Protocolos de encaminamiento: RIP y OSPF
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ROUTING INFORMATION PROTOCOL (RIP)
El protocolo RIP (Protocolo de información de encaminamiento) es un protocolo de puerta de enlace interna o IGP (Internal Gateway Protocol) utilizado por los routers, derivado del protocolo GWINFO de XEROX y que se a convertido en el protocolo de mayor compatibilidad para las redes Internet, fundamentalmente por su capacidad para interoperar con cualquier equipo de encaminamiento, aun cuando no es considerado el mas eficiente.
Existen tres versiones diferentes de RIP :
¾ RIP v1:No soporta subredes ni CIDR (Encaminamiento Inter-Dominios sin Clases, estándar para la interpretación de direcciones IP ). Tampoco incluye ningún mecanismo de autentificación de los mensajes. Actualmente en desuso. Se rige por la RFC 1058.
¾ RIP v2: Soporta subredes, CIDR y VLSM. Soporta autenticación utilizando uno de los siguientes mecanismos: no autentificación, autentificación mediante contraseña, autentificación mediante contraseña codificada mediante MD5 (desarrollado por Ronald Rivest). Se rige por la RFC 1723-2453.
¾ RIPng: RIP para IPv6. Se rige por la RFC 2080
El protocolo RIP, es una implementación directa del encaminamiento vector-distancia. Utiliza UDP para enviar sus mensajes a través del puerto 520.
Calcula el camino más corto hacia la red de destino usando el algoritmo del vector de distancias.
Esta distancia o métrica, la determina usando el número de saltos de router en router hasta alcanzar la red de destino. Para ello usa la métrica informada por su vecino mas próximo mas uno.
La distancia administrativa (grado de conocimiento y confiabilidad) máxima es de 120 (RIP2)
Grupo de Routers A, B, C, D usando la estrategia de vector de distancia basada en métrica de saltos, como base del protocolo de encaminamiento dinámico
RIP 1 no es capaz de detectar rutas circulares, por lo que
necesita limitar el tamaño de la red a 15 saltos. Al alcanzar el valor de 16, se considera como infinito y el destino es eliminado de la tabla (destino inalcanzable).
Las métricas solo se actualizan cando se informan rutas mas económicas o bien cuando los destino indican nuevas rutas.
Las rutas tienen un tiempo de vida de 180 segundos. Pasado este tiempo, si no se han recibido mensajes que confirmen que esa ruta está activa, se borra. Estos 180 segundos, corresponden a 6 intercambios de información.
RIP Privilegia la ruta mas corta indepemdiente de cualquier otra consideración, sin embargo, puede resultar que un camino mas largo sea mas conveniente
RIP : Modo de Operación
> Cuando RIP se inicia, envía un mensaje a cada uno de sus vecinos (en el puerto bien conocido 520) pidiendo una copia de la tabla de encaminamiento del vecino. Este mensaje es una solicitud (el campo "command" se pone a 1) con "address family" a 0 y "metric" a 16. Los "routers" vecinos devuelven una copia de sus tablas de encaminamiento.
>Cuando RIP está en modo activo envía toda o parte de su tabla de encaminamiento a todos los vecinos (por broadcast y/o con enlaces punto
a punto. Esto se hace cada 30 segundos. La tabla de encaminamiento se
envía como respuesta ("command" vale 2, aun que no haya habido petición).
> Cuando RIP descubre que una métrica ha cambiado, la difunde por broadcast a los demás "routers".
¾ Cuando RIP recibe una respuesta, el mensaje se valida y la tabla local se actualiza si es necesario (Para mejorar el rendimiento y la fiabilidad, RIP especifica que una vez que un "router"(o host) a aprendido una ruta de otro, debe guardarla hasta que conozca una mejor (de coste estrictamente menor). Esto evita que los "routers" oscilen entre dos o más rutas de igual coste).
¾ Cuando RIP recibe una petición, distinta de la solicitud de su tabla, se devuelve como respuesta la métrica para cada entrada de dicha petición fijada al valor de la tabla local de encaminamiento. Si no existe ruta en la tabla local, se pone a 16.
¾ Las rutas que RIP aprende de otros "routers" expiran a menos que se vuelvan a difundir en 180 segundos(6 ciclos de broadcast). Cuando una ruta expira, su métrica se pone a infinito, la invalidación de la ruta se difunde a los vecinos, y 60 segundos más tarde, se borra de la tabla.
Ventajas de RIP
¾ RIP es más fácil de configurar (comparativamente a otros protocolos).
¾ Es un protocolo abierto (admite versiones derivadas aunque no necesariamente compatibles).
¾ Es soportado por la mayoría de los fabricantes.
Desventajas de RIP
¾ Su principal desventaja, consiste en que para determinar la mejor métrica, únicamente toma en cuenta el número de saltos, descartando otros criterios (AB, congestión, etc.).
¾ RIP tampoco está diseñado para resolver cualquier posible problema de encaminamiento. El RFC 1720 (STD 1) describe estas limitaciones técnicas de RIP como graves y el IETF está evaluando candidatos para reemplazarlo en que OSPF es el favorito. Este cambio, está dificultado por la amplia expansión de RIP y necesidad de acuerdos adecuados
OPEN SHORTEST PATH FIRST (OSPF)
El OSPF (Camino mas corto abierto) es un protocolo de encaminamiento jerárquico de pasarela interior o IGP (Interior Gateway Protocol), que usa el algoritmo Dijkstra enlace-estado (LSA - Link State Algorithm) para calcular la ruta más corta posible. Usa “cost” como su medida de métrica. Además, construye una base de datos enlace-estado idéntica en todos los encaminadores de la zona.
OSPF es probablemente el tipo de protocolo IGP más utilizado en redes grandes. Puede operar con seguridad usando MD5 (Message-Digest Algorithm 5, es un algoritmo de reducción criptográfico de 128 bits ) para autentificar a sus puntos antes de realizar nuevas rutas y antes de aceptar avisos de enlace-estado.
En general se ha planteado y se le supone sucesor natural a RIP.
Las ultima versión, la versión tres, es la mas reciente. Esta soporta IPv6 así como las extensiones multidifusión para OSPF (MOSPF), aunque no están demasiado extendidas.
Algunas de las principales recomendaciones que rigen a este protocolo :
¾ RFC - 1583 OSPF v.2 . ¾ RFC - 1793 Extensiones de OSPF que soportan demandas de circuitos.
¾ RFC - 1586 Guía de estudio para usar OSPF sobre Redes Frame Relay. ¾ RFC - 1584 Extensiones de Multienvío o Multidifusión para OSPF. ¾ RFC - 1403 Interacción entre OSPF y BGP
Características generales de OSPF
¾ Es uno de los mas importantes IGP (Interior Gateway Protocol). ¾ Recomendado por IETF (Internet Engineering Task Force ) para redes IP. ¾ Basado en algoritmo de Estado de Enlaces SPF (,Shortest Path First). ¾ Soporta prefijos de longitud variable (VLSM, Variable Length Subnet
Mask ): prefijos + máscaras. ¾ Encaminamiento jerárquico ( AS divididos en áreas, AS = Autonomous System ( Sistema Autónomo ) ). ¾ Encaminamiento multimétrico. ¾ Control sobre la inyección de rutas externas.
¾ Descubrimiento dinámico de routers vecinos. ¾ Adaptación a redes locales.¾ Soporte para autentificación de mensajes
OSPF puede "etiquetar" rutas y propagar esas etiquetas por otras rutas.
Además una red OSPF se puede descomponer en redes más pequeñas.
Posee una área especial llamada área backbone que forma la parte central de la red y donde hay otras áreas conectadas a ella. Las rutas entre diferentes áreas circulan siempre por el backbone, por lo tanto todas las áreas deben conectar con el backbone. Si no es posible hacer una conexión directa con el backbone, se puede hacer un enlace virtual entre redes.
Los encaminadores en el mismo dominio de multidifusión, o en el extremo de un enlace punto-a-punto forman enlaces cuando se descubren los unos a los otros.
Los encaminadores eligen a un encaminador designado (DR, Designed Router) y un encaminador designado secundario (BDR, Backup DR ) que actúan como hubs para reducir el tráfico entre los diferentes encaminadores.
OSPF puede usar tanto multidifusiones como unidifusiones, para enviar
paquetes de bienvenida y actualizaciones de enlace-estado. Las direcciones de multidifusiones usadas son 224.0.0.5 y 224.0.0.6. Al contrario que RIP o BGP, OSPF no usa ni TCP ni UDP, sino que usa IP directamente, mediante el IP protocolo 89*.
* Protocolo 89 : En el campo de datos del protocolo IP bajo la designación protocolo, el número 89 equivale a OSPF.
Encabezado paquete IP
Las interfaces OSPF pueden encontrarse en uno de siete estados. Los vecinos OSPF progresan a través de estos estados, uno a la vez en el siguiente orden:
Estado Desactivado (Down State) : No hay intercambiado información con ningún vecino.
Estado de Inicialización (Init State) :Los ncaminadores OSPF envían paquetes tipo 1, o aquetes Hello, a intervalos regulares con el fin de establecer una relación con los encaminadores vecinos, al recibir el paquete entra a estado de inicialización.
Estado de Dos-Vías (Two-Way) : Empleando paquetes Hello, cada enrutador OSPF intenta establecer el estado de dos-vías, o comunicación bidireccional, con cada enrutador vecino en la misma red IP. Entre otras cosas, el paquete Hello incluye una lista de los vecinos OSPF conocidos por el origen.
El estado de Dos-Vías es la relación más básica que vecinos OSPF pueden tener, pero la información de encaminamiento no es compartida entre estos
Paquete OSPF
Este consiste en nueve campos :
Version Number : Identifica la Version de OSPF
Type : Identifica el tipo de paquete OSPF (Hello, estado de la base de datos, estado y requerimientos del enlace).
Packet Length : Especifica el tamaño del paquete incluida la cabecera. Router ID : Identifica el origen de los paquetes.
Area ID : Identifica el área de la cual los paquetes pertenecen, todos los paquetes
OSPF están ligados a un área
Cheksum : permite el chequeo de la integridad del paquete.
Authentication Type : Contiene el tipo de autentificación de OSPF (seguridad). Authentication : Contiene la información de autentificación.
Data : Contiene encapsulada la información de capas superiores.
DESCRIPCIÓN DE LAS OPERACIONES EN OSPF
La secuencia básica de operaciones realizadas por los "routers" OSPF routers es:
¾ Descubrir vecinos OSPF.
¾ Elegir el DR (designed router).
¾ Formar adyacencias (elementos cercanos).
¾ Sincronizar bases de datos.
¾ Calcular la tabla de encaminamiento.
¾ Anunciar los estados de los enlace .
Los "routers" efectuarán todos estos pasos durante su activación, y los repetirán en respuesta a eventos de red. Cada "router" debe ejecutar estos pasos para cada red a la que está conectado, excepto para calcular la tabla de encaminamiento. Cada "router" genera y mantiene una sola tabla de encaminamiento para todas las redes.
El protocolo RIP (Protocolo de información de encaminamiento) es un protocolo de puerta de enlace interna o IGP (Internal Gateway Protocol) utilizado por los routers, derivado del protocolo GWINFO de XEROX y que se a convertido en el protocolo de mayor compatibilidad para las redes Internet, fundamentalmente por su capacidad para interoperar con cualquier equipo de encaminamiento, aun cuando no es considerado el mas eficiente.
Existen tres versiones diferentes de RIP :
¾ RIP v1:No soporta subredes ni CIDR (Encaminamiento Inter-Dominios sin Clases, estándar para la interpretación de direcciones IP ). Tampoco incluye ningún mecanismo de autentificación de los mensajes. Actualmente en desuso. Se rige por la RFC 1058.
¾ RIP v2: Soporta subredes, CIDR y VLSM. Soporta autenticación utilizando uno de los siguientes mecanismos: no autentificación, autentificación mediante contraseña, autentificación mediante contraseña codificada mediante MD5 (desarrollado por Ronald Rivest). Se rige por la RFC 1723-2453.
¾ RIPng: RIP para IPv6. Se rige por la RFC 2080
El protocolo RIP, es una implementación directa del encaminamiento vector-distancia. Utiliza UDP para enviar sus mensajes a través del puerto 520.
Calcula el camino más corto hacia la red de destino usando el algoritmo del vector de distancias.
Esta distancia o métrica, la determina usando el número de saltos de router en router hasta alcanzar la red de destino. Para ello usa la métrica informada por su vecino mas próximo mas uno.
La distancia administrativa (grado de conocimiento y confiabilidad) máxima es de 120 (RIP2)
Grupo de Routers A, B, C, D usando la estrategia de vector de distancia basada en métrica de saltos, como base del protocolo de encaminamiento dinámico
RIP 1 no es capaz de detectar rutas circulares, por lo que
necesita limitar el tamaño de la red a 15 saltos. Al alcanzar el valor de 16, se considera como infinito y el destino es eliminado de la tabla (destino inalcanzable).
Las métricas solo se actualizan cando se informan rutas mas económicas o bien cuando los destino indican nuevas rutas.
Las rutas tienen un tiempo de vida de 180 segundos. Pasado este tiempo, si no se han recibido mensajes que confirmen que esa ruta está activa, se borra. Estos 180 segundos, corresponden a 6 intercambios de información.
RIP Privilegia la ruta mas corta indepemdiente de cualquier otra consideración, sin embargo, puede resultar que un camino mas largo sea mas conveniente
RIP : Modo de Operación
> Cuando RIP se inicia, envía un mensaje a cada uno de sus vecinos (en el puerto bien conocido 520) pidiendo una copia de la tabla de encaminamiento del vecino. Este mensaje es una solicitud (el campo "command" se pone a 1) con "address family" a 0 y "metric" a 16. Los "routers" vecinos devuelven una copia de sus tablas de encaminamiento.
>Cuando RIP está en modo activo envía toda o parte de su tabla de encaminamiento a todos los vecinos (por broadcast y/o con enlaces punto
a punto. Esto se hace cada 30 segundos. La tabla de encaminamiento se
envía como respuesta ("command" vale 2, aun que no haya habido petición).
> Cuando RIP descubre que una métrica ha cambiado, la difunde por broadcast a los demás "routers".
¾ Cuando RIP recibe una respuesta, el mensaje se valida y la tabla local se actualiza si es necesario (Para mejorar el rendimiento y la fiabilidad, RIP especifica que una vez que un "router"(o host) a aprendido una ruta de otro, debe guardarla hasta que conozca una mejor (de coste estrictamente menor). Esto evita que los "routers" oscilen entre dos o más rutas de igual coste).
¾ Cuando RIP recibe una petición, distinta de la solicitud de su tabla, se devuelve como respuesta la métrica para cada entrada de dicha petición fijada al valor de la tabla local de encaminamiento. Si no existe ruta en la tabla local, se pone a 16.
¾ Las rutas que RIP aprende de otros "routers" expiran a menos que se vuelvan a difundir en 180 segundos(6 ciclos de broadcast). Cuando una ruta expira, su métrica se pone a infinito, la invalidación de la ruta se difunde a los vecinos, y 60 segundos más tarde, se borra de la tabla.
Ventajas de RIP
¾ RIP es más fácil de configurar (comparativamente a otros protocolos).
¾ Es un protocolo abierto (admite versiones derivadas aunque no necesariamente compatibles).
¾ Es soportado por la mayoría de los fabricantes.
Desventajas de RIP
¾ Su principal desventaja, consiste en que para determinar la mejor métrica, únicamente toma en cuenta el número de saltos, descartando otros criterios (AB, congestión, etc.).
¾ RIP tampoco está diseñado para resolver cualquier posible problema de encaminamiento. El RFC 1720 (STD 1) describe estas limitaciones técnicas de RIP como graves y el IETF está evaluando candidatos para reemplazarlo en que OSPF es el favorito. Este cambio, está dificultado por la amplia expansión de RIP y necesidad de acuerdos adecuados
OPEN SHORTEST PATH FIRST (OSPF)
El OSPF (Camino mas corto abierto) es un protocolo de encaminamiento jerárquico de pasarela interior o IGP (Interior Gateway Protocol), que usa el algoritmo Dijkstra enlace-estado (LSA - Link State Algorithm) para calcular la ruta más corta posible. Usa “cost” como su medida de métrica. Además, construye una base de datos enlace-estado idéntica en todos los encaminadores de la zona.
OSPF es probablemente el tipo de protocolo IGP más utilizado en redes grandes. Puede operar con seguridad usando MD5 (Message-Digest Algorithm 5, es un algoritmo de reducción criptográfico de 128 bits ) para autentificar a sus puntos antes de realizar nuevas rutas y antes de aceptar avisos de enlace-estado.
En general se ha planteado y se le supone sucesor natural a RIP.
Las ultima versión, la versión tres, es la mas reciente. Esta soporta IPv6 así como las extensiones multidifusión para OSPF (MOSPF), aunque no están demasiado extendidas.
Algunas de las principales recomendaciones que rigen a este protocolo :
¾ RFC - 1583 OSPF v.2 . ¾ RFC - 1793 Extensiones de OSPF que soportan demandas de circuitos.
¾ RFC - 1586 Guía de estudio para usar OSPF sobre Redes Frame Relay. ¾ RFC - 1584 Extensiones de Multienvío o Multidifusión para OSPF. ¾ RFC - 1403 Interacción entre OSPF y BGP
Características generales de OSPF
¾ Es uno de los mas importantes IGP (Interior Gateway Protocol). ¾ Recomendado por IETF (Internet Engineering Task Force ) para redes IP. ¾ Basado en algoritmo de Estado de Enlaces SPF (,Shortest Path First). ¾ Soporta prefijos de longitud variable (VLSM, Variable Length Subnet
Mask ): prefijos + máscaras. ¾ Encaminamiento jerárquico ( AS divididos en áreas, AS = Autonomous System ( Sistema Autónomo ) ). ¾ Encaminamiento multimétrico. ¾ Control sobre la inyección de rutas externas.
¾ Descubrimiento dinámico de routers vecinos. ¾ Adaptación a redes locales.¾ Soporte para autentificación de mensajes
OSPF puede "etiquetar" rutas y propagar esas etiquetas por otras rutas.
Además una red OSPF se puede descomponer en redes más pequeñas.
Posee una área especial llamada área backbone que forma la parte central de la red y donde hay otras áreas conectadas a ella. Las rutas entre diferentes áreas circulan siempre por el backbone, por lo tanto todas las áreas deben conectar con el backbone. Si no es posible hacer una conexión directa con el backbone, se puede hacer un enlace virtual entre redes.
Los encaminadores en el mismo dominio de multidifusión, o en el extremo de un enlace punto-a-punto forman enlaces cuando se descubren los unos a los otros.
Los encaminadores eligen a un encaminador designado (DR, Designed Router) y un encaminador designado secundario (BDR, Backup DR ) que actúan como hubs para reducir el tráfico entre los diferentes encaminadores.
OSPF puede usar tanto multidifusiones como unidifusiones, para enviar
paquetes de bienvenida y actualizaciones de enlace-estado. Las direcciones de multidifusiones usadas son 224.0.0.5 y 224.0.0.6. Al contrario que RIP o BGP, OSPF no usa ni TCP ni UDP, sino que usa IP directamente, mediante el IP protocolo 89*.
* Protocolo 89 : En el campo de datos del protocolo IP bajo la designación protocolo, el número 89 equivale a OSPF.
Encabezado paquete IP
Las interfaces OSPF pueden encontrarse en uno de siete estados. Los vecinos OSPF progresan a través de estos estados, uno a la vez en el siguiente orden:
Estado Desactivado (Down State) : No hay intercambiado información con ningún vecino.
Estado de Inicialización (Init State) :Los ncaminadores OSPF envían paquetes tipo 1, o aquetes Hello, a intervalos regulares con el fin de establecer una relación con los encaminadores vecinos, al recibir el paquete entra a estado de inicialización.
Estado de Dos-Vías (Two-Way) : Empleando paquetes Hello, cada enrutador OSPF intenta establecer el estado de dos-vías, o comunicación bidireccional, con cada enrutador vecino en la misma red IP. Entre otras cosas, el paquete Hello incluye una lista de los vecinos OSPF conocidos por el origen.
El estado de Dos-Vías es la relación más básica que vecinos OSPF pueden tener, pero la información de encaminamiento no es compartida entre estos
Paquete OSPF
Este consiste en nueve campos :
Version Number : Identifica la Version de OSPF
Type : Identifica el tipo de paquete OSPF (Hello, estado de la base de datos, estado y requerimientos del enlace).
Packet Length : Especifica el tamaño del paquete incluida la cabecera. Router ID : Identifica el origen de los paquetes.
Area ID : Identifica el área de la cual los paquetes pertenecen, todos los paquetes
OSPF están ligados a un área
Cheksum : permite el chequeo de la integridad del paquete.
Authentication Type : Contiene el tipo de autentificación de OSPF (seguridad). Authentication : Contiene la información de autentificación.
Data : Contiene encapsulada la información de capas superiores.
DESCRIPCIÓN DE LAS OPERACIONES EN OSPF
La secuencia básica de operaciones realizadas por los "routers" OSPF routers es:
¾ Descubrir vecinos OSPF.
¾ Elegir el DR (designed router).
¾ Formar adyacencias (elementos cercanos).
¾ Sincronizar bases de datos.
¾ Calcular la tabla de encaminamiento.
¾ Anunciar los estados de los enlace .
Los "routers" efectuarán todos estos pasos durante su activación, y los repetirán en respuesta a eventos de red. Cada "router" debe ejecutar estos pasos para cada red a la que está conectado, excepto para calcular la tabla de encaminamiento. Cada "router" genera y mantiene una sola tabla de encaminamiento para todas las redes.