Sistemas Aut

1
Sistemas AutônomoseRoteamento na
InternetEdgard Jamhour
2
Estrutura Física de Redes IP

• Os equipamentos de redes IP são comumente
  estruturados em 3 níveis
• Nível Usuário
• Equipamento que atende a um usuário ou a uma rede
  privada
• CPE Customer Premises Equipment ou
• RG Residential Gateway
• Nível Acesso
• Infra-estutura que transporta dados não agregados
• ADSL, Cable Model, Ethernet, Frame-Relay, ATM,
  etc.
• Nível Núcleo (Core ou Backbone)
• Infra-estrutura que transporta dados agregados
• ATM, SDH, Gigabit-Ethernet

3
Exemplo

• Múltiplas tecnologias de acesso podem ser
  agregadas ao Backbone
• No caso do ADSL, o equipamento de rede
  responsável por multiplexar as linhas de acesso
  ao backbone é denominado
• DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer
  

linha de baixa capacidade
linha de alta capacidade
PPPoE
DSLAM
CPE
CPE
CPE
B-RAS
Rede Backbone
DSLAM
CPE
CPE
Broadband Remote Access Server (responsável por
autenticar e policiar o tráfego do usuário)
CPE
4
Exemplo

• Redes backbones interligam multiplas redes de
  acesso
• A rede Internet é formada pela interligação
  desses backbones

operadora 1
operadora 2
CPE
CPE
Rede Backbone

CPE
Rede Backbone

CPE
CPE
CPE
5
Estrutura Lógica da Internet

• Como as informações são roteadas na Internet?

200.0.0.0/24

• Como as tabelas de roteamento são atualizadas?

6
Estrutura Lógica da Internet

• A internet é estruturada na forma de sistemas
  autônomos

B
F
G
A
E
H
C
I
D
J
SISTEMA AUTÔNOMO 2
SISTEMA AUTÔNOMO 1
X
Y
Z
SISTEMA AUTÔNOMO 3
7
Sistema Autônomo(Autonomous System - AS)

• Um AS é uma rede que divulga seus endereços para
  outras redes da Internet.
• Propriedades do AS
• Possui os seus próprios IPs.
• Seus endereços independem do provedor de acesso.
• Pode conectar-se a vários provedores
  simultaneamente.

Redes pertencentes ao AS
Conexão com outro AS
F
G
H
I
J
Conexão com outro AS
8
Exemplos de SA

• Endereço www.pucpr.br (200.192.112.20)
• AS 13522
• Prefixes3
• IP addrs8192
• IPs/Prefix2730
• AS namePontificia
• AS descrUniversidade Catolica do Parana
• CountryBR
• Allocated19990628
• RIRLACNIC
• BGP Prefix
• Prefix200.192.112.0/21

9
Exemplos de SA

• Endereço www.google.com
• AS 15169
• Prefixes109
• IP addrs122624
• IPs/Prefix1124
• AS nameGOOGLE
• AS descrGoogle Inc.
• CountryUS
• Allocated20000330
• RIRARIN
• BGP Prefix
• Prefix209.85.128.0/17

10
Atribuição de Endereços na Internet

• IANA
• The Internet Assigned Number Authority
• Atribuição de Endereços
• LIR Local Internet Registry
• NIR National Internet Registry
• RIR Regional Internet Registry
• AfriNIC (African Network Information Centre) -
  Africa Region
• APNIC (Asia Pacific Network Information Centre) -
  Asia/Pacific Region
• ARIN (American Registry for Internet Numbers) -
  North America Region
• LACNIC (Regional Latin-American and Caribbean IP
  Address Registry) Latin America and some
  Caribbean Islands
• RIPE NCC (Réseaux IP Européens) - Europe, the
  Middle East, and Central Asia

11
Exemplo de AS

• Bloco de Endereços do AS
• 200.17.0.0/16 (255.255.0.0)
• 200.17.0.0 ao 200.17.255.255

G 200.17.1.1 H 200.17.2.1 J 200.17.3.1
200.17.1.0/24
Conexão com outro AS
200.17.2.0/24
F
G
H
I
O AS pode divulgar rotas agrupadas 200.17.0.0/16
J
200.17.3.0/24
12
Tipos de AS

• Sistemas autônomos podem ser
• Stub AS
• ligados à Internet através de um único ponto de
  saída.
• Também são chamados de single-homed
• Transit AS
• Sistemas Multihomed que permitem tráfego
  originário fora desse SA poder passar através
  dele para outro SA diferente.
• Os ISP são sistemas deste tipo.
• Non-Transit
• Não permitem transporte de tráfego envolvendo
  outros AS.

Propagação de Rotas
13
Relacionamento entre ASsPeering e Transit

• Quando dois AS se interconectam de maneira
  gratuita, visando benefício mútuo de troca de
  tráfego, eles são denominados peer.
• ATM acordo de tráfego multi-lateral
• Quando o relacionamento é comercial, a
  conectividade é denominada transit.

14
IXP Internet Exchange Point

• Um IXP permite a interconexão direta de vários
  ASs, minimizando o número de saltos
• Atualmente, a tecnologia mais utilizada para
  implementar IXP é o Ethernet.
• Em muitos países a manutenção dos IXP é
  subsidiada por órgãos públicos

15
PTT Brasil

• No Brasil a denominação utilizada para IXP é
  PTT
• PTT Ponto de Troca de Tráfego
• PIX Ponto de Interconexão ou ponto de acesso ao
  PTTMetro.
• PTTMetro
• Projeto do Comitê Gestor da Internet no Brasil
  (CGIbr) que permite a interconexão direta entre
  as redes ASs que compõem a Internet Brasileira.

16
Backbone RNP

• O backbone da RNP oferece concetividade nacional
  com nível de Gigabit

17
Quem não é AS, pertence a um AS
Este roteador pode ter apenas uma rota para
Internet
Esta rede pertence ao AS1
Esta rede pertence ao AS2
Gateway Default da Rede Corporativa
CPE
CPE
A
B
F
G
E
H
C
I
D
J
Quantas rotas este roteador precisa conhecer?
SISTEMA AUTÔNOMO 2
SISTEMA AUTÔNOMO 1
X
Y
Z
SISTEMA AUTÔNOMO 3
18
Tipos de Roteadores no AS

• Exterior Gateways
• Troca informações com roteadores pertencentes a
  outros AS.
• Equipamento muito caro, com alta capacidade de
  memória.
• Interior Gateways
• Troca informações apenas no interior do seu AS.
• Roteador comum.

Gateway Interno
F
G
H
I
J
Gateway Externo
19
Sistema Autônomo AS

• Informações de roteamento para os roteadores
  internos
• Eles precisam conhecer todas as rotas no interior
  do AS
• A propagação das rotas é baseada em difusão
  seletiva (multicast)
• Utiliza IGP Interior Gateway Protocol
• OSPF Open Shortest Path First
• Informações de roteamento para roteadores
  externos
• Precisa ser padronizada
• A propagação de rotas depende de contratos entre
  os administrados de AS
• Baseada em EGP Exterior Gateway Protocol
• BGP Border Gateway Protocol

20
IGP e EGP

• IGP Interior Gateway Protocols
• Informações de Roteamento no Interior do AS
• RIP Routing Information Protocol
• OSPF Open Shortest Path First
• IS-IS Intermediate System to Intermediate System
• EGP Exterior Gateway Protocols
• Informações de Roteamento entre ASs
• BGP Border Gateway Protocol

21
EGP e IGP
216.1.2.0/24
Conhece apenas as rotas no interior do AS
Conhece todas as rotas da Internet
CPE
CPE
EGP
A
B
F
G
E
H
IGP
IGP
C
I
D
J
SISTEMA AUTÔNOMO 2
SISTEMA AUTÔNOMO 1
L
prefixo 216.1.2.0/16
prefixo 220.2.0.0/16
M
220.2.1.0/24
22
Exemplo de Roteador de Borda

• Roteadores de borda atuais precisam suportar
  aproximadamente
• 222.000 rotas (junho 2007)
• Mais 50 para rotas privadas de clientes
• A fim de processar essas rotas sem grande atraso
  na propagação dos pacotes os roteadores precisam
• Muita memória de acesso rápido
• Alta capacidade de processamento
• Roteadores com essa capacidade podem ter custos
  superiores a U 50K.

23
Conceitos Básicos de Roteamento

• RIB (Router Information Base)
• conjunto de rotas configuradas no roteador
• origem estática
• protocolos de roteamento
• icmp (redirecionamento)
• pode conter mais de uma rota para o mesmo destino
• FIB (Forwarding Information Base)
• conjunto de rotas ativas (não ambiguas)
• pode conter o endereço MAC do próximo salto
• contém apenas as melhores rotas

ir até E por B com custo 2
A
B
E
C
D
ir até E por C com custo 3
24
Algoritmos de Roteamento

• Algoritmo de Roteamento Global
• tem conhecimento de toda estrutura da rede
• algoritmo de estado de enlace LS (link-state)
• Algoritmo de Roteamento Decentralizado
• nenhum nó tem informação completa da rede
• algoritmo de vetor de distâncias DV (distance
  vector)

3
5
2
2
3
2
1
1
25
Vetores de Distância

• A) Os roteadores divulgam as redes a que estão
  diretamente conectados por seus enlaces
• B) Apenas as melhores ofertas são aceitas para
  cada rede.
• C) A rotas são propagadas com custo acrescido

rede A por B2
rede A por A.1
acesso a rede A com custo 2
acesso a rede A com custo 1
B
1
2
1
X
2
rede A
A
C
D
2
1
3
acesso a rede A com custo 2
1
acesso a rede A com custo 1
rede A por C3
rede A por A.2
26
Atualizações de Rota Vetor de Distância

• Por re-anuncio e temporização
• As rotas tem um tempo de vida (TTL)
• Os roteadores re-anunciam periodicamente suas
  rotas
• Rotas cujo re-anuncio não é recebido dentro do
  prazo de vida são desativadas.
• Rotas de maior custo previamente ignoradas passam
  a ser aceitas.
• O tempo de atualização das rotas é
  aproximadamente nsaltos TTL
• Por atualizações (triggered updates)
• Quando um roteador detecta uma alteração em sua
  tabela ele re-anuncia todas as suas rotas.
• Essa técnica reduz o tempo de atualização mas
  gera grande carga de mensagens de atualização na
  rede.

27
Estado de Enlace

• Roteadores trocam informações sobre a topologia
  da rede (roteadores, enlaces e redes).
• Cada roteador mantém um banco de dados completo
  com a descrição de toda topologia da rede (link
  state database)
• Os roteadores só repassam informações para
  roteadores parceiros (protocolo Hello - também
  usado como keep alive)
• Os roteadores parceiros sincronizam sua base de
  estado de enlace através de mensagens LSA (Link
  State Advertisement)

hello
hello
Link State Database
Link State Database
A
B
lsa
lsa
28
Atualizações de Rota Estado de Enlace

• Roteadores verificam se seus vizinhos estão
  ativos pela mensagem Hello
• As mensagens de atualização de rotas (LSA) são
  enviadas somente se uma nova rota foi adicionada
  ou removida.

novo LSA
29
Divisão em Áreas

• Num protocolo de estado de enlace os requisitos
  de memória crescem linearmente com o número de
  enlaces (n) e o processamento cresce entre n
  log(n) e n2.
• Para prover escalabilidade em redes de grade
  porte, é utilizado a estratégia de divisão por
  áreas.

área B
ABR Roteador de Borda de Àrea
estado completo da própria área
ABR
ABR
resumo
resumo das outras áreas
área C
área A
30
Vetores de Caminho e políticas

• O roteamento por vetor de caminho (path vector)
  inclui informações de caminhos completos nos
  anúncios de rota.
• Essa estratégia permite determinar loops

200.17.1.0/24 via SA3
Y
Z
200.17.1.0/24
200.17.1.0/24 via SA3
X
W
EGP
SA3
200.17.1.0/24 via SA3, SA1
B
E
F
G
C
D
EGP
I
J
SA2
SA1
200.17.1.0/24 via SA3, SA2
31
EGP - Exterior Gateway ProtocolsBGP
32
BGP Border Gateway Protocol

• Protocolo de roteamento por vetor de caminho
• Versão 4 RFC 1771
• Motivação
• Segmentar a Internet em domínios (ASs)
  administrados independentemente
• Eliminar a necessidade de divulgar todas as rotas
  entre ASs distintos.
• Características
• Protocolo transportado por TCP
• Cabeçalho Padrão seguido de 5 tipos de mensagem
  distintos.

33
Mensagens BGP

• Open (Tipo 1)
• inicia uma sessão entre um par de roteadores BGP
• negocia recursos opcionais do BGP
• Update (Tipo 2)
• anuncia informações de roteamento de um BGP para
  outro
• Notification (Tipo 3)
• usada para indicar problemas com as mensagens
  Open ou Update
• KeepAlive (Tipo 4)
• utilizada para verificar se o parceiro está ativo
• Route-Refresh (Tipo 5)
• requisita que um roteador BGP reanuncie todas as
  suas rotas

34
Sessão BGP

• Speaker BGP
• roteador que pode enviar e receber mensagens BGP
• Parceiros BGP
• roteadores BGP com conexões TCP ponto-a-ponto
  estabelecidas
• Porta TCP 179

open
open ou notification
update
update
35
Cabeçalho BGP

• Marcação (16 bytes)
• campo obsoleto, não é mais utilizado (preenchido
  com 0xff)
• Tamanho (2 bytes)
• máximo 4096 bytes
• Tipo da mensagem (1 byte)
• 5 tipos

Byte 1
Byte 2
Byte 3
Byte 4
Marcador
Marcador (cont.)
Marcador (cont.)
Marcador (cont.)
Tamanho da Mensagem
Tipo da Mensagem
Versão (4)
36
Mensagens BGP Open
ID AS
Tempo de Suspensão
Identificador BGP
Tamanho Opcoes
Parâmetros Opcionais
Parâmetros Opcionais

• Identificador de AS
• número de 16 bits e.g. 65033
• AS Privado 64512 a 65535
• Tempo de Suspensão
• Tempo que o roteador espera (em segundos) sem
  keep alive, antes de considerar a sessão como
  morta
• Keep Alive (30 s) 1/3 do tempo de suspensão (
  90 s)
• Identificador de BGP
• Endereço IP da interface do roteador
• Parâmetros Opcionais
• Formato TLV (e.g. autenticação e capacidades
  adicionais - AS 4 bytes)

37
Mensagem BGP Update
Tamanho Rotas Retiradas
Info. Rotas Retiradas
Rotas Retiradas
Tamanho do Atributos do Caminho
Atributos Caminho
Atributos Caminho
Informação de Alcance da Camada de Rede (NLRI)

• A mensagem de update permite adicionar ou remover
  novas rotas.
• Ela é composta de 3 seções
• Rotas Retiradas (Unfeasible Routes)
• e.g. 192.168.1.0/24, 10.0.0.0/8, etc.
• Atributos do Caminho
• atributos comuns a todas as rotas anunciadas
• Rotas Anunciadas (NLRI)
• e.g. 200.1.0.0/16

38
Atributos BGP

• AS-PATH
• seqüência completa de ASs até o destino anunciado
• usado para detectar loops
• NEXT-HOP
• endereço do roteador BGP que corresponde ao
  primeiro salto do caminho
• LOCAL-PREFERENCE
• determina o melhor caminho para o tráfego de
  saída
• maior local-preference vence (default 100)
• MULTI-EXIT DESCRIMINATOR (EXIT)
• melhor caminho para o tráfego entrante
• ORIGIN
• Origem do Caminho IGP, EGP ou incomplete
• COMMUNITIES
• Comunidades aos quais as rotas anunciadas
  pertencem

39
Comunidades BGP

• No BGP rotas podem ser agrupadas em comunidades
  (através da seção path da mensagem update)
• comunidades permitem definir políticas para
  exportação de rotas
• o significado da comunidade é local ao AS
• Quatro bytes são utilizados 2 bytes AS 2 bytes
  Valor
• exemplo 65033500 (comunidade 500 do AS 65033)
• As seguintes comunidades são padronizadas
• internet (0)
• no-export (0xFFFFFF01)
• as rotas são anunciadas apenas aos peers que são
  parte da mesma confederação BGP
• no-advertise (0xFFFFFF02)
• a rota não é anunciada para nenhum BGP peers
• local-AS (0xFFFFFF03)
• a rota não é anunciada para nenhum BGP peer
  externo, mesmo que confederado

40
Confederação BGP

• Grandes redes podem ser divididas em vários AS
  confederados.
• Um AS confederado é visto como um simples AS
  pelos demais ASs

AS 1
AS 2
i-BGP
AS 5
AS 4
AS 3
e-BGP
41
Políticas BGP

• As políticas BGP permitem controlar de maneira
  seletiva quais rotas serão recebidas e propagadas
  para outros vizinhos.

• Exemplo
• Não importar rotas para a rede 10.0.0.0/8
• Não exportar rotas para a rede 10.0.0.0/8

42
IGP - Interior Gateway ProtocolsRIPOSPF
43
RIP Routing Information Protocol

• Originário do conjunto XNS da Xerox
• Duas Versões
• Versão 1 RFC 1058
• mensagens em broadcast
• não suporta CIDR (Classless InterDomain Routing)
• Versão 2 RFC 1723
• mensagens em multicast
• suporta CIDR
• Baseado em vetor de distâncias

44
RIP

• Transportado em mensagens UDP (Porta 520)
• Cada mensagem pode informar até 25 rotas
• Dois tipos de mensagem
• Requisição (tipo 1) solicita informações de
  roteamento
• Resposta (tipo 2) envia informações de
  roteamento
• Indicado para redes de pequeno a médio porte.
• É muito simples de usar, mas torna-se ineficiente
  para redes muito grandes.
• Custo baseado em saltos (hop count)
• Valor máximo 15 (acima deste valor, a rede é
  considerada inalcançável)

45
Elementos de uma rede RIP

• Ativos envia e escuta mensagens RIP
• Passivos apenas escuta mensagens RIP

Rede 200.192.0.0/24
PASSIVO Usualmente host
ATIVO Usualmente roteador
Rede 200.134.51.0/24
46
Exemplo de Operação RIP
G,R,D G Gateway R Rede D Distância

REDE 1
G1
(G1,R5,3)
(G1,R5,3)
REDE 2
2
G2
G3
(G2,R5,4)
(G3,R5,2)
1
REDE 4
REDE 3
G4
G6
G5
(G6,R5,1)
(G5,R5,1)
(G4,R5,5)
REDE 6
REDE 5

47
Tabela de Roteamento

• Roteador G3

Next Hop G1 0 G2 0 G5 G2
Destino REDE 1 REDE 2 REDE 3 REDE 4 REDE 5 REDE
6
Metrica 2 1 2 1 2 3
Direto/ Remoto R D R D R R
Local/ RIP R L R L R R
Interface 2 2 2 1 1 2
48
Timers para Rotas

• As mensagens de rotas (responses in RIP) são
  enviadas a cada 30 segundos.
• Time-out timer
• Inicializado todas as vezes que uma rota é criada
  ou atualizada.
• Se a rota não for atualizada em 180 segundos, ela
  é considerada obsoleta.
• Garbage collection Timer
• As rotas que estiverem expiradas por mais de 120
  segundos são removidas.

49
RIP Request e Response

• Um gateway pode enviar uma mensagem para outro
  solicitando a atualização de uma rota específica.

RIP REQUEST
RIP RESPONSE
50
RIP Versão 1 RFC 1058

• PROBLEMAS
• Não propaga máscaras (só permite definir rotas
  segundo as classes A, B e C).
• Envia mensagens em Broadcast.
• Não possui mecanismos de autenticação.

51
RIP Versão 2 RFC 1723

• RIP Versão dois suporta
• Propaga as rotas para grupos multicast
• Suporta a definição de rotas com uso de máscaras.
  
• Autenticação por
• Message Digest (16 bytes MD5 da mensagem)
• Password Simples (senha de 6 bytes)
• Message Digest Key e Sequence Number (HMAC com
  chave secreta)
• Em todos esses casos, a autenticação é colocada
  no início da mensagem.

52
Formato das Mensagens RIP v2
Byte 2
Byte 3
Byte 4
Byte 1
Command (1 request, 2 response)
Version (2)
Reserved
Cabeçalho
Address Family (0xffff para Autenticação)
Tipo de Autenticação
Autenticação
Informação de Autenticação X 4
Address Family (2 para IPv4)
Tag de Rota
Entradas de Rota ....
IP Address
Subnet mask
Next Hop IP Address
Metric
Address Family (0xffff para Autenticação)
Tipo de Autenticação
Autenticação
Informação de Autenticação X 4
53
Exemplo

• Inicialmente os roteadores tem apenas as rotas
  das redes conectadas fisicamente a eles.

10.26.128.0 255.255.128.0
3
2
192.168.0.0 255.255.255.0
192.168.1.0 255.255.255.0
1
INTERNET
0.0.0.0 0.0.0.0
54
Propagação da Rota 0

• A cada salto o custo da rota é acrescido de 1.

10.26.128.0 255.255.128.0
3
2
192.168.1.0 255.255.255.0
192.168.0.0 255.255.255.0
1
INTERNET
0.0.0.0 0.0.0.0
55
Propagação da Rota 192.168.0.0

• Ofertas de rotas com custos mais alto são
  descartadas.

10.26.128.0 255.255.128.0
3
2
192.168.1.0 255.255.255.0
192.168.0.0 255.255.255.0
1
INTERNET
0.0.0.0 0.0.0.0
56
OSPF Open Shortest Path First

• Versão Atualv2
• RFC 2328 e RFC 1246
• Protocolo IGP por estado de enlace
• Único protocolo de roteamento dinâmico
  obrigatório para roteadores.
• Protocolo de roteamento completo, mais flexível
  que o RIP.
• RIPv2 permite apenas trabalhar com custo por
  número de saltos.
• OSPF permite utilizar técnicas mais genéricas
  para cálculo das métricas das rotas.

57
Dijkstra Shortest Path First (SPF)

• Princípio
• Encontrar o menor caminho entre um dos nós da
  rede e todos os demais
• Se D pertence ao melhor caminho entre AF, então o
  melhor caminho é o melhor AD melhor DF.
• Custo Llog(N) (Lenlaces e Nnós)
• Estratégia
• Escolher sempre o melhor nó adjacente
• Atribuir custos acumulativos a cada nó da rede

10
6
4
B
E
5
2
A
0
1
3
F
1
C
D
9
4
5
1
5
58
Constrained Shortest Path First (CSPF)

• Permite impor restrições adicionais ao invés de
  escolher simplesmente o caminho mais curto
• As restrições podem ser de várias naturezas
• restringir o uso de enlaces indisponíveis, pouco
  confiáveis ou muito lentos (menos banda)
• Duas técnicas são utilizadas
• Aparar enlaces indesejáveis (eliminá-los do grafo
  - prunning)
• Criar uma nova métrica que incorpora outras
  restrições em seu cálculo
• Problema
• Todos os roteadores precisam usar a mesma
  métrica, ou poderão ser criadas rotas em loop.

59
Equal Cost Mutipath (ECMP)

• Geralmente, quando dois caminhos de custo
  idêntico são encontrados, o primeiro a ser
  descoberto é mantido.
• Isso pode levar a uma sub-utilização da
  capacidade da rede.
• No ECMP os roteadores procurar efetuam
  balanceamento de carga entre caminhos de custo
  idêntico.
• Roteadores que suportam ECMP criam regras
  automáticas de balanceamento utilizando
  parâmetros como
• O endereço de origem ou destino dos pacotes
  encaminhados.
• A marcaçao diffserv
• O tipo de tráfego transportado

60
Conceitos do OSPF

• Um roteador OSPF deve ter um identificador único
  em todo o sistema Autônomo
• identificador de roteador endereço IP de uma das
  interfaces (geralmente o menor)
• identificador de área exclusivo em um sistema
  autônomo
• Os seguintes métodos de autenticação são
  suportados
• tipo 0 sem autenticação checksum
• tipo 1 proteção adicional contra erro de
  configuração
• tipo 3 autenticação criptográfica MD5

61
Áreas OSPF

• No OSPF, áreas são organizadas em uma hierarquia
  de dois níveis
• área zero backbone do AS
• demais áreas conectadas ao backbone
• Os roteadores que conectam uma área ao backbone
  são denominados ABR
• Os ABR transmitem informações sumarizadas para os
  demais roteadores da sua área.
• Se uma única área for utilizada, a quantidade de
  roteadores é limitada (menos que 200 para
  roteadores legados).

62
Terminologia OSPF
BACKBONE OSPF Area 0.0.0.0
Area 0
N1
R0
Area 3
Roteador de Fronteira de Área (ABR)
N2
R1
R3
Area 1
R2
Fronteira de AS
Area 2 (Stub)
R7
LSA NSA
R4
R8
R6
Rx
R5
Roteador de Fronteira de AS (ASBR)
N1
Rede RIP
63
Terminologia OSPF

• Roteadores Intra-Area
• Conhecem apenas a topologia de rede do interior
  de sua própria área.
• Roteadores de Fronteira de Área (ABR)
• Conhecem duas ou mais áreas aos quais estão
  diretamente conectados.
• Efetuam agregação de rotas utilizando CIDR (a
  agregação pode ser ativada ou não)
• a agregação interfere no funcionamento do LDP
  (MPLS)
• Roteadores de Fronteira de AS (ASBR)
• Trocam informações com outros AS e podem
  pertencer a qualquer área.

64
Funcionamento do OSPF

• Protocolo de Estado de Enlace
• Protocolo OSPF é diretamente encapsulado no IP
  (protocolo tipo 89).
• São transmitidos em multicast para o endereço
  padrão 224.0.0.5 e 224.0.0.6.
• Mensagens do OSPF
• Hello
• Descrição do Banco de Dados
• Solicitação do Estado de Enlace
• Atualização do Estado de Enlace
• Reconhecimento do Estado de Enlace

65
Mensagens OSPF

• Hello
• usada para descobrir vizinhos e manter o
  relacionamento entre eles
• DataBase Description
• lista um diretório de entradas de estado de
  enlace
• LinkState Request
• requisita uma ou mais informações específicas de
  estado de enlace
• LinkState Update
• envia a informação de uma ou mais entradas de
  estado de enlace (LSA - Link State Advertisement)
• LinkState Acknowledgement
• confirma o recebimento seguro da informação de
  estado de enlace

66
Mensagens OSPF
Byte 2
Byte 3
Byte 4
Byte 1
Version (2)
Tipo de Mensagem
Tamanho da Mensagem
Identificador de Roteador
Identificador de Área
Checksum da mensagem
Tipo de Autenticação
Dados de autenticação ...
Reservado
ID de Chave
Tamanho da Autentic.
Número de sequência
Cabeçalho OSPF
Byte 2
Byte 3
Byte 4
Byte 1
Máscara de rede
Opções
Prioridade Roteador
Intervalo de Hello
Intervalo de morte do roteador
Roteador designado
Roteador designado de backup
Primeiro Vizinho
Outros Vizinhos
Mensagem Hello
67
Descoberta de Vizinhos

• Mensagem Hello
• Permite detectar novos vizinhos e verificar se
  estão ativos
• As mensagens são enviadas em intervalos de 10
  segundos
• O intervalo de morte é geralmente 40 segundos
• Prioridade do Roteador
• Utilizado para eleger o roteador designado
  (designated router)
• o desempate entre prioridades é feito para o
  roteador com ID mais alto
• Lista de Vizinhos
• Os vizinhos são identificados pelo seu ID (IP)

68
Mensagens OSPF
Byte 2
Byte 3
Byte 4
Byte 1
MTU da Interface
Opções
Reservado
I
M
S
Número de sequência da descrição do banco de dados
Identificador de Área
Idade do Estado de Enlace
Opções
Tipo do Est. Enlace
Identificador de Estado de Enlace
Roteador Anunciante
Número de sequência do Estado de Enlace
Checksum
Tamanho
Outros Cabeçalhos de Anúncio de Estado de
Enlace ....
Database Description
69
Sincronismo com Banco de Dados

• O método OSPF exige que cada roteador possua uma
  cópia idêntica dos estados de enlace da rede.
• Para evitar que informações em excesso sejam
  trocadas pela rede, a seguinte estratégia é
  adotada
• O roteador anuncia uma lista de enlaces que ele
  conhece (DataBase Description)
• lista os identificadores de entrada da base, mas
  não envia os dados propriamente dito
• O roteador que recebe o anúncio solicita apenas
  as entradas que estão faltando (Link State
  Request)
• O roteador que fez o anúncio envia mensagens
  contendo os LSA solicitados (Link State Update)

70
Mensagens OSPF
Byte 2
Byte 3
Byte 4
Byte 1
Tipo de Estado de Enlace
Identificador do Estado de Enlace
Roteador Anunciante
Outros Anúncios de Estado de Enlace
Requisitados....
Link State Request (LSR)
Contador de Anúncios (número de LSAs)
Idade do Estado de Enlace (LS)
Opções
Tipo de LS
Identificador de estado do enlace
Roteador Anunciado
Número de Sequência de Estado do Enlace
Checksum do Estado de Enlace (LS)
Tamanho
Flags
Reservado
Número de Enlaces
Identificador de Enlace (IP ou Subrede)
Dado do Enlace (Máscara de Subrede)
Tipo de Enlace
Contador de TOS
Métrica Padrão
TOS
Reservado
Métrica do TOS
Link State Update (LSU N X LSA)
71
Redes de Acesso Múltiplo

• Vários roteadores são interconectados a um enlace
  compartilhado com suporte a broadcast (multicast)
• Mensagens de Hello são enviadas em multicast
  (224.0.0.5)
• Anúncios de LSA são feitos ao roteador designado
  e ao roteador designado de backup usando um
  endereço de multicast (224.0.0.6)
• O roteador designado distribui os anúncios usando
  o endereço de multicast 224.0.0.5.

72
Tipos de Anúncio de Estado de Enlace

• No OSPF são utilizados 4 tipos de LSA
• Tipo 1 Router-Link Entry
• Anúncios de Enlaces de Roteador
• Produzidos por todos os roteadores e são
  espalhados dentro de uma única área.
• Tipo 2 Network-Link Entry
• Anúncios de Enlaces de Rede
• Produzidos pelo roteador designado e são
  espalhados em uma única área.
• Tipo 3 e 4 Summary-Link Entry
• Anúncio de Enlaces de Resumo
• Produzidos pelos roteadores de fronteira de área
  ABR. Descrevem rotas para destinos em outras
  áreas e para os roteadores de fronteira de AS.
• Tipo 5 Autonomous System External Link Entry
• Anúncio de Enlaces de AS Externo
• São produzidos pelos roteadores de fronteira AS e
  são espalhados por todos as áreas.

73
Tipos de Áreas

• Áreas Stub
• Utilizadas para proteger roteadores com pouca
  capacidade de CPU ou memória
• Esse tipo de área é configurada no ABR, que
  propaga apenas uma rota padrão para os demais
  roteadores da área
• Not So Stubby Area (NSSA)
• Uma LSA especial denominada LSA-NSSA é utilizada
  para propagar rotas de uma área Stub para outras
  áreas que não suporte OSPF (por exemplo RIP)
• Essa mensagem tem um campo adicional que permite
  apontar uma gateway diferente do roteador
  anunciante.
• Enlaces Virtuais
• Permitem criar enlaces virtuais (não físicos)
  usados para aumentar a conectividade da malha
  OSPF.
• Exemplo interconectar duas áreas adjacentes
  utilizando um roteador que não tem interface
  direta com a Área 0.

74
Links de Interesse

• http//logbud.com/visual_trace
• http//www.asnumber.networx.ch/
• http//www.bgp4.as/internet-exchanges
• http//bgplay.routeviews.org/bgplay/

75
ANEXOS
76
TTL e Número de Seqüência das LSA

• Um limite de idade (TTL) é atribuído às
  informações anunciadas pelo LSA.
• As LSAs precisam ser renovadas periodicamente. As
  LSAs são removidas quando o TTL é esgotado.
• Cada LSAs tem um TTL controlado por
  temporizadores individuais.
• As LSAs possuem também um número de seqüência que
  permite distinguir anúncios novos de antigos.

3
4
5
2
6
contador em pirulito
1
7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
8
9
13
10
11
12
77
Conjunto de Caminhos

• Em alguns casos, os anúncios de caminho podem ser
  agrupados em conjuntos.

SA3
200.17.0.0/24 seqüência SA1, conjunto SA2,
SA3
Y
Z
200.17.0.0/25
X
W
B
E
200.17.128.0/25
F
G
C
EGP
D
I
J
SA2
SA1