Universidad Tecnológica del Estado de

Zacatecas

Unidad académica de pinos

Itic: Eloy Contreras De Lira

Tecnologías de Información y

Comunicación.

Juan Francisco Rodríguez De

Santiago

Redes de Área Local 2

Enrutamiento estado enlace

2º ”A”

04/04/2014

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Introducción.

En este documento me doy a la tarea de mostrar la diferencia entre el enrutamiento por vector de distancia

y de estado de enlace con una analogía. 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. Los protocolos de enrutamiento por vector de distancia son semejantes a los carteles de carretera debido a que los routers deben tomar decisiones de rutas preferidas conforme a una distancia o métrica a una red. Del mismo modo que los viajeros confían en que el cartel de carretera indique en forma precisa la distancia hasta el próximo pueblo, 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 tienen un enfoque diferente. 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. Los routers que ejecutan un protocolo de enrutamiento de estado de enlace envían información acerca del estado de sus enlaces a otros routers en el dominio de enrutamiento. El estado de dichos enlaces hace referencia a sus redes conectadas directamente e 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. 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.

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Concepto.

A los protocolos de enrutamiento de estado de enlace también se los conoce

como protocolos shortest path first y se desarrollan en torno al algoritmo shortest

path first (SPF) de Edsger Dijkstra. Hay dos protocolos de enrutamiento de estado

de enlace para IP: OSPF (Open Shortest Path First) e ISIS

(IntermediateSystemtoIntermediateSystem).

El proceso de estado de enlace puede resumirse de la siguiente manera:

1. Cada router detecta sus propias redes conectadas directamente.

2. Cada router es responsable de "saludar" a sus vecinos en las redes conectadas

directamente.

3. Cada router crea un Paquete de estado de enlace (LSP) que incluye el estado

de cada enlace directamente conectado.

4. Cada router satura con el LSP a todos los vecinos, que luego almacenan todos

los LSP recibidos en una base de datos.

5. Cada router utiliza la base de datos para construir un mapa completo de la

topología y calcula el mejor camino para cada red de destino.

Un enlace es una interfaz en el router. Un estado de enlace es la información

sobre dicha interfaz, incluida su dirección IP y máscara de subred, el tipo de red,

el costo asociado con el enlace y todo router vecino en dicho enlace.Cada router

determina sus propios estados de enlace y satura con la información a todos los

demás routers del área. Como consecuencia, cada router crea una base de datos

de estado de enlace (LSDB) que incluye la información de estado de enlace de

todos los demás routers. Cada router tendrá LSDB idénticas. Con la información

de LSDB, cada router ejecutará el algoritmo SPF. El algoritmo creará un árbol

SPF, con el router en la raíz del árbol. A medida que cada enlace se conecta a los

demás enlaces, se crea el árbol SPF. Una vez que el árbol SPF se completa, el

router puede determinar por su cuenta el mejor camino a cada red del árbol. Esta

información sobre el mejor camino luego se almacena en la tabla de enrutamiento

del router.

Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace crean un mapa de la

topología local de la red que permite a cada router determinar el mejor camino

para una red determinada. Se envía un nuevo LSP únicamente cuando hay un

cambio en la topología. Cuando se agrega, retira o modifica un enlace, el router

saturará con el nuevo LSP a todos los demás routers. Cuando un router recibe el

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nuevo LSP, éste actualizará su LSDB, volverá a ejecutar el algoritmo SPF, creará

un nuevo árbol SPF y actualizará su tabla de enrutamiento.

Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace tienden a presentar un

tiempo de convergencia menor que los

protocolos de enrutamiento por vector de distancia. EIGRP es una excepción

notable. Sin embargo, los protocolos de

enrutamiento de estado de enlace exigen más requerimientos de memoria y

procesamiento. Esto normalmente no representa

un problema con los nuevos routers de la actualidad.

En el próximo y último capítulo de este curso, aprenderá acerca del protocolo de

enrutamiento de estado de enlace, OSPF.

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Características

Determinar los vecinos de cada nodo. Lo primero que debe hacer un router al activarse es averiguar quienes son sus vecinos. Para ello, manda un paquete especial dependiendo que protocolo se utiliza, si es OSPF utilizara HELLO por cada línea punto a punto. Todo router que reciba este paquete debe responder indicando su identidad.

Cálculo del coste a los vecinos. Para medir el retardo a cada nodo, el router manda un paquete especial ECHO a través de la línea el cual debe volver a su origen. El tiempo de ida y vuelta dividido entre dos nodos da una aproximación razonable del costo a cada vecino de la red.

Elaboración de paquete de estado de enlace. El siguiente paso consiste en que cada router construye un paquete con todos los datos que informan del estado de la red. La estructura de este paquete es la siguiente:

Identidad del router Secuencia Edad Lista de nodos vecinos

El problema de esta etapa es el momento de la creación de estos paquetes. Hay varias alternativas como hacerlo de manera periódica o bien cuando haya ocurrido un evento en la red como la caída de un nodo.

Distribución del paquete de estado de enlace. Es la parte más complicada del algoritmo. Básicamente lo que hace, es repartir el paquete por toda la red por inundación. Para controlarla, cada paquete incluye un número de secuencia que aumenta con cada paquete nuevo enviado. Cada router contiene una tabla con toda la información de tal manera que:

Si recibe un paquete nuevo, este se envía por todas las líneas excepto por la que llega.

Si se trata de un duplicado, lo elimina. Si es un paquete con secuencia menor que el mayor visto hasta el

momento, lo rechaza.

A pesar de todo, surgen ciertos problemas como el reinicio de la secuencia. Si ocurre esto, se producirá un caos en la red. Este problema se soluciona usando secuencias de 32 bits, lo suficientemente grandes para no tener que poner la secuencia a 0 suponiendo que se envía un paquete por segundo. Otros conflictos surgen en el caso de caída de un router (reinicio del número de secuencia) o si se recibe un número de secuencia equivocado por haberse modificado alguno de sus bits durante la transmisión.

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La solución para esto, es introducir la edad de cada paquete e ir disminuyéndola en un intervalo pequeño de tiempo. Cuando la edad llegue a 0, estos paquetes son descartados. Además, este método permite que los paquetes no circulen de manera indefinida por la red.

Cálculo de ruta mínima. Una vez que el router ha completado la recopilación de información, puede construir el grafo de la subred. De esta manera, se puede utilizar el algoritmo de Dijkstra para calcular el camino más corto a todos los nodos.

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Protocolos de 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. El algoritmo SPF se analizará con mayor detalle en una sección posterior. 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. Incluso el mismo algoritmo puede comprenderse fácilmente, como podrá ver en el siguiente tema. Las operaciones OSPF básicas pueden configurarse con un comando router ospf process-id y una sentencia de red, similar a otros protocolos de enrutamiento como RIP y EIGRP.

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Ventajas

Las siguientes son algunas ventajas de los protocolos de enrutamiento de estado de enlace comparados con los protocolos de enrutamiento por vector de distancia: 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

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Desventajas

Requerimiento mas memoria y potencia de procesamiento que los protocols de vector-distancia

Requiere un diseño de red jerárquico estático para que una red se pueda dividir en áreas mas pequeñas a fin de reducir el tamaño de las tablas de popoloqia.

Requiere un administrador que comprenda bien los protocolos.

Saturan la red de lsa durante el proceso de detección.

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Mapa mental.