OSPF se puede usar sin pensar mucho en los problemas de diseño. Simplemente activas OSPF en todos los routeres, colocas todas las interfaces en la misma área (generalmente el área 0) y funciona!
La siguiente imagen muestra un ejemplo de red de este tipo, con 11 routeres y todas las interfaces en el área 0.
Pero las redes OSPFv2 más grandes no lo pasan bien con un diseño de área única.
Imagina una red empresarial con 900 routeres, en lugar de solo 11 como comenté en el ejemplo anterior, y varios miles de subredes. El resultado será que el tiempo de la CPU para ejecutar el algoritmo SPF llevaría mucho tiempo.
Como resultado, el tiempo de convergencia de OSPFv2 para reaccionar a los cambios en la red, podría ser lento. Los routeres también podrían tener poca memoria RAM. Otros problema que se dan con un diseño de área única son los siguientes:
- Una topología de red muy grande requiere más memoria en cada router.
- El algoritmo SPF requiere mayor potencia de procesamiento (CPU) que rece exponencialmente a medida que la base de datos de la topología de red crece.
- Si cualquier cambio en el estado de la interfaz de la red se da (up a down, o down a up) fuerza a todos los routeres a ejecutar SPF de nuevo.
La solución es tomar una base de datos LSDB grande y dividirla en varias LSDB más pequeñas utilizando las áreas en OSPF.
Con esto SPF hace sus complicadas matemáticas en la topología dentro del área, y solo dentro de esa área.
Por ejemplo, una red con 1000 routeres y 2000 subredes, divididas en 100 áreas, promediaría 10 routeres y 20 subredes por área. El cálculo de SPF en un router solo tendría que procesar la topología de unos 10 routeres y 20 enlaces, en lugar de 1000 routeres y 2000 enlaces.
¿Qué tan grande debe ser una red antes de que OSPF necesite usar áreas?
No existe una respuesta establecida porque el comportamiento del proceso SPF depende en gran medida de la velocidad de procesamiento de la CPU, la cantidad de RAM, el tamaño de la base de datos LSDB, etc.
Algunos documentos a lo largo de los años han enumerado 50 routeres como la línea divisoria en la que una red realmente debería usar múltiples áreas OSPF.
Áreas en OSPF
El diseño del área en OSPF sigue un par de reglas básicas. Para aplicar las reglas, comienza con un dibujo limpio de la red, con routeres y todas las interfaces. Luego, elije el área para cada interfaz del router, de la siguiente manera:
- Coloca todas las interfaces que están conectadas a la misma subred dentro de la misma área.
- Un área debe ser contigua.
- Algunos routeres deben ser internos al área, con todas las interfaces asignadas a esa única área.
- Algunos routeres deben ser Routeres de Borde de Área, en inglés; Area Border Routers (ABR), porque algunas interfaces se conectan con el área de backbone y otras no.
- Todas las áreas que no son de backbone deben tener un camino para alcanzar al área de backbone (area 0) teniendo al menos un ABR conectado hacia el área de backbone y el área que no es de backbone.
Nota: El área de backbone es un área especial que forma la parte central de la red a la que se encuentran conectadas el resto de áreas de la misma. Las rutas entre las 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.
Wikipedia
La siguiente imagen muestra un ejemplo de cómo podríamos implementar las áreas de OSPF basándonos en la primera red de ejemplo. En la primera imagen teníamos 11 routeres y sus enlaces. Supongamos que un Ingeniero realiza este trabajo, a la izquierda, el ingeniero colocó cuatro enlaces WAN y las LAN conectadas a los routeres del segmento B1 a B4 en el área 1. De manera similar, colocó los enlaces a los segmentos B11 a B14 y sus LAN en el área 2. Ambas áreas necesitan una conexión al área de la red de backbone (troncal), área 0, por lo que puso las interfaces LAN de D1 y D2 en el área 0, junto con D3, creando el área de backbone.
La imagen también muestra algunos términos importantes de diseño de áreas en OSPF.
| Término | Descripción |
|---|---|
| Routeres de Borde de Área (ABR) | Un router OSPF con interfaces conectadas al área de backbone y al menos otra interfaz a otra área |
| Router de Backbone | Un router conectado al área de backbone (incluidos los ABRs) |
| Router Interno | A router en un área (no el área de backbone) |
| Área | A un grupo de routeres y enlaces que comparten los mismos detalles de información de la LSDB, pero no con otros routeres en otras áreas, esto es para mejorar la eficiencia |
| Área de Backbone | Un área de OSPF especial donde todas las demás áreas deben conectarse – area 0 |
| Router Intra-área | Una ruta a una subred dentro de la misma área del router |
| Router Interárea | Una ruta a una subred en un área de la que el router no forma parte |
(OSPFv2) Link-State Advertisements (LSA)
Como vimos en el capítulo anterior, los routeres OSPF utilizan los mensajes LSA (anuncios de estado de enlace) para intercambiar información de la topología de red. Cuando dos vecinos deciden intercambiar rutas, se envían entre sí una lista de todos los LSAs en su respectiva base de datos de topología. Luego, cada router verifica su base de datos y envía un mensaje de solicitud de estado de enlace (LSR) solicitando todos los LSA que no se encuentran en su tabla. Otro router responde con la Actualización de estado de enlace (LSU) que contiene todas las LSA solicitadas por el otro vecino.
La topología en un área incluye routeres y los enlaces entre los routeres. OSPF define los dos primeros tipos de LSA para definir esos detalles exactos, de la siguiente manera:
- Un LSA router para cada router en el área
- Un LSA network para cada red que tenga un DR más un vecino del DR
Un tercer tipo de LSA seria la información del ABR sobre cada subred en un área para anunciar en otras áreas, básicamente solo los ID de subred y las máscaras, como un tercer tipo de LSA:
- Un LSA con el resumen de cada ID de subred que existe en diferentes áreas
Existen Tres Tipos de LSA:
| Nombre del LSA | Tipo de LSA | Propósito Principal | Contenido del LSA |
|---|---|---|---|
| Router | 1 | Describe al router | RID, interfaces, direcciones/máscara IP, estado actual de la interfaz (estatus) |
| Network | 2 | Describe una red que tiene un DR | DR y direcciones IP del BDR, ID de la subred, máscara |
| Summary | 3 | Describe una subred en otra área | ID de la subred, máscara, RID del ABR que anuncia los LSA |
Muchas personas tienden a sentirse un poco intimidadas por las LSA de OSPF cuando las conocen por primera vez. Los comandos que enumeran un resumen del contenido de la LSDB, como el comando show ip ospf database, en realidad enumeran mucha información. Los comandos que enumeran los detalles de la LSDB pueden enumerar cantidades abrumadoras de información, y esos detalles parecen estar en algún tipo de código, usando muchos números. Puede parecer un poco desordenado.
