Apresentação de Protocolos de Roteamento IP

Introdução ao roteamento IP
Prof. Wendell Rodrigues
Departamento de Telemática

IP como protocolo de roteamento
¤ IP é um protocolo de entrega de
melhor esforço, sem conexão e
não confiável.
¤ O IP aceita todos os dados que lhe
são transmitidos pelas camadas
superiores e os encaminha na
forma de pacotes IP.
¤ Todos os nós são identificados
usando um endereço IP.
¤ Os pacotes são entregues da
origem ao destino usando o
endereço IP

O que tá no cabeçalho do IP?

Roteamento IP
¤ Tabela de roteamento
Endereço IP de destino
Endereço IP de um roteador de próximo salto
Bandeiras
Especificação de interface de rede
Aplicativo
Transporte
Rede
Link
Aplicativo
Transporte
Rede
Link
Rede
Link
Fonte Destino
Roteador

Roteamento IP
¤ Como um dispositivo sabe para onde enviar um pacote?
✓ Todos os dispositivos precisam saber quais endereços IP estão
em redes conectadas diretamente
✓ Se o destino estiver em uma rede local, envie diretamente
para lá

Roteamento IP (cont.)
¤ Se o endereço de destino não for local
✓ A maioria dos dispositivos não roteadores envia tudo para
um único roteador local
✓ Os roteadores precisam saber qual rede corresponde a
cada endereço IP possível

Roteador
¤ Um roteador é um dispositivo que determina o próximo ponto da rede
para o qual um pacote deve ser encaminhado em direção ao seu
destino.
¤ Permitir que diferentes redes se comuniquem entre si
¤ Um roteador cria e mantém uma tabela das rotas disponíveis e suas
condições, e usa essas informações para determinar a melhor rota
para um determinado pacote.
¤ Um pacote viajará por vários pontos da rede com roteadores antes
de chegar ao seu destino.
¤ Pode haver várias rotas definidas. A rota com peso/métrica menor
será tentada primeiro.

Protocolos de roteamento IP
¤ Roteamento Estático
¤ Roteamento Dinâmico
✓ IGP (Interior Gateway Protocol): roteia dados dentro de um sistema
autônomo
• RIP(Protocolo de informações de roteamento)
• RIP-2(RIP versão 2)
• OSPF(Open Shortest Path First)
• IGRP(Protocolo de roteamento de gateway interno)
• EIGRP(Protocolo de roteamento de gateway interno aprimorado)
• IS-IS(Sistema Intermediário para Sistema Intermediário)
✓ EGP (Exterior Gateway Protocol): roteia dados entre sistemas
autônomos
• BGP(Protocolo de Gateway de Fronteira)

Terminologia
¤ Sistema Autônomo (AS)
✓ Cada AS é um grupo de redes e roteadores administrados
por uma única autoridade usando um protocolo de
roteamento comum.
¤ Protocolo de gateway interno (IGP)
✓ Os roteadores dentro de um único AS se comunicam
usando um dos vários protocolos de roteamento dinâmico,
conhecidos genericamente como IGP.
¤ Protocolos de gateway externos (EGP)
✓ A comunicação entre roteadores pertencentes a diferentes
AS requer protocolo adicional, denominado EGP.

Terminologia
•O roteador B
envia informações
ao roteador A
sobre as redes C
do roteador
•O roteador A
agora conhece
as redes C do
roteador
•O roteador A NÃO
informará B sobre
as redes C do
roteador
•Assim, os loops
são evitados
¤ Horizonte
dividido
Rotas que vieram de
uma interface NÃO são
anunciadas para a
mesma interface!

Terminologia
• O roteador B envia
informações ao
roteador A sobre
as redes C do
roteador
• O roteador A
agora conhece as
redes C do
roteador
• O roteador A dirá
a B que as redes C
do roteador estão
inacessíveis
através de A
¤ Split
Horizon
com
Poison
Reverse
Rotas provenientes de uma
interface são anunciadas
como inacessíveis para a
mesma interface!

Protocolos de roteamento classful
¤ Protocolos de roteamento classful não envia informações de
máscara de sub-rede em atualizações de roteamento.
✓ Primeiros protocolos de roteamento, como RIP
✓ Quando endereços de rede foram alocados com base em
classes.
• Classe A, B ou C.
✓ Protocolo de roteamento não foi necessário incluir a máscara de
sub-redena atualização de roteamento.
• Máscara de rede determinado com base no valor do primeiro
octeto do Endereço de rede.

Com classe e sem classe
Protocolos de roteamento interno ou protocolos de gateway interno (IGP)
¤ Vetor de distância
¤ RIPv1 – Métricas simples, classful e limitadas (contagem de saltos)
¤ RIPv2 – Métricas simples, sem classe e limitadas (contagem de saltos)
Propriedade Cisco
¤ IGRP – Métrica simples, classful e melhor (BW, atraso, confiabilidade,
carga)
¤ EIGRP – Simples, Classless, mesma métrica, DUAL (rotas de backup)
¤ Estado do link
¤ OSPF – Complexo percebido, sem classe, Cisco metric BW, IETF
¤ IS-IS - Complexo percebido, sem classes, métrico“padrão”, ISO
● Classful (não suporta CIDR e VLSM)
● Sem classe (suporta CIDR e VLSM)

Introdução aos protocolos de roteamento de vetores de
distância
¤ Configurando e mantendo rotas estáticas para uma grande rede seria
esmagadora.
¤ O que acontece quando esse link cai às 3h?

Introdução aos protocolos de roteamento de
vetores de distância
¤ RIP: (Routing Information Protocol) Protocolo de informações de roteamento
originalmente especificado na RFC 1058.
✓ Métrica: contagem de saltos
✓ A contagem de saltos superior a 15 significa que a rede está inacessível.
✓ Atualizações de roteamento: Broadcast/multicast a cada 30 segundos
¤ IGRP:Protocolo Interno de roteamento de Gateway- proprietário da Cisco
✓ Métrica composta: largura de banda, atraso, confiabilidade e carga
✓ Atualizações de roteamento: transmissão a cada 90 segundos
✓ IGRP é o antecessor do EIGRP e agora está obsoleto
¤ EIGRP:IGRP aprimorado – proprietário da Cisco
✓ Ele pode realizar balanceamento de carga com custos desiguais.
✓ Ele usa Algoritmo de atualização de difusão (DUAL)para calcular o caminho
mais curto.
✓ Sem atualizações periódicas, somente quando houver mudança na
topologia.
¤ IGRP e EIGRP: a Cisco nunca enviou RFCs ao IETF para esses protocolos.

Significado do vetor de distância
¤ Vetor de distância
✓ As rotas são anunciadas como vetores
de distância e direção.
¤ A distância é definida em termos de uma
métrica
✓ Como contagem de saltos,
¤ A direção é simplesmente:
✓ Roteador de próximo salto ou
✓ interface de saída.
¤ Protocolo de roteamento
✓ Não conhece a topologia de uma
interligação de redes.
✓ Conhece apenas as informações de
roteamento recebidas de seus vizinhos.
¤ O protocolo de roteamento Distance
Vector não tem conhecimento de todo o
caminho até uma rede de destino.

Significado do vetor de distância
¤ R1 sabe disso:
✓ Distância: para 172.16.3.0/24 é 1 salto
✓ Direção: interface de saída S0/0/0 em direção a R2
¤ Lembre-se: R1 não tem um mapa de topologia, ele só conhece
distância e direção!

Operação de protocolos de roteamento de vetores de
distância
Atualizações periódicas
¤ Alguns protocolos de roteamento de vetor de distância transmitem periodicamente
toda a tabela de roteamento para cada um de seus vizinhos. (RIP e IGRP)
✓ 30 segundos para RIP
✓ 90 segundos para IGRP
¤ Ineficiente: as atualizações consomem largura de banda e recursos de CPU do
roteador
¤ Atualizações periódicas sempre enviadas, mesmo sem mudanças por semanas,
meses,…

Operação de protocolos de roteamento de vetores de
distância
¤ Vizinhos são:
¤ roteadores que compartilham um link
¤ usam o mesmo protocolo de roteamento.
¤ O roteador só está ciente de:
¤ Endereços de rede de suas próprias interfaces
¤ Endereços de rede que são vizinhos conhecem.
¤ Tem nenhum conhecimento mais amplo da topologia da rede.
R3 não tem
conhecimento
de R1 e
aprende as
redes de R1
por R2, R4
Vizinho de R1
Vizinho de R1

Operação do protocolo Link-State
¤ Estado do link protocolo de roteamento pode
criar uma “visão completa,”ou topologia da
rede.
¤ É como ter um mapa completo da topologia
da rede
¤ Os protocolos link-state estão associados a
Caminho mais curto primeiro (SPF)cálculos.
¤ Um roteador de estado de link usa informações
de estado do link para:
✓ Criar um mapa de topologia
✓ Selecionar o melhor caminho para todas as
redes de destino na topologia.

Operação do protocolo Link-State
¤ Os protocolos link-state funcionam melhor em
situações onde
✓ O design de rede é hierárquico, geralmente
ocorrendo em grandes redes.
✓ Os administradores têm um bom
conhecimentodo implementado protocolo
de roteamento link-state.
✓ Convergência rápida da rede é crucial. Os
protocolos link-state são acionados em
eventos e não dependem de atualizações
periódicas – 30/90 segundos de inatividade
da rede são INACEITÁVEIS!

Características do protocolo Link-State
¤ Com protocolos de roteamento link-state, cada roteador
tem uma visão completa da topologia da rede e pode
tomar decisões de forma independente com base em
uma imagem precisa da topologia da rede.
¤ Para fazer isso, cada roteador link-state mantém um
registro de:
✓ Seus roteadores vizinhos imediatos.
✓ Todos os outros roteadores na rede, ou em sua área da rede,
e suas redes conectadas.
✓ Os melhores caminhos para cada destino.

Vantagens do protocolo Link-State
¤ Responda rapidamente às mudanças na rede.
¤ Envie atualizações acionadas quando ocorrer uma
alteração na rede.
¤ Envie atualizações periódicas (atualização de estado de
link), em intervalos longos, como a cada 30 minutos.
✓ Usa LSAs para confirmar informações de topologia antes que
elas saiam do banco de dados de estado de link.

Tabelas/bancos de dados do roteador OSPF
¤ OSPF mantém três bancos de dados que são usados
para criar três tabelas.
Base de
dados
Mesa Descrição
Banco de
dados de
adjacência
Mesa vizinha
• Lista de todos os roteadores vizinhos com os quais um roteador
estabeleceu comunicação bidirecional.
• Esta tabela é exclusiva para cada roteador.
• Pode ser visualizado usando omostrar vizinho ip ospfcomando.
Banco de
dados de
estado de link
Tabela de
Topologia
• Lista de informações sobre todos os outros roteadores da rede.
• O banco de dados mostra a topologia da rede.
• Todos os roteadores dentro de uma área possuem bancos de dados
de estado de link idênticos.
• Pode ser visualizado usando omostrar banco de dados ip
ospfcomando.
Encaminhame
nto de banco
de dados
Tabela de
roteamento
• Lista de rotas geradas quando um algoritmo é executado no banco de
dados link-state.
• A tabela de roteamento de cada roteador é única e contém
informações sobre como e para onde enviar pacotes para outros
roteadores.
• Pode ser visualizado usando omostrar rota ipcomando.

Anúncios Link-State (LSAs)
¤ Quando ocorre uma alteração na
topologia da rede, o roteador que
sofre a alteração cria um anúncio
de estado de link (LSA) referente a
esse link.
✓ Os LSAs também são chamados
de unidades de dados de
protocolo link-state (PDUs).
¤ O LSA é transmitido por multicast
para todos os dispositivos vizinhos
usando 224.0.0.5 ou 224.0.0.6.
econfirmado!
¤ Os roteadores que recebem o LSA
imediatamente o encaminham
paratodosroteadores vizinhos.

Banco de dados Link-State (LSDB)
¤ Os roteadores que recebem
adicionam o LSA ao seu banco
de dados link-state (LSDB).
¤ O LSDB é usado para calcular os
melhores caminhos na rede.
¤ O cálculo da melhor rota OSPF é
baseado no algoritmo SPF (short
path first) de Edsger Dijkstra.

Algoritmo de roteamento SPF
¤ O algoritmo SPF acumula custos
ao longo de cada caminho, da
origem ao destino.
✓ Os custos acumulados são
então usados

pelo roteador
para construir uma tabela de
topologia.

Árvore SPF e tabela de roteamento
¤ A tabela de topologia é
essencialmente uma árvore SPF
que contém uma listagem de
todas as redes OSPF e os custos
para alcançá-las.
¤ As melhores rotas resultantes são
então consideradas
adicionadas à tabela de
roteamento.

Áreas OSPF
¤ Para minimizar os requisitos de processamento e
memória, o OSPF pode dividir a topologia de roteamento
em uma hierarquia de duas camadas chamada áreas.
¤ As características das áreas OSPF incluem:
✓ Minimiza as entradas da tabela de roteamento.
✓ Localiza o impacto de uma mudança de topologia dentro
de uma área.
✓ A inundação detalhada da LSA para no limite da área.
✓ Requer um design de rede hierárquico.

Hierarquia de duas camadas OSPF
¤ Área de espinha dorsal
✓ Referida como Área 0
✓ Também conhecida como Área
de Trânsito
¤ Áreas regulares (padrão)
✓ Também conhecidas como
áreas sem backbone
✓ Todas as áreas regulares devem
se conectar à área de
backbone
✓ As áreas padrão podem ser
definidas como áreas de toco,
áreas totalmente atarracadas e
áreas não tão atarracadas
(NSSAs)
▪ A Cisco recomenda:
• Uma área não deve ter mais de 50 roteadores.
• Um roteador não deve estar em mais de 3 áreas.
Se a ligação entre A –
B cair, não há
interesse geral

Objetivo de uma métrica
¤ Métricas do protocolo de roteamento:
✓ RASGAR:Contagem de saltos
✓ IGRP e EIGRP:Largura de banda, atraso, confiabilidade e carga
✓ OSPF(Cisco'versão):Largura de banda
✓ É-É:Quatro valores(Cisco usa“padrão”) – Coberto pela CCNP
✓ BGP:Atributos– Coberto pela CCNP

Parâmetros Métricos
¤ R1para chegar ao172.16.1.0/24rede.
¤ RASGAR:Menor número de saltos via R2.
¤ OSPF:Caminho com menor custo através do R3.
✓ Isso resulta em entrega de pacotes mais rápida.
56 Kbps

Exemplo de configuração de RIP
R2 R3
S0/0/1
S0/0/1
64kbps
10.2.1.0/24
.2
.1
R1 Fa0/0
.1
Fa0/0
.2
10.64.0.0/24
R1(config)# roteador rasgado
R1(config-roteador)# versão 2
R1(config-roteador)#rede 10.0.0.0
R1(config-router)# sem resumo automático
R1(config-roteador)# saída
R2(config)# roteador rasgado
R2(config-roteador)# versão 2
R2(config-roteador)#rede 10.0.0.0
R2(config-router)# sem resumo automático
R2(config-roteador)# saída

Verificando RIP
Comando Descrição
mostrar protocolos IP Exibe o roteador de redes como publicidade,
fontes de rota e distância administrativa
mostrar rota ip Exibe a tabela de roteamento

Cálculo da métrica OSPF
¤ O cálculo da métrica OSPF é baseado no
custo.
¤ O custo é uma indicação da sobrecarga
necessária para enviar pacotes através de
uma determinada interface.
¤ O custo de uma interface é inversamente
proporcional à largura de banda dessa
interface.
✓ Uma largura de banda maior tem um
custo menor.
✓ Uma largura de banda menor tem um
custo mais alto.
Largura
de
banda
Alto
Baixo
Custo mais baixo
Custo mais alto

Fórmula de custo OSPF
¤ Custo = 100.000.000 / Largura de banda (bps)
¤ Por exemplo:
• 10BaseT = 100.000.000 / 10.000.000 =10
• T1 = 100.000.000 / 1.544.000 =64

Exemplo de configuração de OSPF de área única
R2 R3
Área OSPF 0
S0/0/1
S0/0/1
64kbps
10.2.1.0/24
.2
.1
R1 Fa0/0
.1
Fa0/0
.2
10.64.0.0/24
R2(configuração)#interface Fa0/0
R2(config-if)#endereço IP 10.64.0.2 255.255.255.0
R2(config-if)#não feche
R2(config-if)#interface S0/0/1
R2(config-if)#largura de banda 64
R2(config-if)#saída
R2(configuração)#
R1(configuração)#interface Fa0/0
R1(configuração)#
R3(configuração)#interface S0/0/1
R3(config-if)#largura de banda 64
R3(configuração)#

Exemplo de configuração de OSPF de área única
R2 R3
Área OSPF 0
S0/0/1
S0/0/1
64kbps
10.2.1.0/24
.2
.1
R1 Fa0/0
.1
Fa0/0
.2
10.64.0.0/24
R1(configuração)#roteador ospf 1
R1(config-roteador)#rede 10.0.0.0 0.255.255.255 área 0
R1(config-roteador)#

Exemplo de configuração de OSPF multiárea
R2 R3
Área OSPF 0
S0/0/1
S0/0/1
64kbps
10.2.1.0/24
.2
.1
R1 Fa0/0
.1
Fa0/0
.2
10.64.0.0/24
Área OSPF 1

Configuração OSPF multiárea alternativa
R2 R3
Área OSPF 0
S0/0/1
S0/0/1
64kbps
10.2.1.0/24
.2
.1
R1 Fa0/0
.1
Fa0/0
.2
10.64.0.0/24
Área OSPF 1
R2(configuração)#interface S0/0/1
R2(config-if)#ip ospf 50 área 1
R2(configuração)#

Verificando OSPF
Comando Descrição
mostrar protocolos IP
Exibe ID do processo OSPF, ID do roteador,
roteador de redes é publicidade e distância
administrativa
mostrar vizinhos ip ospf Exibe relacionamentos de vizinhos OSPF.
mostrar rota ip Exibe a tabela de roteamento.
mostrar interface ip
ospf Exibe intervalo de saudação e intervalo morto
mostrar ip ospf
Exibe o ID do processo OSPF, o ID do roteador,
as informações da área OSPF e a última vez
que o algoritmo SPF foi calculado

LSNDI RMRA 4 de fevereiro de 2008
46
OSPF versus…
¤ OSPF requer mais recursos do roteador
¤ Convergência rápida
¤ Menos sobrecarga – bom para grandes redes
¤ Suporta VLSM
¤ Complexo para configurar para necessidades
avançadas!

47
…vs EIGRP
¤ EIGRP – protocolo de roteamento proprietário da Cisco
¤ Usa atualizações parciais e descoberta de vizinhos
¤ Semelhante ao OSPF, mas mais fácil de configurar
¤ Bom para grandes redes multiprotocolo que usam
roteadores Cisco

48
Configurando EIGRP
Precisa de número de sistema autônomo
Roteador(config)#roteador eigrp 123
Roteador(config-router)#net 192.168.1.1 0.0.0.3
Roteador(config-router)#net 22.22.22.0 0.0.0.255
Roteador(config-router)#exit
Usa máscara curinga

49
Verificando EIGRP
Roteador# mostra protocolos IP
¤ Isso mostra o protocolo de roteamento em uso e
outras informações úteis também
Roteador# navio eigrp?
interfaces interfaces IP-EIGRP
vizinhos vizinhos IP-EIGRP
tabela de topologia IP-EIGRP de topologia
tráfego Estatísticas de tráfego IP-EIGRP

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