OSPF: Optimitzant l'encaminament en xarxes mitjançant Single Area i Multi Area

Darwin Gabriel Barzola Abad
juliol 28, 2023
12: 56 pm
Cap comentari

el protocol OSPF (Obre el camí més curt primer) és un dels protocols d'encaminament més utilitzats degut a la seva capacitat per calcular les millors rutes i adaptar-se a canvis a la topologia de la xarxa.

Al final de l'article trobareu un petit prova que et permetrà avaluar els coneixements adquirits en aquesta lectura

Anar al Test

Una de les decisions clau en implementar OSPF és triar entre utilitzar un enfocament d'àrea única (Single Area) o un enfocament de múltiples àrees (Multi Area). En aquest article explorarem el protocol OSPF, les seves característiques principals i les diferències entre OSPF Single Area i Multi Area.

Protocol OSPF

El protocol OSPF és un protocol d'encaminament d'estat d'enllaç que opera a la capa de xarxa del model OSI. Es basa en el algoritme Dijkstra per calcular les rutes més curtes i utilitzeu una base de dades d'encaminament anomenada base de dades d'estat d'enllaç (LSDB) per emmagatzemar informació sobre la topologia de la xarxa.

OSPF és escalable, eficient i capaç d'adaptar-se ràpidament a canvis a la xarxa, cosa que el converteix en una elecció popular per a xarxes empresarials de grans dimensions.

L'algorisme de Dijkstra

L'algorisme de Dijkstra, desenvolupat pel científic de la computació Edsger W. Dijkstra el 1956, és un algorisme de recerca de camins més curts en un graf ponderat no dirigit.

El seu objectiu principal és trobar la ruta òptima entre un node dorigen i tots els altres nodes en un graf, considerant els pesos o costos associats a cada aresta. L'algorisme de Dijkstra és un enfocament de estat d'enllaç, el que significa que construeix una taula d'encaminament basada en informació recopilada sobre la topologia de la xarxa.

Aplicació de l'algorisme de Dijkstra a OSPF

A OSPF, l'algorisme de Dijkstra s'utilitza per calcular les rutes més curtes i determinar els camins òptims entre els encaminadors en una xarxa. Cada router OSPF manté una base de dades d'estat d'enllaç (LSDB) que conté informació sobre els enllaços i les xarxes adjacents a la xarxa.

Utilitzant aquesta informació, l'algorisme de Dijkstra calcula un arbre de rutes de menor cost, conegut com a arbre d'expansió mínima, que representa les rutes més curtes des del router d'origen cap a tots els altres routers a la xarxa.

Com funciona l'algorisme de Dijkstra a OSPF

Inicialització: L'algorisme comença amb un conjunt de nodes no visitats i estableix la distància inicial des del node d'origen com a zero, mentre que la resta dels nodes s'estableixen en infinit.
Bucle principal: L'algoritme selecciona el node amb la distància més baixa i el marca com a visitat. Després, examina els nodes veïns i actualitza les distàncies si es troba un camí més curt a través del node visitat.
repetició: Es repeteix el bucle principal fins que tots els nodes hagin estat visitats o s'hagi trobat la ruta més curta cap al node de destinació.
Construcció de l'arbre de rutes: En acabar l'algorisme, es construeix l'arbre de rutes, que mostra les rutes més curtes des del node d'origen a tots els altres nodes a la xarxa.

Beneficis de l'algorisme de Dijkstra a OSPF

L'ús de l'algorisme de Dijkstra a OSPF proporciona diversos beneficis clau:

Eficiència d'encaminament: L'algorisme de Dijkstra calcula les rutes més curtes de manera eficient, cosa que garanteix que el trànsit es dirigeixi pels camins més ràpids i optimitzats.
Convergència ràpida: OSPF utilitza l'algorisme de Dijkstra per calcular les rutes de manera dinàmica i ràpida en resposta a canvis a la topologia de la xarxa. Això permet una ràpida convergència i adaptació a noves condicions d'encaminament.
escalabilitat: A mesura que la xarxa creix en mida i complexitat, l'algorisme de Dijkstra a OSPF continua sent escalable, ja que només es calculen les rutes necessàries en funció dels canvis en la topologia.

OSPF Single Area

A OSPF Single Area, tota la xarxa es configura dins d'una àrea única. Aquesta àrea, també coneguda com a àrea de backbone (àrea 0), és responsable de propagar les actualitzacions d'encaminament a través de la xarxa.

OSPF Single Area és simple de configurar i administrar, cosa que el fa adequat per a xarxes petites i mitjanes amb requisits d'encaminament relativament senzills. Tot i això, a mesura que la xarxa creix, OSPF Single Area pot enfrontar limitacions quant a escalabilitat i control de trànsit.

OSPF Multi Area

A OSPF Multi Area, la xarxa es divideix en múltiples àrees, inclosa l'àrea de backbone (àrea 0) i àrees regionals addicionals. La configuració de l'OSPF Multi Area ofereix diversos avantatges importants.

En primer lloc, permet una major escalabilitat i administració eficient en xarxes més grans. En dividir la xarxa en àrees més petites, es redueix la quantitat d'informació d'encaminament que cada encaminador ha de processar, millorant així el rendiment general.

En Segon Lloc, OSPF Multi Area permet un major control de trànsit en permetre la implementació de polítiques d'encaminament més granulars en diferents àrees. A més, la divisió en àrees aïlla els problemes i les falles, cosa que millora l'estabilitat i la resiliència de la xarxa.

Conclusió

El protocol OSPF és una solució d'encaminament poderosa i àmpliament utilitzada en xarxes empresarials. En triar entre OSPF Single Area i Multi Area, és essencial considerar les necessitats i les característiques de la xarxa en qüestió.

OSPF Single Area és adequat per a xarxes més petites i senzilles, mentre que OSPF Multi Area ofereix escalabilitat, administració eficient i un major control de trànsit en xarxes més grans i complexes.

L'elecció entre els dos enfocaments dependrà dels requisits específics de la xarxa i de les metes d'encaminament. En darrer terme, OSPF ofereix flexibilitat i capacitat d'adaptació per optimitzar l'encaminament i millorar el rendiment de la xarxa.

L'algorisme de Dijkstra és un pilar fonamental a OSPF, permetent el càlcul de les rutes més curtes i la selecció dels camins òptims en una xarxa. Gràcies a aquest algorisme, OSPF pot oferir encaminament eficient, adaptabilitat i escalabilitat.

L'ús de l'algorisme de Dijkstra a OSPF garanteix que els paquets de dades s'encaminin pels camins més curts i ràpids, millorant així el rendiment i la fiabilitat de la xarxa. En resum, l'algorisme de Dijkstra és una peça clau en l'èxit d'OSPF com a protocol d'encaminament avançat i àmpliament utilitzat en xarxes empresarials.

Configurant OSPF a MikroTik

A continuació, un exemple de configuració bàsica entre dos equips MikroTik RouterOS executant OSPF:

1. Configuració de l'equip 1

				
					# Configurar interfaces
/interface ethernet set [ find default-name=ether1 ] comment="Conexión al Equipo 2"
/interface ethernet set [ find default-name=ether2 ] comment="Conexión a la red local"

2. Configurar adreces IP

				
					/ip address 
add address=192.168.1.1/24 interface=ether2 comment="Dirección de la red local"
add address=10.20.30.1/30 interface=ether1 comment="Conexión al Equipo 2"

3. Configurar xarxes per a OSPF

				
					/routing ospf network add area=backbone network=192.168.1.0/24 comment="Red local"
/routing ospf network add area=backbone network=10.20.30.0/30 comment="PTP Router"

4. Configuració de l'equip 2

				
					# Configurar interfaces
/interface ethernet set [ find default-name=ether1 ] comment="Conexión al Equipo 1"
/interface ethernet set [ find default-name=ether2 ] comment="Conexión a la red local"

5. Configurar adreces IP

				
					/ip address 
add address=192.168.1.2/24 interface=ether2 comment="Dirección de la red local"
add address=10.20.30.2/30 interface=ether2 comment="PTP Router "

6. Configurar xarxes per a OSPF

				
					/routing ospf network add area=backbone network=192.168.1.0/24 comment="Red local"
/routing ospf network add area=backbone network=10.20.30.0/30 comment="Red local"

Aquest exemple configura dos equips MikroTik RouterOS amb adreces IP a la xarxa local i estableix una connexió OSPF entre ells utilitzant làrea de backbone (àrea 0.0.0.0).

Assegureu-vos d'ajustar les adreces IP i les interfícies segons la vostra configuració de xarxa. Recordeu que també podeu personalitzar la configuració OSPF afegint més xarxes i ajustant els paràmetres segons les vostres necessitats específiques.