Protocolo de enrutamiento OSPF (Open Shortest Path First) y sus etapas

OSPF (Open Shortest Path First) es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace, un tipo de protocolo de puerta de enlace interna (IGP), que fue diseñado para escalar y admitir redes más extensas. Para encontrar la ruta más corta entre los nodos, OSPF usa el algoritmo de Dijkstra. OSPF también utiliza el costo del enlace como métrica, en función del ancho de banda del enlace para encontrar la ruta más corta entre el origen y el destino.
Propiedades del protocolo de enrutamiento OSPF:

    Para construir toda la topología de red en su extremo, como se mencionó anteriormente, un enrutador usa el algoritmo de Dijkstra para encontrar la ruta más corta a cualquier otro enrutador en la red y mapear toda la topología.

•     OSPF es un protocolo estándar que significa que no hay nada de propiedad en este protocolo. Entonces, si desea usar un enrutador Cisco junto con un enrutador Juniper en un sistema autónomo y ejecutar el algoritmo de enrutamiento OSPF, funcionará porque este protocolo ha sido estandarizado.
•     Hay un conteo ilimitado de saltos en el OSPF. Si recuerda del artículo de resumen del protocolo de enrutamiento, los algoritmos de enrutamiento anteriores sufrieron desde el problema de la cuenta regresiva hasta el infinito. Debido a eso, en el RIP, el número total de saltos se limitó a 16. Sin embargo, todo se eliminó en el OSPF. Ahora, OSPF tiene el conteo ilimitado de saltos.
•     Es un tipo de protocolo de enrutamiento de estado de enlace porque mantiene los estados de enlace de los enrutadores adyacentes. De nuevo, tomando como referencia el protocolo RIP, utiliza algunas de las características, como el paquete de saludo o el temporizador Keep-alive, etc. para mantener los estados de los enrutadores adyacentes.

    OSPF usa la velocidad del enlace como el costo. Se calcula de la siguiente manera:
costo de enlace = 10 ^ 8 / ancho de banda
Digamos que la velocidad del enlace entre dos enrutadores es 1544 Kbps (1544000 bps), entonces el costo del enlace en algún lugar sería alrededor de 64 usando la fórmula anterior. En este caso, 64 se convierte en el costo del enlace entre dos enrutadores.

•     OSPF utiliza el concepto de un área que hace que este protocolo sea más fácil de administrar y controlar el tráfico.

Tablas OSPF:El OSPF utiliza diferentes tipos de tablas para realizar un seguimiento de los enrutadores y mantener un conjunto de las bases de datos.

Tablas vecinas
Las tablas vecinas contienen los enrutadores conectados directamente a diferentes interfaces de un enrutador. También se conoce como tabla de adyacencia. La tabla de vecinos se utiliza a menudo en la resolución de problemas si no hay comunicación entre dos enrutadores. La tabla de vecinos de un enrutador se comprueba de primera mano para ver si dos enrutadores son vecinos.

Tabla de base
La tabla de base de datos también se refiere a LSDB (Base de datos de estado de enlace). Contiene todas las rutas posibles a diferentes enrutadores en la red.

Tabla de ruteo
La tabla de enrutamiento se usa para encontrar la mejor ruta posible a cualquier enrutador de la red.

Procesos OSPF:
Hay siete etapas en las que OSPF funciona. Aquí están ellos:

A. Estado Abajo
Inicialmente, todos los enrutadores estarán en el estado inactivo. Eso significa que todos los enrutadores son ajenos a todos los enrutadores en un sistema autónomo.

B. Estado de inicialización
Una vez que el enrutador se enciende, comienza a anunciarse enviando paquetes de saludo a los enrutadores adyacentes. En el paquete de saludo, también envía la dirección IP de la interfaz a través de la cual envía el paquete de saludo. El paquete de saludo se envía a una dirección de multidifusión en 224.0.0.5 y se entrega a todos los enrutadores.

C. Estado de dos vías
Una vez que todos los enrutadores reciben el paquete de saludo. Los enrutadores abren el paquete de saludo y miran la dirección IP. Después de procesar el paquete de saludo, los enrutadores concluyen que si el paquete recibido es de la misma red o no. Si el paquete recibido es de la misma red, entonces miran la interfaz desde donde se recibió el paquete.
Una vez que se ha identificado la interfaz, el otro enrutador que recibe el paquete responde al primer enrutador al unificar su propio paquete de saludo junto con su dirección IP. De esta forma, ambos enrutadores pueden saber que son vecinos. Esto se denomina estado bidireccional porque el enrutador A se convierte en el vecino del enrutador B y viceversa.

 

D. Estado de ExStart
El estado ExStart depende de otro concepto utilizado en el OSPF llamado Router ID. La identificación del enrutador es el nombre del enrutador. 

ID de enrutador
Router ID es la interfaz física más alta del enrutador. A veces, un enrutador puede tener configurada también una interfaz lógica, en ese caso, el Id del enrutador será la dirección IP más alta de la interfaz lógica.
Volviendo al estado ExStart, no se trata de intercambiar la información entre dos enrutadores, sino más bien de decidir qué enrutador comparte la información primero.
Entonces, ambos enrutadores comparan sus ID de enrutador. El enrutador con la identificación del enrutador más alto tendrá el privilegio de comenzar a compartir información primero.

E. Estado de intercambio
Después del estado ExStart, el intercambio real ocurre solo en el estado de intercambio. Los enrutadores comparten resúmenes de la base de datos que tienen. La base de datos se llama LSDB (Link State Database). 

F. Estado de carga
En el estado de carga, el enrutador compara su base de datos con la base de datos que recibe de los vecinos. Esto se debe a que OSPF se basa en el hecho de que todos los enrutadores de la red deben tener la misma topología y base de datos de red.

LSR (solicitud de estado de enlace)
En caso de que haya una discrepancia en la base de datos del estado del enlace, el enrutador envía la solicitud de estado del enlace, también conocida como LSR, a su vecino solicitando más información sobre una red particular que no coincide.

Actualización de estado de enlace (LSU)
Una vez que un enrutador recibe el LSR, responde con LSU que contiene la información actualizada.

LSAck (Reconocimiento de estado de enlace)
Una vez que el enrutador recibe el LSU, envía el LSAck.

G. Estado completo
Cuando todos los enrutadores tienen la misma base de datos, la red se encuentra en la etapa final del OSPF que llamamos estado completo. Ahora, cuando un enrutador recibe un paquete, según las bases de datos mantenidas, calcula la mejor ruta y envía el paquete.