Protocolos de roteamento

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Protocolos de Roteamento 
OSPF - Open Shortest Path First 
 
O protocolo OSPF (Open Shortest Path First) definido no RFC 2328 foi desenvolvido 
para suceder o protocolo RIP, já que o mesmo se mostrou menos capaz de atender as 
redes de maior porte. É um protocolo IGP (Interior Gateway Protocol) utilizado para distribuir 
a informação de roteamento em um único SA (Sistema Autônomo). Sua principal 
característica é o fato de ser um protocolo aberto, ou seja de domínio público. 
A comunicação entre roteadores é baseada em mensagens de LSA (Link State 
Advertisements), que são trocados entre roteadores de uma mesma área quando ocorre 
alguma mudança na topologia da rede. Informações sobre interfaces anexadas, métricas 
usadas e outras variáveis ​​estão incluídas no LSA. À medida que os roteadores acumulam 
informações de estado do link, eles usam o algoritmo SPF (Shortest Path First) para calcular 
o caminho mais curto para cada nó. 
Um de seus princípios de funcionamento é a utilização do conceito de ÁREA. Isso 
faz com que o projeto de uma rede OSPF divida de forma hierárquica roteadores nas 
chamadas áreas, com o intuito de diminuir a complexidade e minimizar a comunicação entre 
roteadores. Necessariamente deve existir uma área central, chamada de Backbone (Area 
0), que deverá atuar como elo de ligação com as demais áreas existentes. 
Um AS pode ser dividido em várias áreas, que são grupos de redes juntos e hosts 
anexados. Os roteadores com múltiplas interfaces podem participar de várias áreas. Esses 
roteadores, que são chamados de roteadores de borda de área, mantêm bancos de dados 
topológicos separados para cada área. 
Um banco de dados topológico é essencialmente uma imagem geral das redes em 
relação aos roteadores. O banco de dados topológico contém a coleção de LSA recebidos 
de todos os roteadores na mesma área. Como os roteadores da mesma área compartilham 
a mesma informação, eles possuem bancos de dados topológicos idênticos. 
Um backbone é responsável pela distribuição de informações de roteamento entre 
áreas. É composto por todos os roteadores da borda da área. 
O backbone em si é uma área OSPF, então todos os roteadores de backbone usam 
os mesmos procedimentos e algoritmos para manter informações de roteamento dentro do 
backbone que qualquer roteador de área faria. A topologia do backbone é invisível para 
todos os roteadores intra-área, assim como as topologias da área individual para o 
backbone. 
Na figura, os roteadores 4, 5, 6, 10, 11 e 12 formam o backbone. Se host H1 na Área 
3 quiser enviar um pacote ao host H2 na Área 2, o pacote é enviado para o Roteador 13, 
que encaminha para o roteador 12, o qual envia o pacote para o roteador 11. O roteador 11 
envia o pacote ao longo do backbone para o roteador de borda de área 10, que envia o 
pacote através dos roteadores 9 e 7 para serem encaminhados para host H2. 
 
 RIP - Routing Information Protocol 
 
A versão padrão aberta do RIP, às vezes referida como IP RIP, é formalmente 
definida em dois documentos: RFC 1058 e STD 56. À medida que as redes baseadas em IP 
tornaram-se mais numerosas e maiores em tamanho, tornou-se evidente que o protocolo 
RIP precisava ser atualizado. Em janeiro de 1993 foi lançado o RFC 1388, que foi 
substituído em novembro de 1994 pelo RFC 1723, que descreve a segunda versão do RIP, 
o RIP 2. Esses RFCs descreveram uma extensão dos recursos do RIP, mas não se 
atentaram em tornar obsoleta a versão anterior do RIP. RIP 2 habilitou as mensagens RIP 
para transportar mais informações, o que permitiu o uso de um mecanismo de autenticação 
simples para garantir atualizações de tabela. Mais importante ainda, o RIP 2 suportou 
máscaras de sub-rede, uma característica crítica que não estava disponível no RIP. 
RIP envia mensagens de atualização de roteamento em intervalos regulares e 
quando a topologia de rede muda. Quando um roteador recebe uma atualização de 
roteamento que inclui alterações em uma entrada, atualiza sua tabela de roteamento para 
refletir a nova rota. O valor da métrica para o caminho é aumentado em 1 e o remetente é 
indicado como o próximo salto. Os roteadores RIP mantêm apenas o melhor percurso (a 
rota com o menor valor métrico) para um destino. Depois de atualizar sua tabela de 
roteamento, o roteador imediatamente começa a transmitir atualizações de roteamento para 
informar outros roteadores de rede da mudança. Essas atualizações são enviadas 
independentemente das atualizações agendadas regularmente que os roteadores RIP 
enviam. 
O protocolo usa uma única métrica de roteamento (contagem de saltos) para medir a 
distância entre a fonte e uma rede de destino. Cada salto em um caminho da origem ao 
destino é atribuído a um valor de contagem de saltos, que normalmente é 1. Quando um 
roteador recebe uma atualização de roteamento que contém uma entrada de rede de 
destino nova ou alterada, o roteador adiciona 1 ao valor da métrica indicado na atualização 
e entra na rede na tabela de roteamento. O endereço IP do remetente é usado como o 
próximo salto. 
 O RIP evita que os loops de roteamento continuem indefinidamente, implementando 
um limite no número de saltos permitido em um caminho da origem para um destino. O 
número máximo de saltos em um caminho é 15. Se um roteador receber uma atualização 
de roteamento que contenha uma entrada nova ou alterada e se aumentar o valor da 
métrica em 1, a métrica será infinita (ou seja, 16), o destino da rede é considerado 
inacessível. A desvantagem desta característica de estabilidade é que limita o diâmetro 
máximo de uma rede RIP a menos de 16 saltos. 
RIP inclui uma série de outros recursos de estabilidade que são comuns a muitos protocolos 
de roteamento. 
 
IGRP - Interior Gateway Routing Protocol 
 
O IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) é um protocolo de roteamento que foi 
desenvolvido em meados da década de 1980 pela Cisco Systems. O objetivo principal na 
criação do IGRP era fornecer um protocolo robusto para roteamento dentro de um sistema 
autônomo (AS). Esses protocolos são conhecidos como protocolos de roteamento do 
Gateway Interior. Em meados da década de 1980, o protocolo de roteamento do Gateway 
Interior mais popular era o RIP (Routing Information Protocol). 
 IGRP é um vetor de distância Interior Gateway Protocol (IGP). Os protocolos de 
roteamento de vetor de distância matematicamente comparam rotas usando alguma medida 
de distância. Esta medida é conhecida como vetor de distância. Os roteadores que usam 
um protocolo de vetor de distância devem enviar toda ou parte da tabela de roteamento em 
uma mensagem de atualização de roteamento em intervalos regulares para cada um dos 
roteadores vizinhos. 
Para fornecer flexibilidade, o IGRP permite o roteamento multipath. As linhas duplas 
de largura de banda igual podem executar um único fluxo de tráfego em forma de 
round-robin, com alternância automática para a segunda linha se uma linha cair. Vários 
caminhos podem ter métricas desiguais ainda ainda são rotas multipath válidas. 
O IGRP fornece uma série de recursos que são projetados para melhorar sua 
estabilidade. Estes incluem holddowns, horizontes divididos e atualizações venenosas. 
Holddowns são usados ​​para evitar que as mensagens de atualização regulares retem de 
forma inadequada uma rota que pode ter sido ruim. 
Os horizontes divididos derivam da premissa de que nunca é útil enviar informações 
sobre uma rota de volta na direção a partir da qual ela veio. A regra do horizonte dividido 
ajuda a evitar rotinas de roteamento. 
Os horizontes divididos devem evitar roteios de roteamento entre os roteadores 
adjacentes, mas as atualizações venenosas são necessárias para derrotar os loops de 
roteamento maiores. Os aumentos nas métricas de roteamento geralmente indicam roteios 
de roteamento. As atualizações de veneno-reverso são enviadas para remover a rotae 
colocá-la em espera. 
Temporizadores O IGRP mantém uma série de temporizadores e variáveis ​​que 
contêm intervalos de tempo. Estes incluem um temporizador de atualização, um 
temporizador inválido, um período de espera e um temporizador de descarga. O 
temporizador de atualização especifica a frequência com que as mensagens de atualização 
de roteamento devem ser enviadas. O temporizador inválido especifica quanto tempo um 
roteador deve aguardar na ausência de roteamento – atualizar mensagens sobre uma rota 
específica antes de declarar essa rota inválida. A variável de tempo de espera especifica o 
período de espera. Finalmente, o temporizador de descarga indica quanto tempo deve 
passar antes que uma rota seja lavada da tabela de roteamento. 
 
EIGRP - ​Enhanced Interior Gateway Routing 
Protocol 
 
O Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) representa uma evolução 
do seu antecessor IGRP. Esta evolução é resultado de mudanças na rede e as demandas 
de redes internas em larga escala. O EIGRP integra os recursos dos protocolos de estado 
de ligação em protocolos vetoriais de distância. Além disso, o EIGRP contém vários 
protocolos importantes que aumentam consideravelmente sua eficiência operacional em 
relação a outros protocolos de roteamento. Um desses protocolos é o algoritmo de 
atualização de difusão (DUAL) que permite que os roteadores EIGRP determinem se um 
caminho anunciado por um vizinho é ​com ou sem loop ​e permite que um roteador que 
executa o EIGRP encontre caminhos alternativos sem aguardar atualizações de outros 
roteadores. EIGRP fornece compatibilidade e interoperabilidade perfeita com roteadores 
IGRP. Um mecanismo de redistribuição automática permite que as rotas do IGRP sejam 
importadas para o EIGRP e, vice-versa, é possível adicionar EIGRP gradualmente a uma 
rede existente do IGRP. Como as métricas para ambos os protocolos são diretamente 
traduzíveis, elas são tão facilmente comparáveis ​​como se fossem rotas originadas em seus 
próprios sistemas autônomos (AS). Além disso, o EIGRP trata as rotas IGRP como rotas 
externas e fornece uma maneira para o administrador da rede personalizá-las. 
As principais capacidades que distinguem o EIGRP de outros protocolos de 
roteamento incluem convergência rápida, suporte para máscara de sub-rede de 
comprimento variável, suporte para atualizações parciais e suporte para múltiplos 
protocolos de camada de rede. Um roteador que executa o EIGRP armazena todas as 
tabelas de roteamento de seus vizinhos para que ele possa se adaptar rapidamente a rotas 
alternativas. Se não houver uma rota apropriada, o EIGRP consulta seus vizinhos para 
descobrir uma rota alternativa. Essas consultas se propagam até encontrar uma rota 
alternativa. O suporte para máscaras de sub-rede de comprimento variável permite que as 
rotas sejam resumidas automaticamente em um limite de número de rede. Além disso, o 
EIGRP pode ser configurado para resumir em qualquer limite de bits em qualquer interface. 
O EIGRP não faz atualizações periódicas. Em vez disso, envia atualizações parciais 
somente quando a métrica para uma rota muda. A propagação de atualizações parciais é 
automaticamente delimitada para que apenas os roteadores que precisam das informações 
sejam atualizados. 
 Para proporcionar um desempenho de roteamento superior, o EIGRP emprega 
quatro tecnologias essenciais que se combinam para diferenciá-la de outras tecnologias de 
roteamento: descoberta/recuperação de vizinho, protocolo de transporte confiável (RTP), 
máquina de estados finitos DUAL e módulos dependentes do protocolo. 
 O mecanismo de descoberta/recuperação vizinho permite que os roteadores 
aprendam dinamicamente sobre outros roteadores em suas redes diretamente conectadas. 
Os roteadores também devem descobrir quando seus vizinhos se tornam inacessíveis ​​ou 
inoperantes. Este processo é alcançado com baixa sobrecarga ao enviar periodicamente 
pequenos pacotes de HELLO. Enquanto um roteador receber pacotes de HELLO de um 
roteador vizinho, assume que o vizinho está funcionando e os dois podem trocar 
informações de roteamento. 
 O RTP é responsável pela entrega garantida e encomendada de pacotes EIGRP a 
todos os vizinhos. Ele suporta transmissão misturada de pacotes multicast ou unicast. Para 
eficiência, apenas certos pacotes EIGRP são transmitidos de forma confiável. Em uma rede 
de multiacessos que possui recursos de multicast, como Ethernet, não é necessário enviar 
pacotes de HELLO de forma confiável para todos os vizinhos individualmente. Por esse 
motivo, o EIGRP envia um único pacote HELLO multicast contendo um indicador que 
informe os receptores de que o pacote não precisa ser reconhecido. Outros tipos de 
pacotes, como atualizações, indicam no pacote que a confirmação é necessária. O RTP 
contém uma provisão para enviar pacotes de multicast rapidamente quando pacotes não 
aceitos estão pendentes, o que ajuda a garantir que o tempo de convergência permaneça 
baixo na presença de diversos links de velocidade. 
 A DUAL incorpora o processo de decisão para todos os cálculos de rota, rastreando 
todas as rotas anunciadas por todos os vizinhos. DUAL usa informações de distância para 
selecionar caminhos eficientes sem loop e seleciona rotas para inserção em uma tabela de 
roteamento com base em sucessores viáveis que seria é um roteador vizinho usado para o 
encaminhamento de pacotes. 
 Os módulos dependentes do protocolo são responsáveis ​​pelos requisitos específicos 
do protocolo de camada de rede. O módulo IP-EIGRP, por exemplo, é responsável pelo 
envio e recebimento de pacotes EIGRP encapsulados em IP. Da mesma forma, o IP-EIGRP 
também é responsável por analisar os pacotes EIGRP e informar DUAL sobre a nova 
informação que foi recebida. IP-EIGRP solicita DUAL para tomar decisões de roteamento, 
cujos resultados são armazenados na tabela de roteamento IP. O IP-EIGRP é responsável 
pela redistribuição de rotas aprendidas por outros protocolos de roteamento IP. 
 
BGP – ​Border Gateway Protocol 
 
O Border Gateway Protocol (BGP) é um protocolo de roteamento do SA. O BGP é 
usado para trocar informações de roteamento pela Internet e é o protocolo usado entre 
provedores de serviços de internet. Os clientes se conectam aos provedores e esses usam 
o BGP para trocar as rotas do cliente e do peovedor. Quando o BGP é usado entre 
sistemas autônomos, o protocolo é referido como BGP externo (EBGP). Se um provedor de 
serviços estiver usando BGP para trocar rotas dentro de um AS, então o protocolo é referido 
como BGP Interior (IBGP). Os vizinhos do BGP trocam informações de roteamento 
completo quando a conexão TCP entre os vizinhos é estabelecida pela primeira vez. 
Quando as mudanças na tabela de roteamento são detectadas, os roteadores BGP enviam 
para seus vizinhos apenas as rotas que mudaram. Os roteadores BGP não enviam 
atualizações periódicas de roteamento e as atualizações de roteamento BGP anunciam 
apenas o caminho otimizado para uma rede de destino. 
As rotas aprendidas via BGP possuem propriedades associadas que são usadas 
para determinar a melhor rota para um destino quando vários caminhos existem para um 
determinado destino. Essas propriedades são conhecidas como atributos BGP chamadas 
de Weight, Local preference, Multi-exit discriminator, Origin, AS_path, Next hop, Community. 
O atributo Weight (peso) não é anunciado para roteadores vizinhos. Se o roteador 
descobrir mais de uma rota para o mesmo destino, a rota com maior peso será preferida. 
O atributo local preference é usado para preferir um ponto de saída do AS local. Ao 
contrário do atributo weight, o atributo de local preference é propagado em todo o AS local. 
Se houver vários pontos de saída do AS, o atributo local preference é usado para selecionar 
o ponto de saída para uma rota específica. 
Multi-exit discriminator (MED) ou atributo de métrica éusado como uma sugestão 
para um AS externo sobre a rota preferencial no AS que está anunciando a métrica. O 
termo sugestão é usado porque o AS externo que está recebendo os MEDs pode estar 
usando outros atributos BGP para seleção de rota. 
O atributo Origin (origem) indica como o BGP aprendeu sobre uma rota específica. O 
atributo de origem pode ter um dos três valores possíveis: IGP - A rota é interna para o AS 
originário. Esse valor é definido quando o comando de configuração do roteador de rede é 
usado para injetar a rota em BGP. EGP - A rota é aprendida através do Protocolo de 
Gateway Exterior (EGP). Incompleto - A origem da rota é desconhecida ou aprendida de 
alguma outra forma. 
O AS Path adiciona o número de AS a uma lista ordenada de números AS que o 
anúncio de rota percorreu, quando um aviso de rota passa por um sistema autônomo. 
O atributo EBGP next-hop é o endereço IP que é usado para alcançar o roteador 
publicitário. Para os pares EBGP, o endereço do próximo salto é o endereço IP da conexão 
entre os pares.