PRIMER CAMINO MÁS CORTO - OSPF

                                    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). 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.

Las ventajas principales de OSPF son las siguientes:

     · En comparación con los protocolos de direccionamiento de distancia-vector como el protocolo de información de direccionamiento (RIP), OSPF es más adecuado para servir entre redes heterogéneas de gran tamaño. OSPF puede recalcular las rutas en muy poco tiempo cuando cambia la topología de la red.

       · Con OSPF, puede dividir un sistema autónomo (AS) en áreas y mantenerlas separadas para disminuir el tráfico de direccionamiento de OSPF y el tamaño de la base de datos de enlace-estado de cada área.

      · OSPF proporciona un direccionamiento multivía de coste equivalente. Se pueden añadir rutas duplicadas a la pila TCP utilizando saltos siguientes distintos.

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 DataBase.

 

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):

·         (OSPFv2 y v3) Router-LSA o LSA de encaminador.

·         (OSPFv2 y v3) Network-LSA o LSA de red.

·         (OSPFv2 y v3) Summary-LSA.

·         (OSPFv2 y v3) AS-External-LSA o LSA de rutas externas a la red.

·         (OSPFv3) Link-LSA o LSA de enlace, que no se retransmite más allá del link del origen.

TIPO DE ÁREAS

Cuando los sistemas autónomos son grandes y nada sencillos de administrar se pueden dividir 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.

ÁREAS OSPF

ÁREA 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.

 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 enrutar. 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.

ALGORITMO DE DIJKSTRA

El algoritmo de la trayectoria más corta de Dijkstra, también conocido como el algoritmo de las trayectorias mínimas, es un algoritmo que se utilizara para determinar el camino más corto desde un nodo origen al resto de los nodos en un grafo con pesos en cada arco. Fue diseñado por el holandés Edsger Wybe Dijkstra en 1959. [21]

El algoritmo se basa en el siguiente principio: dado un grafo a cuyos enlaces se han asociado una serie de pesos, se define la trayectoria de costo mínimo de un nodo u a otro v, como el camino donde la suma de los pesos de los arcos que lo forman es la más baja entre las de todos los otros caminos posibles de u a v.

El algoritmo de Dijkstra es un algoritmo eficiente de complejidad O (N2) donde N es el número de nodos que sirve para encontrar la trayectoria de costo mínimo desde un nodo origen a todos los demás nodos del grafo. El fundamento sobre el que se basa es el principio de optimización: si el camino más corto entre los nodos u y v pasa por el nodo w, entonces la parte del camino que va de w a v debe ser el camino más corto entre todos los caminos que van de w a v. De esta manera, se van construyendo sucesivamente los caminos de costo mínimo desde un nodo inicial hasta cada uno de los nodos del grafo, y se utilizan los caminos conseguidos como parte de los nuevos caminos. [15]

       Para etiquetar cada uno de los nodos de la red se procede de la siguiente forma:

•   Primer paso: considere todos los nodos que estén conectados directamente con el nodo origen por un enlace, es decir a través de un camino o trayectoria de longitud l. A cada uno de ellos se le colocará una etiqueta que tiene los siguientes componentes:

                                     [d,nodo − anterior]_(k)

d : se refiere a la distancia acumulada del nodo fuente al nodo que se este evaluando, nodo-anterior: se refiere al nodo que lo precede y k : representa el n-ésimo nodo más cercano o número de iteraciones.

Los nodos que no estén directamente conectado con el nodo fuente se le coloca una etiqueta temporal con una distancia de infinito (∞). Estas etiquetas serán temporales.

• Segundo paso: de todos los nodos con etiqueta temporal, se elige uno cuyo componente de distancia sea menor y la etiqueta pasa a ser permanente. Los empates se rompen arbitrariamente. Cuando todos los nodos son permanentes se pasa al cuarto paso. 

• Tercer paso: todo nodo que no tenga actualmente etiqueta permanente, estará sin etiqueta o con una temporal. Si i es el último nodo con etiqueta permanente, se consideran todos los otros nodos que estén conectados directamente con éste a través de un camino de longitud 1. Para cada uno de ellos se calcula la suma de su distancia al nodo i más la distancia de la etiqueta del nodo i. Si el nodo no está etiquetado se le asigna una etiqueta temporal. Pero si el nodo en cuestión ya tiene etiqueta temporal, se cambia sólo si la distancia recién calculada es menor que la distancia de la etiqueta actual. Si la distancia recién calculada es igual a la que tiene la etiqueta anterior, se conservan ambas, y se regresa al segundo paso. 

• Cuarto paso: en este paso todos los nodos tienen sus etiquetas permanentes, las cuales indican la distancia más corta desde el origen a cada nodo de la red. También indican el nodo predecesor en la ruta más corta hacia cada nodo. [21] 

Para ejemplificar mejor el algoritmo a continuación se presenta un ejemplo. En la figura 3.2 se ilustra un grafo G(N,A) de una red conformada por 6 nodos representados por los routers A,B,C,D,E y F; los cuales corresponden al conjunto de nodos (N). A se refiere al conjunto de enlaces, aristas, arcos o líneas que conectan estos nodos, con su respectivo peso.

Figura 3.2: Ejemplo de un grafo de una red.[15]

EJEMPLO:

RESUMEN:

PRIMER CAMINO MÁS CORTO - OSPF

Open Shortest Path First es un protocolo de direccionamiento de tipo enlace-estado,desarrollado para las redes IP y basado en el algoritmo de primera vía más corta . Cada direccionador o sistema del área genera su propia base de datos de enlace-estado a partir de los anuncios de enlace-estado que recibe de los demás direccionadores o sistemas de la misma área y de los LSA que él mismo genera.

Las ventajas principales de OSPF son las siguientes

· En comparación con los protocolos de direccionamiento de distancia-vector como el protocolo de información de direccionamiento , OSPF es más adecuado para servir entre redes heterogéneas de gran tamaño. · Con OSPF, puede dividir un sistema autónomo en áreas y mantenerlas separadas para disminuir el tráfico de direccionamiento de OSPF y el tamaño de la base de datos de enlace-estado de cada área. Se pueden añadir rutas duplicadas a la pila TCP utilizando saltos siguientes distintos.

TIPO DE ÁREAS

Cuando los sistemas autónomos son grandes y nada sencillos de administrar se pueden dividir en áreas numeradas donde un área es una red o un conjunto de redes inmediatas.

ÁREA BACKBONE

También denominado área cero, forma el núcleo de una red OSPF.

ÁREA STUB

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.

ALGORITMO DE DIJKSTRA

El algoritmo de la trayectoria más corta de Dijkstra, también conocido como el algoritmo de las trayectorias mínimas, es un algoritmo que se utilizara para determinar el camino más corto desde un nodo origen al resto de los nodos en un grafo con pesos en cada arco. Fue diseñado por el holandés Edsger Wybe Dijkstra en 1959. El algoritmo de Dijkstra es un algoritmo eficiente de complejidad O donde N es el número de nodos que sirve para encontrar la trayectoria de costo mínimo desde un nodo origen a todos los demás nodos del grafo.

Para etiquetar cada uno de los nodos de la red se procede de la siguiente forma.

Los nodos que no estén directamente conectado con el nodo fuente se le coloca una etiqueta temporal con una distancia de infinito . Si i es el último nodo con etiqueta permanente, se consideran todos los otros nodos que estén conectados directamente con éste a través de un camino de longitud 1. Si el nodo no está etiquetado se le asigna una etiqueta temporal.

SUMMARY

FIRST SHORTEST ROAD - OSPF

Open Shortest Path First is a link-state-type addressing protocol, developed for IP networks and based on the shortest first-path algorithm. Each router or system in the area generates its own link-state database from the state-link announcements it receives from the other routers or systems in the same area and from the LSAs it generates.

The main advantages of OSPF are the following

· Compared to distance-vector addressing protocols such as the addressing information protocol, OSPF is more suited to serving large heterogeneous networks. · With OSPF, you can split an autonomous system into areas and keep them separate to decrease the OSPF routing traffic and the size of the link-state database for each area. You can add duplicate routes to the TCP stack using different next steps.

TYPE OF AREAS

When autonomous systems are large and not easy to administer, they can be divided into numbered areas where an area is a network or a set of immediate networks.

BACKBONE AREA

Also called zero area, it forms the core of an OSPF network.

STUB AREA

Therefore, segment routes usually need to rely on predetermined routes to be able to send traffic to routes outside the segment.

AREA NOT-SO-STUBBY

Also known as NSSA, they constitute a type of stub area that can import external routes from autonomous systems and send them to the backbone, but can not receive external routes from autonomous systems from the backbone or other areas.

ALGORITHM OF DIJKSTRA

The algorithm of the shortest trajectory of Dijkstra, also known as the algorithm of the minimum trajectories, is an algorithm that will be used to determine the shortest path from a source node to the rest of the nodes in a graph with weights in each arc. It was designed by the Dutchman Edsger Wybe Dijkstra in 1959. The Dijkstra algorithm is an efficient complexity algorithm OR where N is the number of nodes used to find the minimum cost path from one origin node to all other nodes in the graph.

To label each of the nodes in the network, proceed as follows

Nodes that are not directly connected to the source node are given a temporary label with an infinite distance. If i is the last node with a permanent label, all other nodes that are directly connected to it are considered through a path of length 1. If the node is not labeled, it is assigned a temporary label.

Recomendaciones

1. OSPF puede operar con seguridad usando MD5 para autenticar sus puntos antes de realizar nuevas rutas y antes de aceptar avisos de enlace-estad en cada para tener mas ciudad la seguridad de cada red.

2.Se recomienda revisar las características físicas de los equipos, esto es que muchas veces la falta de revisión de los equipos, se traducen en fallas serias en la red de comunicación.

3. 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 para construir una subred.

Conclusiones

1. OSPF usa un algoritmo de trayectoria más corta primero para construir y calcular la trayectoria más corta a todos los destinos conocidos que se construira grandes red.

2. También pudimos observar que a través de las configuraciones, la cual nos queda claro que se implementaron todas las técnicas aconsejadas a lo largo de esta investigación.

3. A través de esta investigación, se pudo obtener demasiada, información acerca del protocolo OSPF, nos pudimos dar cuenta que OSPF, es un protocolo de una gran variedad de soluciones, es un protocolo muy robusto.que soluciona gran complejidad.

Apreciación

1. Nos servirá de ayuda para mantener la seguridad de subredes que nos permite conocer lo robusto para tener conocimiento que les permitirá una gran ayuda este trabajo para que aprendan a resolver soluciones de sus trabajos.

2. OSPF es una alternativa más reciente a RIP entre los protocolos de enrutamiento interno, y que corrige todas las limitaciones que tenía este. OSPF puede calcular un conjunto separado de rutas para cada tipo de servicio IP. Esto quiere decir que para un mismo destino puede haber varias entradas en la tabla de ruteo, una por cada tipo de servicio.

3. Con OSPF, puede dividir un sistema autónomo (AS) en áreas y mantenerlas separadas para disminuir el tráfico de direccionamiento de OSPF y el tamaño de la base de datos de enlace-estado de cada área. Permite el uso de enlaces punto a punto sin direcciones IP, lo que puede ahorrar recursos escasos en el espacio de direcciones IP.

Glosario de términos

1.Paquetes Hello: 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.

2.Description o DBD : 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.

3. 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.

4. Punto-a-Punto: point-a-point) Es una red en la que todas las parejas de routers están unidas. Todos los routers de una red punto a punto son vecinos.

5. Redes Broadcast: Redes que soportan más de dos routers conectados juntos con la capacidad de direccionar un solo mensaje físico hacia todos los routers conectados (broadcast).

6. Redes No-Broadcast: (non-broadcast): OSPF se ejecuta de dos formas sobre estas redes. El primer modo es no-broadcast multiacceso o NBMA, que simula una operación de broadcast para OSPF en la red.

7. ÁREA 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.

8. 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 enrutar.

9. 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.

10. SINCRONIZACIÒN. En forma general, sincronizar es hacer que coincidan en el tiempo dos o más fenómenos.En otras palabras, sincronizar se refiere a que dos o más elementos, eventos u operaciones sean programadas para que ocurran en un momento predefinido de tiempo o lugar.

LINKOGRAFÌA:

http://mriuc.bc.uc.edu.ve/bitstream/handle/123456789/686/gromero.pdf?sequence=1

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