OSPF

Open Shortest Path First (OSPF), Abrir el camino más corto primero en español, es un protocolo de red para encaminamiento jerárquico de pasarela interior o Interior Gateway Protocol (IGP), que usa el algoritmo Dijkstra, para calcular la ruta más corta entre dos nodos. OSPF

Su medida de métrica se denomina cost, y tiene en cuenta diversos parámetros tales como el ancho de banda y la congestión de los enlaces. OSPF construye además una base de datos enlace-estado (Link-State Database, LSDB) idéntica en todos los routers de la zona.

OSPF puede operar con seguridad usando MD5 para autenticar sus puntos antes de realizar nuevas rutas y antes de aceptar avisos de enlace-estado.

OSPF es probablemente el protocolo IGP más utilizado en redes grandes; IS-IS, otro protocolo de encaminamiento dinámico de enlace-estado, es más común en grandes proveedores de servicios. Como sucesor natural de RIP, acepta VLSM y CIDR desde su inicio. A lo largo del tiempo, se han ido creando nuevas versiones, como OSPFv3 que soporta IPv6 o las extensiones multidifusión para OSPF (MOSPF), aunque no están demasiado extendidas. OSPF puede "etiquetar" rutas y propagar esas etiquetas por otras rutas.

Una red OSPF se puede descomponer en regiones (áreas) más pequeñas. Hay un área especial llamada área backbone 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.

Los routers (también conocidos como 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. En un segmento de red Ethernet los routers eligen a un router designado (Designated Router, DR) y un router designado secundario o de copia (Backup Designated Router, BDR) que actúan como hubs para reducir el tráfico entre los diferentes routers. OSPF puede usar tanto multidifusiones (multicast) como unidifusiones (unicast) para enviar paquetes de bienvenida y actualizaciones de enlace-estado. Las direcciones de multidifusión 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 se encapsula directamente sobre el protocolo IP poniendo "89" en el campo protocolo.

OSPF mantiene actualizada la capacidad de encaminamiento entre los nodos de una red mediante la difusión de la topología de la red y la información de estado-enlace de sus distintos nodos. Esta difusión se realiza a través de varios tipos de paquetes:

OSPF organiza un sistema autónomo (AS) en áreas. Estas áreas son grupos lógicos de routers cuya información se puede resumir para el resto de la red. Un área es una unidad de encaminamiento, es decir, todos los routers de la misma área mantienen la misma información topológica en su base de datos de estado-enlace (Link State Database): de esta forma, los cambios en una parte de la red no tienen por qué afectar a toda ella, y buena parte del tráfico puede ser "parcelado" en su área.

Un router OSPF clásico es capaz de encaminar cualquier paquete destinado a cualquier punto del área en el que se encuentra (encaminamiento intra-área). Para el encaminamiento entre distintas áreas del AS (encaminamiento inter-área) y desde el AS hacia el exterior (encaminamiento exterior), OSPF utiliza routers especiales que mantienen una información topológica más completa que la del área en la que se sitúan. Así, pueden distinguirse:

Un paquete generado en la red será enviado, de forma jerárquica, a través del área si su destino es conocido por el emisor; al ABR del área correspondiente si el destino es inter-área; este lo enviará al router del área de destino, si este se encuentra en el AS; o al ASBR si el destino del paquete es exterior a la red (desconocida por el ABR).

Cuando los sistemas autónomos son grandes por sí mismos y nada sencillos de administrar. OSPF les permite dividirlos en áreas numeradas donde un área es una red o un conjunto de redes inmediatas. Un área es una generalización de una subred. Fuera de un área, su topología y detalle no son visibles.

OSPF distingue los siguientes tipos de área:

El backbone, también denominado área cero, forma el núcleo de una red OSPF. Es la única área que debe estar presente en cualquier red OSPF, y mantiene conexión, física o lógica, con todas las demás áreas en que esté particionada la red. La conexión entre un área y el backbone se realiza mediante los ABR, que son responsables de la gestión de las rutas no-internas del área (esto es, de las rutas entre el área y el resto de la red).

Una área stub es un área en la que no se anuncia rutas externas al SA (sistema autónomo) y el encaminamiento dentro del área está basado completamente en una ruta por defecto. Un enrutador frontera de área (ABR) borra los anuncios de rutas externas de tipo 4 y tipo 5 de los routers internos del área y envía a todos esos routers la ruta por defecto 0.0.0.0 para salir del área a través del ABR, convirtiéndose así en el gateway por defecto. Esto reduce la base de datos LSDB y el tamaño de la tabla de encaminamiento de los routers internos del área.

También conocidas como NSSA, constituyen un tipo de área stub que puede importar rutas externas de sistemas autónomos y enviarlas al backbone y otras áreas, pero no puede recibir rutas externas de sistemas autónomos desde el backbone u otras áreas. No puede recibir rutas externas de Sistema Autónomo desde otras áreas (del propio sistema autónomo). NSSA es una extensión de las áreas stub que permite la inyección de rutas externas de forma limitada dentro de las áreas stub. El concepto de NSSA es tratado en su propia RFC 3101^[1]​

Los nodos de una red basada en OSPF se conectan a ella a través de una o varias interfaces con las que se conectan a otros nodos de la red. El tipo de enlace define la configuración que asume la interfaz correspondiente. OSPF soporta las siguientes tipos de enlace, y provee para cada uno de ellos una configuración de interfaz:

Cada router OSPF realiza un seguimiento de sus nodos vecinos, estableciendo distintos tipos de relación con ellos. Respecto a un router dado, sus vecinos pueden encontrarse en siete estados diferentes. Los vecinos OSPF progresan a través de estos estados siguiendo el diagrama de la derecha.

OSPF utiliza el algoritmo de Dijkstra para determinar la mejor ruta a seguir. También se denomina algoritmo SPF (Shortest Path First). Fue formulado por Edsger Dijkstra.

OSPF activa sus actualizaciones con cada cambio en la topología de la red, lo que reduce el tiempo de convergencia. A partir de una actualización, un enrutador crea una base de datos topológica que permite calcular la accesibilidad a las redes gracias al cálculo de un árbol de la topología de la que el enrutador es la raíz.

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