccionadas sean las más confiables y optimizadas. La AD puede configurarse manualmente para ajustar preferencias en redes híbridas, facilitando el control sobre la selección de rutas cuando coexisten diferentes protocolos en el mismo router.

Incremental SPF (ISPF)

El Incremental Shortest Path First (ISPF) es una optimización en OSPF que permite actualizar solo las partes afectadas de la red cuando hay cambios, en lugar de recalcular toda la red desde cero. Esto se logra calculando solo los nodos o enlaces afectados, lo cual reduce significativamente el tiempo de convergencia en grandes redes.

La ventaja principal de ISPF es la eficiencia, ya que los cálculos completos de SPF pueden ser intensivos en términos de CPU en redes grandes. En cambio, ISPF mejora la velocidad de respuesta de OSPF a los cambios topológicos, como fallos de enlace o actualizaciones de rutas, lo cual se traduce en una red más estable y con menos interrupciones.

Tipos de Áreas en OSPF

En OSPF (Open Shortest Path First), las áreas son divisiones lógicas dentro de una red que ayudan a optimizar el enrutamiento y a manejar la escalabilidad. Cada área tiene características específicas que determinan cómo se maneja la información de enrutamiento. A continuación, se describen los principales tipos de áreas en OSPF:

  • Área Cero (Area 0)
    • Descripción: También conocida como el área backbone, es el corazón de cualquier implementación de OSPF. Todas las demás áreas deben conectarse a esta área.
    • Uso: Actúa como un centro de interconexión para el enrutamiento entre diferentes áreas, facilitando la comunicación entre ellas.
  • Áreas Normales
    • Descripción: Estas son áreas típicas que pueden tener cualquier número de routers OSPF. Pueden recibir y enviar información de enrutamiento de y hacia el área cero.
    • Uso: Permiten la distribución de información de estado de enlace y se utilizan para segmentar la red y mejorar la eficiencia del enrutamiento.
  • Área Stub
    • Descripción: Un área stub no recibe información de rutas externas (Type 5 LSA). En su lugar, solo tiene conocimiento de las rutas internas de OSPF y las rutas de resumen (Type 3 LSA) desde el área cero.
    • Uso: Reduce la complejidad y la cantidad de información de enrutamiento en el área, mejorando la eficiencia del procesamiento y el uso de recursos.
  • Área Totally Stubby
    • Descripción: Una variante más restrictiva de un área stub. No recibe información sobre rutas externas (Type 5 LSA) ni resumen de otras áreas (Type 3 LSA). Solo conoce las rutas de los routers dentro de su área.
    • Uso: Proporciona una reducción aún mayor en el tamaño de la tabla de enrutamiento, ideal para áreas con un número limitado de conexiones externas.
  • Área NSSA (Not-So-Stubby Area)
    • Descripción: Permite que un ASBR (Autonomous System Boundary Router) introduzca rutas externas (Type 7 LSA) en el área, pero sigue limitando la propagación de otras rutas externas (Type 5 LSA).
    • Uso: Útil en situaciones donde se necesita permitir el acceso a ciertas rutas externas sin inundar el área con información de enrutamiento completa.
  • Área Totally NSSA
    • Descripción: Similar a un NSSA, pero aún más restrictiva, ya que no recibe rutas de resumen (Type 3 LSA) y solo conoce las rutas internas y las rutas externas que se introducen en el área mediante Type 7 LSA.
    • Uso: Minimiza la cantidad de información de enrutamiento y es adecuada para áreas con limitaciones estrictas en cuanto a la información que pueden manejar.

Virtual Links

Los enlaces virtuales permiten conectar áreas OSPF que no están directamente conectadas al backbone (Área 0). En OSPF, todas las áreas deben estar conectadas al Área 0, ya que esta actúa como el “núcleo” de la red OSPF. Sin embargo, en situaciones donde un área no puede conectarse físicamente al backbone, un enlace virtual permite a ese área comunicarse a través de otro área intermedia que ya está conectada al Área 0.

El proceso de configuración de enlaces virtuales implica especificar dos routers (ambos deben ser ABR) que actuarán como extremos del enlace virtual. A través de estos enlaces, los routers en el área desconectada podrán participar en el enrutamiento interárea. Es importante recordar que los enlaces virtuales:

  • Facilitan la continuidad de la jerarquía OSPF sin necesidad de cambiar la infraestructura física.
  • Ayudan a mantener una estructura jerárquica y escalable, especialmente útil en redes grandes y complejas.

Tipos de LSA (Link-State Advertisement)

Los Link-State Advertisements (LSA) son mensajes fundamentales en OSPF (Open Shortest Path First) que se utilizan para comunicar información sobre el estado de los enlaces y la topología de la red. Existen varios tipos de LSA, cada uno con un propósito específico. Aquí te explico los principales tipos de LSA:

  1. Type 1: Router LSA
    • Descripción: Generado por cada router en OSPF, este LSA describe el estado de las interfaces del router y las adyacencias con otros routers. Contiene información como el costo del enlace y el tipo de red.
    • Uso: Esencial para que otros routers conozcan las capacidades y el estado del router que lo genera.
  2. Type 2: Network LSA
    • Descripción: Este LSA es generado por el Designated Router (DR) en redes multiacceso (como Ethernet). Describe la red y todos los routers conectados a ella.
    • Uso: Ayuda a construir una visión completa de la topología de la red en la que el DR está operando.
  3. Type 3: Summary LSA
    • Descripción: Utilizado para anunciar rutas entre áreas en OSPF. Es generado por los routers en la frontera de área (ABR, Area Border Router) y resume las rutas de una área a otra.
    • Uso: Facilita la comunicación de rutas entre diferentes áreas dentro de la jerarquía OSPF.
  4. Type 4: Summary LSA (ASBR)
    • Descripción: Similar al Type 3, pero este LSA es utilizado por los routers que son routers de frontera de área (ASBR, Autonomous System Boundary Routers) para anunciar rutas hacia routers externos.
    • Uso: Permite que otras áreas conozcan la existencia de rutas externas a la red OSPF.
  5. Type 5: AS External LSA
    • Descripción: Generado por los ASBR, este LSA se utiliza para anunciar rutas a redes externas (por ejemplo, redes fuera del dominio OSPF).
    • Uso: Permite que OSPF integre rutas de otros protocolos de enrutamiento o redes fuera del dominio OSPF.
  6. Type 6: Group Membership LSA
    • Descripción: Este LSA se utiliza en redes multicast y no es común en la mayoría de las implementaciones de OSPF.
    • Uso: Facilita la gestión de membresías en grupos multicast.
  7. Type 7: NSSA External LSA
    • Descripción: Se utiliza en áreas NSSA (Not-So-Stubby Areas). Permite que un ASBR anuncie rutas externas en un área que no debería recibir rutas externas directamente.
    • Uso: Ayuda a llevar información de rutas externas en áreas NSSA.

Prefix Suppression

La supresión de prefijos es una técnica que OSPF emplea para optimizar la propagación de rutas en redes grandes. Cuando se habilita, OSPF omite el anuncio de prefijos específicos en las LSAs, anunciando solo rutas resumidas cuando sea posible. Esto ayuda a reducir el tamaño de la LSDB y las tablas de enrutamiento, mejorando el rendimiento en redes con grandes volúmenes de rutas.

Por ejemplo, en una red donde un router tiene varios enlaces a diferentes subredes dentro de una misma área, la supresión de prefijos permite al router anunciar solo la red principal en lugar de todas las subredes. Al simplificar el proceso de cálculo de rutas, se disminuye la cantidad de LSAs y se reduce el tiempo de convergencia en la red. Esta técnica es especialmente útil en redes que incluyen numerosas subredes, ya que reduce el procesamiento y el consumo de memoria en cada router.

Multi-Area Adjacency

Multi-Area Adjacency permite que un solo enlace OSPF soporte relaciones de adjacencia en múltiples áreas. Sin esta función, los routers necesitan tener interfaces físicas dedicadas para cada área en la que deben participar. Multi-Area Adjacency permite que un único enlace físico establezca relaciones de vecindad en varias áreas, lo que:

  • Optimiza el uso del ancho de banda, al permitir la transmisión de datos de varias áreas en un único enlace.
  • Mejora la eficiencia al reducir el número de interfaces requeridas en los routers, ideal para redes donde la infraestructura física es limitada.

Al usar Multi-Area Adjacency, los routers pueden soportar múltiples áreas a través de una sola interfaz de red, manteniendo adjacencias separadas y gestionando las LSDB para cada área de forma independiente.

Inter-Area y Prefijos Externos (Tipos E1 y E2)

OSPF puede manejar rutas entre áreas y rutas externas con dos tipos de métricas: E1 y E2. Estas métricas ayudan a definir cómo un router ASBR (Autonomous System Boundary Router) anuncia rutas externas hacia otras áreas dentro de la red OSPF.

  • E1 (External Type 1): La métrica de este tipo considera tanto el costo de la ruta externa como el costo de la ruta interna dentro de la red OSPF hacia el ASBR. Es útil cuando se quiere priorizar las rutas basadas en el costo total de la ruta desde el router de origen hasta el destino final.
  • E2 (External Type 2): En este tipo, solo se considera el costo de la ruta externa especificado por el ASBR. Independientemente del costo acumulado dentro de la red OSPF, el router E2 se mantiene fijo y no incluye los costos de los enlaces internos en el cálculo.

La distinción entre E1 y E2 es importante porque permite una mejor planificación de rutas externas en redes de gran escala. La métrica E1 se usa generalmente cuando se desea que las rutas respondan a cambios en la topología OSPF, mientras que la E2 se prefiere para rutas externas estables que deben permanecer sin alteraciones en sus costos internos.

Router Stub en OSPF

Un Router Stub es un tipo de configuración de router en OSPF que limita la propagación de rutas externas dentro de un área, minimizando la cantidad de LSAs. Los routers stub no aceptan LSAs de tipo 5 (rutas externas), y por lo tanto no se ven sobrecargados con rutas externas a la red OSPF, lo que reduce la carga de procesamiento y el tamaño de las tablas de enrutamiento.

En una red grande, los routers stub pueden colocarse en áreas que no requieren rutas externas y en las cuales se desea optimizar el uso de recursos. Los routers en estas áreas pueden operar de manera más eficiente, ya que manejan menos rutas. Además, existe una variación llamada Totally Stubby Area, que incluso bloquea las LSAs tipo 3 (resúmenes de otras áreas), reteniendo solo la ruta por defecto.

Estas configuraciones también son beneficiosas en redes de acceso, donde los routers solo necesitan conectarse a la red interna y no requieren información adicional sobre rutas externas.

Max-LSA, Throttle-LSA, Arrival and Passing

  • Max-LSA: Define el número máximo de LSAs que un router OSPF puede almacenar. Cuando se alcanza este límite, el router puede iniciar una acción para protegerse contra posibles sobrecargas, como disminuir la prioridad del router o reiniciar la sesión OSPF. Esto evita saturación en redes grandes.
  • Throttle-LSA: Este parámetro permite configurar intervalos entre el envío de LSAs, limitando el número de LSAs enviados durante un cambio de topología en la red. Esto reduce el tráfico de control y ayuda a evitar picos de procesamiento en routers, especialmente durante cambios abruptos en la topología.
  • Arrival y Passing: Ajustan la frecuencia con la que los LSAs se procesan o pasan de un router a otro. Estos ajustes son importantes para mejorar el rendimiento de OSPF y asegurar una propagación de rutas más eficiente. Configurando tiempos adecuados de “Arrival” y “Passing”, los routers OSPF pueden procesar cambios sin sobrecargar sus recursos.

Throttle SPF y Bidirectional Forwarding

  • Throttle SPF: Este ajuste controla la frecuencia y el intervalo de tiempo entre los cálculos de SPF en respuesta a los cambios de red. La configuración de “Throttle SPF” permite definir intervalos para inicializar, aumentar y alcanzar el valor máximo de cálculo SPF, lo cual es crítico para redes dinámicas que requieren ajustes rápidos en situaciones de inestabilidad.
  • Bidirectional Forwarding Detection (BFD): Aunque no es una función exclusiva de OSPF, BFD es un protocolo que se integra con OSPF para detectar rápidamente fallos en el enlace de capa 2 entre routers. BFD permite a OSPF reaccionar a fallos de enlace de forma casi instantánea, mejorando la capacidad de la red para responder a caídas sin esperar a los mecanismos tradicionales de detección de fallos de OSPF.

Multiprocesos en Cisco XE

Los multiprocesos en Cisco XE son una característica que permite a los routers y switches de Cisco ejecutar múltiples procesos en paralelo, mejorando así la eficiencia y el rendimiento del sistema. Esta arquitectura permite que diferentes funciones del sistema, como el procesamiento de paquetes, la gestión de la red y la ejecución de aplicaciones, se realicen simultáneamente, lo que reduce la latencia y mejora la capacidad de respuesta del dispositivo.

Además, los multiprocesos facilitan el aislamiento de fallos, ya que si un proceso se encuentra con un problema, no afecta directamente a otros procesos en ejecución. Esto proporciona una mayor estabilidad y resiliencia al sistema. La implementación de multiprocesos también permite aprovechar mejor los recursos del hardware, especialmente en dispositivos que cuentan con múltiples núcleos de CPU, lo que se traduce en un mejor rendimiento general y una mayor capacidad para manejar cargas de trabajo elevadas.

Configuración

La siguiente topología usa varias áreas de OSPF (Área 0, Área 1, Área 2, Área 3) y rutas específicas entre ellas.

Cada router debe estar configurado para usar OSPF con su área correspondiente, y se deben de especificar las interfaces y sus áreas correspondientes.

Cisco

  • Router R1 (Área 0 y Área 1)
  • Icono C:\Windows\system32\cmd.exe
    router ospf 1
        router-id 1.1.1.1
        network 192.168.1.4 0.0.0.3 area 0
        network 192.168.1.8 0.0.0.3 area 0
        network 192.168.1.0 0.0.0.3 area 1
        network 192.168.255.1 0.0.0.0 area 0
    
    interface GigabitEthernet0/1
        ip ospf priority 100
  • Router R2 (Área 1)
  • Icono C:\Windows\system32\cmd.exe
    router ospf 1
        router-id 2.2.2.2
        network 192.168.1.0 0.0.0.3 area 1
        network 192.168.255.2 0.0.0.0 area 1
        network 172.16.1.0 0.0.0.255 area 1
    
    interface GigabitEthernet0/0
        ip ospf priority 90
  • Router INET-1 (Área 0) - Router Central
  • Icono C:\Windows\system32\cmd.exe
    router ospf 1
        router-id 4.4.4.4
        network 192.168.1.8 0.0.0.3 area 0
        network 192.168.1.12 0.0.0.3 area 0
        network 192.168.1.20 0.0.0.3 area 3
        network 192.168.255.4 0.0.0.0 area 0
    
        ! Redistribuir rutas externas como E1  desde el ISP
        redistribute connected subnets metric-type 1
    
        ! Ajuste de Throttle SPF para optimizar el tiempo de recalculo de SPF
        timers throttle spf 10 100 5000
    
    ! Configuración de prioridad para el Designated Router (DR)
    interface GigabitEthernet0/1
        ip ospf priority 200

    Configuración adicional: redistribución de prefijos externos E1, y ajuste de Throttle SPF.

  • Router R3 (Área 0 y Área 2)
  • Icono C:\Windows\system32\cmd.exe
    router ospf 1
        router-id 3.3.3.3
        network 192.168.1.4 0.0.0.3 area 0
        network 192.168.1.12 0.0.0.3 area 0
        network 192.168.1.16 0.0.0.3 area 2
        network 192.168.255.3 0.0.0.0 area 0
    
    interface GigabitEthernet0/0
        ip ospf priority 80
  • Remote-1 (Área 2)
  • Icono C:\Windows\system32\cmd.exe
    router ospf 1
        router-id 5.5.5.5
        network 192.168.1.16 0.0.0.3 area 2
        network 172.16.10.0 0.0.0.255 area 2
        network 172.16.11.0 0.0.0.255 area 2
        network 172.16.12.0 0.0.0.255 area 2
        network 192.168.255.5 0.0.0.0 area 2
  • Router Remote-2 (Área 3)
  • Icono C:\Windows\system32\cmd.exe
    router ospf 1
        router-id 6.6.6.6
        network 192.168.1.20 0.0.0.3 area 3
        network 172.16.2.0 0.0.0.255 area 3
        network 192.168.255.6 0.0.0.0 area 3
  • Router ISP
  • Este router se conecta al prefijo externo (172.33.1.2/30) que se redistribuirá en INET-1.

Parámetros Clave
  1. Prioridad de DR en el Área 0: Se configura ip ospf priority en el área 0, siendo INET-1 el router con la prioridad más alta (200) para actuar como Designated Router (DR), mientras que otros routers en el área tienen menor prioridad.
  2. Redistribución de Rutas Externas (E1): En INET-1, se configuran rutas E1 para redistribuir los prefijos externos provenientes del router ISP.
  3. Throttle SPF: Configurado en INET-1 para optimizar el tiempo de recalculo de SPF en caso de cambios en la topología, usando los valores de 10 ms (inicial), 100 ms (segunda iteración), y 5000 ms (máximo).

Huawei

  • Router R1 (Área 0 y Área 1)
  • Icono C:\Windows\system32\cmd.exe
    ospf 1
        router-id 1.1.1.1
        area 0
            network 192.168.1.4 0.0.0.3
            network 192.168.1.8 0.0.0.3
            network 192.168.255.1 0.0.0.0
        area 1
            network 192.168.1.0 0.0.0.3
    
    interface GigabitEthernet0/1
        ospf priority 100
  • Router R2 (Área 1)
  • Icono C:\Windows\system32\cmd.exe
    ospf 1
        router-id 2.2.2.2
        area 1
            network 192.168.1.0 0.0.0.3
            network 192.168.255.2 0.0.0.0
            network 172.16.1.0 0.0.0.255
    
    interface GigabitEthernet0/0
        ospf priority 90
  • Router INET-1 (Área 0) - Router Central
  • Icono C:\Windows\system32\cmd.exe
    ospf 1
        router-id 4.4.4.4
        area 0
            network 192.168.1.8 0.0.0.3
            network 192.168.1.12 0.0.0.3
            network 192.168.255.4 0.0.0.0
        area 3
            network 192.168.1.20 0.0.0.3
    
        import-route direct cost 1 type 1
    
        ospf spf-schedule-interval 10 100 5000
    
    interface GigabitEthernet0/1
        ospf priority 200

    Configuración adicional: redistribución de prefijos externos E1, y ajuste de Throttle SPF.

  • Router R3 (Área 0 y Área 2)
  • Icono C:\Windows\system32\cmd.exe
    ospf 1
        router-id 3.3.3.3
        area 0
            network 192.168.1.4 0.0.0.3
            network 192.168.1.12 0.0.0.3
            network 192.168.255.3 0.0.0.0
        area 2
            network 192.168.1.16 0.0.0.3
    
    interface GigabitEthernet0/0
        ospf priority 80
  • Remote-1 (Área 2)
  • Icono C:\Windows\system32\cmd.exe
    ospf 1
        router-id 5.5.5.5
        area 2
            network 192.168.1.16 0.0.0.3
            network 172.16.10.0 0.0.0.255
            network 172.16.11.0 0.0.0.255
            network 172.16.12.0 0.0.0.255
            network 192.168.255.5 0.0.0.0
  • Router Remote-2 (Área 3)
  • Icono C:\Windows\system32\cmd.exe
    ospf 1
        router-id 6.6.6.6
        area 3
            network 192.168.1.20 0.0.0.3
            network 172.16.2.0 0.0.0.255
            network 192.168.255.6 0.0.0.0
  • Router ISP
  • Este router se conecta al prefijo externo (172.33.1.2/30) que se redistribuirá en INET-1.

Parámetros Clave
  1. Prioridad de DR en el Área 0: Se configura ospf priority en el área 0, siendo INET-1 el router con la prioridad más alta (200) para actuar como Designated Router (DR), mientras que otros routers en el área tienen menor prioridad.
  2. Redistribución de Rutas Externas (E1): En INET-1, se configuran rutas E1 para redistribuir los prefijos externos provenientes del router ISP.
  3. Throttle SPF: Configurado en INET-1 para optimizar el tiempo de recalculo de SPF en caso de cambios en la topología, usando los valores de 10 ms (inicial), 100 ms (segunda iteración), y 5000 ms (máximo).
BGP

Para conectar con el ISP en esta topología, lo más común sería utilizar el protocolo BGP (Border Gateway Protocol) para la interconexión entre el ISP y tu red interna que utiliza OSPF. Esto se debe a que:

  1. BGP es el protocolo estándar para comunicar redes autónomas, como la red interna y la del ISP.
  2. Con BGP, puedes gestionar rutas externas y establecer políticas de enrutamiento específicas para tu conexión con el ISP.
  3. Redistribuir OSPF en BGP te permitiría que las rutas internas de OSPF sean accesibles desde el ISP, mientras mantienes un control sobre qué rutas se anuncian y cómo se gestionan.

Primero, habilita BGP en el router de borde e ingresa al modo de configuración de BGP especificando el número de sistema autónomo (ASN) propio. Luego, establece una sesión BGP con el ASN del ISP para que ambos sistemas puedan intercambiar rutas. Esto implica configurar el peer BGP, que en este caso es el router del ISP, especificando su dirección IP y el ASN correspondiente.

La siguiente etapa es redistribuir las rutas de OSPF dentro de BGP en el router de borde. Esta redistribución permite que las rutas internas de OSPF puedan ser anunciadas al ISP, facilitando el acceso a tu red interna desde el exterior. Es importante seleccionar cuidadosamente las rutas a redistribuir, limitando el anuncio solo a las necesarias para reducir la exposición de la red interna.

Finalmente, configura una ruta predeterminada (default route) en BGP. Esta configuración implica recibir la ruta 0.0.0.0/0 desde el ISP, lo cual permitirá que todo el tráfico hacia redes externas sea encaminado a través del ISP. Al tener una ruta predeterminada, cualquier paquete que no coincida con una ruta específica en la tabla de enrutamiento interna se dirigirá al ISP, asegurando que tu red pueda acceder a Internet u otras redes externas.