Universidad Tecnológica del Estado de Zacatecas

Unidad VI

Protocolos de enrutamiento de estado de enlace

Erik Alejandro Lemus Jiménez

Prof. Eloy Contreras de Lira

2do cuatrimestre

Grupo-“A”

Índice

1. Introducción……………………………………………………………..

2. Concepto de enrutamiento estado enlace…………………………..

3. Características de enrutamiento estado enlace…………………….

4. Ventajas de utilizar enrutamiento estado enlace……………………

5. Desventajas de utilizar enrutamiento estado enlace……………….

6. Protocolo que utilizan enrutamiento estado enlace…………………

7. Mapa mental del tema enrutamiento estado enlace………………..

8. Conclusión………………………………………………………………..

Introducción

Las dos clases principales de IGP son de vector-distancia y de estado de enlace.

A medida que las redes se hicieron más grandes y más complejas, las limitaciones de los protocolos de vector-distancia (como RIP e IGRP) se volvieron más aparentes.

Una alternativa son los protocolos de estado de enlace.

Los protocolos de enrutamiento del estado de enlace difieren de los protocolos de vector-distancia ya que los routers mantienen una visión completa de la topología de la red.

Además, el método de actualización desencadenada por eventos permite el uso eficiente del ancho de banda y una convergencia más rápida.

Enrutamiento de estado de enlace

A los protocolos de enrutamiento de estado de enlace también se los conoce como protocolos de shortest path first y se desarrollan en torno del algoritmo shortest path first (SPF) de Edsger Dijkstra.

La analogía menciona que los protocolos de enrutamiento por vector de distancia son semejantes a la utilización de carteles de carretera para guiarse en el camino hasta un destino; sólo le brindan información acerca de la distancia y la dirección. Sin embargo, los protocolos de enrutamiento de estado de enlace son semejantes a la utilización de un mapa. Con un mapa, puede ver todas las posibles rutas y determinar su propia ruta preferida.

Debido a que los routers deben tomar decisiones de rutas preferidas conforme a una distancia o métrica a una red.

Un router vector distancia confía en que otro router publique la verdadera distancia hacia la red de destino.

Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace son más similares a los mapas de carretera ya que crean un mapa topológico de la red y cada router utiliza dicho mapa para determinar la ruta más corta hacia cada red. De la misma manera en que se utiliza un mapa para buscar la ruta hacia otro pueblo, los routers de estado de enlace utilizan un mapa para determinar la ruta preferida para alcanzar otro destino.

El objetivo final es que cada router reciba toda la información de estado de enlace acerca de todos los demás routers en el área de enrutamiento. Los routers que ejecutan unprotocolo de enrutamiento de estado de enlace envían información acerca del estado de sus enlaces a otros routers en el dominio de enrutamiento.

Incluye información acerca del tipo de red y los routers vecinos en dichas redes; de allí el nombre protocolo de enrutamiento de estado de enlace.

El objetivo final es que cada router reciba toda la información de estado de enlace acerca de todos los demás routers en el área de enrutamiento. Con esta información de estado de enlace, cada router puede crear su propio mapa topológico de la red y calcular independientemente la ruta más corta hacia cada red.

Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace son conocidos por presentar una complejidad bastante mayor que sus vectores de distancia equivalentes. Sin embargo, la funcionalidad y configuración básicas de los protocolos de enrutamiento de estado de enlace no son complejas en absoluto.

Características

1. Cada router aprende sobre sus propios enlaces, sus propias redes conectadas directamente. Esto se realiza al detectar que una interfaz se encuentra en estado up.

2. Cada router es responsable de reunirse con sus vecinos en redes conectadas directamente. En forma similar a EIGRP, los routers de estado de enlace lo realizan intercambiando paquetes de saludo con otros routers de estado de enlace en redes conectadas directamente.

3. Cada router crea un Paquete de estado de enlace (LSP) que incluye el estado de cada enlace conectado directamente. Esto se realiza registrando toda la información pertinente acerca de cada vecino, que incluye el ID de vecino, el tipo de enlace y el ancho de banda.

4. Cada router satura con el LSP a todos los vecinos, que luego almacenan todos los LSP recibidos en una base de datos. Los vecinos luego saturan con los LSP a sus vecinos hasta que todos los routers del área hayan recibido los LSP. Cada router almacena una copia de cada LSP recibido por parte de sus vecinos en una base de datos local.

5. Cada router utiliza la base de datos para construir un mapa completo de la topología y calcula el mejor camino hacia cada red de destino. En forma similar a tener un mapa de carretera, el router tiene ahora un mapa completo de todos los destinos de la topología y las rutas para alcanzarlos. El algoritmo SPF se utiliza para construir el mapa de la topología y determinar el mejor camino hacia cada red.

Con los protocolos de enrutamiento de estado de enlace, un enlace es una interfaz en un router. Como ocurre con los protocolos por vector de distancia y las rutas estáticas, la interfaz debe configurarse adecuadamente con una dirección IP y una máscara de subred, y el enlace debe encontrarse en estado activo antes de que el protocolo de enrutamiento de estado de enlace pueda aprender acerca de un enlace. Asimismo, como ocurre con los protocolos por vector de distancia, la interfaz debe incluirse en una de las sentencias de red antes de que ésta pueda participar en el proceso de enrutamiento de estado de enlace.

Para los protocolos de enrutamiento por vector de distancia, sólo existen realmente dos opciones: RIP o EIGRP. La decisión acerca de qué protocolo de enrutamiento se utilizará en una situación determinada depende de varios factores, entre los que se incluyen:El tamaño de la red,La compatibilidad entre los modelos de routers y el requisito de conocimientos administrativos.Estado de enlace

RIP:

Con el tiempo, el RIP ha pasado de ser un protocolo de enrutamiento con clase (RIPv1) a un protocolo de enrutamiento sin clase (RIPv2). El RIPv2 es un protocolo de

enrutamiento estandarizado que funciona en un entorno de router de fabricante mixto. Éste es uno de los protocolos de enrutamiento más fáciles de configurar, lo que lo convierte en una buena opción para las redes pequeñas. Sin embargo, el RIPv2 todavía tiene limitaciones. Tanto el RIPv1 como el RIPv2 tienen una métrica de ruta que se basa sólo en el conteo de saltos y que se limita a 15 saltos.

Características del RIP:Admite el horizonte dividido y el horizonte dividido con envenenamiento en reversa para evitar loops.Es capaz de admitir un balanceo de carga de hasta seis rutas del mismo costo. El valor por defecto es de cuatro rutas del mismo costo.

El RIPv2 introdujo las siguientes mejoras al RIPv1:Incluye una máscara de subred en las actualizaciones de enrutamiento, lo que lo convierte en un protocolo de enrutamiento sin clase.Tiene un mecanismo de autenticación para la seguridad de las actualizaciones de las tablas.Admite una máscara de subred de longitud variable (VLSM).Utiliza direcciones multicast en vez de broadcast.Admite el resumen manual de ruta.

EIGRP

El Enhanced IGRP (EIGRP) se desarrolló a partir del IGRP, otro protocolo por vector de distancia. El EIGRP es un protocolo de enrutamiento por vector de distancia sin clase que tiene características propias de los protocolos de enrutamiento de estado de enlace. Sin embargo, y a diferencia del RIP o el OSPF, el EIGRP es un protocolo patentado desarrollado por Cisco y sólo se ejecuta en los routers Cisco.

Las características del EIGRP incluyen:Updates disparados (el EIGRP no tiene actualizaciones periódicas).Utilización de una tabla de topología para mantener todas las rutas recibidas de los vecinos (no sólo las mejores rutas).Establecimiento de adyacencia con los routers vecinos utilizando el protocolo de saludo EIGRP.Admite VLSM y el resumen manual de ruta. Esta característica le permite al EIGRP crear grandes redes estructuradas jerárquicamente.

Ventajas del EIGRP:Si bien las rutas se propagan como un vector de distancia, la métrica se basa en el ancho de banda mínimo y en el retardo acumulado de la ruta en lugar del conteo de

saltos.Rápida convergencia debida al cálculo de ruta del Algoritmo de actualización por difusión (DUAL). El DUAL permite la inserción de rutas de respaldo en la tabla de topología de EIGRP. Éstas se utilizan en caso de falla de la ruta principal. Debido a que se trata de un procedimiento local, el cambio a la ruta de respaldo es inmediato y no implica ninguna acción en ningún otro router.Las actualizaciones limitadas significan que el EIGRP utiliza menos ancho de banda, especialmente en grandes redes con muchas rutas. El EIGRP admite múltiples protocolos de capa de red a través de los Módulos dependientes de protocolos, que incluyen la admisión de IP, IPX y AppleTalk.

Cada router inunda el LSP a todos los vecinos, que luego almacenan todos los LSP recibidos en una base de datos.

OSPF

Open Shortest Path First (OSPF) es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace desarrollado como reemplazo del protocolo de enrutamiento por vector de distancia: RIP. RIP constituyó un protocolo de enrutamiento aceptable en los comienzos del networking y de Internet; sin embargo, su dependencia en el conteo de saltos como la única medida para elegir el mejor camino rápidamente se volvió inaceptable en redes mayores que necesitan una solución de enrutamiento más sólida. OSPF es un protocolo de enrutamiento sin clase que utiliza el concepto de áreas para realizar la escalabilidad. RFC 2328 define la métrica OSPF como un valor arbitrario llamado costo. El IOS de Cisco utiliza el ancho de banda como la métrica de costo de OSPF.

Las principales ventajas de OSPF frente a RIP son su rápida convergencia y escalabilidad a implementaciones de redes mucho mayores. En este capítulo final del curso de Conceptos y protocolos y de enrutamiento, aprenderá sobre implementaciones y configuraciones de OSPF básicas de área única. Las configuraciones y conceptos de OSPF más complejos se reservan para los cursos de nivel CCNP.

El encabezado del paquete OSPF se incluye con cada paquete OSPF, independientemente de su tipo. El encabezado del paquete OSPF y los datos específicos según el tipo de paquete específico se encapsulan luego en un paquete IP. En el encabezado del paquete IP, el campo Protocolo se establece en 89 para indicar el OSPF y la dirección de destino se establece para una de dos direcciones multicast: 224.0.0.5 ó 224.0.0.6. Si el paquete OSPF se encapsula en una

trama de Ethernet, la dirección MAC de destino es también una dirección multicast: 01-005E000005 ó 01005E000006.

Tipos de paquetes de OSPF

En el capítulo anterior, presentamos Paquetes de estado de enlace (LSP). La figura muestra los cinco tipos diferentes de LSP de OSPF. Cada paquete cumple una función específica en el proceso de enrutamiento de OSPF:

1. Saludo: los paquetes de saludo se utilizan para establecer y mantener la adyacencia con otros routers OSPF. El protocolo de saludo se analiza en detalle en el próximo tema.

2. DBD: el paquete de Descripción de bases de datos (DBD) incluye una lista abreviada de la base de datos de estado de enlace del router emisor y lo utilizan los routers receptores para comparar con la base de datos de estado de enlace local.

3. LSR: los routers receptores pueden luego solicitar más información acerca de una entrada en la DBD enviando una Solicitud de estado de enlace (LSR).

4. LSU: los paquetes de Actualización de estado de enlace (LSU) se utilizan para responder las LSR y para anunciar nueva información. Las LSU contienen siete tipos diferentes de Notificaciones de estado de enlace (LSA). Las LSU y LSA se analizan brevemente en un tema posterior.

5. LSAck: cuando se recibe una LSU, el router envía un Acuse de recibo de estado de enlace (LSAck) para confirmar la recepción de LSU.

Comando network

El comando network utilizado con OSPF tiene la misma función que cuando se utiliza con otros protocolos de enrutamiento IGP:

•Cualquier interfaz en un router que coincida con la dirección de red en el comando network estará habilitada para enviar y recibir paquetes OSPF.

• Esta red (o subred) estará incluida en las actualizaciones de enrutamiento OSPF.

El comando network se utiliza en el modo de configuración de router.

Router(configrouter)#network network address wild card mask

area area id.

El comando network de OSPF utiliza una combinación de network address y wildcard mas

Comando routerid de OSPF

El comando routerid de OSPF se introdujo en IOS 12.0(T) y tiene prioridad sobre direcciones IP físicas y de loopback en la determinación de la ID del router. La sintaxis de comando es:

Router(config)#router ospf processid

Router(configrouter)#routerid ipaddress

Modificación de la ID del router

La ID del router se selecciona cuando se configura OSPF con su primer comando network de OSPF. Si el comando router id de OSPF o la dirección de loopback se configuran después del comando network de OSPF, la ID del router se obtendrá de la interfaz con la dirección IP activa más alta.

comandos de resolución de problemas de OSPF incluyen:

show ip protocols

show ip ospf

show ip ospf interface

Comando bandwidth

El comando bandwidth se utiliza para modificar el valor del ancho de banda utilizado por IOS en el cálculo de la métrica de costo de OSPF. La sintaxis del comando interface es la misma sintaxis que aprendió en el Capítulo 9, "EIGRP":

Router(configif)#bandwidth b a n d wid t h k b p s

La figura muestra los comandos bandwidth utilizados para modificar los costos de todas las interfaces seriales de la topología. En el caso de R1, el comando show ip ospf interface muestra que el costo del enlace Serial 0/0/0 es ahora 1562, el resultado del cálculo de costo OSPF de Cisco de 100 000 000/64 000.

Comando ip ospf cost

Un método alternativo a la utilización del comando bandwidth es utilizar el comando ip ospf cost, que le permite especificar

directamente el costo de una interfaz. Por ejemplo, en R1 podríamos configurar Serial 0/0/0 con el siguiente comando:

Ventajas

Crean un mapa topológico

Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace crean un mapa topológico o árbol SPF de la topología de red. Los protocolos de enrutamiento por vector de distancia no tienen un mapa topológico de la red. Los routers que implementan un protocolo de enrutamiento por vector de distancia sólo tienen una lista de redes, que incluye el costo (distancia) y routers del siguiente salto (dirección) a dichas redes. Debido a que los protocolos de enrutamiento de estado de enlace intercambian estados de enlace, el algoritmo SPF puede crear un árbol SPF de la red. Al utilizar el árbol SPF, cada router puede determinar en forma independiente la ruta más corta a cada red.

Convergencia rápida

Al recibir un Paquete de estado de enlace (LSP), los protocolos de enrutamiento de estado de enlace saturan de inmediato con el LSP todas las interfaces excepto la interfaz desde la que se recibió el LSP. Un router que utiliza un protocolo de enrutamiento por vector de distancia necesita procesar cada actualización de enrutamiento y actualizar su tabla de enrutamiento antes de saturarlas a otras interfaces, incluso con updates disparados. Se obtiene una convergencia más rápida para los protocolos de enrutamiento de estado de enlace. EIGRP es una excepción notable.

Actualizaciones desencadenadas por eventos

Después de la saturación inicial de los LSP, los protocolos de enrutamiento de estado de enlace sólo envían un LSP cuando hay un cambio en la topología. El LSP sólo incluye la información relacionada con el enlace afectado. A diferencia de algunos protocolos de enrutamiento por vector de distancia, los protocolos de enrutamiento de estado de enlace no envían actualizaciones periódicas.

Nota: Los routers OSPF realizan la saturación de sus propios estados de enlace cada 30 minutos. Esto se conoce como actualización reiterada y se analiza en el capítulo siguiente. Asimismo, no todos los protocolos de enrutamiento por vector de distancia envían actualizaciones periódicas. RIP e IGRP envían actualizaciones periódicas; sin embargo, EIGRP no lo hace.

Diseño jerárquico

Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace, como OSPF e ISIS utilizan el concepto de áreas. Las áreas múltiples crean un diseño jerárquico para redes y permiten una mejor agregación de ruta (resumen) y el aislamiento de los problemas de enrutamiento dentro del área. Los OSPF de áreas múltiples e ISIS se analizan más adelante en CCNP.

Desventajas

- Requieren más memoria y potencia de procesamiento que los protocolos de vector-distancia.

- Requieren un diseño de red jerárquico estricto para que una red se pueda dividir en áreas más pequeñas a fin de reducir el tamaño de las tablas de topología.

- Requieren un administrador que comprenda bien los protocolos.

- Inundan la red de LSA durante el proceso inicial de detección.

Protocolos que utilizan enrutamiento estado enlace

Los protocolos de enrutamiento permiten a los routers poder dirigir o enrutar los paquetes hacia diferentes redes usando tablas.

Existen protocolos de enrutamiento estático y dinámicos.

Protocolo de Enrutamiento Estático: Es generado por el propio administrador, todas las rutas estáticas que se le ingresen son las que el router “ conocerá”, por lo tanto sabrá enrutar paquetes hacia dichas redes.

Protocolos de Enrutamiento Dinámico: Con un protocolo de enrutamiento dinámico, el administrador sólo se encarga de configurar el protocolo de enrutamiento mediante comandos IOS,en todos los routers de la red y estos automaticamente intercambiarán sus tablas de enrutamiento con sus routers vecinos, por lo tanto cada router conoce la red gracias a las publicaciones de las otras redes que recibe de otros routers.

Los protocolos de enrutamiento dinámicos se clasifican en:

- Vector Distancia

- Estado de Enlace

Vector Distancia: Su métrica se basa en lo que se le llama en redes “Numero de Saltos”, es decir la cantidad de routers por los que tiene que pasar el paquete para llegar a la red destino, la ruta que tenga el menor numero de saltos es la mas optima y la que se publicará.

Estado de Enlace: Su métrica se basa el retardo, ancho de banda, carga y confiabilidad de los distintos enlaces posibles para llegar a un destino en base a esos conceptos el protocolo prefiere una ruta por sobre otra. Estos protocolos utilizan un tipo de publicaciones llamadas Publicaciones de estado de enlace (LSA), que intercambian entre los routers, mediante estas publicación cada router crea una base datos de la topología de la red completa.

Protocolo estado enlace

Conclusión

Los protocolos de enrutamiento también deben mantener sus tablas de enrutamiento para que estén actualizadas y sean precisas. El RIP intercambia información de la tabla de enrutamiento con sus vecinos cada 30 segundos. El EIGRP, otro protocolo de enrutamiento vector distancia, no envía estas actualizaciones periódicas. Solamente envía una actualización "limitada" cuando se produce un cambio en la topología y sólo a los routers que necesitan dicha información. EIGRP se abordará en un capítulo posterior.

Una de las desventajas de estos protocolos es la posibilidad de que se produzcan loops de enrutamiento. Los loops de enrutamiento pueden producirse cuando la red no se encuentra en estado convergente. Este tipo de protocolo utiliza temporizadores de espera para evitar que el router utilice otra ruta a una red marcada como desactivada recientemente hasta que todos los routers tengan el tiempo suficiente para aprender sobre este cambio en la topología.