Protocolos de Enrutamiento por Estado de Enlace
1. OSPF (Open Shortest Path First)
1.1 Descripción General del Protocolo
OSPF es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace que requiere que los routers vecinos se encuentren en la misma subred IP para establecer correctamente la relación de vecindad. Si esta condición no se cumple, los paquetes Hello no podrán intercambiarse y la adyacencia no se formará.
Ejemplo de configuración básica en una única área:
# Configuración del router R-Alpha
interface GigabitEthernet 0/0/1
ip address 172.16.0.1 255.255.255.0
router ospf 10
router-id 10.10.10.10
network 172.16.0.0 0.0.0.255 area 0
Comandos útiles para verificación:
# Visualizar vecinos OSPF establecidos
show ospf neighbor
# Verificar la base de datos de estado de enlace (LSDB)
show ospf database
# Consultar tabla de enrutamiento OSPF
show ip route ospf
1.2 Procedimiento Operativo de OSPF
Cuando dos routers, por ejemplo R-Alpha (ID 10.10.10.10) y R-Beta (ID 10.20.20.20), completan el intercambio de paquetes Hello y pasan por los estados de vecindad (Init, 2-Way, ExStart, Exchange, Loading y Full), comienzan a sincronizar sus bases de datos de estado de enlace para calcular las mejores rutas mediante el algoritmo SPF (Dijkstra).
1.3 Cálculo de Rutas en OSPF
Cada router genera LSAs (Link-State Advertisements) que describen sus enlaces vecinos y el estado de las interfaces. Estos LSAs se propagan dentro del área y permiten que todos los routers construyan un mapa topológico idéntico, sobre el cual ejecutan el cálculo SPF para determinar las rutas más cortas hacia cada destino.
1.4 OSPF Multi-Área
La segmentación en áreas permite escalar OSPF de manera eficiente. Las áreas se asignan a nivel de interfaz en cada router. El área 0 (backbone) es obligatoria y todas las demás áreas deben conectarse a ella directa o indirectamente.
# Configuración del router R-Beta con múltiples áreas
router ospf 10
router-id 10.20.20.20
network 172.16.0.0 0.0.0.255 area 0
network 172.16.10.0 0.0.0.255 area 5
network 172.16.20.0 0.0.0.255 area 5
1.5 Enlaces Virtuales (Virtual Links)
Cuando un área no está físicamente conectada al área backbone, se puede establecer un enlace virtual entre los routers de borde ABR. Esto crea una adyacencia lógica que pertenece al área 0, permitiendo el intercambio de LSAs entre áreas aisladas.
# Configuración de enlace virtual en R-Beta (ABR)
router ospf 10
router-id 10.20.20.20
area 0
network 172.16.0.0 0.0.0.255
area 5
network 172.16.20.0 0.0.0.255
virtual-link 70.70.70.70
# Verificar el estado del enlace virtual
show ospf virtual-links
1.6 Redes Exteriores y Redistribución
OSPF distingue entre rutas intra-área (LSA tipo 1 y 2), inter-área (LSA tipo 3) y externas (LSA tipo 5). La redistribución permite importar rutas de otros protocolos o rutas estáticas dentro de la base de datos OSPF.
Escenario práctico con redistribución de rutas estáticas:
# En R-Origen: crear ruta estática hacia red externa
ip route 192.168.50.0 255.255.255.0 172.16.0.254
# Redistribuir la ruta estática dentro de OSPF
router ospf 10
redistribute static subnets
router-id 10.10.10.10
network 172.16.0.0 0.0.0.255 area 0
network 172.16.5.0 0.0.0.255 area 3
Al verificar con show ospf database en los routers de las áreas adyacentes, se observarán los LSA de tipo 5 (AS-External) que representan las rutas redistribuidas.
Ejemplo completo de topología con redistribución:
# R-Origen (router_id: 1.1.1.1)
router ospf 10
redistribute static subnets
network 172.16.1.0 0.0.0.255 area 0
network 172.16.3.0 0.0.0.255 area 3
ip route 172.16.100.0 255.255.255.0 172.16.0.50
# R-Central (sin router-id explícito)
router ospf 10
network 172.16.1.0 0.0.0.255 area 0
network 172.16.8.0 0.0.0.255 area 8
# R-Norte (router_id: 3.3.3.3)
router ospf 10
network 172.16.3.0 0.0.0.255 area 3
network 172.16.30.0 0.0.0.255 area 3
# R-Sur (router_id: 4.4.4.4)
router ospf 10
network 172.16.8.0 0.0.0.255 area 8
network 172.16.40.0 0.0.0.255 area 8
# R-Paso (router de salida con ruta por defecto)
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.0.1
Redistribución de rutas directas y estáticas:
# R-Gateway (router_id: 40.40.40.40)
router ospf 10
redistribute connected subnets
redistribute static subnets
network 172.16.25.0 0.0.0.255 area 0
network 172.16.35.0 0.0.0.255 area 0
ip route 80.80.80.0 255.255.255.0 172.16.50.8
ip route 90.90.90.0 255.255.255.0 172.16.50.8
# R-Externo: ruta por defecto hacia R-Gateway
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.50.40
1.7 Áreas Especiales de OSPF
Las interfaces Loopback proporcionan direcciones IP virtuales que permanecen activas de forma permanente, siendo útiles para identificación estable del router, gestión y pruebas de conectividad.
OSPF define cuatro tipos de áreas especiales para optimizar la base de datos de estado de enlace y reducir la sobrecarga de procesamiento:
Stub (Área de Terminación):
Los routers dentro de un área Stub no reciben LSA de tipo 5 (externos). En su lugar, el ABR inyecta una ruta por defecto mediante un LSA de tipo 3, permitiendo alcanzar destinos externos.
# R-Edge-1 (router_id: 70.70.70.70)
router ospf 10
redistribute connected subnets
network 172.16.70.0 0.0.0.255 area 3
network 172.16.78.0 0.0.0.255 area 8
# R-Leaf-A y R-Leaf-B en área 8: configurar como stub
router ospf 10
area 8 stub
network 172.16.90.0 0.0.0.255 area 8
Totally Stub (Área de Terminación Total):
Al agregar no-summary a la configuración stub, el ABR bloquea tanto los LSA tipo 3 como los tipo 5, inyectando únicamente una ruta por defecto.
# En R-Leaf-A y R-Leaf-B
router ospf 10
area 8 stub no-summary
network 172.16.90.0 0.0.0.255 area 8
NSSA (Not-So-Stubby Area):
Permite redistribuir rutas externas dentro de un área stub mediante LSA de tipo 7, que son convertidos a tipo 5 por el ABR al salir del área. Útil cuando un router dentro del área necesita redistribuir rutas de otros protocolos.
# R-Leaf-B con interfaz loopback
interface Loopback0
ip address 10.10.10.10 255.255.255.0
# R-Leaf-B: configurar NSSA con redistribución
router ospf 10
redistribute connected subnets
area 8 nssa
network 172.16.90.0 0.0.0.255 area 8
Totally NSSA:
Combina las características de NSSA y Totally Stub, bloqueando LSA tipo 3 y 5, pero permitiendo redistribución local mediante LSA tipo 7.
# Configuración Totally NSSA
router ospf 10
area 8 nssa no-summary
network 172.16.90.0 0.0.0.255 area 8
2. IS-IS (Intermediate System to Intermediate System)
2.1 Conceptos Fundamentales
IS-IS es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace basado en ISO/OSI que utiliza direcciones NSAP (Network Service Access Point) en lugar de direcciones IP para la identificación de routers. Se adapta fácilmente a redes IP gracias a la extensión "wide metrics" y es ampliamente utilizado en redes de proveedores de servicio.
2.2 Principio de Funcionamiento
Los routers IS-IS (denominados Intermediate Systems) intercambian PDUs (Protocol Data Units) de tipo Hello para descubrir vecinos y establecer adyacencias. Posteriormente intercambian LSPs (Link-State PDUs) para sincronizar la LSDB y ejecutar el algoritmo SPF. IS-IS soporta dos niveles jerárquicos: Level 1 (intra-área), Level 2 (inter-área) y Level 1-2 (ambos).
2.3 Configuración Básica de IS-IS
# R-Gateway (IS Level 1)
router isis 10
is-type level-1
net 49.0010.0000.0000.00AA.00
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 172.20.10.1 255.255.255.0
ip router isis 10
# R-Bridge (IS Level 1-2)
router isis 10
net 49.0010.0000.0000.00BB.00
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 172.20.10.2 255.255.255.0
ip router isis 10
interface GigabitEthernet0/0/2
ip address 172.20.20.2 255.255.255.0
ip router isis 10
# R-Core (IS Level 2)
router isis 10
is-type level-2-only
net 49.0020.0000.0000.00CC.00
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 172.20.20.3 255.255.255.0
ip router isis 10
interface GigabitEthernet0/0/2
ip address 172.20.30.3 255.255.255.0
ip router isis 10
# R-Distribution (IS Level 2)
router isis 10
is-type level-2-only
net 49.0020.0000.0000.00DD.00
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 172.20.30.4 255.255.255.0
ip router isis 10
interface GigabitEthernet0/0/2
ip address 172.20.40.4 255.255.255.0
ip router isis 10