Parte 4 Introducción - Área de Ingeniería Telemática

Transcripción

REDES DE ORDENADORES
Área de Ingeniería Telemática
Capítulo 3: Enrutamiento dinámico
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Parte 4
1 Enrutamiento estático vs. dinámico
2 Métricas
3 Sistemas autónomos o dominios de enrutamiento
4 RIP
4.1 Algoritmo de vector distancia
4.2 RIPv1
4.3 Problemática de protocolos vector distancia y soluciones aportadas por RIPv1
4.4 RIPv2
5 OSPF
5.1 Algoritmo de estado de enlace
5.2 Áreas OSPF
5.3 Tipos de redes OSPF
5.4 Paquetes OSPF
5.5 Distribución de LSAs
5.6 Otras características de OSPF
6 Comparativa de algoritmos vector distancia – estado de enlace
7 BGP
7.1 Algoritmo de vector camino
7.2 Paquetes BGP
8 Coexistencia de protocolos de enrutamiento
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Introducción

OSPF

Algoritmo de estado de enlace, comparte conocimiento (LSPs):

Para diseminar la información de enrutamiento se basa en el algoritmo
de estado de enlace (Link State).
Para el calculo de la ruta óptima se basa en el algoritmo de Dijkstra.
Se encapsula directamente por encima de IP utilizando grupos
multicast para minimizar el número de mensajes generados.
Únicamente sobre vecinos.
Con todos los routers del AS, por inundación.
Únicamente cuando hay cambios.
La métrica se basa en asociar un coste por enlace.
LSPs incluyen:

Nº secuencia.
Edad del LSP en memoria.
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5.2 Áreas OSPF

Los AS se dividen en áreas formadas por routers y redes
interconectadas.
Los routers inundan su área con información de enrutamiento.
En las fronteras entre áreas, unos routers especiales llamados area
border routers resumen esta información y la mandan a otras áreas.
Siempre ha de existir un área denominada troncal (backbone) a la
que deben estar conectadas directamente todas las demás áreas.
Estas áreas pueden a su vez conectarse entre sí.
En caso de que un área no se pueda conectar directamente a la
troncal lo puede hacer a través de otro área mediante un enlace
virtual.
Cada área tiene un identificador de 32 bits

Se representa habitualmente en el formato decimal de una dirección IP.
Para el área troncal el identificador es 0.0.0.0.
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Áreas OSPF

Tipos de routers:

Internal Routers (IR): todos los interfaces en el mismo área.
Area Border Router (ABR): interfaces en distintas áreas.
Backbone Router (BR): routers internos del área troncal.
AS Boundary Router (ASBR): puede ser cualquiera de los 3 anteriores y que además se
encarga de intercambiar información de enrutamiento con routers de otro AS.
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Áreas OSPF

Frontera AS-Área

Entre ASs la frontera
son segmentos de red.
ASBR
ASBR
AS 1
AS 2
ABR

Entre áreas la frontera
son los routers.
Área 1
Área 2
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5.3 Tipos de redes OSPF

Para aplicar el algoritmo de Dijkstra y obtener las rutas de menor
coste con destino redes en lugar de routers es necesario realizar la
siguiente distinción y representación de las redes.
1) Enlace punto a punto: conecta 2 routers sin ninguna otra máquina o router en el
mismo enlace.
• Los interfaces de los routers no necesitan dirección IP.
• La métrica puede ser diferente para cada sentido (se representa al lado de la
flecha).
• Los routers son nodos del grafo y la red el enlace entre los mismos.
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7
Tipos de redes OSPF
2) Enlace transitorio: red con varios router conectados, y en su caso máquinas.
• Serán de este tipo todas las LAN y las WAN que no sean punto a punto con
al menos dos routers.
• Los routers se representan con un nodo y la red también: el router designado
(DR, Designated Router). Así todos los routers tienen ahora un único vecino
que es el DR.
• Hay métrica desde cada router al DR pero no desde el DR a los routers (no
se carga por duplicado).
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Tipos de redes OSPF
3) Enlace stub: red conectada únicamente a un router.
• Todo el tráfico entra y sale de la red a través de ese router.
• El router se representa con un nodo y la red con un router designado.
4) Enlace virtual: cuando el enlace entre dos routers cae, se puede definir entre
ellos un enlace virtual que haga uso de otros enlaces y atraviese otros routers.
• La métrica será la que corresponda al nuevo camino seleccionado.
• La representación dependerá de las redes que formen el enlace virtual.
• Permite unir áreas con la troncal a través de un área intermedia.
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9
Representación de redes OSPF
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5.4 Paquetes OSPF

Los LSPs vistos en el algoritmo Link State en OSPF pasan a
llamarse LSA, Link State Advertisement.
Estos LSAs se encapsulan dentro de un tipo de paquete especial de
OSPF llamado Link State Update, que con otros 4 tipos forman toda
la colección disponible.
Cabecera común a todos los paquetes OSPF:
24 bytes fijos
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Campos de la cabecera común OSPF

Version (8bits): versión actual del protocolo es 2.
Type (8bits): identifica el tipo de paquete, con valores de 1 a 5.
Packet length (16bits): longitud total del mensaje incluyendo esta cabecera.
Router ID (32bits): identificador del router que habitualmente es la mayor de
las direcciones IP de sus interfaces.
Area ID (32 bits): identificador del área al que pertenece el router origen.
Para el área troncal se reserva el valor 0.0.0.0.
Checksum (16bits): se aplica sobre toda la cabecera y mensaje excepto los
campos Autype y Authentication.
Autype (16bits): define el método de autentificación

0: ninguno
1: con password
2... otras implementaciones

Authentication (64bits): datos propios del método de autentificación. Para la
autentificación por password contiene una password de 8 caracteres.
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Distribución de paquetes OSPF

Se utiliza direccionamiento multicast:

ALLSPFROUTERS 224.0.0.5: hace referencia a todos los routers
OSPF que estén conectados a la red donde se genera el paquete.
ALLDROUTER 224.0.0.6: hace referencia únicamente a los routers
designados OSPF (principal y el de backup) de la red donde se genera
el paquete.
Según el tipo de red:

En redes punto a punto y stub, todos los paquetes se envían a
ALLSPFROUTERS.
En redes transitorias (compartidas)

El paquete de Hello y el originado por DR o BDR se envían a
ALLSPFROUTERS.
El paquete originado por el resto de routers se envían a ALLDROUTER.
Los LSAs se confirman y si no se recibe confirmación se
retransmiten. DR y BDR llevan el estado de LSAs enviados y
confirmaciones recibidas.
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OSPF: Tipos de paquetes

Según el campo Type de la cabecera común OSPF.
Cabeceras propias para cada tipo de paquete.
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Proceso de comunicación OSPF
R1
Hello
Link State Ack
Link State Request
Link State Ack
R2
Hello
Database Description
Link State Ack
Link State Update
Type 1-5
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OSPF: paquete de Hello

Utilizado para establecer relación entre routers vecinos y comprobar
que sean alcanzables.
Si se deja de recibir paquetes de Hello de un vecino se supone el
enlace caído y se deja de anunciar.
El paquete de Hello se envía periódicamente por todos los
interfaces de cada router.
OSPF: paquete Database Description

Se envía cuando recibe el paquete de Hello de un router por
primera vez.
Contiene un resumen (título de cada entrada) de la tabla de rutas de
cada router, de forma que el router que se conecte por primera vez
(o ante un fallo) pueda completar su base de datos de Link State
con mayor rapidez.
El router nuevo que se conecta examina los resúmenes, ve que
entradas le faltan y manda por cada entrada un paquete Link State
Request para completar su información.
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OSPF: paquete Link State Request

Paquete enviado para solicitar más información sobre una ruta o
rutas. Se le contesta con un paquete Link State Update.
Campos de la cabecera coinciden con los de la cabecera común
LSA (a continuación).
OSPF: paquete Link State Update

Permite a un router anunciar el estado de sus enlaces. Cada
paquete puede incluir varios LSAs diferentes.
Link State Advertisement: existen 5 tipos de LSAs

Router link
Network link
Summary link to network
Summary link to AS boundary router
External link
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OSPF: paquete Link State Acknowledgment

OSPF utiliza comunicación fiable requiriendo confirmar la recepción
de cada paquete Database Description, Link State Request o Link
State Update.
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(1) Router Link LSA

Anuncia y describe todos los enlaces de un router a otros routers o
LANs. No sale del área.

Number of links: número total de enlaces de ese router.
Campos con interpretación dependiente del tipo de red:
Link type
Link ID
Type 1: punto a punto
Type 2: transitoria
Type 3: stub
Type 4: virtual
ID del router vecino
IP del DR
Dirección de red LAN
ID del router vecino
Link data
IP router generador
IP router generador
Máscara de red
IP router generador
(2) Network Link LSA

Lo genera el DR de una LAN listando todos los routers de la LAN,
enviándose sólo dentro del área.
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(3) Summary Link to Network LSA

Lo generan los ABRs dentro del área para anunciar la
alcanzabilidad de otras redes fuera del área.
Red
AS
ÁREA
ABR
Red
Red
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Summary Link to Network LSA

También lo utilizan los ABRs para resumir las redes del área y
pasarlas al área troncal.
Cada anuncio:

Sólo anuncia una red. Si hay más redes hará falta un anuncio por cada
una de las redes.
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(4) Summary Link to AS Boundary Router LSA

Lo generan los ABRs dentro del área para anunciar la
alcanzabilidad a un ASBR.
Determina el coste del camino a ese ASBR.
Sólo anuncia un ASBR. Si hay más ASBRs hará falta un anuncio
por cada uno.
ASBR
AS
ÁRE
A
ABR
ASBR
ASBR
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(5) External Link LSA

Lo generan los ASBR a todos los routers de su AS describiendo el
coste del camino desde ese ASBR a destinos en otros ASs.
Sólo anuncia una red. Si hay más redes hará falta un anuncio por
cada una de las redes.
Red
AS
ASBR
AS
Red
ÁRE
A
ABR
AS
ASBR
ASBR
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5.5 Distribución de LSAs

Mecanismo básico visto ya: Link State mejorado.
Nº secuencia lineal. Al llegar al máximo Smax manda un LSA con nº
secuencia= Smax para borrar LSAs en el resto de routers.
LSAs:

Hellos cada 10 sg.
Envios periódicos de LSAs actualizados cada 30 min. Si un LSA no se
actualiza en 1h se elimina de la base de datos.
Edad LSAs en segundos, aumenta en 1 al reenviarse en cada router.
Máxima edad 1h.
Dentro de cada área, los routers aprenden el coste de sus ABRs a
los ASBRs y de los ASBRs a los destinos.
En funcionamiento estacionario de la red los únicos paquetes OSPF
que circulan son los Hellos periódicos entre vecinos cada 10 sg y
los refrescos de LSAs cada 30 min.
Un enlace no se usa si no lo anuncia alguno de los 2 extremos.
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Distribución de LSAs

Las métricas pueden tener diferente significado en cada área o AS.

Rutas externas, se distinguen 2 tipos:

En tal caso no es posible sumar las métricas para obtener la métrica
del camino.
Tipo 1: la métrica se calcula teniendo en cuenta el camino interior y
exterior hasta el destino.
Tipo 2: la métrica únicamente tiene en cuenta el camino exterior hasta
el destino.
Siempre se prefiere
la ruta de tipo 1 de
menor coste. En
caso de no existir
se tomará la de tipo
2 de menor coste.
Área 1
Área 0
5
5
ABR
IR
ASBR
10
10
Tipo 1
Red
1
Tipo 2
Red1 métrica 15
Red2 métrica 10
Red1 métrica 20
Red2 métrica 10
Red
2
12
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5.6 Otras características de OSPF

La métrica puede ser asimétrica, diferente según el sentido del
enlace. Válido cualquier valor de métrica mientras sea sumable.
OSPF provee balanceo de carga: descubre los caminos mejores y
si hay varios mejores de igual coste se queda con todos ellos. En tal
caso puede hacer balanceo de carga entre las rutas disponibles:

Por paquete.
Por flujo.
Los mensajes OSPF pueden ir autentificados: sólo routers de fiar
son capaces de propagar información de enrutamiento.
Se trata de un estándar abierto, de ahí que se haya hecho popular
en contraposición a otros protocolos propietarios.
OSPF provee enrutamiento con TOS: maneja múltiples rutas a un
destino según el TOS.
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Resumen

Tipos de paquetes OSPF

Hello
Database Description
Link State Request
Link State Update

Link State Acknowledgment
Distribución LSAs

5 tipos de LSAs según el tipo de red a anunciar.
Nº secuencia con reseteo.
Edad incremental.
Otras características

Soporte de QoS: diferentes entradas por cada TOS.
Soporte de balanceo de carga.
13
27
Bibliografía

[Forouzan]

Capítulo 13, sección 13.3

[Stevens]

[Perlman]

[Comer]

14

Parte 4 Introducción - Área de Ingeniería Telemática

Transcripción

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