Trabalhando com protocolo de roteamento Open Shortest Path First (OSPF) - dummies

Como O caneta O caminho mais curto primeiro (O SPF) é um protocolo padrão aberto, muitos as pessoas contribuíram para o seu design e milhares e milhares de pessoas a analisaram. Nesta seção, alguns componentes funcionais deste protocolo de gateway interno (IGP) e seu uso em suas redes serão destacados.

Como cada IGP se comporta de forma ligeiramente diferente de outros IGPs, você deve estar familiarizado com alguns termos OSPF que são usados com o protocolo antes de saltar para os comandos de configuração. Esta seção procura esclarecer os principais termos e conceitos com os quais você deve estar familiarizado.

OSPF como um protocolo de estado de link

Nos protocolos de estado de link, a parte link do protocolo é a interface no roteador, enquanto o estado é como se relaciona com seus vizinhos, o que inclui seu endereço e informações de rede. Antes de começar, veja esta pequena lista de termos usados nesta seção:

Link State (LSA): Uma atualização simples no status do link do roteador, de modo que um será enviado quando um link estiver conectado, desconectado, ou mudou
Banco de dados topológico: Uma tabela na memória do roteador que contém informações de link sobre todos os roteadores conhecidos (veja o Capítulo 6 deste minibook)
Algoritmo SPF: Um cálculo matemático que usa o algoritmo Dijkstra (nomeado após um matemático holandês) para determinar o caminho mais curto para destinos e que foi fortemente aplicado às redes de computadores
Árvore SPF: Uma lista de todas as rotas para qualquer destino com uma ordem de preferência

Cada roteador que foi configurado para uma área OSPF envia um Link State (LSA) em intervalos regulares. Toda essa informação de estado de link é armazenada em um banco de dados topológico, após o qual um algoritmo SPF é aplicado aos dados no banco de dados.

Este processo gera uma árvore SPF listando todas as rotas para qualquer destino com uma ordem de preferência. A ordem preferida é então armazenada na tabela de roteamento, dando ao roteador as melhores opções de roteamento para esses destinos. A Figura 8-1 ilustra esse processo:

Os roteadores em troca de dados de estado de conexão iniciam o processo.
Cada roteador armazena as informações do estado do link na memória usando uma estrutura chamada tabela de topologia ou banco de dados de topologia.
O roteador processa todos os dados na tabela de topologia e faz uso do algoritmo Dijkstra para determinar todas as rotas para todas as redes, bem como as rotas de menor custo.
Todas essas informações são armazenadas na árvore SFP, identificando rotas preferenciais e secundárias.
As informações de roteamento são propagadas para a tabela de roteamento.

tipos de pacotes OSPF

O OSPF funciona com alguns tipos diferentes de pacotes para transmitir informações aos roteadores circundantes.

Pacote Hello: Troca informações sobre vizinhos entre si.
Pacote de Descrição do Banco de Dados: Elege uma versão do banco de dados a ser usada.
Pacote de solicitação de estado de link: Solicita um LSA específico de um vizinho.
Pacote de atualização do estado do link: Envia um LSA inteiro para um vizinho que solicitou uma atualização.
Pacote de confirmação do estado do link: Reconhece o recebimento de um pacote de atualização do estado do link.

O intervalo padrão para o envio de atualizações LSA é de 30 minutos, com um deslocamento aleatório de 4 minutos para evitar que todos os roteadores enviem ao mesmo tempo. Este intervalo não significa que, quando ocorre uma alteração em uma interface, leva até 30 minutos para iniciar o processo de replicação. Em vez disso, as mudanças no status ou configuração da interface são enviadas imediatamente. O intervalo de 30 minutos é usado para atualizar dados que já existem em outros roteadores.

Como um roteador espera receber atualizações a cada 30 minutos, você pode estar se perguntando o que acontece se uma atualização não aparecer na programação. Se uma atualização não for recebida dentro de quatro intervalos (120 minutos), o roteador é envelhecido fora do banco de dados de topologia. Isso pode acontecer se algo inesperado acontecer com o roteador, como uma falha na fonte de energia ou se tornar desconectado.

Todos os roteadores que compartilham um identificador de área comum (ou ID de área) recebem os dados LSA, não apenas os roteadores no mesmo link de dados.

Conhecendo áreas e Sistemas Autônomos

Ao projetar sua rede OSPF, os dois principais fatores com os quais você trabalha são áreas e como elas se encaixam dentro de um AS. Áreas são áreas funcionais da sua rede, talvez um prédio ou o piso de um edifício, e Sistemas Autônomos são coleções de áreas, que normalmente são toda a sua rede.

A rede OSPF geral é dividida em grupos chamados de áreas, enquanto todos os roteadores de uma organização provavelmente fazem parte de um único AS. A área é definida como uma divisão lógica do AS, dividida em seções contíguas da rede IP.

Em outras palavras, você quebra a área ao longo de grupos de sub-redes que podem ser agrupadas com uma única entrada de roteamento. Em uma rede grande típica, uma área pode consistir de 30 a 40 roteadores.

O pacote Hello

O pacote mais rápido e mais regular de pacotes de gerenciamento OSPF, é o pacote OLP OSPF multicast, que vai para o endereço 224. 0. 0. 5. O pacote Olá é o mecanismo que cria as relações vizinhas entre os roteadores. Por padrão, esses pacotes saem a cada dez segundos na mídia de transmissão, alertando os vizinhos vizinhos de que o roteador ainda está funcionando.

O intervalo morto (o tempo em que um vizinho está possivelmente para baixo) para a informação Hello é quatro vezes o intervalo Hello, então, se um roteador não enviar quatro conjuntos de pacotes Hello, ele será marcado como indisponível e suas rotas serão suspeito.Mais tarde, será removido quando quatro intervalos de atualização tiverem passado.

Quando os pacotes Hello OSPF são enviados, eles contêm várias informações. Aqui está uma lista dos itens principais:

ID do roteador: Encontrado no cabeçalho OSPF, o ID do roteador é um identificador numérico de 32 bits que, por padrão, é o endereço IP mais alto entre todas as interfaces disponíveis. Ao implementar uma interface de loopback, você pode exercer algum controle sobre o ID do roteador. Você também pode usar o parâmetro de configuração router-id para definir o ID do roteador como um valor preferido.
Vizinhos: No final do pacote Olá é uma lista de todos os roteadores vizinhos conhecidos, o que permite que cada vizinho conheça todos os outros vizinhos.
ID da área: Os vizinhos devem compartilhar um segmento comum e suas interfaces devem pertencer à mesma área OSPF desse segmento. Eles também devem compartilhar a mesma sub-rede e máscara.
Prioridade do roteador: Um número de 8 bits para prioridade, usado para selecionar Roteador designado (DR) e Roteador designado de backup (BDR).
endereços IP DR e BDR: Os endereços do DR e do BDR.
Senha de autenticação: A senha de autenticação. A autenticação de execução é um recurso de segurança opcional com o protocolo OSPF.
Bandeira de área de área: Reduz as atualizações encaminhando-as individualmente com uma rota padrão.

Verificando o custo base

Depois que o roteador reúne todas as informações, ele calcula um custo base para cada rota. O custo é calculado com esta fórmula:

Custo = largura de banda de referência / largura de banda de interface em bps

A largura de banda de referência é a mesma que Fast Ethernet, que é 100 000 000. Ligações Fast Ethernet sempre tem um custo de 1. Se você estiver calculando o custo de um link Gigabit Ethernet, use 100, 000, 000, 000, 000, 000, o que lhe dá 0. 1.

O custo de uma Ethernet O link é 100, 000, 000/10, 000, 000, que lhe dá 10; o custo de um link T1 é 100, 000, 000/1, 544, 000, o que lhe dá um custo de 64. Quanto mais lento for o link, maior será o custo e menor será o preferido. O link de menor custo será sempre preferido.