Open Shortest Path First (OSPF) es un protocolo de direccionamiento de tipo enlace-estado, desarrollado para las redes IP y basado en el algoritmo de primera vía más corta (SPF). OSPF es un protocolo de pasarela interior (IGP).
En una red OSPF, los direccionadores o sistemas de la misma área mantienen una base de datos de enlace-estado idéntica que describe la topología del área. Cada direccionador o sistema del área genera su propia base de datos de enlace-estado a partir de los anuncios de enlace-estado (LSA) que recibe de los demás direccionadores o sistemas de la misma área y de los LSA que él mismo genera. El LSA es un paquete que contiene información sobre los vecinos y los costes de cada vía. Basándose en la base de datos de enlace-estado, cada direccionador o sistema calcula un árbol de extensión de vía más corta, siendo él mismo la raíz, utilizando el algoritmo SPF.
- En comparación con los protocolos de direccionamiento de distancia-vector como el protocolo de información de direccionamiento (RIP), OSPF es más adecuado para servir entre redes heterogéneas de gran tamaño. OSPF puede recalcular las rutas en muy poco tiempo cuando cambia la topología de la red.
- Con OSPF, puede dividir un sistema autónomo (AS) en áreas y mantenerlas separadas para disminuir el tráfico de direccionamiento de OSPF y el tamaño de la base de datos de enlace-estado de cada área.
- OSPF proporciona un direccionamiento multivía de coste equivalente. Se pueden añadir rutas duplicadas a la pila TCP utilizando saltos siguientes distintos.
Protocolo OSPF Hello e intercambio de base de datos de enlace-estado
Los direccionadores o sistemas de una red OSPF, después de haberse asegurado de que sus interfaces son funcionales, envían en primer lugar paquetes Hello, utilizando el protocolo Hello por sus interfaces OSPF, para descubrir vecinos. Vecinos son los direccionadores o sistemas que tienen interfaces con la red común. Después, los direccionadores o sistemas vecinos intercambian sus bases de datos de enlace-estado para establecer adyacencias.
La siguiente figura ilustra el proceso de descubrir vecinos y establecer adyacencias en el caso de dos sistemas de la subred 9.7.85.0. Cada sistema tiene una interfaz OSPF con la subred común 9.7.85.0 (interfaz 9.7.85.1 para el sistema A e interfaz 9.7.85.2 para el sistema B). La subred 9.7.85.0 pertenece al área 1.1.1.1.
- Fase EXSTART
- Es el primero paso del intercambio de bases de datos de enlace-estado. Los dos sistemas negocian quién hace de maestro y quién hace de subordinado.
- Fase EXCHANGE
- Los dos sistemas intercambian paquetes de descripción de base de datos para averiguar qué anuncios de enlace-estado (LSA) no están en la base de datos de enlace-estado de cada sistema. Cada sistema almacena los LSA que no están en la base de datos de enlace-estado en la lista de retransmisiones.
- Fase LOADING
- Cada sistema envía paquetes de petición de enlace estado para pedir al vecino (en este ejemplo, sería el otros sistema) que envíe los LSA completos que se almacenaron en la lista de retransmisiones durante la fase EXCHANGE. El vecino responde a la petición con los LSA en paquetes de actualización de enlace estado.
- Fase FULL
- Cuando dos sistemas terminan de intercambiarse los LSA, y sus bases de datos de enlace-estado ya están sincronizadas, se establece la adyacencia entre los dos sistemas.
Cuando ya se han establecido adyacencias entre todos los direccionadores o sistemas de un área, cada direccionador o sistema del área envía periódicamente un LSA para compartir sus adyacencias o para informar de su cambio de estado. Comparando las adyacencias establecidas con los LSA, los direccionadores o sistemas del área pueden descubrir los cambios de topología del área y actualizar debidamente sus bases de datos de enlace-estado.
Direccionador designado y direccionador designado de reserva
En una red OSPF multiacceso que tenga como mínimo dos direccionadores conectados, los direccionadores eligen un direccionador designado y un direccionador designado de reserva utilizando el protocolo Hello. (Red multiacceso es aquella en la que múltiples dispositivos se pueden conectar y comunicar simultáneamente).
El direccionador designado genera anuncios de enlace-estado (LSA) para toda la red multiacceso, envía los LSA a los otros direccionadores de la red y determina qué direccionadores deben ser los adyacentes. Los demás direccionadores de la red son adyacentes al direccionador designado. El direccionador designado disminuye el tráfico de la red y el tamaño de la base de datos de enlace-estado correspondiente a esta red.
El direccionador designado de reserva no presenta diferencias con los otros direccionadores, salvo que necesita establecer adyacencias con todos los direccionadores de la red (incluido el direccionador designado). El direccionador designado de reserva queda promocionado a ser el direccionador designado cuando falla el direccionador designado actual.
En la Figura 1, la subred 9.7.85.0 es una red de difusión. Por lo tanto, los direccionadores de la subred 9.7.85.0 eligen un direccionador designado y un direccionador designado de reserva utilizando el protocolo Hello. En este ejemplo, el sistema A es elegido como direccionador designado y el sistema B, como direccionador designado de reserva.
Dividir un AS OSPF en áreas
A diferencia de RIP, el protocolo OSPF puede funcionar dentro de una jerarquía. La entidad más grande de la jerarquía es el sistema autónomo (AS). El AS es un grupo de redes bajo una administración común que comparten una estrategia de direccionamiento común. El AS se puede dividir en áreas, conectadas entre sí por direccionadores. El área consta de grupos de redes contiguas y de hosts conectados. La topología de un área es invisible para las entidades situadas fuera del área. Los direccionadores de una misma área tienen una base de datos de enlace-estado idéntica. Las topologías de áreas separadas permiten disminuir el tráfico de direccionamiento y reducir el tamaño de la base de datos de enlace-estado para cada área.
Un direccionador que esté situado en la frontera de las áreas OSPF y conecte esas áreas con la red troncal se llama direccionador de áreas fronterizo. El direccionador de áreas fronterizo tiene múltiples interfaces con múltiples áreas y mantiene bases de datos de enlace-estado separadas para cada área.
En la siguiente figura se han configurado dos áreas (el área 1.1.1.1 y el área 2.2.2.2). El Sistema B es un direccionador de áreas fronterizo, con la interfaz 9.7.85.2 conectada al área 1.1.1.1 y la interfaz 9.5.104.241 conectada al área 2.2.2.2. El Sistema B tiene dos bases de datos de enlace-estado, una para cada área. El sistema B establece adyacencias con el sistema A y el direccionador C en el área 1.1.1.1 a través de la interfaz 9.7.85.2, y establece adyacencia con el sistema D en el área 2.2.2.2 a través de la interfaz 9.5.104.241.
