ASOCIACION UNIVERSIDAD PRIVADA SAN JUAN BAUTISTAFACULTAD INGENIERIAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE COMPUTACION Y SISTEMAS

METODO DE ESTADO DE ENLACE DEL ENRUTAMIENTO DINAMICO

PRESENTADO POR:

BARBOZA CARRASCAL, KARINA ALEXANDRACUEVA CUYAN, FRANSIS RONADLARA HERRERA, MISHELLE ENAMORA DE LA CRUZ, EILEEN LIZETHGARCIA ROBLES, JAIR MIGUELZAPATA LEON, CHRISTIAN ROLANDO

DOCENTE: Walter Rivera

PERU-LIMA2014INDICE

INTRODUCCION3ENRUTAMIENTO ESTADO ENLACE4CARACTERSTICAS DEL ENRUTAMIENTO ESTADO ENLACE61.Conocimiento sobre redes conectadas directamente62.Envo de paquetes de saludo a los vecinos73.Construccin del paquete de estado de enlace84.Saturacin del paquete de estado de enlace a los vecinos85.Construccin de una base de datos de estado de enlace9VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UTILIZAR ENRUTAMIENTO11Crean un mapa topolgico11Convergencia rpida12Actualizaciones desencadenadas por eventos12Diseo jerrquico13PROTOCOLOS QUE UTILIZA EL ENRUTAMIENTO ESTADO ENLACE14IS-IS15OSPF16CONCLUSIONES18

INTRODUCCION

Los protocolos de estado de enlace construyen tablas de enrutamiento basndose en una base de datos de la topologa. Esta base de datos se elabora a partir de paquetes de estado de enlace que se pasan entre todos los routers para describir el estado de una red. El algoritmo SPF (primero la ruta libre ms corta) usa la base de datos para construir la tabla de enrutamiento. El enrutamiento por estado de enlace, utiliza paquetes de estado de enlace (LSP), una base de datos topologa, el algoritmo SPF, el rbol SPF resultantes y por ltimo, una tabla de enrutamiento con las rutas y puertos de cada red.

Los protocolos de enrutamiento por estado de enlace recopilan la informacin necesaria de todos los routers de la red, cada uno de los routers calcula de forma independiente su mejor ruta hacia un destino. De esta manera se producen muy pocos errores al tener una visin independiente de la red por cada router.

Estos protocolos prcticamente no tienen limitaciones de saltos. Cuando se produce un fallo en la red el router que detecta el error utiliza una direccin multicast para enviar una tabla LSA, cada router recibe y la reenva a sus vecinos. La mtrica utilizada se basa en el coste, que surge a partir del algoritmo de Dijkstra y se basa en la velocidad del enlace.

Los protocolos de estado de enlace son protocolos de enrutamiento de Gateway interior, se utilizan dentro de un mismo AS (sistema autnomo) el que pude dividirse en sectores ms pequeos como divisiones lgicas llamadas reas. El Area 0 es el rea principal del AS.ENRUTAMIENTO ESTADO ENLACE

Se basa en que un router o en caminador comunica a los restantes nodos de la red, identifica cules son sus vecinos y a qu distancia est de ellos. Con la informacin que un nodo de la red recibe de todos los dems, puede construir un "mapa" de la red y sobre l calcular los caminos ptimos. El encaminamiento por estado de enlace nace en 1979 cuando en ARPANET sustituy al mtodo de vector de distancias.

Lo podemos dividir en cinco pasos fundamentales: Descubrir a sus vecinos y sus direcciones Medir el costo a cada uno de sus vecinos Construir el paquete con la informacin recabada Enviar este paquete al resto de routers. Calcular la ruta mnima al resto de routers

1. Determinar los vecinos de cada nodo

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

2. Clculo del coste a los vecinos.

Para medir el retardo a cada nodo, el router manda un paquete especial ECHO a travs de la lnea el cual debe volver a su origen. El tiempo de ida y vuelta dividido entre dos nodos da una aproximacin razonable del costo a cada vecino de la red.

3. Elaboracin 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 creacin de estos paquetes. Hay varias alternativas como hacerlo de manera peridica o bien cuando haya ocurrido un evento en la red como la cada de un nodo.

4. Distribucin del paquete de estado de enlace.

Es la parte ms complicada del algoritmo. Bsicamente lo que hace, es repartir el paquete por toda la red por inundacin. Para controlarla, cada paquete incluye un nmero de secuencia que aumenta con cada paquete nuevo enviado. Cada router contiene una tabla con toda la informacin de tal manera que:

Si recibe un paquete nuevo, este se enva por todas las lneas 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 producir 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 enva un paquete por segundo. Otros conflictos surgen en el caso de cada de un router (reinicio del nmero de secuencia) o si se recibe un nmero de secuencia equivocado por haberse modificado alguno de sus bits durante la transmisin.

La solucin para esto, es introducir la edad de cada paquete e ir disminuyndola en un intervalo pequeo de tiempo. Cuando la edad llegue a 0, estos paquetes son descartados. Adems, este mtodo permite que los paquetes no circulen de manera indefinida por la red.

5. Clculo de ruta mnima.

Una vez que el router ha completado la recopilacin de informacin, puede construir el grafo de la subred. De esta manera, se puede utilizar el algoritmo de Dijkstra para calcular el camino ms corto a todos los nodos.

CARACTERSTICAS DEL ENRUTAMIENTO ESTADO ENLACE

1. Conocimiento sobre redes conectadas directamente

Cuando configura y activa correctamente las interfaces, el router aprende sobre sus propias redes conectadas directamente. Independientemente de los protocolos de enrutamiento utilizados, dichas redes conectadas directamente ahora forman parte de la tabla de enrutamiento. A los fines de nuestro anlisis, nos concentraremos en el proceso de enrutamiento de estado de enlace desde la perspectiva de R1.

ENLACE

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 estticas, la interfaz debe configurarse adecuadamente con una direccin IP y una mscara 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.

La informacin sobre el estado de aquellos enlaces se conoce como estados de enlace.Como podr ver en la figura, esta informacin incluye:

La direccin IP de la interfaz y la mscara de subred. El tipo de red, como Ethernet (broadcast) o enlace serial punto a punto. El costo de dicho enlace. Cualquier router vecino en dicho enlace.

2. Envo de paquetes de saludo a los vecinos

Cada router es responsable de reunirse con sus vecinos en redes conectadas directamente. Los routers con protocolos de enrutamiento de estado de enlace utilizan un protocolo de saludo para descubrir cualquier vecino en sus enlaces. Un vecino es cualquier otro router habilitado con el mismo protocolo de enrutamiento de estado de enlace.

3. Construccin del paquete de estado de enlace

Nos encontramos ahora en el tercer paso del proceso del enrutamiento de estado de enlace: Cada router crea un paquete de estado de enlace (LSP) que incluye el estado de cada enlace conectado directamente.

4. Saturacin del paquete de estado de enlace a los vecinos

Cada router inunda el LSP a todos los vecinos, que luego almacenan todos los LSP recibidos en una base de datos. Siempre que un router recibe un LSP de un router vecino, enva de inmediato dicho LSP a todas las dems interfaces, excepto la interfaz que recibi el LSP. Este proceso crea un efecto de saturacin de los LSP desde todos los routers a travs del rea de enrutamiento.

5. Construccin de una base de datos de estado de enlace

Cada router utiliza la base de datos para construir un mapa completo de la topologa y calcule el mejor camino para cada red de destino. Despus de que cada router haya propagado sus propios LSP con el proceso de saturacin de estado de enlace, cada router tendr luego un LSP proveniente de cada router de estado de enlace en el rea de enrutamiento. Dichos LSP se almacenan en la base de datos de estado de enlace.

Requerimientos de un protocolo de enrutamiento de estado de enlace

Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace modernos estn diseados para minimizar los efectos en la memoria, el CPU y el ancho de banda. La utilizacin y configuracin de reas mltiples puede reducir el tamao de las bases de datos de estado de enlace. Las reas mltiples tambin pueden limitar el grado de saturacin de informacin de estado de enlace en un dominio de enrutamiento y enviar los LSP slo a aquellos routers que los necesitan.

Requerimientos de memoria

Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace normalmente requieren ms memoria, ms procesamiento de CPU y, en ocasiones, un mayor ancho de banda que los protocolos de enrutamiento por vector de distancia. Los requerimientos de memoria responden a la utilizacin de bases de datos de estado de enlace y la creacin del rbol SPF.Requerimientos de procesamiento

Los protocolos de estado de enlace tambin pueden requerir un mayor procesamiento de CPU que los protocolos de enrutamiento por vector de distancia.

El algoritmo SPF requiere un mayor tiempo de CPU que los algoritmos de vector de distancia, como Bellman-Ford, ya que los protocolos de estado de enlace crean un mapa completo de la topologa.

Requerimientos de ancho de banda

La saturacin de paquetes de estado de enlace puede ejercer un impacto negativo en el ancho de banda disponible en una red. Si bien esto slo debera ocurrir durante la puesta en marcha inicial de los routers, tambin podra ser un problema en redes inestables.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UTILIZAR ENRUTAMIENTO

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 TOPOLGICO

Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace crean un mapa topolgico o rbol SPF de la topologa de red. Los protocolos de enrutamiento por vector de distancia no tienen un mapa topolgico de la red. Los routers que implementan un protocolo de enrutamiento por vector de distancia slo tienen una lista de redes, que incluye el costo (distancia) y routers del siguiente salto (direccin) a dichas redes.

Debido a que los protocolos de enrutamiento de estado de enlace intercambian estados de enlace, el algoritmo SPF puede crear un rbol SPF de la red. Al utilizar el rbol SPF, cada router puede determinar en forma independiente la ruta ms corta a cada red.

CONVERGENCIA RPIDA

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 recibi el LSP. Un router que utiliza un protocolo de enrutamiento por vector de distancia necesita procesar cada actualizacin de enrutamiento y actualizar su tabla de enrutamiento antes de saturarlas a otras interfaces, incluso con updates disparados. Se obtiene una convergencia ms rpida para los protocolos de enrutamiento de estado de enlace. EIGRP es una excepcin notable.

ACTUALIZACIONES DESENCADENADAS POR EVENTOS

Despus de la saturacin inicial de los LSP, los protocolos de enrutamiento de estado de enlace slo envan un LSP cuando hay un cambio en la topologa. El LSP slo incluye la informacin 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 envan actualizaciones peridicas.

DISEO JERRQUICO

Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace, como OSPF e IS-IS utilizan el concepto de reas. Las reas mltiples crean un diseo jerrquico para redes y permiten una mejor agregacin de ruta (resumen) y el aislamiento de los problemas de enrutamiento dentro del rea. Los OSPF de reas mltiples e IS-IS se analizan ms adelante en CCNP.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

PROTOCOLOS QUE UTILIZA EL ENRUTAMIENTO ESTADO ENLACE

A los protocolos de enrutamiento de estado de enlace tambin 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 analizar con mayor detalle en una seccin posterior.

Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace IP se muestran en la figura: Open Shortest Path First (OSPF) Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS)

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 configuracin bsicas de los protocolos de enrutamiento de estado de enlace no son complejas en absoluto. Incluso el mismo algoritmo puede comprenderse fcilmente, como podr ver en el siguiente tema. Las operaciones OSPF bsicas pueden configurarse con un comando router ospf process-id y una sentencia de red, similar a otros protocolos de enrutamiento como RIP y EIGRP.

Comparacin de los protocolos de enrutamiento de estado de enlace

En la actualidad, se utilizan dos protocolos de enrutamiento de estado de enlace para realizar el enrutamiento de IP:

Open Shortest Path First (OSPF) Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS) OSPF OSPF fue diseado por el grupo de trabajo de OSPF: IETF (Grupo de trabajo de ingeniera de Internet), que an hoy existe. El desarrollo de OSPF comenz en 1987 y actualmente hay dos versiones en uso: OSPFv2: OSPF para redes IPv4 (RFC 1247 y RFC 2328) OSPFv3: OSPF para redes IPv6 (RFC 2740)

La mayor parte del trabajo en OSPF lo realiz John Moy, autor de la mayora de los RFC sobre OSPF. Su libro, OSPF, Anatomy of an Internet Routing Protocol ofrece una interesante perspectiva sobre el desarrollo de OSPF.

IS-IS

IS-IS fue diseado por ISO (Organizacin Internacional para la Estandarizacin) y se describe en ISO 10589. DEC (Digital Equipment Corporation) desarroll la primera representacin de este protocolo de enrutamiento que se conoce como DECnet de fase V. Radia Perlman fue la principal diseadora del protocolo de enrutamiento IS-IS.

IS-IS se dise originalmente para el suite de protocolo de OSI y no para el suite de protocolo de TCP/IP. Ms adelante, IS- IS integrado, o IS-IS doble, incluy la compatibilidad con redes IP. Si bien se conoci a IS-IS como el protocolo de enrutamiento ms utilizado por proveedores e ISP, se estn comenzando a utilizar ms redes IS-IS corporativas.

OSPF e IS-IS presentan varias similitudes y diferencias. Existen diversas posturas a favor de OSPF y a favor de IS-IS que analizan y debaten las ventajas de un protocolo de enrutamiento frente al otro. Ambos protocolos de enrutamiento brindan la funcionalidad de enrutamiento necesaria. Podr aprender ms acerca de IS-IS y OSPF en CCNP y comenzar a realizar su propia determinacin sobre si un protocolo es ms provechoso que el otro.

OSPF

Es un protocolo de enrutamiento sin clase que utiliza el concepto de reas para realizar la escalabilidad. El IOS de Cisco utiliza el ancho de banda como la mtrica de costo de OSPF. La ID del router OSPF se utiliza para identificar en forma exclusiva cada router en el dominio de enrutamiento OSPF. La ID de un router es simplemente una direccin IP.

NETWORK

El comando network utilizado con OSPF tiene la misma funcin que cuando se utiliza con otros protocolos de enrutamiento IGP: Cualquier interfaz en un router que coincida con la direccin de red en el comando network estar habilitada para enviar y recibir paquetes OSPF. Esta red (o subred) estar incluida en las actualizaciones de enrutamiento OSPF. El comando network se utiliza en el modo de configuracin de router. Router (config-router)#network network-address wildcard-mask area area-idEl comando network de OSPF utiliza una combinacin de network-address ywildcard-mask similar a la que puede utilizar EIGRP. Sin embargo, a diferencia de EIGRP, OSPF requiere la mscara wildcard. La direccin de red junto con la mscara wildcard se utiliza para especificar la interfaz o rango de interfaces que se habilitarn para OSPF con el comando network.

CONCLUSIONES

Cada router determina sus propios estados de enlace y satura con la informacin a todos los dems routers del rea. Como consecuencia, cada router crea una base de datos de estado de enlace (LSDB) que incluye la informacin de estado de enlace de todos los dems routers. Cada router tendr LSDB idnticas. Con la informacin de LSDB, cada router ejecutar el algoritmo SPF. El algoritmo crear un rbol SPF, con el router en la raz del rbol. A medida que cada enlace se conecta a los dems enlaces, se crea el rbol SPF. Una vez que el rbol SPF se completa, el router puede determinar por su cuenta el mejor camino a cada red del rbol. Esta informacin 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 topologa local de la red que permite a cada router determinar el mejor camino para una red determinada. Se enva un nuevo LSP nicamente cuando hay un cambio en la topologa. Cuando se agrega, retira o modifica un enlace, el router saturar con el nuevo LSP a todos los dems routers. Cuando un router recibe el nuevo LSP, ste actualizar su LSDB, volver a ejecutar el algoritmo SPF, crear un nuevo rbol SPF y actualizar 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 excepcin notable. Sin embargo, los protocolos de enrutamiento de estado de enlace exigen ms requerimientos de memoria y procesamiento. Esto normalmente no representa un problema con los nuevos routers de la actualidad. En el prximo y ltimo captulo de este curso, aprender acerca del protocolo de enrutamiento de estado de enlace, OSPF.

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 configuracin bsicas de los protocolos de enrutamiento de estado de enlace no son complejas en absoluto. Incluso el mismo algoritmo puede comprenderse fcilmente, como podr ver en el siguiente tema. Las operaciones OSPF bsicas pueden configurarse con un comando router ospf process-id y una sentencia de red, similar a otros protocolos de enrutamiento como RIP y EIGRP.