Laboratório

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Recursos e características do OSPF

Open Shortest Path First (OSPF) é um protocolo de roteamento link-state que foi desenvolvido como uma alternativa para o RIP (Routing Information Protocol) de vetor de distância. O OSPF tem vantagens significativas sobre o RIP, pois oferece uma convergência mais rápida e pode ser aproveitado em implementações de rede muito maiores. OSPF é um protocolo de roteamento link-state que usa o conceito de áreas para escalabilidade. Um link é uma interface em um roteador. Um link também é um segmento de rede que conecta dois roteadores ou uma rede stub, como uma LAN Ethernet conectada a um único roteador. Todas as informações de estado de link incluem o prefixo de rede, o comprimento do prefixo e o custo. Todos os protocolos de roteamento usam mensagens de protocolo de roteamento para trocar informações de rota. As mensagens ajudam a construir as estruturas de dados, que são processadas usando um algoritmo de roteamento. Roteadores que executam mensagens de troca OSPF para transmitir informações de roteamento usando cinco tipos de pacotes: o pacote Hello, o pacote de descrição do banco de dados, o pacote de solicitação de estado de link, o pacote de atualização de estado de link e o pacote de confirmação de estado de link. As mensagens OSPF são usadas para criar e manter três bancos de dados OSPF: o banco de dados de adjacência cria a tabela de vizinhos, o banco de dados de estado de link (LSDB) cria a tabela de topologia e o banco de dados de encaminhamento cria a tabela de roteamento. O roteador cria a tabela de topologia usando resultados de cálculos baseados no algoritmo Dijkstra SPF (primeiro caminho mais curto). O algoritmo SPF é baseado no custo acumulado para acessar um destino. No OSPF, o custo é usado para determinar o melhor caminho para o destino. Para manter as informações de roteamento, os roteadores OSPF concluem um processo genérico de roteamento link-state para alcançar um estado de convergência:

• 1. Estabelecer Adjacências de Vizinhos
• 2. Trocar anúncios de estado de link
• 3. Criar o banco de dados do estado do link
• 4. Executar o algoritmo SPF
• 5. Escolha a melhor rota

Com uma única área OSPF qualquer número pode ser usado para a área, a melhor prática é usar a área 0. O OSPF de área única é útil em redes menores com poucos roteadores. Com o OSPF de várias áreas, um domínio de roteamento grande pode ser dividido em áreas menores, para oferecer suporte ao roteamento hierárquico. O roteamento ainda ocorre entre as áreas (roteamento entre áreas), enquanto muitas das operações de roteamento intensivas do processador, como recalcular o banco de dados, são mantidas em uma área. OSPFv3 é o equivalente do OSPFv2 para trocar prefixos do IPv6. Lembre-se que no IPv6 o endereço de rede é conhecido como prefixo e a máscara de sub-rede é chamada de tamanho do prefixo.

Pacotes OSPF

O OSPF usa os seguintes pacotes link-state (LSPs) para estabelecer e manter adjacências vizinhas e trocar atualizações de roteamento: 1 Hello, 2 DBD, 3 LSR, 4 LSU e 5 LSAck. LSUs também são usados para encaminhar atualizações de roteamento do OSPF, como mudanças de link. Pacotes Hello são usados para:

Descobrir vizinhos do OSPF e estabelecer adjacências de vizinhos.
Anunciar parâmetros nos quais dois roteadores devem concordar para se tornarem vizinhos.
Escolha o roteador designado (DR) e o roteador designado para backup (BDR) em redes multiacesso como Ethernet. Os links de ponto a ponto não exigem DR ou BDR.
Alguns campos importantes no pacote Hello são tipo, ID do roteador, ID da área, máscara de rede, intervalo de saudação, prioridade do roteador, intervalo inativo, DR, BDR e lista de vizinhos.

Operação OSPF

Quando um roteador estiver conectado inicialmente a uma rede, tente:

Criar adjacências com os vizinhos
Trocar informações de roteamento
Calcular as melhores rotas
Atingir convergência
Os estados pelos quais o OSPF avança para fazer isso são estado inativo, estado init, estado bidirecional, estado ExStart, estado Exchange, estado carregamento e estado completo. Quando o OSPF está habilitado em uma interface, o roteador deve determinar se há outro vizinho OSPF no link enviando um pacote Hello que contém seu ID de roteador para todas as interfaces habilitadas para OSPF. O pacote Hello é enviado para o endereço de multicast IPv4 Todos os roteadores OSPF reservados 224.0.0.5. Somente os roteadores OSPFv2 processarão esses pacotes. Quando um roteador vizinho com OSPF recebe um pacote Hello com uma ID de roteador que não faz parte da lista de vizinhos, o roteador receptor tenta estabelecer uma adjacência com o roteador de inicialização. Após o estado bidirecional, os roteadores fazem a transição para os estados de sincronização do banco de dados, que é um processo de três etapas:

• 1. Decidir primeiro roteador
• 2. Exchange DBDs
• 3. Enviar um LSR

As redes multiacesso podem criar dois desafios para o OSPF com relação à inundação de LSAs: a criação de múltiplas adjacências e a extensa inundação de LSAs. Um aumento dramático no número de roteadores também aumenta drasticamente o número de LSAs trocados entre os roteadores. Essa inundação de LSAs afeta significativamente a operação do OSPF. Se cada roteador em uma rede multiacesso precisar inundar e confirmar todos os LSAs recebidos para todos os outros roteadores na mesma rede multiacesso, o tráfego de rede fica muito caótico. É por isso que a eleição de DR e BDR é necessária. Em redes multiacesso, o OSPF elege um DR para ser o ponto de coleta e distribuição de LSAs enviados e recebidos. Um BDR também é eleito em caso de falha do DR.

Continuar a leitura: Teste do módulo - Conceitos OSPFv2 de área única