Conteudo 5 - Roteamento Dinâmico

Prévia do material em texto

ROTEAMENTO DINÂMICO
As redes de dados que usamos em nosso dia a dia para aprender, se divertir e trabalhar variam de redes pequenas e locais até redes globais interconectadas. Uma rede doméstica pode ter um roteador e dois ou mais computadores. No trabalho, uma empresa pode ter vários roteadores e switches para atender às necessidades de comunicação de dados de centenas ou até milhares de dispositivos finais.
Os roteadores enviam pacotes usando as informações na tabela de roteamento. Um roteador pode aprender as rotas até redes remotas de duas maneiras: rotas estáticas e dinâmicas.
Em uma rede grande com várias redes e sub-redes, a configuração e manutenção de rotas estáticas entre essas redes requer muita sobrecarga administrativa e operacional. Essa sobrecarga operacional é especialmente complexa quando ocorrem alterações na rede, como falha de link ou implementação de uma nova sub-rede. O uso de protocolos de roteamento dinâmico pode amenizar a carga de tarefas de configuração e manutenção e oferecer a escalabilidade da infraestrutura de rede.
Este capítulo apresenta protocolos de roteamento dinâmico. Aqui são explorados os benefícios do uso de protocolos de roteamento dinâmico, como diferentes protocolos de roteamento são classificados e as métricas que os protocolos de roteamento usam a fim de determinar o melhor caminho para o tráfego de rede. 
Além disso, as características dos protocolos de roteamento dinâmico e as diferenças entre os vários protocolos de roteamento serão avaliadas. 
Os profissionais de rede devem entender os diferentes protocolos de roteamento disponíveis, a fim de tomar decisões fundamentadas sobre quando usar o roteamento estático, o roteamento dinâmico ou ambos. 
Também precisam saber qual protocolo de roteamento dinâmico é o mais apropriado em um ambiente de rede particular.
Classificação dos protocolos de roteamento
Os protocolos de roteamento dinâmico são usados para facilitar a troca de informações de roteamento entre os roteadores. Um protocolo de roteamento é: um conjunto de processos, algoritmos e mensagens que são usados para trocar informações de roteamento e preencher a tabela de roteamento com a escolha dos melhores caminhos do protocolo de roteamento 
A finalidade dos protocolos de roteamento dinâmico inclui:
· Descoberta de redes remotas
· Manutenção das Informações de roteamento atualizada
· Escolher o melhor caminho para as redes destino
· Capacidade de encontrar o melhor caminho novo se o caminho atual não estiver mais disponível
NOTA: Roteamento Classful e Classless
O termo class faz referência às classes de endereçamento de redes A, B e C. Alguns protocolos de roteamento levam em consideração a classe da sub-rede para poder realizar seu serviço, outros simplesmente a ignoram. Os protocolos de roteamento que respeitam as regras de classes são chamados de classful (com classe) e os protocolos que não respeitam essa regra são chamados de protocolos de roteamento classless (sem classe). Os roteadores que utilizam protocolos de roteamento classful fazem anúncio de rotas em classe cheia (padrão). Eles anunciam apenas uma rota para todas as suas interfaces pertencentes a uma mesma rede dentro das classes A, B ou C. Essa funcionalidade é chamada de auto-resumo, uma característica dos protocolos classful. O RIP-1 e o IGRP realizam auto-resumo por default. Os protocolos de roteamento classless, diferentemente dos protocolos classful, enviam informações da máscara de sub-rede junto às atualizações de roteamento. Esses protocolos possuem suporte a VLSM (Variable Length Subnet Masks) e ao resumo de rotas. O RIP-2, EIGRP, IS-IS e OSPF são exemplos de protocolos classless.
Os protocolos de roteamento podem ser classificados em diferentes grupos de acordo com suas características. Especificamente, os protocolos de roteamento podem ser classificados por:
· Finalidade - IGP (Interior Gateway Protocol) ou EGP (Exterior Gateway Protocol)
· Operação - Protocolo do vetor de distância, protocolo do estado de enlace ou protocolo do vetor de caminho
· Comportamento - Protocolo com classe (antigo) ou sem classe
Por exemplo, os protocolos de roteamento do IPv4 são classificados como:
· IGP - RIPv1 (legados) - vetor de distância, protocolo sem classe
· IGP - IGRP (legados) - vetor de distância, protocolo de classe completa desenvolvido pela Cisco (desaprovado a partir do IOS 12.2 e posteriores)
· IGP - RIPv2 - vetor de distância, protocolo sem classe
· IGP - EIGRP - vetor de distância, protocolo sem classe desenvolvido pela Cisco
· IGP - IS-IS - link state (estado de link), protocolo sem classe
· IGP - OSPF - link state (estado de link), protocolo sem classe
· EGP - BGP - vetor de caminho, protocolo sem classe
Os protocolos de roteamento de classe completa, RIPv1 e o IGRP, são protocolos legados usados somente em redes mais antigas. Esses protocolos de roteamento evoluíram nos protocolos de roteamento sem classe, RIPv2 e EIGRP, respectivamente. Os protocolos de roteamento link-state são sem classe por natureza.
A figura mostra uma visão hierárquica da classificação de protocolo de roteamento dinâmico.
PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO IGP E EGP
Um sistema autônomo (AS) é uma coleção de roteadores sob uma administração comum como uma empresa ou uma organização. 
Um AS também é conhecido como domínio de roteamento. Um exemplo típico de um AS é a rede interna da empresa e uma rede do ISP.
A Internet é baseada no conceito de AS; portanto, são necessários dois tipos de protocolos de roteamento:
· Protocolos de gateway interno (IGP) - usado para roteamento dentro de um AS. Também é chamado de roteamento intra AS. As empresas, organizações e mesmo os provedores de serviços usam um IGP em suas redes internas. Os IGPs incluem RIP, EIGRP, OSPF e IS-IS.
· Protocolos de gateway externo (EGP) - Usados para roteamento entre ASes. Também é chamado de roteamento entre AS. Os provedores de serviço e grandes empresas podem se interconectar usando um EGP. O Border Gateway Protocol (BGP) é o único EGP viável atualmente e o protocolo de roteamento oficial usado na Internet.
Observação: como o BGP é o único EGP disponível, o termo EGP é raramente usado; em vez de isso, a maioria dos engenheiros apenas consulta o BGP.
O exemplo na figura fornece cenários simples que destacam a implantação de IGPs, BGP e roteamento estático:
· ISP-1 - é um AS e usa o IS-IS como IGP. Ela se interconecta com outros sistemas autônomos e provedores de serviços que usam o BGP para gerenciar explicitamente a forma como o tráfego é roteado.
· ISP-2 - é um AS e usa OSPF como IGP. Ela se interconecta com outros sistemas autônomos e provedores de serviços que usam o BGP para gerenciar explicitamente a forma como o tráfego é roteado.
· AS-1 - é uma grande organização e usa EIGRP como IGP. Porque é multihomed (ou seja, se conecta a dois provedores de serviços diferentes), usa o BGP para gerenciar explicitamente como o tráfego entra e sai do AS.
· AS-2 - é uma organização de médio porte e usa OSPF como IGP. É também multihomed; portanto, usa o BGP para gerenciar explicitamente como o tráfego entra e sai do AS.
· AS-3 - é uma empresa de pequeno porte com roteadores mais antigos em um AS; usa o RIP como IGP. O BGP não é necessário, pois é único e direcionado (ou seja, se conecta a um provedor de serviços). Em vez de isso, o roteamento estático é implementado entre o AS e o provedor de serviços.
Observação: o BGP está além do escopo deste curso e não é abordado em detalhes.
PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO POR VETOR-DISTÂNCIA
O vetor de distância significa que as rotas são anunciadas com duas características:
· Distância - identifica a distância da rede destino e é baseada em uma métrica como a contagem de saltos, custo, largura de banda, atraso e muito mais.
· Vetor - especifica a direção da interface do roteador de próximo salto ou da interface de saída para chegar ao destino.
Por exemplo, na figura, o R1 saber que a distância para acessar a rede 172.16.3.0/24 é um salto e que direção é para fora da interface S0/0/0 para R2.
Um roteador usandoum protocolo de roteamento de vetor de distância não tem conhecimento do caminho inteiro até uma rede destino. Esses protocolos usam roteadores como postagem de sinal ao longo do caminho até o destino final. A única informação que um roteador sabe sobre uma rede remota é a distância ou métrica para acessar a rede e que caminho ou interface usar para chegar lá. Os protocolos de roteamento do vetor de distância não têm um mapa da topologia de rede como outros tipos de protocolos de roteamento.
Há quatro IGPs de vetor de distância no IPv4:
· RIPv1 - protocolo legado de primeira geração
· RIPv2 - protocolo de roteamento de vetor de distância simples
· IGRP - protocolo proprietário de primeira geração da Cisco (obsoleto e substituído por EIGRP)
· EIGRP - versão avançada de roteamento do vetor de distância
PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO LINK-STATE
Em contraste com a operação do protocolo de roteamento de vetor de distância, um roteador configurado com um protocolo de roteamento link-state pode criar uma visualização ou topologia completa da rede ao coletar informações de outros roteadores.
Para continuar nossa analogia de postagem de sinal, o uso de um protocolo de roteamento link-state é como ter um mapa completo da topologia de rede. As postagens de sinal ao longo do caminho entre a origem e o destino não são necessárias, pois todos os roteadores link-state estão usando um mapa idêntico de rede. Um roteador link-state usa informações de link-state para criar um mapa de topologia e selecionar o melhor caminho para todas as redes destino na topologia.
Os protocolos de roteamento link-state não usam atualizações periódicas. Ao contrário, os roteadores ativados para RIP enviam atualizações periódicas de suas informações de roteamento para seus vizinhos. Depois que os roteadores aprenderam sobre todas as redes necessárias (convergência obtida), uma atualização do estado de enlace é enviada somente quando há uma alteração na topologia. Por exemplo, a atualização de link-state na animação não é enviada até que a rede de 172.16.3.0 esteja inativa.
Os protocolos link-state funcionam melhor em situações nas quais:
· O projeto de rede hierárquico ocorre geralmente em grandes redes
· A adaptação rápida às alterações de rede é essencial
· Os administradores tomam conhecimento da implementação e manutenção de um protocolo de roteamento do estado de enlace
Há dois IGPs link-state do IPv4:
· OSPF - Protocolo de roteamento padronizado popular
· IS-IS - popular nas redes de provedores
 
Protocolos de roteamento de classe completa
A maior distinção entre protocolos de roteamento com e sem classe é que:
Os protocolos de roteamento com classe (A, B ou C) não enviam informações de máscara de sub-rede nas atualizações de roteamento. 
Os protocolos de roteamento sem classe (VLSM) enviam informações de máscara de sub-rede nas atualizações de roteamento.
Os dois protocolos de roteamento originais do IPv4 desenvolvidos foram RIPv1 e IGRP. Eles foram criados quando os endereços de rede foram alocados com base em classes (ou seja, classe A, B ou C). 
Nesse momento, um protocolo de roteamento não precisa incluir a máscara de sub-rede na atualização de roteamento, pois foi possível determinar a máscara com base no primeiro octeto do endereço de rede.
Observação: somente RIPv1 e IGRP são de classe completa. Todos protocolos de roteamento restantes do IPv4 e IPv6 são sem classe. O endereçamento de classe completa nunca foi parte do IPv6.
O fato do RIPv1 e IGRP não incluírem informações de máscara de sub-rede em suas atualizações significa que não podem fornecer VLSMs (variable-length subnet masks, máscaras de sub-rede de tamanho variável) e CIDR (classless interdomain routing, roteamento sem classe entre domínios).
Os protocolos de roteamento de classe completa também criam problemas em redes não conectadas. Uma rede não conectada ocorre quando as sub-redes do mesmo endereço principal de rede de classe completa são separadas por um endereço de rede de classe completa diferente.
Para ilustrar a falha do roteamento com classe, veja a topologia na figura 1. Observe que as LANs de R1 (172.16.1.0/24) e R3 (172.16.2.0/24) são as duas sub-redes da mesma rede de classe B (172.16.0.0/16). Elas são separadas por diferentes sub-redes com classe (192.168.1.0/30 e 192.168.2.0/30) das mesmas redes classe C (192.168.1.0/24 e 192.168.2.0/24).
Quando R1 encaminha uma atualização ao R2, o RIPv1 não inclui informações de sub-rede junto com a atualização; apenas encaminha o endereço de rede de classe B 172.16.0.0.
R2 recebe e processa a atualização. Em seguida, cria e adiciona uma entrada para a rede de classe B 172.16.0.0/16 na tabela de roteamento, como mostrado na figura 2.
A figura 3 mostra que quando R3 encaminha uma atualização ao R2 também não inclui informações da máscara de sub-rede e, portanto, apenas encaminha o endereço de rede de classe completa 172.16.0.0.
Na figura 4, o R2 recebe e processa a atualização e acrescenta outra entrada para o endereço de rede de classe completa 172.16.0.0/16 à tabela de roteamento. Quando há duas entradas com métricas idênticas na tabela de roteamento, o roteador compartilha a carga de tráfego igualmente entre os dois links. Isso é conhecido como o balanceamento de carga.
Conforme mostrado na figura 5, isso tem um efeito negativo na conectividade com uma rede não contígua (vizinha). Observe o comportamento errático dos comandos ping e traceroute.
Protocolos de roteamento sem classe
As redes atuais não usam mais o endereçamento IP com classe e, portanto, a máscara de sub-rede não pode ser determinada pelo valor do primeiro octeto. Todos os protocolos de roteamento sem classe do IPv4 (RIPv2, EIGRP, OSPF, IS-IS) incluem informações de máscara de sub-rede e o endereço de rede nas atualizações de roteamento. Os protocolos de roteamento sem classe suportam VLSM e CIDR.
Os protocolos de roteamento do IPv6 são sem classe. A distinção entre com e sem classe se aplica apenas aos protocolos de roteamento IPv4. Todos os protocolos de roteamento do IPv6 são considerados como sem classe porque incluem o tamanho do prefixo com o endereço do IPv6.
As Figuras 1 a 5 ilustram como o roteamento sem classe soluciona problemas criados com o roteamento de classe completa:
· Figura 1 - neste projeto de rede não conectada, o protocolo sem classe RIPv2 foi implementado nos três roteadores. Quando R1 encaminha uma atualização ao R2, RIPv2 inclui informações de máscara de sub-rede com a atualização de 172.16.1.0/24.
· Figura 2 - R2 recebe, processa e adiciona duas entradas na tabela de roteamento. A primeira linha exibe o endereço de rede de classe completa 172.16.0.0 com a máscara de sub-rede /24 da atualização. Isso é conhecido como rota pai. A segunda entrada exibe o endereço de rede de VLSM 172.16.1.0 com a saída e o endereço do próximo salto. Isso é conhecido como rota filha. As rotas pai nunca incluem uma interface de saída ou um endereço IP do próximo salto.
· Figura 3 - quando o R3 encaminha uma atualização ao R2, RIPv2 inclui informações da máscara de sub-rede com a atualização de 172.16.2.0/24.
· Figura 4 - R2 recebe, processa e acrescenta outra entrada de rota filha 172.16.2.0/24 na entrada de rota pai 172.16.0.0.
· Figura 5 - R2 agora reconhece que as redes têm sub-redes.
Características do protocolo de roteamento
Os protocolos de roteamento podem ser comparados com base nas seguintes características:
· Velocidade de convergência - a velocidade de convergência define a rapidez com que os roteadores na topologia de rede compartilham informações de roteamento e acessam um estado de conhecimento consistente. Quanto mais rápida for a convergência, mais preferível é o protocolo. Os loops de roteamento podem ocorrer quando tabelas de roteamento inconsistentes não são atualizadas devido à convergência lenta em uma rede em mudança.
· Escalabilidade - a escalabilidade define o tamanho de uma rede com base no protocolo de roteamento implantado. Quanto maior for a rede, mais escalável é o protocolo de roteamento.
· Classecompleta ou sem classe (uso do VLSM) - os protocolos de roteamento de classe completa não incluem a máscara de sub-rede e não podem suportar VLSM. Os protocolos de roteamento sem classe incluem a máscara de sub-rede nas atualizações. Os protocolos de roteamento sem classe suportam VLSM e um resumo melhor da rota.
· Uso de recursos - o uso de recursos inclui os requisitos de um protocolo de roteamento, como o espaço de memória (RAM), utilização de CPU e largura de banda do link. Mais requisitos de recursos necessitam de hardware mais potente para suportar a operação do protocolo de roteamento, além dos processos de encaminhamento de pacotes.
· Implantação e manutenção - a implantação e manutenção descrevem o nível de conhecimento necessário para que um administrador de rede implemente e faça a manutenção da rede com base no protocolo de roteamento implantado.
A tabela na figura resume as características de cada protocolo de roteamento.
Métricas do protocolo de roteamento
Há casos em que um protocolo de roteamento aprende sobre mais de uma rota para o mesmo destino. Para escolher o melhor caminho, o protocolo de roteamento deve ser capaz de avaliar e decidir entre os caminhos disponíveis. Isso é feito com métricas de roteamento.
Uma métrica é um valor mensurável atribuído pelo protocolo de roteamento a rotas diferentes com base na utilidade da rota. 
Em situações em que há vários caminhos para a mesma rede remota, as métricas de roteamento são usadas para determinar o "custo" total de um caminho, da origem ao destino. Os protocolos de roteamento determinam o melhor caminho com base na rota com o menor custo.
Protocolos de roteamento diferentes usam métricas diferentes. A métrica usada por um protocolo de roteamento não é comparável com a métrica usada pelo outro. Consequentemente, dois protocolos de roteamento diferentes podem escolher caminhos diferentes para o mesmo destino.
Veja a seguir alguns protocolos dinâmicos e as métricas que usam:
· Routing Information Protocol (RIP) - Contagem de saltos
· Open Shortest Path First (OSPF) - O custo da Cisco com base na largura de banda cumulativa da origem para o destino
· Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) - Largura de banda mínima, atraso, carga e confiabilidade.
A animação da figura mostra que o RIP deve escolher o caminho com a menor quantidade de saltos; por outro lado, o OSPF deve escolher o caminho com a maior largura de banda.
 
Operação de protocolo de roteamento dinâmico
Todos os protocolos de roteamento são projetados para aprenderem sobre redes remotas e se adaptarem rapidamente sempre que houver uma mudança na topologia. O método que um protocolo de roteamento usa para realizar isso depende do algoritmo usado e das características operacionais desse protocolo.
Geralmente, as operações do protocolo de roteamento dinâmico podem ser descritas da seguinte forma:
1) O roteador envia e recebe mensagens de roteamento em suas interfaces.
2) O roteador compartilha mensagens de roteamento e informações de roteamento com outros roteadores que usam o mesmo protocolo de roteamento.
3) Os roteadores trocam informações de roteamento para saber sobre redes remotas.
4) Quando um roteador detecta uma mudança na topologia, o protocolo de roteamento pode anunciar essa mudança aos outros roteadores.
Inicialização a frio
Todos os protocolos de roteamento seguem os mesmos padrões de operação. Para ajudar a mostrar isso, considere o seguinte cenário em que os três roteadores executam RIPv2.
Quando um roteador é ligado, não há informações sobre a topologia de rede. Nem mesmo sabe que há dispositivos na outra extremidade de seus links. A única informação que um roteador tem é de seu próprio arquivo de configuração salvo armazenado na NVRAM. Após um roteador ser inicializado com êxito, ele aplica a configuração salva. Se o endereçamento IP for configurado corretamente, o roteador descobre inicialmente suas próprias redes diretamente conectadas.
Observe como os roteadores procedem durante o processo de inicialização e, então, encontra as redes diretamente conectadas e as máscara de sub-rede. Essas informações são adicionadas às suas tabelas de roteamento da seguinte forma:
· R1 adiciona a rede 10.1.0.0 disponível por meio da interface FastEthernet 0/0 e 10.2.0.0 está disponível pela interface serial 0/0/0.
· R2 adiciona a rede 10.2.0.0 disponível por meio da interface serial 0/0/0 e 10.3.0.0 está disponível por meio da interface serial 0/0/1.
· R3 adiciona a rede 10.3.0.0 disponível por meio da interface serial 0/0/1 e 10.4.0.0 está disponível por meio da interface FastEthernet 0/0.
Com essas informações inicial, os roteadores continuam a encontrar fontes adicionais de rota para suas tabelas de roteamento.
Descoberta de Rede
Após a inicialização e descoberta inicial, a tabela de roteamento é atualizada com as redes diretamente conectadas e as interfaces nas quais essas redes residem.
Se um protocolo de roteamento estiver configurado, a próxima etapa envolve o roteador começar a trocar atualizações de roteamento para saber mais sobre rotas remotas.
O roteador envia a um pacote de atualização para todas as interfaces ativadas no roteador. A atualização contém as informações na tabela de roteamento, que agora são todas as redes diretamente conectadas.
Ao mesmo tempo, o roteador também recebe e processa atualizações semelhantes de outros roteadores conectados. Ao receber uma atualização, o roteador verifica as novas informações de rede. Todas as redes que não estão listadas na tabela de roteamento são adicionadas.
Veja a figura para obter a configuração da topologia entre os três roteadores, R1, R2 e R3, com RIPv2 ativado. Com base nessa topologia, veja abaixo uma lista de atualizações diferentes que R1, R2 e R3 enviam e recebem durante a convergência inicial.
R1:
· Envia uma atualização sobre a rede 10.1.0.0 da interface serial 0/0/0
· Envia uma atualização sobre a rede 10.2.0.0 da interface FastEthernet 0/0
· Recebe uma atualização de R2 sobre a rede 10.3.0.0 e aumenta a contagem de saltos em 1
· Armazena a rede 10.3.0.0 na tabela de roteamento com métrica de 1
R2:
· Envia uma atualização sobre a rede 10.3.0.0 da interface serial 0/0/0
· Envia uma atualização sobre a rede 10.2.0.0 da interface serial 0/0/1
· Recebe uma atualização de R1 sobre a rede 10.1.0.0 e aumenta a contagem de saltos em 1
· Armazena a rede 10.1.0.0 na tabela de roteamento com métrica de 1
· Recebe uma atualização de R3 sobre a rede 10.4.0.0 e aumenta a contagem de saltos em 1
· Armazena a rede 10.4.0.0 na tabela de roteamento com métrica de 1
R3:
· Envia uma atualização sobre a rede 10.4.0.0 da interface serial 0/0/1
· Envia uma atualização sobre a rede 10.3.0.0 de FastEthernet0/0
· Recebe uma atualização de R2 sobre a rede 10.2.0.0 e aumenta a contagem de saltos em 1
· Armazena a rede 10.2.0.0 na tabela de roteamento com métrica de 1
Após o primeiro ciclo de trocas de atualização, cada roteador sabe sobre as redes conectadas de seus vizinhos diretamente conectados. Entretanto, você notou que R1 ainda não sabe sobre 10.4.0.0 e R3 que ainda não sabe sobre 10.1.0.0? Conhecimento total e uma rede convergente não ocorrem até que haja outra troca de informações de roteamento.
Troca de informações de roteamento
Nesse ponto os roteadores conhecem as próprias redes diretamente conectadas e as redes conectadas de seus vizinhos imediatos. Continuando a jornada rumo à convergência, os roteadores trocam a próxima rodada de atualizações periódicas. Cada roteador verifica novamente se há novas informações nas atualizações.
Consulte a figura para obter uma configuração de topologia entre três roteadores, R1, R2 e R3. Após a conclusão da descoberta inicial, cada roteador continua o processo de convergência com o envio e recebimento das seguintes atualizações.
R1:
· Envia uma atualização sobre a rede 10.1.0.0 da interface serial 0/0/0
· Envia uma atualização sobre redes 10.2.0.0 e 10.3.0.0 da interface FastEthernet0/0
· Recebe uma atualização de R2 sobre a rede 10.4.0.0 e aumenta a contagemde saltos em 1
· Armazena a rede 10.4.0.0 na tabela de roteamento com métrica de 2
· A mesma atualização do R2 contém informações sobre a rede 10.3.0.0 com métrica de 1. Não há alterações; portanto, as informações de roteamento continuam as mesmas
R2:
· Envia uma atualização sobre redes 10.3.0.0 e 10.4.0.0 da interface serial 0/0/0
· Envia uma atualização sobre redes 10.1.0.0 e 10.2.0.0 da interface serial 0/0/1
· Recebe uma atualização de R1 sobre a rede 10.1.0.0. Não há alterações; portanto, as informações de roteamento continuam as mesmas
· Recebe uma atualização de R3 sobre a rede 10.4.0.0. Não há alterações; portanto, as informações de roteamento continuam as mesmas
R3:
· Envia uma atualização sobre a rede 10.4.0.0 da interface serial 0/0/1
· Envia uma atualização sobre redes 10.2.0.0 e 10.3.0.0 da interface FastEthernet0/0
· Recebe uma atualização de R2 sobre a rede 10.1.0.0 e aumenta a contagem de saltos em 1
· Armazena a rede 10.1.0.0 na tabela de roteamento com métrica de 2
· A mesma atualização do R2 contém informações sobre a rede 10.2.0.0 com métrica de 1. Não há alterações; portanto, as informações de roteamento continuam as mesmas
Os protocolos de roteamento de vetor de distância normalmente implementam uma técnica de prevenção de loop de roteamento conhecida como split-horizon. O split horizon impede que informações sejam enviadas da mesma interface na qual foram recebidas. Por exemplo, o R2 não envia uma atualização com a rede 10.1.0.0 da serial 0/0/0, pois o R2 aprendeu sobre a rede 10.1.0.0 através da interface serial 0/0/0.
Após a convergência dos roteadores em uma rede, o roteador pode usar as informações da tabela de roteamento para determinar o melhor caminho para chegar a um destino. Os diferentes protocolos de roteamento têm formas diferentes de calcular o melhor caminho.
Obtenção da convergência
A rede está convergida quando todos os roteadores têm informações completas e precisas sobre toda a rede, conforme mostrado na figura. 
O tempo de convergência é o tempo que os roteadores levam para compartilhar informações, calcular os melhores caminhos e atualizar suas tabelas de roteamento. Uma rede não é totalmente operável até realizar a convergência; portanto, a maioria das redes exige tempos de convergência curtos.
A convergência é colaborativa e independente. Os roteadores compartilham informações entre si, mas devem calcular de forma independente os impactos de alteração de topologia em suas próprias rotas. Como desenvolvem independentemente um acordo com a nova topologia, eles convergem neste consenso.
As propriedades de convergência incluem a velocidade da propagação de informações de roteamento e o cálculo dos melhores caminhos. 
A velocidade da propagação se refere à quantidade de tempo levado para roteadores dentro da rede encaminharem informações de roteamento.
Os protocolos de roteamento podem ser classificados com base na velocidade de convergência; quanto mais rápida a convergência, melhor o protocolo de roteamento. Geralmente, protocolos mais antigos, como o RIP, demoram a convergir, ao passo que os protocolos modernos, como EIGRP e OSPF, convergem mais rapidamente.
Packet Tracer - Investigação da convergência
Esta atividade ajudará a identificar informações importantes sobre tabelas de roteamento e a testemunhar o processo de convergência d.a rede.
Packet Tracer - Investigação da convergência Instruções
Packet Tracer - Investigação da convergência - PKA
Tecnologias de vetor de distância
Os protocolos de roteamento de vetor de distância compartilham atualizações entre vizinhos. Os vizinhos são roteadores que compartilham um link e são configurados para usar o mesmo protocolo de roteamento. O roteador está ciente somente dos endereços de rede de suas próprias interfaces e de endereços de rede remota que pode acessar através de seus vizinhos. Os roteadores que usam o roteamento de vetor de distância não estão cientes da topologia de rede. Alguns protocolos de roteamento de vetor de distância enviam atualizações periódicas. 
Por exemplo, o RIP envia uma atualização periódica a todos os vizinhos a cada 30 segundos. 
O RIP realiza essa atualização mesmo se a topologia não for alterada. O RIPv1 envia essas atualizações como transmissões para o endereço IPv4 de todos os hosts de 255.255.255.255.
A transmissão de atualizações periódicas é ineficaz porque as atualizações consomem a largura de banda e os recursos de CPU do dispositivo de rede. 
Cada dispositivo de rede deve processar uma mensagem de broadcast. Em vez de usar transmissões como RIP, RIPv2 e EIGRP, é possível usar endereços multicast para chegar apenas aos roteadores vizinhos específicos. O EIGRP também pode usar uma mensagem unicast para chegar a um roteador vizinho específico. 
Além disso, o EIGRP envia atualizações somente quando necessário, em vez de periodicamente.
Como mostrado na figura, os dois protocolos modernos de roteamento de vetor de distância do IPv4 são RIPv2 e EIGRP. RIPv1 e IGRP estão listados somente para a exatidão histórica.
Algoritmo de vetor de distância
No núcleo do protocolo de vetor de distância está o algoritmo de roteamento. O algoritmo é usado para calcular os melhores caminhos e enviar essas informações a vizinhos.
O algoritmo usado para os protocolos de roteamento define os seguintes processos:
· Mecanismo para enviar e receber informações de roteamento
· Mecanismo para calcular os melhores caminhos e instalar rotas na tabela de roteamento
· Mecanismo para detectar e reagir às mudanças de topologia
Na animação da figura, R1 e R2 são configurados com o protocolo de roteamento RIP. O algoritmo envia e recebe atualizações. R1 e R2 coletam em novas informações da atualização. Nesse caso, cada roteador aprende sobre uma nova rede. O algoritmo em cada roteador faz seus cálculos de forma independente e atualiza a tabela de roteamento com as novas informações. 
Quando a LAN em R2 estiver inoperante, o algoritmo cria uma atualização acionada e a envia para R1. Em seguida, o R1 remove a rede da tabela de roteamento.
Protocolos de roteamento diferentes usam algoritmos diferentes para instalar a tabela de roteamento, enviar atualizações aos vizinhos e decidir sobre a determinação do caminho. Por exemplo:
· O RIP usa o algoritmo de Bellman-Ford como o algoritmo de roteamento. É baseado em dois algoritmos desenvolvidos em 1958 e 1956 por Richard Bellman e Lester Ford, Jr.
· IGRP e EIGRP usam o algoritmo de roteamento Diffusing Update Algorithm (DUAL) desenvolvido pelo Dr. J.J. Garcia-Luna-Aceves na SRI International.
Routing Information Protocol (RIP) (Protocolo de Informações de Roteamento)
O RIP (Routing Information Protocol) era um protocolo de roteamento de primeira geração para IPv4 especificado originalmente no RFC 1058. É fácil de configurar, o que o torna uma boa opção para redes pequenas.
O RIPv1 tem as seguintes características:
· As atualizações de roteamento são transmitidas (255.255.255.255) a cada 30 segundos.
· A contagem de saltos é usada como métrica para a seleção de caminhos.
· Uma contagem de saltos superior a 15 saltos é considerada infinita (muito distante). Esse 15º roteador não propagaria a atualização de roteamento até o próximo roteador.
Em 1993, o RIPv1 foi atualizado para um protocolo de roteamento sem classe conhecido como RIP versão 2 (RIPv2). O RIPv2 incluiu as seguintes melhorias:
· Protocolo de roteamento sem classe -suporta VLSM e CIDR, pois inclui a máscara de sub-rede nas atualizações de roteamento.
· Aumento da eficiência - encaminha atualizações para o endereço de multicast 224.0.0.9 em vez do endereço de broadcast 255.255.255.255.
· Redução das entradas de roteamento - suporta o resumo de rota manual em qualquer interface.
· Seguro - suporta um mecanismo de autenticação para proteger atualizações da tabela de roteamento entre vizinhos.
A tabela na figura resume as diferenças entre RIPv1 e RIPv2.
As atualizações do RIP são encapsuladas em um segmento UDP, com os números de porta de origem e destino configurados na porta UDP 520.
Em 1997,a versão ativada do IPv6 RIP foi lançada. O RIPng é baseado no RIPv2 Ainda tem uma limitação de 15 saltos e a distância administrativa é 120.
Protocolo EIGRP
O IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) foi o primeiro protocolo de roteamento proprietário do IPv4 desenvolvido pela Cisco em 1984. Usou as seguintes características do projeto:
· Largura de banda, atraso, carga e confiabilidade são usados para criar uma métrica composta.
· Por padrão, as atualizações de roteamento são enviadas por broadcast a cada 90 segundos.
· Limite máximo de 255 saltos
Em 1992, o IGRP foi substituído pelo Enhanced IGRP (EIGRP). Como o RIPv2, o EIGRP também apresentou suporte para VLSM e CIDR. O EIGRP aumenta a eficiência, reduz as atualizações de roteamento e suporta intercâmbio seguro de mensagens.
A tabela na figura resume as diferenças entre IGRP e EIGRP.
O EIGRP também apresentou:
· Atualizações limitadas acionadas - não envia atualizações periódicas. Apenas as alterações da tabela de roteamento são propagadas sempre que ocorrer uma alteração. Isso reduz o volume da carga que o protocolo de roteamento coloca sobre a rede. Atualizações limitadas acionadas significa que o EIGRP envia somente para vizinhos que requerem isso. Utiliza menos largura de banda, especialmente em grandes redes com muitas rotas.
· Mecanismo Hello keepalive - uma pequena mensagem de aviso é trocada periodicamente para manter adjacências com roteadores vizinhos. Isso requer muito pouco uso dos recursos de rede durante a operação normal, em comparação às atualizações periódicas.
· Mantém uma tabela de topologia - mantém todas as rotas recebidas de vizinhos (não apenas os melhores caminhos) em uma tabela de topologia. DUAL pode inserir rotas de backup na tabela de topologia do EIGRP.
· Convergência rápida - na maioria dos casos, é o IGP mais rápido a convergir porque mantém as rotas de backup, o que permite a convergência quase instantânea. Se a rota principal falhar, o roteador pode usar a rota alternativa já identificada. A mudança para a rota alternativa é imediata e não envolve a interação com outros roteadores.
· Suporte a vários protocolos de camada de rede - o EIGRP usa os PDMs (Protocolo Dependent Modules, Módulos dependentes de protocolo), ou seja, é o único protocolo a incluir suporte para protocolos diferentes de IPv4 e IPv6, como o IPX legado e o Appletalk.
Packet Tracer – Comparação da seleção de caminho do RIP e EIGRP
O PCA e o PCB devem se comunicar. O caminho que os dados adotam entre esses dispositivos finais podem trafegar por R1, R2 e R3 ou por R4 eR5. O processo pelo qual os roteadores selecionam o melhor caminho depende do protocolo de roteamento. Examinaremos o comportamento de dois protocolos de roteamento de vetor de distância, o Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) e o Routing Information Protocol versão 2 (RIPv2).
Packet Tracer – Comparação da seleção de caminho do RIP e do EIGRP Instruções
Packet Tracer – Comparação da seleção de caminho do RIP e do EIGRP - PKA
Protocolos de primeiro caminho mais curtos
Os protocolos de roteamento link-state também são conhecidos como protocolos de primeiro caminho mais curto e são desenvolvidos com o algoritmo SPF (Shortest path first) de Edsger Dijkstra. O algoritmo de SPF é discutido com mais detalhes em uma seção posterior.
Os protocolos de roteamento link-state do IPv4 são mostrados na figura:
· Protocolo OSPF
· Sistema intermediário para sistema intermediário (IS-IS)
Os protocolos de roteamento link-state têm a reputação de serem muito mais complexos do que seus correspondentes de vetor de distância. No entanto, a funcionalidade e a configuração dos protocolos de roteamento link-state são igualmente diretas.
Como RIP e EIGRP, as operações básicas do OSPF podem ser configuradas com:
· router ospf process-id comando de configuração global
· rede para anunciar redes
Algoritmo de Dijkstra
Todos os protocolos de roteamento link-state aplicam o algoritmo Dijkstra para calcular a melhor rota do caminho. O algoritmo é comumente chamado de menor SPF (shortest path first). Esse algoritmo usa custos acumulados em cada caminho, da origem para o destino, para determinar o custo total de uma rota.
Na figura, cada caminho é identificado com um valor arbitrário para custos. O custo de caminho mais curto para R2 encaminhar os pacotes até a LAN vinculada ao R3 é 27. Cada roteador determina seu próprio custo para cada destino na topologia. Em outras palavras, cada roteador calcula o algoritmo SPF e determina o custo da sua própria perspectiva.
Observação: o foco desta seção está no custo, que é determinado pela árvore SPF. Por esse motivo, os gráficos nessa seção mostram as conexões da árvore SPF e não a topologia. Todos os links são representados por uma linha preta contínua.
Exemplo SPF
A tabela na figura 1 exibe o caminho mais curto e o custo acumulado para acessar as redes de destino identificadas da perspectiva do R1.
O caminho mais curto não é necessariamente o caminho com o menor número de saltos. Por exemplo, observe o caminho para a LAN do R5. É possível supor que o R1 envia diretamente para R4 em vez do R3. Entretanto, o custo para acessar R4 diretamente (22) é maior do que o custo para acessar R4 com R3 (17).
Observe o caminho mais curto para que cada roteador acesse cada uma das LANs, como mostrado nas Figuras 2 a 5.
Processo de roteamento de link-state
Como um protocolo de roteamento link-state funciona? Com os protocolos de roteamento link-state, um link é uma interface em um roteador. Informações sobre o estado dos links são conhecidas como link-states.
Todos os roteadores em uma área de OSPF concluirão o seguinte processo de roteamento do estado de enlace geral para chegar ao estado de convergência:
1. Cada roteador aprende sobre seus próprios links e seus próprios redes diretamente conectadas. Isso é feito ao detectar que uma interface está no estado ativado.
2. Cada roteador é responsável por encontrar seus vizinhos em redes diretamente conectadas. Os roteadores de link-state fazem isso trocando pacotes de Hello com outros roteadores link-state em redes diretamente conectadas.
3. Cada roteador constrói um LSP (Link-State Packet) com o estado de cada link diretamente conectado. Isso é feito ao gravar todas as informações pertinentes sobre cada vizinho, incluindo o ID, o tipo de link e a largura de banda.
4. Cada roteador inunda o LSP para todos os vizinhos. Esses vizinhos armazenam todos os LSPs recebidos em um banco de dados. Em seguida, inundam os LSPs para seus vizinhos até que todos os roteadores da área recebam os LSPs. Cada roteador armazena uma cópia de cada LSP recebido de seus vizinhos em um banco de dados local.
5. Cada roteador usa o banco de dados para criar um mapa completo da topologia e calcula o melhor caminho para cada rede destino. Semelhante a ter um mapa, o roteador agora tem um mapa completo de todos os destinos na topologia e das rotas para acessá-los. O algoritmo SPF é usado para criar um mapa da topologia e determinar o melhor caminho para cada rede.
Observação: esse processo é o mesmo para o OSPF do IPv4 e OSPF do IPv6. Os exemplos nesta seção se referem ao OSPF para IPv4.
Link e link-state
A primeira etapa no processo de roteamento link-state é que cada roteador aprende sobre os próprios links, suas próprias redes diretamente conectadas. Quando a interface de um roteador é configurada com um endereço IP e uma máscara de subrede, a interface torna-se parte dessa rede.
Consulte a topologia na Figura 1. Para os fins desta discussão, considere que R1 estava configurado antes e tinha conectividade total com todos os vizinhos. No entanto, o R1 ficou sem energia por um momento e teve que reiniciar.
Durante a inicialização o R1 carrega o arquivo de configuração de inicialização salvo. Como as interfaces configuradas anteriormente ficam ativas, R1 aprende sobre suas próprias redes diretamente conectadas. Independentemente dos protocolos de roteamento usados, essas redes diretamente conectadas são agora entradas na tabela de roteamento.De forma semelhante às rotas de protocolos de vetor de distância e rotas estáticas, a interface deve ser devidamente configurada com um endereço do IPv4 e uma máscara de sub-rede. 
Além disso, o link deve estar no estado ativo antes que o protocolo de roteamento de link-state possa aprender sobre um link. Além disso, como os protocolos de vetor de distância, a interface deve ser incluída em uma das instruções de configuração do roteador da network antes de poder participar do processo de roteamento de link-state.
A figura 1 mostra o R1 vinculado a quatro redes diretamente conectadas:
· FastEthernet 0/0 - 10.1.0.0/16
· Serial 0/0/0 - 10.2.0.0/16
· Serial 0/0/1 - 10.3.0.0/16
· Serial 0/1/0 - 10.4.0.0/16
Como mostrado nas Figuras 2 a 5, as informações de link-state incluem:
· O endereço IPv4 e máscara de sub-rede da interface
· O tipo de rede, como Ethernet (broadcast) ou o link serial de ponto-a-ponto
· O custo do link
· Alguns roteadores vizinhos nesse link
Observação: a implantação do OSPF da Cisco especifica a métrica de roteamento do OSPF como o custo do link com base na largura de banda da interface de saída. Neste capítulo, usamos valores de custo arbitrários para simplificar a demonstração.
 
Diga olá
A segunda etapa no processo de roteamento link-state é que cada roteador é responsável por encontrar seus vizinhos em redes diretamente conectadas.
Roteadores com protocolos de roteamento link-state usam o protocolo de Hello para descobrir todos os vizinhos em seus links. Um vizinho é qualquer outro roteador que está habilitado com o mesmo protocolo de roteamento de link-state.
Na animação, o R1 envia pacotes Hello de seus links (interfaces) para encontrar os vizinhos. R2, R3 e R4 respondem ao pacote de Hello com seus próprios pacotes de Hello, pois esses roteadores estão configurados com o mesmo protocolo de roteamento de link-state. Não há vizinhos da interface FastEthernet 0/0. Como R1 não recebe um Hello nessa interface, ele não continua com as etapas do processo de roteamento de link-state para o link FastEthernet 0/0.
Quando dois roteadores link-state aprendem que são vizinhos, eles formam uma adjacência. Esses pequenos pacotes Hello continuam sendo trocados entre os dois vizinhos adjacentes e atuam na função de keepalive para monitorar o estado do vizinho. Se um roteador para de receber de pacotes de Hello de um vizinho, este será considerado inalcançável e a adjacência é interrompida.
Criação do pacote de link-state
A terceira etapa no processo de roteamento link-state é que cada roteador constrói um pacote link-state (LSP) que contém o estado de cada link diretamente conectado.
Após estabelecer suas adjacências, o roteador pode criar seu LSP que contém as informações do estado de enlace sobre seus links. Uma versão simplificada do LSP do R1 exibido na figura conteria o seguinte:
1) R1; Rede Ethernet 10.1.0.0/16; Custo 2
2) R1 -> R2; Rede serial de ponto a ponto; 10.2.0.0/16; Custo 20
3) R1 -> R3; Rede serial de ponto a ponto; 10.3.0.0/16; Custo 5
4) R1 -> R4; Rede serial de ponto a ponto; 10.4.0.0/16; Custo 20
Inundando o LSP
A quarta etapa no processo de roteamento link-state é que cada roteador distribui o LSP para todos os vizinhos, que então armazenam os LSPs recebidos em um banco de dados.
Cada roteador inunda as informações de link-state para todos os outros roteadores link-state na área de roteamento. Sempre que um roteador recebe um LSP de um roteador vizinho, ele envia imediatamente esse LSP por todas as outras interfaces exceto a interface que recebeu o LSP. Esse processo cria um efeito de inundação de LSPs de todos os roteadores em toda a área de roteamento.
Na animação, observe como os LSPs são inundados quase que imediatamente após a recepção sem cálculos intermediários. Os protocolos de roteamento link-state calculam o algoritmo SPF após a conclusão da inundação. Como resultado, os protocolos de roteamento link-state atingem rapidamente a convergência.
Lembre-se que os LSPs não precisam ser enviados periodicamente. Um LSP precisa ser enviado somente:
· Durante a inicialização do processo do protocolo de roteamento nesse roteador (por exemplo, reinicialização do roteador)
· Em caso de mudança na topologia (por exemplo, um link inoperante ou surgindo, uma adjacência de vizinhos que está sendo estabelecida ou interrompida)
Além das informações de link-state, outras informações são incluídas no LSP, como números de sequência e informações antigas, para ajudar a gerenciar o processo de inundação. Essas informações são usadas por cada roteador para determinar se recebeu o LSP de outro roteador ou se o LSP tem informações mais recentes do que as contidas no banco de dados de link-state. Esse processo permite que um roteador mantenha apenas as informações mais atuais no banco de dados de link-state.
Criação do banco de dados de link-state
A etapa final do processo de roteamento link-state é que cada roteador usa o banco de dados para criar um mapa completo de topologia e calcula o melhor caminho para cada rede destino.
Eventualmente, todos os roteadores recebem um LSP de todos os outros roteadores link-state na área de roteamento. Esses LSPs são armazenados no banco de dados de link-state.
O exemplo na figura exibe o conteúdo do banco de dados de link-state do R1.
Como resultado do processo de inundação, o R1 aprendeu informações de link-state de cada roteador em sua área de roteamento. Observe que o R1 também inclui suas próprias informações de link-state no banco de dados de link-state.
Com um banco de dados completo de link-states, o R1 agora pode usar o banco de dados e algoritmo SPF (shortest path first) para calcular o caminho preferencial ou mais curto para cada rede resultando na árvore SPF.
Construção da árvore SPF
Cada roteador na área de roteamento usa o banco de dados de link-state e o algoritmo SPF para construir a árvore SPF.
Por exemplo, com as informações de link-state de todos os roteadores, o R1 agora pode começar a criar uma árvore SPF da rede. Para começar, o algoritmo SPF interpreta o LSP de cada roteador para identificar redes e custos associados.
Na figura 1, o R1 identifica as redes e os custos diretamente conectados.
Nas Figuras 2 a 5, o R1 continua a adicionar qualquer rede desconhecida e os custos associados à árvore SPF. Observe que o R1 ignora qualquer rede já identificada.
Em seguida, o algoritmo SPF calcula o caminho mais curto para alcançar cada rede individual resultando na árvore SPF, como mostrado na figura 6. Agora o R1 tem uma exibição completa da topologia da área de link-state.
Cada roteador constrói sua própria árvore SPF independentemente dos demais roteadores. Para garantir o roteamento apropriado, os bancos de dados de link-state usados para construir as árvores devem ser iguais em todos os roteadores.
 
 
Adicionar rotas OSPF à tabela de roteamento
Com as informações de caminho mais curto determinadas pelo algoritmo SPF, esses caminhos agora podem ser adicionados à tabela de roteamento. A figura mostra as rotas que foram adicionadas agora à tabela de roteamento do IPv4 de R1.
A tabela de roteamento também inclui todas as redes e rotas diretamente conectadas de qualquer fonte, como rotas estáticas. Os pacotes são encaminhados de acordo com essas entradas na tabela de roteamento.
 
 
 
Por que usar protocolos link state?
Como mostrado na figura, existem várias vantagens dos protocolos de roteamento link-state comparado aos protocolos de roteamento de vetor de distância.
· Criar um mapa topológico - Os protocolos de roteamento do estado de enlace criam um mapa topológico ou a árvore de SPF da topologia de rede. Como os protocolos de roteamento link-state trocam link-states, o algoritmo SPF pode criar uma árvore SPF de rede. Com a árvore SPF, cada roteador pode determinar independentemente o caminho mais curto para cada rede.
· Convergência rápida - ao receber um LSP, os protocolos de roteamento link-state inundam imediatamente o LSP de todas as interfaces exceto a interface da qual o LSP foi recebido. De forma diferente,o RIP deve processar cada atualização de roteamento e atualizar sua tabela de roteamento antes de inundá-los de outras interfaces.
· Atualizações acionadas por eventos - após a inundação inicial de LSPs, os protocolos de roteamento link-state enviam apenas um LSP quando há uma alteração na topologia. O LSP contém apenas as informações relacionadas ao link afetado. Ao contrário de alguns protocolos de roteamento de vetor de distância, os protocolos de roteamento link-state não enviam atualizações periódicas.
· Projeto hierárquico - os protocolos de roteamento link-state usam o conceito de áreas. Várias áreas criam um projeto hierárquico para as redes, o que melhora a agregação de rotas (resumo) e o isolamento de problemas de roteamento dentro de uma área.
Desvantagens dos protocolos link-state
Como resumido na figura 1, os protocolos do estado de enlace também têm poucas desvantagens em relação aos protocolos de roteamento do vetor de distância:
· Requisitos de memória - os protocolos link-state exigem a memória adicional para criar e fazer a manutenção do banco de dados de link-state e da árvore SPF.
· Processamento de requisitos - os protocolos link-state também podem exigir mais processamento da CPU do que os protocolos de roteamento de vetor de distância. O algoritmo SPF requer mais tempo de CPU do que algoritmos de vetor de distância como Bellman-Ford, pois os protocolos link-state criam um mapa completo de topologia.
· Requisitos de largura de banda - a inundação de pacotes link-state pode afetar adversamente a largura de banda disponível em uma rede. Isso só deve ocorrer durante a inicialização dos roteadores, mas também pode ser um problema em redes instáveis.
Contudo, os protocolos de roteamento do estado de enlace atuais são projetados para minimizar os efeitos na memória, CPU e largura de banda. O uso e a configuração de várias áreas pode reduzir o tamanho dos bancos de dados link-state. Várias áreas podem limitar a quantidade de informações do estado de enlace que inundam um domínio de roteamento e enviar os LSPs somente para os roteadores que precisam deles. 
Quando há uma mudança na topologia, somente os roteadores da área afetada recebem o LSP e executam o algoritmo SPF. Isso pode ajudar a isolar um link instável em uma área específica no domínio de roteamento.
Por exemplo, na figura 2, existem três domínios de roteamento separados: área 1, área 0 e área 51. Se uma rede na área 51 ficar inativa, o LSP com as informações sobre esse link desativado são inundados somente em outros roteadores nessa área. 
Somente os roteadores na área 51 precisam atualizar seus bancos de dados link-state, executar novamente o algoritmo SPF, criar uma nova árvore SPF e atualizar suas tabelas de roteamento. Os roteadores em outras áreas sabem que essa rota está inoperante, mas isso é feito com um tipo de LSP que não resulta não nova execução do algoritmo SPF. Os roteadores em outras áreas podem atualizar diretamente suas tabelas de roteamento.
Protocolos que usam link-state
Existem somente dois protocolos de roteamento link-state, OSPF e IS-IS.
O OSPF (Open Shortest Path First) é a implantação mais popular. Foi projetado pelo grupo de trabalho de OSPF da IETF (Internet Engineering Task Force). O desenvolvimento do OSPF começou em 1987 e há duas versões em uso no momento:
· OSPFv2- OSPF para redes IPv4 (RFC 1247 e RFC 2328)
· OSPFv3- OSPF para redes IPv6 (RFC 2740)
Observação: Com o recurso de famílias de endereços de OSPFv3, ele inclui suporte para IPv4 e IPv6.
O Intermediate System to Intermediate System (IS-IS) foi projetado pela International Organization for Standardization (ISO) e é descrito na ISO 10589. A primeira versão desse protocolo de roteamento foi desenvolvida na Digital Equipment Corporation (DEC) e é conhecida como DECnet Phase V. Radia Perlman foi o projetista principal do protocolo de roteamento IS-IS.
O IS-IS foi projetado originalmente para o pacote de protocolos OSI e não o pacote de protocolos TCP/IP. Posteriormente, o IS-IS integrado, ou Dual IS-IS, incluiu suporte para redes IP. 
Embora o IS-IS seja conhecido como protocolo de roteamento usado principalmente por ISPs e operadoras, mais redes empresariais estão começando a usar IS-IS.
OSPF e IS-IS compartilham semelhanças, mas também têm diferenças. Existem facções a favor do OSPF e a favor do IS-IS que discutem e debatem as vantagens de um protocolo de roteamento em relação ao outro. Entretanto, ambos os protocolos de roteamento disponibilizam a funcionalidade de roteamento necessária para uma empresa de grande porte ou ISP.
Nota: outros estudos do IS-IS estão fora do alcance desse curso.
Resumo
Os protocolos de roteamento dinâmico são usados pelos roteadores para facilitar a troca de informações de roteamento entre os roteadores. A finalidade dos protocolos de roteamento dinâmico inclui: encontrar redes remotas, manter as informações de roteamento atualizadas, escolher o melhor caminho para as redes de destino e a capacidade de encontrar um novo melhor caminho se o atual não estiver mais disponível. Embora os protocolos de roteamento dinâmico exijam menos sobrecarga administrativa do roteamento estático, eles requerem dedicar parte dos recursos de um roteador para a operação do protocolo, incluindo o tempo da CPU e largura de banda do link da rede.
As redes normalmente usam uma combinação de roteamento estático e dinâmico. O roteamento dinâmico é a melhor opção para redes grandes e o roteamento estático é melhor para redes stub (Uma única conexão ao ISP (Internet Service Provider), com um único caminho de saída).
Quando há uma mudança nos protocolos de roteamento da topologia essas informações se propagam em todo o domínio de roteamento. O processo de tornar todas as tabelas de roteamento consistentes, onde todos os roteadores no mesmo domínio ou área possuem informações completas e precisas sobre a rede, é chamado convergência. Alguns protocolos de roteamento convergem mais rápido do que outros.
As métricas são usadas por protocolos de roteamento para determinar a melhor rota ou o caminho mais curto para acessar uma rede destino. Protocolos de roteamento diferentes podem usar métricas diferentes. Normalmente, métrica menor resulta em um caminho melhor. As métricas usadas pelos protocolos de roteamento dinâmico incluem saltos, largura de banda, atraso, confiabilidade e carga.
Os protocolos de roteamento podem ser classificados como com classe ou sem classe, vetor de distância ou estado de enlace e um protocolo de gateway interno (IGP) ou um protocolo de gateway externo (EGP).
Esses protocolos de vetor de distância usam roteadores como "postagem de sinal" ao longo do caminho até o destino final. A única informação que um roteador sabe sobre uma rede remota é a distância ou métrica para acessar a rede e que caminho ou interface usar para chegar lá. Os protocolos de roteamento de vetor de distância não têm um mapa da topologia de rede. Os protocolos de vetor de distância modernos são RIPv2, RIPng e EIGRP.
Um roteador configurado com um protocolo de roteamento link-state pode criar uma visualização ou topologia completa da rede ao coletar informações de outros roteadores. Essas informações são coletadas usando pacotes de link-state (LSPs).
Os protocolos de roteamento link-state aplicam o algoritmo de Dijkstra para calcular a rota com o melhor caminho. O algoritmo é comumente chamado de menor SPF (shortest path first). 
Esse algoritmo usa custos acumulados em cada caminho, da origem para o destino, para determinar o custo total de uma rota. Os protocolos de roteamento link-state são IS-IS e OSPF.