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Sección 3
PROTOCOLOS DE PROTOCOLOS DE ROUTINGROUTING
Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
2Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Enrutamiento en InterredesEnrutamiento en Interredes
Los protocolos de enrutamiento necesitan manejar problemas relacionados con redes grandes:
• Mantener la información de rutas: vector de distancia / estado de enlace / híbridos
• Seleccionar rutas: métricas / compartir carga / estructuras jerárquicas
• Soportar gestión flexible de direccionamiento de redes (VLSM), gran cantidad de direcciones (resúmenes de rutas)
• Redistribuir rutas, compartir información de routing
• Soportar múltiples protocolos de enrutamiento, múltiples protocolos de red
3Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
¿Qué es Routing?¿Qué es Routing?
Servicio regular de correoServicio de correo de dos semanasServicio de correo nocturno aéreoHong Kong
¿Cómo envío estoa Hong Kong?
Opciones
4Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Dirección de destinoDe dónde puedo aprender las rutasRutas posibles La mejor rutaFormas de verificar la ruta válida
Categorías de Prot. Características Protocolos
¿Qué debo saber paraenrutar a Hong Kong?
Comparación de Protocolos de RoutingComparación de Protocolos de Routing
Vector Distancia Antiguos:para redes pequeñas RIP, IGRP, RTMP
Estado de Enlace Nuevos: para redes grandes OSPF, NLSP, IS-IS
5Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
• ¿Son ustedes mis vecinos?
Identificación de VecinosIdentificación de Vecinos
DAA C
B
D
6Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Selección de Rutas: MetricasSelección de Rutas: Metricas
• ¿Qué rutas tengo en cada red?
• ¿Cuál es la mejor ruta desde la Fuente al Destino?
TokenRing
FDDI
7Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Selección de Rutas: Load BalancingSelección de Rutas: Load Balancing
• Load Balancing provee incremento de ancho de banda y redundancia
TokenRing
FDDI
B
A
8Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Oficinas Remotas
Oficinas Nacionales
Selección de Rutas: JerarquíasSelección de Rutas: Jerarquías
• Una red jerárquica puede reflejar la organización de una corporación
Matriz Corporativa
9Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
RedistribuciónRedistribución
• Los protocolos de enrutamiento pueden compartir información de enrutamiento
RIPIGRP
172.16.27.0
172.16.27.46
172.16.23.0
10Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Administración de DireccionesAdministración de Direcciones
Yo puedo encaminara la red 172.16.0.0
172.16.27.0
172.16.26.0
172.16.25.0
172.16.28.0
Una dirección individual, similar a un estado, representa una gran colección de direcciones Una dirección individual, similar a una
ciudad representa una colección más pequeña de direcciones
• Los protocolos de enrutamiento pueden resumir direcciones de varias redes en una sola dirección
11Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
• Routers bajo una administración común
Sistemas AutónomosSistemas Autónomos
12Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Sistema Autónomo 100 Sistema Autónomo 200
Exterior Gateway Protocols• BGP
Protocolos de Routing Interior ó Protocolos de Routing Interior ó ExteriorExterior
Interior GatewayProtocols (IGP):• RIP• IGRP
13Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Protocolos de IP Routing InterioresProtocolos de IP Routing Interiores
Application
Transport
Internet
Network Interface
Hardware
Routing Information Protocol (RIP)
Interior Gateway RoutingProtocol (IGRP)
Open Shortest Path First (OSPF) Protocol
Enhanced IGRP (EIGRP)
14Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
• Configuración Global
— Selección de protocolo(s)
de routing
— Especificación de red(es)
• Configuración de Interfaces
— Asignación de máscaras
de dirección/subred
Network160.89.0.0
Network 172.30.0.0
IGRP,RIP
Network 172.16.0.0
RIP
RIP
IGRP
Tareas de la Configuración de Tareas de la Configuración de RoutingRouting
EncaminamientoEncaminamientoIntra-DominioIntra-Dominio
Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
16Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Protocolos de Encaminamiento Protocolos de Encaminamiento Intra-DomonioIntra-Domonio
Se los conoce como IGP (Interior Gateway Protocols)
Los principales son:
• RIP (Routing Information Protocol)
• IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)
• OSPF (Open Shortest Path First)
• Hello
• Encaminamiento OSI:
IS-IS (Intermediate System - Intermediate System)
ES-IS (End System - Intermediate System)
RIPRIPRouting Routing Information Information ProtocolProtocol
Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
18Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
RIP AntecedentesRIP Antecedentes
• Diseñado por Xerox PARC (GWINFO) y usado en el
conjunto de protocolos (XNS) Xerox Network Systems
• Fue formalmente definido en la publicación XNS Internet
Transport Protocols (1981) y en el RFC 1058 (1988). RFC
1095
• Ha sido ampliamente adoptado por fabricantes de tecnología
de networking
• Fue la base para protocolos de Novell, 3Com, Ungermann-
Bass, RTMP de Appletalk, etc..
19Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
RIP CaracterísticasRIP Características
• Protocolo basado en Vectores de Distancias
• Comunicación no orientada a conexión
• Métrica: número de saltos
• Dos tipos de participantes: activos e inactivos
Cada 30 segs, los activos difunden su vector de distancias consistente en duplas (dir IP; distancia)
Los pasivos escuchan los mensajes RIP y actualizan sus tablas
• Dos tipos de paquetes: Request y Response
Request: enviados por los routers o hosts que acaban de conectarse o su información ha caducado
Response: Enviados periódicamente, en respuesta a un Request, o cuando cambia algún coste
20Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
19.2 kbps
T1
T1 T1
• El camino es seleccionado por la métrica de saltos
RIP RIP
21Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
RIP Formato Típico de la TablaRIP Formato Típico de la Tabla
Destino Siguiente Salto Distancia Temporizadores Banderas
Red A Router 1 3 tu,ti,tf x,yRed B Router 2 5 tu,ti,tf x,yRed C Router 3 2 tu,ti,tf x,y
. . . . .
. . . . .
. . . . .
• RIP mantiene únicamente la mejor ruta al destino
• Cuando se provee información de una mejor ruta, esta información reemplaza a la ruta antigua
• Los cambios en topología se reflejan en mensajes de actualización de rutas. P.Ej. Si se un router detecta una falla de enlace, éste recalcula la ruta y envía mensajes de actualización a los otros routers de la red
22Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
RIP Formato del PaqueteRIP Formato del Paquete
1 1 2 2 2 4 4 4 4
Command Version Zero
Add Family
Identifier Zero Address Zero Zero Metric
• Command: Lleva un entero que indica si se trata de un request ó response
Request: Hace un requerimiento de envío de una tabla (ó parte de ella) de rutas
Response: Es una respuesta en que se incluye la tabla de rutas
• Version: Indica la versión de RIP
• Family Address Identifier: Familia de direcciones particulares (familia IP=2)
• Address: Generalmente contiene la dirección IP
• Metric: Contiene el hop count o número de routers (hops) que debe atravesar el paquete antes de llegar a su destino
23Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
RIP TimersRIP Timers
DAA C
B
D
tu tu
tutu
• Routing Update Timer (tu): Indica el intervalo de tiempo en que cada router enviará su tabla de rutas a sus vecinos, valor típico: 30 segs.
24Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
RIP TimersRIP Timers
DAA C
B
D
tu tu
tu
ti
ti
ti
ti
• Route Invalid Timer (ti): Indica cuánto se puede esperar sin haber escuchado sobre una ruta particular, antes de considerarla como inválida, valor típico: 90 segs
25Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
RIP TimersRIP Timers
DAA C
B
D
tu tu
tu
tf
tf
tf
tf
• Route Flush Timer (tf): Indica cuánto tiempo se espera antes de eliminar a una ruta, valor típico: 270 segs
26Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
RIP Controles de EstabilidadRIP Controles de Estabilidad
Los principales problemas son la cuenta hasta infinito y el tiempo de convergencia, los controles de estabilidad son:
• Límite de cuenta de saltos: Se limita el número máximo de saltos a 15, cualquier destino más lejano es considerado como inalcanzable
• Hold down timers: Los timers regulan la actualización y eliminación de rutas
• División horizontal: Para evitar realimentaciones en la actualización de rutas
• Actualización Inversa Poison: Se incrementan las rutas al máximo para dar a conocer fallas en rutas
27Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
RIP Ventajas y DesventajasRIP Ventajas y DesventajasVentajas:
• Sencillo
• Muy Utilizado
• Mensaje pequeño y de formato uniforme
• Distribuido con UNIX BSD (routed)
Desventajas:
• Diferencia entre implementaciones
• Convergencia lenta (inconsistencias transitorias)
• Puede crear lazos
• Carga las redes
• Máximo de 15 saltos
• La métrica no tiene en cuenta la velocidad de los enlaces, la carga, etc..
• No soporta subnetting
IGRPIGRPInterior GatewayInterior GatewayRouting ProtocolRouting Protocol
Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
29Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
IGRP AntecedentesIGRP Antecedentes
• Desarrollado por Cisco Systems Inc. en 1980
• IGRP se diseñó para superar las limitaciones de RIP (redes
pequeñas a moderadas en ambientes homogéneos), así:
–Se emplea en ambientes multiprotocolo y multirutas
–Es un protocolo robusto para encaminar entre sistemas autónomos
(AS) con topologías complejas diversas y medios de comunicación
heterogéneos (ancho de banda, retardo, etc..)
• La implementación inicial fue diseñada para IP, luego se
extendió para correr en ambientes OSI-CLNP (Connectionless
Network Protocol)
30Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
• Es un protocolo IGP (Interior Gateway Protocol) de Vector de Distancia
• Escalable para inter-redes grandes
• Respuesta rápida a cambios de red
IGRP CaracterísticasIGRP Características
IGRP
31Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
• Métricas sofisticadas: Usa métricas compuestas que permiten flexibilidad en la selección de rutas y superar la limitación del límite de 15 saltos
• Soporte a múltiples rutas: Puede mantener hasta seis caminos distintos entre la fuente y el destino, los caminos se pueden usar para incrementar el ancho de banda o para redundancia
IGRP CaracterísticasIGRP Características
IGRP
32Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Usos
• Se emplea en redes IP que requieren protocolos de routing simples, robustos y escalables.
• Cuando se trata de evitar la sobrecarga de procesamiento de O/H de los protocolos de estado de enlace
** IGRP no soporta VLSM**
IGRP CaracterísticasIGRP Características
IGRP
33Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
• Ancho de Banda• Retardo• Confiabilidad• Carga• MTU (Max Transport Unit)
IGRP MétricasIGRP Métricas
19.2 kbps19.2 kbps
Fuente
TokenRing
FDDI
Destino
34Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
IGRP MétricasIGRP Métricas• Las métricas emplean parámetros por omisión, o configurables por
administrador
• Poseen amplios rangos de variación lo que permite amplias variaciones de performance
• Los componentes de las métricas se combinan en algoritmos definidos por usuario de manera que el administrador puede influir en la selección de las rutas
• La configuración por omisión toma en cuenta:- Ancho de banda
- Retardo
• El ajuste de las métricas IGRP puede afectar dramáticamente al rendimiento de la red, por tanto las decisiones de ajuste de métricas se deben hacer cuidadosamente (pruebas de laboratorio)
35Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
IGRP Múltiples RutasIGRP Múltiples Rutas
Nueva Ruta
Ruta Inicial
Fuente
TokenRing
FDDI
Destino
La característica de soportar múltiples caminos entre fuente y destino se conoce como “Unequal-cost load balancing”, esta característica permite que el tráfico se distribuya entre caminos con costos distintos
36Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Reglas del “Unequal cost load balancing”
• Máximo: seis rutas
• Se selecciona el siguiente router más cercano al destino
• Se toma en cuenta la variación de las métricas, la métrica para el camino alterno debe encontrarse dentro de un rango de variación con respecto a la mejor métrica
IGRP Múltiples RutasIGRP Múltiples Rutas
Nueva Ruta
Ruta Inicial
Fuente
TokenRing
FDDI
Destino
37Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
IGRP Múltiples RutasIGRP Múltiples Rutas
• El flujo de tráfico puede usar múltiples rutas en la forma de
round-robin
• Si una de las rutas falla, se activa automáticamente la otra
• Se pueden usar múltiples rutas balanceando el tráfico de
acuerdo a las métricas, así:
–Si un camino es tres veces mejor que otro (de acuerdo a alguna
métrica), entonces este camino es usado con frecuencia tres veces
mayor al otro
38Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
IGRP Formato del PaqueteIGRP Formato del Paquete
• Version #: Versión de IGRP• Opcode: Tipo de paquete
1: Update packet2: Request packet
• Edition: Número serial que es incrementado cuando se producen cambios en la tabla de rutas
• AS#: Cantidad de ASs que se pueden enlazar
Version # Opcode Edition AS #
No.of Subsets in
Update
No. of Networks in Update
No of networks outside update Checksum
Routing table
entries
39Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
IGRP Formato del PaqueteIGRP Formato del Paquete
• Los mensajes de update IGRP tienen tres porciones:
– interior a subred,
– interior al AS actual, y
– y exterior al AS actual,
los tres campos indican
– # de subredes,
– # de redes internas y
– # de redes externas en el paquete de actualización
• Checksum: calculado para el encabezamiento y para la información de actualización
Version # Opcode Edition AS #
No.of Subsets in
Update
No. of Networks in Update
No of networks outside update Checksum
Routing table
entries
40Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
IGRP Formato del PaqueteIGRP Formato del Paquete
Address Delay Bandwidth MTU Reliability Load Hopcount
Version # Opcode Edition AS #
No.of Subsets in
Update
No. of Networks in Update
No of networks outside update Checksum
Routing table
entries
• Address: Dirección IP
• Delay: 10us a 167s
• Bandwidth: 1.2 Kbps a 10 Gbps
• MTU: Tamaño del paquete en bytes
• Reliability: % de paquetes transmitidos/recibidos exitosamente
• Load: % de ocupación en el canal
• Hop count: no se lo usa como métrica sino como información
41Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
IGRP OperaciónIGRP Operación
Los mecanismos que emplea para mejorar la estabilidad de la red son:
• Flash updates: Adicionalmente a las actualizaciones periódicas, se realizan actualizaciones tan pronto se notan cambios en la red
• Holdowns: Son los timers que previenen inestabilidad en la red antes de su convergencia, los caminos perdidos no se renuevan sino cuando los holdowns expiran
• Split horizon: para evitar realimentaciones en la red
• Poison reverse: El poison reverse se establece si la métrica de la ruta se ha incrementado por un factor de 1.1 o mayor
42Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
IGRP OperaciónIGRP Operación
A B C
Red 10.3.0.0 Falla
Actualización Automática
Poison Reverse
• Si C envía una ruta con la métrica incrementada, B envía a C un poison reverse, -> C remueve la ruta incorrecta de su tabla de rutas
• Actualizaciones automática (flash) de A a B
Holddown Timer
• Router B remueve la ruta de 10.3.0.0 del router A e inicia el holddown timer, durante este tiempo acepta nuevas rutas para 10.3.0.0
Split Horizon
• Split horizon previene a B de enviar información errónea a A
OSPFOSPFOpen ShortestOpen ShortestPath FirstPath First
Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
44Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
• Es un protocolo por el grupo IGP del IETF (Internet Engineering Task Force) en 1988
• Fue diseñado para superar las limitaciones de RIP
• Tiene dos características básicas:–Es un protocolo abierto, su especificación es de dominio público (RFC 1247)
–Se basa en el algoritmo de Estado de Enlace SPF (Dijkstra)
OSPF Antecedentes OSPF Antecedentes
45Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
• No tiene limitación en cuenta de saltos
• Tiene convergencia rápida
• Soporta VLSM
• Usa direccionamiento multicast para actualizaciones
• Las actualizaciones únicamente se envían cuando ocurren cambios en la red
• Permite autenticación de rutas
• Procesa eficientemente las actualizaciones
• Selecciona caminos basado en el ancho de banda
• Soporta routing jerárquico
• Permite la definición de dominios, esto limita la explosión de las actualizaciones en la red, y permite un mecanismo para agregar rutas y evitar la propagación innecesaria de información de subnet
¿Qué es OSPF?¿Qué es OSPF?
46Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Area 1Enlace
TokenRing
Costo=10
Costo=1785 Costo=6
DR
BDR
Area 0
Base de Datosde AdyacenciasLista de Vecinos
Base de DatosTopológica
Lista Todas las Rutas
Tabla de RutasLista de las
Mejores Rutas
OSPF TerminologíaOSPF Terminología
47Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
• Todos los routers poseen bases de datos topológicas idénticas que describen al AS
• Cuando las bases de datos topológicas de los routers se han sincronizado se dice que se ha completado la adyacencia
• Los routers corren paralelamente el algoritmo SPF y construyen su árbol de rutas considerándose a sí mismos como la raíz del árbol
Base de Datos de Estado de EnlaceBase de Datos de Estado de Enlace
Adyacentes
Base de Datos de Estado de Enlace
Base de Datos de Estado de Enlace
• Representa la topología de red• Compartida con los routers OSPF en la misma área
48Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
LSAs Link-State AdvertisementsLSAs Link-State Advertisements
LSA
• La fuente se origina en el router conectado el enlace• Se difunde por todos los routers en el área• Se transmite en cada cambio de estado de enlace, tambien se
generan cada 30 minutos con el fin de asegurar la sincronización de la base de datos topológica
49Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Los routers que comparten un segmento común se
convierten en vecinos mediante el protocolo “Hello”
Establecimiento de VecinosEstablecimiento de Vecinos
Hello
50Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Hello
A
D E
CB
Hello
afadjfjorqpoeru39547439070713
Router IDIntervalos Hello/DeadVecinosArea-IDPrioridad de RouterDirección IP DRDirección IP BDRPassword de AutenticaciónBandera de Area Stub
* *
* *
* Entradas deben corresponderse en routers adyacentes
Establecimiento de VecinosEstablecimiento de Vecinos
51Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Hello
A
D E
CB
Hello
afadjfjorqpoeru39547439070713
Router IDIntervalos Hello/DeadVecinosArea-IDPrioridad de RouterDirección IP DRDirección IP BDRPassword de AutenticaciónBandera de Area Stub
* *
* *
* Entradas deben corresponderse en routers adyacentes
Establecimiento de VecinosEstablecimiento de Vecinos
52Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
172.68.5.1/24
E0
172.68.5.2/24
E1
Yo soy el router ID 172.68.5.2, y veo al 172.68.5.1
Router BBase de Datos de Adyacencias
172.68.5.1/24, int E1
A BEstado Desconectado
Soy el router ID 172.68.5.1 y no veo a nadie
Estado de Inicio
Router ABase de Datos de Adyacencias
172.68.5.2/24, int E0
Estado de Dos Vías
Establecimiento de VecinosEstablecimiento de Vecinos
53Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Establecimiento de VecinosEstablecimiento de VecinosEl protocolo Hello sirve para los siguientes propósitos primarios:
• Descubrimiento de vecinos
• Elección de DR (Designated Router) y BDR(Backup Designated Router)
• Verificación de integridad del enlace
54Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
El protocolo Hello sirve para los siguientes propósitos primarios:
• Descubrimiento de vecinos
• Elección de DR (Designated Router) y BDR(Backup Designated Router)
• Verificación de integridad del enlace
Establecimiento de VecinosEstablecimiento de Vecinos
Dos routers se convierten en vecinos una vez que se han puesto de acuerdo en:
• Area-id: segmentos de red comunes
• Password de autenticación
• Intervalos “Hello y “Dead”
• Bandera de área “Stub”
55Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
AdyacenciasAdyacenciasSelección de DR y BDRSelección de DR y BDR
P=3 P=2
Hello
• Los paquetes Hello se intercambian por multicast
DR BDR
• Se eligen a los routers con mayor prioridad OSPF (prioridad default : 1 prioridad 0: no puede ser DR ni BDR)
P=1 P=0P=1
56Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
AdyacenciasAdyacenciasSelección de DR y BDRSelección de DR y BDR
• Los paquetes Hello se intercambian por multicast
DR BDR
• Se eligen a los routers con mayor prioridad OSPF (prioridad default : 1 prioridad 0: no puede ser DR ni BDR)
• Si se pierde el DR, el BDR se convierte en DR y se elige un nuevo BDR
• Cada router forma adyacencia con el DR y BDR
57Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Nuevo Routerxx
Cambio de Estado de Enlace
LSU1
DR
AB
• El nuevo router avisa con un LSU (Link State Update) a todos los OSPF DRs en la red
Mantenimiento de la Información Mantenimiento de la Información de Routing - Multiacceso de Redesde Routing - Multiacceso de Redes
LSU
2
3
• DR avisan a los otros routers en la red
LSU
Necesito actualizar mi tabla de rutas4
• Los BR avisan a las otras redes
58Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Existe la entrada enla base de datos deestado de enlace?
Ignorar LSA LSA
LSU
No
Correr SPF para calcular
una nueva tabla de rutas
Añadir en la base de datos
Difundir LSA
Fin
A Enviar LSAck
a DR
IraA
Si
El # seq esel mismo?
Si
No
Si
Enviar LSU
con nueva
información a
la fuente
Fin
El # seq.
Es nuevo?
No
Mantenimiento de la Información Mantenimiento de la Información de Routingde Routing
59Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Punto a Punto
NBMA
Nonbroadcast
Multiaccess
X.25Frame Relay
Multiacceso
Broadcast
Tipos de Redes OSPFTipos de Redes OSPF
OSPF OSPF Multi AreasMulti Areas
ACRC_Revision_11.3 Copyright © 1997, 1998, Cisco Systems, Inc.
61Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Problemas en el Mantenimiento de Problemas en el Mantenimiento de Redes OSPF GrandesRedes OSPF Grandes
OSPFOSPF
OSPF
OSPF
OSPF El SPF es demasiadofrecuente para mi capacidad
Mi tabla de rutas es demasiadogrande estoy bajo de memoria
Yo solo reciboLSAs, no datos
62Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Sistema Autónomo
Area 1 Area 2
Area 0
• Consiste en áreas y sistemas autónomos
• Minimiza el tráfico de actualización de rutas
Solución: Solución: OSPF Enrutamiento JerárquicoOSPF Enrutamiento Jerárquico
63Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Componentes de OSPF MultiareaComponentes de OSPF Multiarea
Area 0Backbone.
Area 2Stub.
Area 1Standard.
Areas Routers
Interno
ABR
ASBR
Backbone
LSAs
Tipo 1
afadjfjorqpoeru39547439070713
Tipo 2
afadjfjorqpoeru39547439070713
Tipo 3/4
afadjfjorqpoeru39547439070713
Tipo 5
afadjfjorqpoeru39547439070713
64Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Area 1 Area 2
AS Externo
ASBR AS Boundary
Router
ABR Area Border
Router
ABR
Routers Internos
Routers Internos
Routers Internos
Routers de Backbone
Area de Backbone 0
Tipos de RoutersTipos de Routers
65Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Area Stub
No aceptaLSAs externos
Area 0
Backbone
Interconecta áreas;
acepta todoslos LSAs
Area Totalmente
Stubby
No aceptaLSAs sumarios
ó externos
Tipos de AreasTipos de Areas
66Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Tipos de LSAsTipos de LSAs
• O - OSPF Intra-área (LSA Router)
Area 1 Area 0
Red
R4 R3
R5
AS Externo
Sumario
• A - Inter-Area (LSA Sumario)
Externo
• Externos (no-OSPF)
67Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Tipos de LSAsTipos de LSAs
Tipo de LSA Nombre Descripción
Generados por cada router para el área a la que 1
Router link advetisements
pertenecen, solamente se transmiten dentro del área y describen los enlaces del router dentro del área
2Network link advertisements
Generados por los DRs. Describen un conjunto de routers en una red particular, únicamente se transmiten en el área que contiene la red.
3 y 4Summary link advertisements
Generados por los ABRs, describen las rutas entre áreas y se transmiten entre las áreas asociadas. El tipo 3 describe rutas a redes y el tipo 4 describe rutas a ASBR
5Autonomous system external link advertisements
Originados por los ASBRs, describen rutas a destinos externos de los AS, se transmiten a través del sistema autónomo, excepto en las áreas stub.
68Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Transmisión de LSUs a Múltiples Transmisión de LSUs a Múltiples AreasAreas
Tabla de Rutas
RutasInter-área
Rutas Intra-área
Externos (rutasno-OSPF)
Area 1
Area 1 Area 0
Area 1 RIP
69Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Area 0
10 R1R4
Costo de R3 a:AS1 (E1) via R1 = 1795AS1 (E1) via R3 = 1785
10
1785
1785
AS1
R3
E1
Area 1
10R5
Costo de R5 a:AS1 (E1) via R1 = 1815AS1 (E1) via R3 = 1805
E1
E1
Costo de Rutas para Sumarios y Costo de Rutas para Sumarios y AS ExternosAS Externos
• Métrica E1: por vías externas + internas
• Métrica E2: únicamente por vías externas
70Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Area 1 Area 0
BBone
InternalABR2ABR1
Area 50-Stub
Internal
Data
afadjfjorqpoeru39547439070713
Al ABR1 Al Backbone Al ABR2
A la Redde Destino
Envío de Paquetes en una Red Envío de Paquetes en una Red MultiáreaMultiárea
71Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Transmisión de LSUs a Múltiples Transmisión de LSUs a Múltiples AreasAreas
Area 1 Area 0
BBone
InternalABR2ABR1
Area 50-Stub
Type 1-2
afadjfjorqpoeru39547439070713
Type 3
afadjfjorqpoeru39547439070713
Type 3
afadjfjorqpoeru39547439070713
Internal
Type 5
afadjfjorqpoeru
39547439070713
RIP
Type 5
afadjfjorqpoeru39547439070713
Default
afadjfjorqpoeru39547439070713
Type 4
Type 5
72Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Area 0(Backbone)
Area 1Area 2
• El backbone concentra la comunicación
• Los enlaces virtuales proveen camino hacia el backbone
• Es preferible evitar la configuración de lazos virtuales
Backbone y Enlaces VirtualesBackbone y Enlaces Virtuales
Area 3
Lazos Virtuales
Area de Tránsito
73Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
Area 0
Enlazar backbones discontínuos
• Enlazar un área que no tiene conexión física al backbone
• Redundancia
Otro uso de los Enlaces VirtualesOtro uso de los Enlaces Virtuales
Area 3Area 0
Area de Tránsito
Quito|Quito|GuayaquilGuayaquil
EncaminamientoEncaminamientoInter-DominioInter-Dominio
Redes WAN de Telecomunicaciones Fredy Lemus C.
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Protocolos De Encaminamiento Protocolos De Encaminamiento Inter-dominioInter-dominio
Los principales son:
• Encaminamiento Estático
• EGP (Exterior Gateway Protocol)
• BGP (Border Gateway Protocol)
• Encaminamiento OSI
–IDRP (Inter Domain Routing Protocol)
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Encaminamiento EstáticoEncaminamiento Estático
Ventajas:
• No se intercambia información de encaminamiento
• Se pueden implementar políticas muy complejas
• Robustez
Desventajas:
• Falta de adaptación a cambios topológicos
• Inconsistencias (lazos)
• Monitoreo y administración altamente complejos
EGPEGPExterior Gateway Exterior Gateway ProtocolProtocol
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EGP AntecedentesEGP Antecedentes
• Descrito en los RFCs 827 y 904
• Es el primer protocolo de encaminamiento en obtener aceptación general.
• Sus debilidades se han hecho más evidentes a medida que el Internet ha madurado
• Debido a sus debilidades actualmente está siendo sustituido por BGP e IDRP
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EGP CaracterísticasEGP Características
• Diseñado originalmente para accesibilidad desde y hacia el nucleo de routers de la Arpanet
• Basado en el algoritmo de Vector de Distancia
Nucleo Arpanet
AS 1AS 2
Area 1 Area 2
Area 3 AS 3
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EGP CaracterísticasEGP Características
• No emplea métricas por tanto no puede tomar decisiones de encaminamiento inteligentes
• Las actualizaciones de rutas únicamente contienen información de alcanzabilidad, en otras palabras solamente indican que ciertas redes son alcanzables a través de ciertas rutas
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EGP Formato del PaqueteEGP Formato del Paquete
• Version: Versión de EGP
• Type: Indica el tipo de mensaje: Neighbor Acquisition, Neighbor Reachability, Poll,Update, Error
• Code: Indica subtipos de mensajes
• Status: Información dependiente del mensaje: Ej. Recursos insuficientes, problemas de parámetros, violación de protocolo, etc..
• Checksum: Aplicado a todo el paquete
• As#: Identifica al AS al que pertenece el router emisor
• Seq#: Permite que dos routers que intercambian mensajes puedan identificar su requerimientos y respuestas, se inicia en 0 y se incrementa en 1 por cada transacción
1 1 1 1 2 2 2 Variable
Version Type Code Status Checksum AS# Seq # Data
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EGP Funciones BásicasEGP Funciones BásicasNeighbor AcquisitionNeighbor Acquisition
NA Refusal/ Reply
NA
AS 1 AS 2
• Los routers establecen un conjunto de vecinos
• Los vecinos son routers EGP con los que se desea compartir información de alcanzabilidad
• No existe implicación de proximidad geográfica
CONEXION
ND
NC AckDESCONEXION
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EGP Funciones BásicasEGP Funciones BásicasNeighbor ReachabilityNeighbor Reachability
I hear You
Hello
AS 1 AS 2
• El router hace polling a sus vecinos para verificar si se encuentran activos
• Unicamente luego de que un número específico de mensajes Reachability no han sido confirmados, se declara que el nodo EGP está inactivo
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EGP Funciones BásicasEGP Funciones BásicasRouting InformationRouting Information
• Los routers EGP envían mensajes de update conteniendo información acerca de la alcanzabilidad de las redes en sus AS
• La información de routing se envía periódicamente o cuando uno de los AS lo requiere
Routing UpdatePeriódico
AS 1 AS 2
PollRequest
Routing Update
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EGP LimitacionesEGP Limitaciones
• La topología de la red se restringe a un árbol
• La conectividad depende del núcleo
• Caminos únicos
• No es posible balancear tráfico
• No se pueden interconectar backbones
• No existe inteligencia para resolución de lazos
BGPBGPBorder Gateway Border Gateway ProtocolProtocol
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BGP AntecedentesBGP Antecedentes
• BGP está descrito en los RFCs 1163, 1267, 1654 y 1655
• Fue diseñado para superar las desventajas de EGP: (Exterior Gateway Protocol):
–Detecta y suprime lazos de enrutamiento
–Está orientado más a acceso que a encaminamiento
–Hace uso más eficiente del ancho de banda
–Tiene mejor comportamiento en ambientes congestionados
–Es más tolerante a retransmisiones
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• Emplea el algoritmo de Vector de daminos (Vector de distancia modificado)
• Es usado entre sistemas autónomos (AS)
• Permite un sistema de enrutamiento entre dominios que garantiza el intercambio de la información de routing en un ambiente libre de lazos
BGP CaracterísticasBGP Características
InternetServiceProvider
AutonomousSystem
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BGP CaracterísticasBGP Características
• Puede ser usado como intra o entre ASs
• Los vecinos BGP para comunicación entre ASs deben residir en la misma red física
• Los routers BGP que se comunican mutuamente para asegurarse de que tienen una visión consistente de la red y para definir cuál router BGP servirá como router externo al AS
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BGP Pass-throughBGP Pass-through
B
BGP
AS400
AS300
BGPA
BC
F
ED
AS100
AS200
• Algunos ASs se emplean como pass-through, es decir que llevan tráfico que no se origina ni es destinado hacia su AS
• El router BGP debe interactuar con cualquier protocolo intra- AS (IGP) que empleen los routers del AS
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BGP ActualizacionesBGP Actualizaciones• Las actualizaciones son incrementales y asíncronas
• El intercambio inicial de datos consiste en las tablas de rutas BGP
• Se envían actualizaciones incrementales cuando se producen cambios en las tablas de rutas
• No se realizan refrescos periódicos de las tablas de rutas, en su lugar los routers BGP emplean la última versión de la tabla
• Los routers BGP mantienen una tabla de rutas con todos los caminos posibles a una red particular, no obstante únicamente informan del camino óptimo en sus mensajes de actualización
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BGP MétricasBGP Métricas• La métrica BGP es una unidad arbitraria que especifica el grado de preferencia por un camino particular
• Las métricas son típicamente asignadas por el administrador de red a través de archivos de configuración
• El grado de preferencia puede basarse en cualquier número o criterio, incluyendo:
- Número de ASs intermedios
- Fiabilidad del enlace
- Velocidad del enlace, etc..
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• BGP emplea TCP como mecanismo de transporte confiable
• Soporta dos tipos de sesiones entre un router y sus vecinos:
- External BGP (EBGP) entre dos ASs diferentes
- Internal BGP (IBGP) dentro de un mismo AS
BGP SesionesBGP Sesiones
AS 1ServiceProvider
IBGP
IBGPIBGP
AS 2
EBGP
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BGP Formato del PaqueteBGP Formato del Paquete
16 2 1 Variable
Marker Length Type Data
• Marker: Es usado para autenticación
• Length: Contiene la longitud total del mensaje en bytes
• Type: Tipo de mensaje
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BGP Tipos de MensajesBGP Tipos de Mensajes• Open: Es el primer mensaje que se envía entre los ASs para establecer la conexión, tiene algunos campos:
- Version
- #AS: Identificación del AS que origina el mensaje
- Hold time: # de segundos que pueden transmitir sin recibir un mensaje antes de que un router se considere como inactivo
- Autentication Code & Autentication Data
• Keepalive: Si el mensaje de Open se confirma positivamente, el keepalive se envía para indicar la presencia del AS y con frecuencia suficiente para evitar que el timer hold-time expire
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BGP Tipos de MensajesBGP Tipos de Mensajes• Update: Provee actualización de rutas hacia otros sistemas BGP para la construcción del camino entre los ASs, tiene cinco atributos:
- Origen: IGP si la información se aprendió del mismo AS, EGP si se aprendió del protocolo EGP, e incompleto si se aprendió por otro medio
- AS path: Lista de los ASs en el camino hacia el destino
- Next hop: Dirección IP del router que debería ser usado en el siguiente salto hacia la red indicada en el mensaje de update
- Unreachable: De existir indica que la ruta ya no es alcanzable
- Inter-AS metric: Provee un medio para advertir a los routers BGP sobre los costos de pasar por su AS
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BGP Tipos de MensajesBGP Tipos de Mensajes• Notification: se envían cuando se detectan condiciones de error y un router avisa a los otros la razón por la que se cierra la
conexión, este mensaje tiene un campo de código de error que puede ser uno de los siguientes:
- Message header error: Indica problemas en el encabezamiento como longitud inaceptable, tipo de mensaje no compatible, etc.
- Open message error: Indica un problema con el mensaje de inicio, tal como versión, dirección IP incorrecta, autenticación no soportada, etc.
- Update message error: Indica problemas con la tabla de update tales como: tabla inentendible, next-hop inválido, etc.
- Hold time expired: Indica que un nodo BGP se declaró inactivo luego de que el hold timer ha expirado