Qué es Open Short Path First

1.- ¿Qué es OSPF?

Open Short Path First versión 2, es un protocolo de routing interno basado en el estado del enlace o algoritmo Short Path First, estándar de Internet, que ha sido desarrollado por un grupo de trabajo del Internet Engineering task Force, cuya especificación viene recogida en el RFC 2328.

OSPF, ha sido pensado para el entorno de Internet y su pila de protocolos TCP/IP, como un protocolo de routing interno, es decir, que distribuye información entre routers que pertenecen al mismo Sistema Autónomo. OSPF reúne la información de los routers vecinos acerca del estado de enlace de cada router OSPF. Con esta información se inunda a todos los vecinos. Un router OSPF publica sus propios estados de enlace y traslada los estados de enlace recibidos. Cada router del área OSPF tendrá la misma base de datos del estado de enlace. Por lo tanto, cada router tiene la misma información sobre el estado del enlace y los vecinos de cada uno de los demás routers.

2.- ¿Por qué OSPF?

OSPF es la respuesta de IAB a través del IETF, ante la necesidad de crear un protocolo de routing interno que cubriera las necesidades en Internet de routing interno que el protocolo RIP versión 1 ponía de manifiesto:

 Lenta respuesta a los cambios que se producían en la topología de la red.

 Poco bagaje en las métricas utilizadas para medir la distancia entre nodos.

 Imposibilidad de repartir el trafico entre dos nodos por varios caminos si estos existían por la creación de bucles que saturaban la red.

 Imposibilidad de discernir diferentes tipos de servicios.

 Imposibilidad de discernir entre host, routers , diferentes tipos de redes dentro de un mismo Sistema Autónomo.

Algunos de estos puntos han sido resueltos por RIP versión 2 que cuenta con un mayor número de métricas así como soporta CIRD, routing por subnet y transmisión multicast.

Pero el desarrollo de OSPF por parte del IETF se basa fundamentalmente en la introducción de una algoritmia diferente de la utilizada hasta el momento en los protocolos estándar de routing interno en TCP/IP para el calculo del camino mínimo entre dos nodos de una red:

Algoritmo de Dijkstra.

El algoritmo puede ser descrito como:

N= conjunto de nodos en la red.

S = nodo origen.

M = conjunto de nodos incorporados en un instante t por el algoritmo.

D ij = el coste del enlace del nodo i al nodo j. Teniendo en cuenta que:

Dii = 0;

Dij = infinito si los dos nodos no están conectados directamente.

Dn = coste del camino de coste mínimo desde un nodo s hacia un nodo n que es conocido por el algoritmo.

El algoritmo tiene tres pasos; los pasos 2 y 3 son repetidos hasta que M = N, es decir, se han calculado todos los caminos posibles con todos los nodos de la red.

1.- Inicializar:

M = {s}

Dn = dsn para n<>s

2.- Encontrar el nodo vecino que no está en M tal que

Dw = min DjDw = min Dj

Y j no pertenece a M.

Añadir w a M.

3.- Actualizar el camino de coste mínimo :

Dn = min [ Dn, Dw + dwn] para todo n no perteneciente a M.

Si el último termino es el mínimo, el camino desde s hasta n es ahora el camino desde s hasta w concatenado con el enlace desde w hasta n.

3.- Mensajes de OSPF.

Existen cinco tipos de mensajes del protocolo OSPF:

 HELLO o Saludo se usa para:

Identificar a los vecinos, para crear una base de datos en mapa local.

Enviar señales de <estoy vivo>, al resto de routers para mantener el mapa local .

Elegir un router designado para una red multienvío

Encontrar al router designado existente.

Enviar señales de <estoy vivo>

 Database Description Packets o Descripción de la base de datos se usa para:

Intercambiar información para que un router pueda descubrir los datos que le faltan durante la fase de inicialización o sincronización cuando dos nodos han establecido una conectividad.

 Link State Request o Petición del estado del enlace se usa para pedir datos que un router se ha dado cuenta que le faltan en su base de datos o que están obsoletos durante la fase de intercambio de información entre dos routers..

 Link State Request o Actualización del estado del enlace se usa como respuesta a los mensajes de Petición de estado del enlace y también para informar dinámicamente de los cambios en la topología de la red. El emisor retransmitirá hasta que se confirme con un mensaje de ACK.

 Link State ACK o ACK del estado del enlace se usa para confirmar la recepción de una Actualización del estado del enlace.

4.- Funcionamiento básico de OSPF.

El fundamento principal en el cual se basa un protocolo de estado de enlace es en la existencia de un mapa de la red el cual es poseído por todos los nodos y que regularmente es actualizado.

Para llevar a cabo este propósito la red debe de ser capaz de entre otros objetivos de:

• Almacenar en cada nodo el mapa de la red.

• Ante cualquier cambio en la estructura de la red actuar rápidamente, con seguridad si crear bucles y teniendo en cuenta posibles particiones o uniones de la red.

Mapa de Red Local

La creación del mapa de red local en cada router de la red se realiza a través de una tabla donde:

Fila: representa a un router de la red; y cualquier cambio que le ocurra a ese router será reflejado en este registro de la tabla a través de los registros de descripción.

Columna: representa los atributos de un router que son almacenados para cada nodo. Entre los principales atributos por nodo tenemos: un identificador de interfase, el número de enlace e información acerca del estado del enlace, o sea, el destino y la distancia o métrica.

Con esta información en todos los router de la red el objetivo es que cada router sea capaz de crear su propio mapa de la red, que sean todos idénticos lo cual implicará que no se produzcan bucles y que la creación de este mapa de red local se realiza en los router lo más rápido posible.

Ejemplo

A --- 1 --- B --- 2 --- C --- 4 --- D --- 3 --- A

DE A ENLACE DISTANCIA

A B 1 1

B C 2 1

C D 4 1

D A 3 1

B A 1 1

C B 2 1

D C 4 1

A D 3 1

Los routers envían periódicamente mensajes HELLO para que el resto de routers, tanto si pertenecen al mapa local como a un circuito virtual para sepan que están activos.

Para que un router sepa que sus mensajes se están escuchando los mensajes HELLO incluyen una lista de todos los identificadores de los vecinos cuyos saludos ha oído el emisor.

5.- Características de OSPF.

Las principales características son:

Respuesta rápida y sin bucles ante cambios.

La algoritmia SPF sobre la que se basa OSPF permite con la tecnología actual que existe en los nodos un tiempo de respuesta en cuanto tiempo de computación para el calculo del mapa local de la red mucho más rápido que dicho calculo en el protocolo RIP. Además como todos los nodos de la red calculan el mapa de manera idéntica y poseen el mismo mapa se genera sin bucles ni nodos que se encuentren contando en infinito; principal problema sufrido por los protocolos basados en la algoritmia de vector distancia como RIP.

Seguridad ante los cambios.

Para que el algoritmo de routing funcione adecuadamente debe existir una copia idéntica de la topología de la red en cada nodo de esta.

Existen diversos fallos que pueden ocurrir en la red como fallos de los protocolos de sincronización o inundación, errores de memoria, introducción de información errónea.

El protocolo OSPF especifica que todos los intercambios entre routers deben ser autentificados. El OSPF permite una variedad de esquemas de autentificación y también permite seleccionar un esquema para un área diferente al esquena de otra área. La idea detrás de la autentificación es garantizar que sólo los routers confiables difundan información de routing.

Soporte de múltiples métricas.

La tecnología actual hace que sea posible soportar varias métricas en paralelo.

Evaluando el camino entre dos nodos en base a diferentes métricas es tener distintos mejores caminos según la métrica utilizada en cada caso, pero surge la duda de cual es el mejor. Esta elección se realizara en base a los requisitos que existan en la comunicación.

Diferentes métricas utilizadas pueden ser:

Mayor rendimiento

Menor retardo

Menor coste

Mayor

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