Roteamento IP
Roteiro
Roteamento Estático
Roteamento Dinâmico:
◦ Vetor de Distância
RIP
IGRP
◦ Link State
OSPF
◦ Híbrido
Roteamento IP
• Existem três tipos de roteamento:
– Estático;
– Dinâmico;
– Default.
• O encaminhamento de pacotes entre redes
diferentes é feita através da
TABELA DE
Distância Administrativa
• É uma métrica que indica a confiabilidade de uma
rota ou mais rotas para um destino.
• É representada por um número inteiro entre 0 e
255.
Distância Administrativa
Tipo de Entrada na Tabela
Distância Administrativa Padrão
Interface diretamente conectada
0
Rota estática
1
Sumário do EIGRP
5
BGP Externo
20
EIGRP
90
IGRP
100
OSPF
110
IS-IS
115
RIP
120
EIGRP Externo
170
Roteamento Estático
• É o processo de criação de tabelas de rotas
manualmente.
• Vatagens:
– Redução do consumo de CPU;
– Não há consumo de banda com informações trocadas
entre os protocolos de roteamento.
Roteamento Estático
A sintaxe para se configurar rotas estáticas é:
◦ ip route [rede de destino] [máscara]
[interface de saída ou IP do próximo
salto] [distância administrativa
]
◦ Exemplo: ip route 10.81.14.0 255.255.255.0 serial 0/1
As redes diretamente conectadas ao roteador são incluídas
automaticamente à tabela de roteamento (
ROTAS
Roteamento Default
Roteamento default é usado no envio de pacotes para
redes que não se encontrem na tabela de roteamento.
Em geral são usadas em redes stub, ou seja, redes que
possuem apenas um interface de saída.
Uma combinação de roteamento default com
roteamento dinâmico ou estático é possível, onde o
roteamento estático é usado em último caso.
Roteamento Default
• Se existir uma rota mais específica que a
default está terá preferência.
• Por esse motivo rotas default são conhecidas
como “rotas de último recurso” (last resort
gateway).
Roteamento Dinâmico
• Vantagens:
– Simplifica o gerenciamento da rede;
– Viável em redes de grande porte.
• Desvantagens
– Os protocolos utilizam largura de banda ;
– Consome recursos de CPU;
Protocolos de Roteamento
• Existem três classes de protocolos de
roteamento:
• Vetor de distância (RIP e IGRP);
• Link State (OSPF);
Vetor de Distância
• Utilizam a distância em saltos (hops) para
definir o melhor caminho.
• Caminhos com menor número de saltos
indicam qual é a melhor rota.
Vetor de Distância
Enviam as tabelas de roteamento completas para
os roteadores vizinhos.
No caso de se ter mais de um caminho para uma
rede de destino, a distância administrativa (AD) é
o primeiro parâmetro a ser analisado.
Se os valores das ADs forem iguais, os protocolos
vetor de distância utilizam a contagem de saltos
Vetor de Distância
• Se o protocolo Vetor de Distância tiver mais de
um caminho com o mesmo número de saltos ele
realizará o balanceamento de carga distribuído
(round-robin load balance) entre os caminhos.
• Nota: O RIP pode realizar balanceamento de
Vetor de Distância
RIP
RIP
Características:
Envia a tabela de roteamento completa para todas as
interfaces a cada 30s;
Utiliza a contagem de saltos como métrica;
Limita a contagem máxima de saltos a 15. Inviável em redes
de grande porte com muitos roteadores;
RIP - limitações
• O RIP tem um desempenho ruim por propagar
broadcasts, inclusive para interfaces indevidas.
• O broadcast é enviado até para a interface
A
B
Broadcast
Broadcast
RIP - limitações
• Durante 30s o roteador A enviará pacotes para B,
entendendo que a rede 192.168.30.0 é
alcançável.
A
B
Broadcast
Broadcast
Loops
• Devido a propagação de broadcasts a
atualização das tabelas de roteamento podem
ocorrer de forma inconsistente.
Loops
• A rede 5 ficou inalcançável por algum motivo
e esta informação é propagada do router E
para A.
Quantidade limite de saltos
• Um exemplo é o protocolo RIP que limita a 15
saltos o encaminhamento de um pacote na
rede.
• É uma técnica que sozinha não inibe
completamente os loops.
Route Poisoning
( Envenenamento de rota)
Insere na sua tabela de roteamento o valor 16 (no
caso do RIP) para a rede se tornar inalcançável.
Triggered update
(Atualização Instantânea)
• Quando uma rota falha, não espere pela
próxima atualização periódica.
• Envie uma atualização instantânea, listando a
rota envenenada.
Configurando o RIP
• Router# conf t
• Router(config)# router rip
RIPv2
RIPv1
RIPv2
Tipo
Vetor de Distância
Vetor de Distância
Métrica
Cont. de saltos (máx. 15)
Cont. de saltos (máx. 15)
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Classful
Classless
VLSM
NÃO
SIM
Redes descontíguas
NÃO
SIM
Autenticação
NÃO
SIM
Propagação
Periódica (broadcast)
Periódica (multicast 224.0.0.9)
Configurando RIPv2
• Router# conf t
• Router(config)# router rip
• Router(config-router)#
version 2
IGRP
• Proprietário da Cisco;
• Contagem máxima de saltos = 255;
• Utiliza largura de banda e atraso como
métricas;
IGRP
• Não suporta:
–VLSM
–CIDR
IGRP
Temporizadores:
Route Update: intervalo de 90s entre as atualizações
regulares.
Route Invalid: intervalo de 270s antes de um roteador
determinar que uma rota tornou-se inválida.
Holddown: informa aos roteadores para reter mudanças
durante 280s, em rotas recém desativadas.
IGRP
• Configurando IGRP:
– Router# conf t
– Router(config)# router igrp
10
→
(nº do Sist. Autônomo)
– Router(config-router)# network 172.16.0.0
Link State
• Conhecido como: caminho mais curto antes (Shortest Path
First).
• Protocolo aberto, exemplo: OSPF.
• Funciona com três diferentes tabelas:
– Tabela de vizinhança;
• Hello OSPF
• Multicast (224.0.0.5)
OSPF
OSPF
• Pensado para implementação em grandes redes;
• Atualização das tabelas via multicast;
• Atualizações incrementais (ex: uma nova rede foi
detectada, apenas a informação adicional será
propagada).
Elementos chave do OSPF
• RID (Router ID)
• Tabela de vizinhos
• Banco de dados Link State (LSDB)
• Área OSPF
Router ID (RID)
• Os RIDs do OSPF são números de 32 bits
escritos na forma decimal.
• Identificam cada roteador de forma única.
• Podem ter seu valor atribuído manualmente
Router ID (RID)
Passo 1. Se o comando OSPF “router-id rid”
estiver configurado, esse valor é utilizado como RID
(manualmente).
Passo 2. Se qualquer interface loopback tiver um
endereço IP configurado e estiver up/up
(ativo/ativo), o roteador escolhe o endereço IP mais
alto entre as interfaces loopback.
Vizinhos OSPF
• É um roteador que pode trocar informações
de roteamento utilizando OSPF.
• Os vizinhos podem ser dinamicamente
descobertos através de mensagens Hello
OSPF.
Hello OSPF
• Através das mensagens Hello são enviados:
– O Router ID (RID), incluindo O DR e BDR.
– O ID da área.
– A periodicidade Hello (10 seg) redes broadcast.
– O dead interval (40 seg) redes broadcast.
– A prioridade do roteador.
– Lista de vizinhos que o roteador de envio já
conhece.
Hello OSPF
• O roteador envia pacotes Hello através de
multicast (224.0.0.5) a cada interface
Hello OSPF
• Assim que o roteador vê seu próprio RID em um
Hello recebido, ele acredita que uma comunicação
two-way
(nos dois sentidos) foi estabelecida com
ESTADO DO VIZINHO
SIGNIFICADO
DOWN
Um vizinho conhecido não é mais
alcançável, muitas vezes por causa
de uma falha em uma interface
subjacente.
INIT
Estado intermediário em que um Hello
proveniente do vizinho foi
escutado, mas esse Hello não apresenta o
RID do roteador como já tendo sido visto.
TWO-WAY
O vizinho enviou um Hello que apresenta
o RID do roteador local na lista de
roteadores vistos, indicando também que
todas as verificações do vizinho foram
aprovadas.
Conhecendo um vizinho
• O primeiro Hello com "Seen [null]“ significa que R1 ainda não
enxergou nenhum vizinho.
Estados entre vizinhos OSPF
• O comando mais comum para apresentar os
vizinhos e os estados é show ip ospf
neighbor.
• Ao entender os estados OSPF entre vizinhos,
pode-se determinar se um vizinho OSPF está
funcionando normalmente ou não.
LSDB (Link State Data Base)
• Os roteadores OSPF trocam o conteúdo (LSA)
de seus LSDBs de forma que ambos os
vizinhos tenham uma cópia exata do mesmo
LSDB ao final do processo.
• Este processo é fundamental no
funcionamento dos protocolos de roteamento
link-state - > convergência.
LSDB (Link State Data Base)
• Passo 1
– Com base no tipo de interface OSPF, os roteadores
podem ou não eleger em conjunto um DR e um
BDR.
• Passo 2
– Para cada par de roteadores troca o conteúdo de
seus respectivos LSDBs.
• Passo 3
Área OSPF
O protocolo OSPF permite hierarquização de uma rede
através da divisão em diversas áreas.
A área 0 (zero) deve sempre existir em rede OSPF com mais
de uma área. Essa área é conhecida como backbone area.
Os roteadores que compõem a área zero devem ter
capacidade adequada.
Área OSPF
• Para interconectar uma área que não está
diretamente conectada à área zero, deve-se usar
o virtual-link.
• O tráfego entre áreas diferentes é realizado pelo
Area Border Router – ABR
.
Vantagens do projeto
de áreas do OSPF
• Um menor LSDB por área requer menos
memória.
• O roteador requer menos ciclos de CPU para
processar o menor LSDB por área melhorando o
tempo de convergência.
Router DR e BDR
O roteador DR (Designated Route) existe para
concentrar as informações de atualizações da
rede.
A eleição do DR só ocorre em redes de
múltiplo acesso:
◦ com broadcast (ex: Ethernet)
Eleição DR e BDR
• O roteador que envia o Hello com a definição de
prioridade do OSPF mais alta se toma o DR.
• Se dois ou mais roteadores empatam com relação à
definição de prioridade mais alta, o roteador que
envia o Hello com o RlD mais alto ganha.
• Nem sempre é o caso, mas normalmente o roteador
que possui a segunda prioridade mais alta se torna o
Eleição DR e BDR
• Uma definição de prioridade em 0 (zero) significa
que o roteador não participa da eleição do DR ou
BDR.
• O intervalo de valores da prioridade que permitem
que um roteador seja candidato vai de 1 a 255.
• Se um novo e melhor candidato surgir depois que o
DR ou o BDR tiverem sido eleitos, o novo candidato
Router DR e BDR
Nota: as atualizações OSPF
ocorrem via multicast.
a) 224.0.0.5: multicast
enviados para todos os
roteadores OSPF.
b) 224.0.0.6: multicast
enviado para todos os
roteadores DR.
A
B
Árvore SPF (SPF Tree)
Dentro de uma área OSPF cada roteador calcula o
melhor caminho para todas as redes pertencentes à
mesma área.
Este cálculo é baseado:
informações da base de dados topológica
Algoritmo SPF (Shortest Path First).
Cada roteador constrói uma árvore, onde ele é o
router raiz e todas as outras redes são os galhos
Árvore SPF (SPF Tree)
• O custo de cada caminho da árvore OSPF é
dado pelo somatório dos custos das interfaces
de saída.
• O custo é calculado pela equação:
– Custo = 10
8
/ largura de banda.
Balanceamento de carga
• Por padrão faz o balanceamento de até 4 links
com custos iguais.
• Esse valor padrão pode ser alterado para 16
links balanceados com custos iguais.
Configurando OSPF
• Modelo:
• Router(config)#router ospf [
ID do Processo OSPF
]
• Router(config-router)#network [rede] [wildcard mask] area [número
decimal ou formato IP]
• Exemplo:
• Router(config)#router ospf 10 → (
ID Processo OSPF
)
• Router(config-router)#network 192.168.10.0
0.0.0.255
area 0
• Observações:
– O ID do processo é irrelevante, onde pode ter valor diferente em todos os
roteadores OSPF.
Comparativo:
Link State x Vetor distância.
RIPv1 (120) RIPv2 (120) IGRP (100) OSPF (110) Tipo Vetor de Distância Vetor de Distância Vetor de Distância LINK STATE Métrica Cont. de saltos Cont. de saltos LARGURA DE BANDA LARGURA DE BANDA Limite Saltos (máx. 15) 15 255 N/A
Anúncios Classful Classless Classful Classless
VLSM NÃO SIM NÃO SIM
Autenticação NÃO SIM NÃO SIM
Propagação Periódica (broadcast) Periódica (multicast 224.0.0.9) Periódica (broadcast) Sob demanda (multicast 224.0.0.5)
EIGRP
Protocolo Híbrido - EIGRP
Tem características dos protocolos Vetor de Distância e
Link /state.
Exemplo: EIGRP.
Limitação de 224 saltos.
Protocolo Híbrido - EIGRP
• Características:
– Vetor distância: atualiza as tabelas de roteamento
com a propagação das redes e dos custos para
acançá-las.
– Link State: envia atualizações para os roteadores
vizinhos somente quando há alterações na rede.
EIGRP
Suporta múltiplos protocolos de camada 3 (IP, IPX,
Apple Talk), enquanto o OSPF suporta apenas IP;
É um protocolo classless e suporta VLSM;
Suporta sumarização e redes não-contíguas;
Convergência mais rápida que a do OSPF;
Utiliza o DUAL (Diffusion Update Algorithm), que inibe
loops e é eficiente.
EIGRP
Consome menos largura de banda, pois não tem
atualizações periódicas, só propaga informações
quando há mudança na topologia.
Utiliza multicast (224.0.0.10).
Distância administrativa padrão do EIGRP é 90.
Faz balanceamento de cargas com links de custos
EIGRP
• O EIGRP segue três passos para poder
adicionar rotas na tabela de roteamento IP:
– Descoberta de vizinhos
– Troca de topologia
Vizinhos EIGRP
• Para que roteadores EIGRP sejam considerados
vizinhos se faz necessário:
– Endereço IP de origem usado pelo Hello do vizinho deve
estar na mesma sub-rede;
– Os roteadores se encontram dentro do mesmo AS;
– Ambos possuírem os parâmetros K idênticos.
Vizinhos EIGRP
• Não é mais um vizinho EIGRP se não receber
Hellos pelo número de segundos definidos
pelo Hold Timer do EIGRP.
– Hello Interval
• nonbroadcast multiaccess (NBMA):
60s
• Broadcast:
5s
Diferenças do OSPF
• É mais simples do que a do OSPF –
convergência mais rápida.
• Não possui o conceito de estar totalmente
adjacente como no OSPF.
EIGRP
O EIGRP usa uma métrica composta baseada, por default, na banda
e no delay.
Métrica = [K1 * Largura de banda + (K2 * Largura de banda)/256 –
carga) + K3 * Delay] * [K5/(confiabilidade + K4)]
◦ Os valores constantes padrão são K1 = K3 = 1 e K2 = K4 = K5 = 0,
portanto.
◦ Largura de banda para EIGRP = (10000000/menor largura de
banda)*256
EIGRP
• Assumindo apenas a banda e o delay a
EIGRP - Cenário 1
Métrica = (10.000.000 / Menor Banda kbps) * 256 + [(delay A → B) + (delay B → C) + (delay C → D)] * 256
Métrica = (10.000.000 / 64) * 256 + [6000] * 256
Métrica = 40.000.000 + 1.536.000
EIGRP – Cenário 2
Métrica = (10.000.000 / Menor Banda kbps) * 256 + [(delay A → X) + (delay X → Y) + (delay Y → Z) + (delay Z → D] * 256
