09Redes Avançadas

Prévia do material em texto

09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d801… 1/15
Redes Avançadas
Aula 9 - Roteamento IPv6 dinâmico interno
INTRODUÇÃO
Uma rede IPv6 consiste em várias sub-redes interconectadas por roteadores IPv6, os quais proporcionam acesso a
qualquer dispositivo �nal pertencente a uma rede IPv6. 
Embora a con�guração de rotas nos dispositivos �nais (para alcançar a sub-rede diretamente conectadas e rotas
padrão) seja realizada automaticamente com a mensagem Router Advertisement no IPv6, nos roteadores essa tarefa é
um pouco mais complicada. 
Como estudamos, um roteador pode ter rotas con�guradas estaticamente ou dinamicamente. No roteamento estático,
as entradas na tabela de roteamento são con�guradas manualmente e não reagem automaticamente a uma mudança
de topologia da rede. Esse tipo de con�guração pode funcionar bem para pequenas redes, mas não em redes grandes. 
As redes normalmente utilizam uma combinação de roteamento estático e dinâmico. O roteamento estático é usado,
09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d801… 2/15
principalmente, para facilitar a manutenção da tabela de roteamento em redes pequenas. O roteamento estático
também é indicado para encaminhar tráfego de e para redes stub. Outro uso comum de roteamento estático é para
acesso a um único roteador padrão que encaminha tráfego para as redes que não tenham uma correspondência na
tabela de roteamento. 
Nesta aula, estudaremos aspectos do roteamento dinâmico no IPv6, seus principais protocolos e algoritmos.
OBJETIVOS
Reconhecer as vantagens e desvantagens do roteamento dinâmico;
Diferenciar o funcionamento do RIPng para IPv6 e do RIP para IPv4;
Diferenciar o funcionamento do OSPFv3 para IPv6 e do OSPFv2 para IPv4.
09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d801… 3/15
ROTEAMENTO DINÂMICO
Fonte da Imagem: Shutterstock
Sabe qual a �nalidade do roteamento dinâmico?
Ele garante atualização automática das entradas da tabela de roteamento, em caso de mudanças na topologia da rede. 
Os protocolos de roteamento usados nos roteadores acabam gerando uma sobrecarga de tráfego na rede. Esse tráfego
adicional pode tornar-se um fator importante no planejamento de redes, especialmente em relação ao uso do link, em
comunicações de longa distância (WAN).
Dessa forma, podemos destacar algumas vantagens do roteamento dinâmico:
Contudo, o roteamento dinâmico possui a desvantagem de que parte dos recursos dos roteadores �ca dedicada para a
operação do protocolo, incluindo tempo de CPU e largura de banda dos enlaces de rede.
PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO
Para que os protocolos de roteamento são utilizados?
Para facilitar a troca de informações de roteamento entre roteadores. Dessa forma, as principais funções dos
protocolos de roteamento são:
09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d801… 4/15
Assim, podemos destacar as operações gerais realizadas por roteadores quando con�gurado com um protocolo de
roteamento dinâmico:
Os protocolos de roteamento da Internet são baseados principalmente nos algoritmos vetor de distância ou na
variação vetor de caminho e no algoritmo estado do enlace. 
Vamos estudar esses algoritmos e revisar seus estudos da disciplina Protocolos de Roteamento.
VETOR DISTÂNCIA
Os protocolos que implementam algoritmos vetor de distância propagam informações de roteamento sob a forma de
um pre�xo de endereço e seu respectivo custo (medido em número de saltos). 
Os protocolos de roteamento baseados em vetor de distância possuem como vantagens a simplicidade e facilidade de
con�guração. 
Contudo, suas desvantagens incluem um tráfego relativamente alto de rede, um tempo de convergência também mais
alto e pouca capacidade de se adaptar a redes grande.
ESTADO DE ENLACE
09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d801… 5/15
Protocolos de roteamento que implementam algoritmos estado de enlace são baseados na propagação de anúncios
estado de enlace (Link-State Advertisement - LSA) por toda a rede, no intuito de atualizar as tabelas de roteamento. 
LSAs possuem os pre�xos das redes conectadas ao roteador e seus respectivos custos. 
Os roteadores anunciam LSAs na sua inicialização e também quando mudanças na topologia de rede são detectadas.
Os protocolos de roteamento dinâmico são usados em redes desde o �nal da década de 1980. As versões mais
recentes suportam a comunicação com base no IPv6. 
A tabela a seguir, resume a classi�cação dos protocolos de roteamento. 
Os principais protocolos de roteamento IPv4 são:
O foco desta disciplina são os protocolos de gateway interno.
Classi�cação dos protocolos de roteamento. 
Fonte: Elaborado por Rejane Cunha Freitas
Um elemento importante da implementação
de um protocolo de roteamento é a sua
09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d801… 6/15
capacidade para detectar e recuperar falhas
na rede.
Quando um enlace perde sua comunicação ou quando um roteador falha, a rede deve recon�gurar-se para re�etir a
nova topologia. 
Historicamente, as versões anteriores de alguns protocolos de roteamento eram classful (como o RIPv1), ou seja, eles
não enviavam informações de máscara de sub-rede nas atualizações de roteamento, o que obrigava o roteador que
recebia a mensagem a aplicar as máscaras default. 
Por isso, esse tipo de protocolo não consegue tratar sub-rede com máscaras de tamanho variável (VLSM) e roteamento
entre domínios classless (CIDR). 
Contudo, os protocolos de roteamento mais recentes são chamados classless, porque incluem informações de
máscara de sub-rede nas atualizações de roteamento.
Exemplo
, Os protocolos RIPv2 e OSPF fornecem suporte para VLSM e CIDR. Esse tipo de roteamento é também suportado em todos os
protocolos de roteamento para rede IPv6.
Uma métrica é um valor mensurável atribuído pelo protocolo de roteamento para as rotas diferentes. Desse modo, ela é
usada para determinar o “custo” de um caminho da origem até o destino. 
Os protocolos de roteamento determinam o melhor caminho com base na rota com o menor custo.
O tempo de convergência é o tempo que o roteador leva para compartilhar informações, calcular os melhores
caminhos e atualizar suas tabelas de roteamento, que depende, em grande parte, do algoritmo utilizado pelo protocolo.
Até que ocorra a convergência na rede, ela estará em estado instável e loops de roteamento poderão ocorrer. 
Os aspectos que in�uenciam a convergência são, especialmente, a velocidade da propagação de informações de
roteamento (quanto tempo leva os roteadores dentro da rede para encaminharem informações de roteamento?) e o
cálculo de melhores caminhos. 
Geralmente, protocolos como o RIP (vetor de distância) demoram para convergir, ao passo que os protocolos como o
OSPF (estado de enlace) convergem mais rapidamente.
Atenção
, Chamamos atenção para o fato de que uma rede não estará totalmente operacional até que tenha realizado a convergência.
PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO PARA IPV6
09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d801… 7/15
Os seguintes protocolos de roteamento de gateway internos são de�nidos pelo Internet Engineering Task Force (IETF)
para IPv6:
RIPng para IPv6
RIP Next Generation (RIPng) é um protocolo de roteamento de vetor de distância para o IPv6 queestá de�nido na RFC
2080. 
RIPng para IPv6 é uma adaptação do RIPv2 (protocolo de�nido no RFC 1723) para anunciar pre�xos de rede IPv6. Tem
uma estrutura de pacotes simples e usa a porta UDP 521. Por essa porta, o RIPng, periodicamente, anuncia suas rotas,
responde às solicitações de rotas e, de forma assíncrona, informa mudanças na rede. 
RIPng para IPv6 tem uma distância máxima de 15, onde 15 é o custo acumulado (contagem de saltos). 
Localizações que estão a uma distância de 16 ou mais são consideradas inalcançáveis.
RIPng para IPv6 é um protocolo de roteamento simples, que usa um mecanismo em que os roteadores distribuem
periodicamente informações sobre suas rotas para seus vizinhos diretamente conectados. 
Ao receber uma mensagem RIPng de seu vizinho, o roteador acrescenta a distância entre o vizinho e ele mesmo
(normalmente um, de acordo com um salto) à métrica de cada rota recebida. O roteador em seguida, processa a
entrada de rota recém-recebida usando o algoritmo de Bellman-Ford, conforme exemplo abaixo.
RIPng para IPv6 não é adequado para redes grandes.
Quando o RIPng é inicializado no roteador, ele anuncia as rotas constantes em sua tabela de roteamento por todas as
interfaces. O RIPng para IPv6 também envia uma mensagem General Request por todas as interfaces. Assim, os
roteadores vizinhos enviam o conteúdo de suas tabelas de roteamento em resposta a essa solicitação. 
Às rotas recentemente aprendidas são dadas um tempo de vida de 3 minutos (por padrão) antes de ser removido da
tabela de roteamento RIPng. 
Depois dessa etapa de inicialização, o RIPng passa a anunciar, periodicamente (a cada 30 segundos, por padrão), as
rotas constantes em sua tabela de roteamento, por cada interface. 
O conjunto exato de rotas que estão sendo anunciadas depende se a técnica horizonte dividido (split horizon - as rotas
não são anunciadas através das interfaces em que foram aprendidas) está ou não sendo utilizada. Ou ainda, se as
técnicas horizonte dividido e reverso envenenado (poison reverse - onde as rotas são anunciadas como inalcançáveis
através das interfaces em que foram aprendidas) estão sendo utilizadas. 
A tolerância a falhas para redes RIP é baseada no tempo limite do RIPng para rotas IPv6. Assim, existe um
temporizador que indica o tempo de vida da rota. 
09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d801… 8/15
As atualizações periódicas evitam que o tempo de vida da rota expire. Além disso, se ocorrer uma alteração na
topologia da rede, RIPng pode enviar uma mensagem de atualização, imediatamente, ao invés de esperar para um
anúncio programado.
LIMITAÇÕES DO PROTOCOLO RIPNG
RIPng, como as versões anteriores, é projetado principalmente para uso como IGP em uma rede pequena. 
As limitações especi�cadas para as versões RIP 1 e 2 aplicam-se à versão RIPng. 
Elas são descritas a seguir:
A �gura a seguir resume as principais mudanças propostas pelo RIPng.
Mudanças RIPng e novos recursos. 
Fonte: Elaborado por Rejane Cunha Freitas
Saiba mais
, Antes de continuar seus estudos, clique aqui (galeria/aula9/docs/RIPng_IPv6.pdf) e saiba como con�gurar o RIPng IPv6 para
comunicação em rede.
09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d801… 9/15
OSPF para IPv6 
OSPF para IPv6 é um protocolo de roteamento de estado de enlace de�nido
na RFC 5340. 
É concebido para ser executado como um protocolo de roteamento para um
único sistema autônomo (AS). Portanto, o OSPF é também classi�cado como
um protocolo de gateway interno (IGP). 
É possível que você esteja
se perguntando... para que
ele foi concebido? 
Para melhorar algumas das limitações do RIP, como o pequeno diâmetro da
rede, o longo tempo de convergência e uma métrica que não re�ete as
características da rede. Além disso, o OSPF lida com tabelas de roteamento
que acomodam um número maior de rotas. 
OSPF para IPv6 é uma adaptação do protocolo de roteamento OSPFv2 para
IPv4, de�nido na RFC 2328. 
O custo no OSPF é um número dimensional que pode considerar aspectos
como atraso, largura de banda, dentre outros. 
Mensagens OSPF são enviadas como uma PDU da camada superior utilizando o valor de cabeçalho 89. OSPF para
IPv6 tem um novo número de versão: a versão 3. 
O OSPFv3 compartilha os seguintes fundamentos com o OSPFv2:
O OSPF existente para IPv4 foi modi�cado para suportar IPv6, mas os fundamentos do OSPF permanecem inalteradas.
Contudo, algumas mudanças foram necessárias para acomodar o aumento de tamanho do endereço de IPv6. 
A �gura a seguir resume as principais mudanças propostas pelo OSPFv3.
09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d80… 10/15
 
OSPFv3 mudanças e novos recursos. 
Fonte: Elaborado por Rejane Cunha Freitas
Cada roteador tem um LSA que descreve seu estado atual. 
O LSA de um roteador é propagado por toda a rede OSPF através de relações lógicas entre roteadores vizinhos,
chamados de adjacências. 
Quando a propagação de todos os LSAs dos roteadores está completa, signi�ca que o OSPF convergiu. Com base na
coleção de LSAs recebidos, conhecida como banco de dados de estado de enlace (LSDB), o OSPF calcula o caminho
de menor custo para cada rota. 
Portanto, usando o LSDB como entrada,
cada roteador executa o mesmo algoritmo
para construir uma árvore de caminho mais
curto para cada rota.
O LSDB funciona como um mapa da rede e é utilizado para traçar os caminhos mais curtos para cada destino na rede. 
Esses caminhos tornam-se rotas OSPF na tabela de roteamento IPv6. 
Desse modo, cada roteador OSPF mantém um banco de dados que descreve os estados de enlace dentro do sistema
autônomo. Dependendo do seu conteúdo, um LSA é inundado para todos os roteadores no AS, ou todos os roteadores
dentro da mesma área ou, simplesmente, para os seus vizinhos, como mostra a imagem a seguir:
09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d80… 11/15
O custo é descrito por uma métrica atribuída à interface, normalmente inversamente proporcional à largura de banda
no enlace, isto é, quanto maior a largura de banda mais baixo o custo.
Atenção
, A fórmula comum de dividir 10 pela largura de banda (em bits/seg) está ultrapassada, pois a velocidade das interfaces hoje é
da ordem de 10 (por exemplo, Gigabit Ethernet) ou mesmo 10 . 
A maioria dos fornecedores, atualmente, aplica uma fórmula não linear. Você pode, ainda, escolher e implementar suas próprias
métricas de custo de acordo com os padrões corporativos.
ÁREAS OSPF E ROTAS EXTERNAS
O LSDB pode se tornar muito grande e o processamento de um grande banco de dados pode signi�car o uso intenso de
CPU e memória, pois as alterações no banco de dados afetam todos os roteadores no AS. 
Assim, o OSPF permite que os ASs sejam divididos em áreas para reduzir a sobrecarga de processamento. 
Para reduzir o tamanho do LSDB, o OSPF permite a criação de áreas. 
Uma área OSPF é um agrupamento dos segmentos de rede contíguos. Em todas as redes OSPF, existe pelo menos
uma área, chamada de área backbone.
Atenção
, Áreas OSPF permitem a agregação de informação de roteamento nos limites de uma área. Um roteador na fronteira de uma área
OSPF é conhecido como roteador de borda da área.
Cada área é identi�cada por um ID única área, um inteiro de 32 bits. Um LSA pode ter escopo de inundação de uma
área apenas. 
Cada roteador dentro de uma área calcula a árvore de caminho mais curto para todas as redes dentro da mesma área. 
Roteadores com todas as interfaces pertencentes a uma mesma área são chamados de roteadores internos. 
Para encontrar caminhospara redes fora da área, “pontos de saída” são fornecidos sob a forma de roteadores de borda
de área. 
Para possibilitar conectividade entre todas as áreas, cada área é sempre ligada à área de backbone. A área de
backbone coleta e redistribui as informações de rotas de e para todas as áreas. Veja:
8
9 10
09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d80… 12/15
Roteamento dentro do AS ocorre em dois níveis:
A vantagem de ter áreas é a redução de
sobrecarga de processamento.
Como a topologia de cada área é menor do que todo o AS, o cálculo da árvore de menor caminho leva menos tempo.
Além disso, alterações na topologia permanecem locais e só os roteadores na área precisam recalcular a árvore.
FORMANDO ADJACÊNCIAS
Sabe como é feita a troca de LSAs entre roteadores?
A troca de LSAs entre roteadores é feita através de canais chamados adjacências. 
Esses canais permitem aos roteadores sincronizar o LSDB durante sua inicialização e inundar o LSA no caso de uma
alteração. 
A descoberta dos vizinhos pela primeira vez é feita usando o protocolo Hello.
A cada interface em um roteador OSPF pode ser atribuída um dos quatro tipos de link:
09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d80… 13/15
No ponto a ponto ou links virtuais, apenas um vizinho pode ser descoberto. 
Links de trânsito correspondem a redes multiacesso (por exemplo, Ethernet). Múltiplos roteadores podem estar ligados
a essa rede e, portanto, mais de um vizinho pode ser descoberto. Não é necessário formar adjacências com todos os
roteadores em links de trânsito. 
Contudo, cada link de trânsito deve eleger um roteador, chamado roteador designado (DR), para formar adjacências
com todos os roteadores no link trânsito. Isso garante que todos os roteadores sobre esse link têm um LSDB
sincronizado. 
Para garantir o funcionamento ininterrupto, um roteador designado backup (BDR) é eleito também. Ele forma
adjacências com todos os roteadores no link de trânsito, adicionalmente.
Saiba mais
, Antes de continuar seus estudos, saiba mais sobre con�guração em roteadores Cisco (galeria/aula9/docs/IPv6_NOVO.pdf).
ATIVIDADES
1 - - Vamos revisar alguns aspectos sobre endereços IPv6, mas vamos fazer isso analisando uma tabela de
roteamento, a partir de um equipamento Cisco. Observe a �gura abaixo e responda:
Fonte: http://www.cabrillo.edu/~rgraziani/ipv6-presentations.html
a) Quais tipos de endereço unicast IPv6 aparecem na tabela do roteador associadas à interface do Gig 0/0?
Resposta Correta
b) O que signi�cam as letras C e L que aparecem antes das rotas?
09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d80… 14/15
Resposta Correta
2 - Assinale a alternativa que indica uma desvantagem do roteamento dinâmico:
Compartilhamento dinâmico das informações de roteamento.
Descoberta do “melhor” caminho para cada rede e atualização das tabelas de roteamento com essas informações.
Em comparação com o roteamento estático, os protocolos de roteamento dinâmico exigem menos sobrecarga administrativa.
Os recursos dos roteadores �cam dedicados para a operação do protocolo, incluindo tempo de CPU e largura de banda dos
enlaces de rede.
O administrador de rede não precisa gerenciar o processo de con�guração e manutenção de rotas estáticas.
Justi�cativa
3 - Marque a alternativa em que todas as opções são de algoritmos de roteamento utilizados em protocolos de
roteamento na Internet:
Vetor de distância, sort, quicksort
Deep sort, estado de enlace, path
Vetor de caminho, vetor de distância, estado de enlace
Dual, sort, vetor de caminho
Estado de enlace, deep sort, dual
Justi�cativa
4 - Assinale a alternativa que indica uma mudança implementada no OSPFv3 em relação ao OSPFv2:
09/04/2019 Disciplina Portal
http://portaldoaluno.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=3172331&classId=754709&topicId=0&p0=03c7c0ace395d80… 15/15
O endereço de próximo salto é o endereço IPv6 de link-local da interface do roteador que anuncia o pre�xo.
Eleição do roteador designado.
Suporte de áreas.
Inundações.
Cálculo do caminho mais curso primeiro com Dijkstra.
Justi�cativa
Glossário