Sistemas Autônomos e Roteamento na Internet Edgard Jamhour

Sistemas Autônomose

Roteamento na InternetEdgard Jamhour

Estrutura Física de Redes IP

• Os equipamentos de redes IP são comumente estruturados em 3 níveis:– Nível Usuário

• Equipamento que atende a um usuário ou a uma rede privada:– CPE: Customer Premises Equipment ou – RG: Residential Gateway

– Nível Acesso

• Infra-estutura que transporta dados não agregados– ADSL, Cable Model, Ethernet, Frame-Relay, ATM, etc.

– Nível Núcleo (Core ou Backbone)

• Infra-estrutura que transporta dados agregados– ATM, SDH, Gigabit-Ethernet

Exemplo

• Múltiplas tecnologias de acesso podem ser agregadas ao Backbone• No caso do ADSL, o equipamento de rede responsável por

multiplexar as linhas de acesso ao backbone é denominado:– DSLAM: Digital Subscriber Line Access Multiplexer

CPE

CPE

CPE

DSLAM

B-RAS

CPE

CPE

CPE

DSLAM

linha de baixa capacidade

linha de alta capacidade

Broadband Remote Access Server (responsável por

autenticar e policiar o tráfego do usuário)

Rede Backbone

PPPoE

Exemplo

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

Rede Backbone

Rede Backbone

CPE

CPE

CPE

operadora 2operadora 1

CPE

CPE

CPE

Estrutura Lógica da Internet

- Como as informações são

roteadas na Internet?

- Como as tabelas de roteamento são

atualizadas?

200.0.0.0/24

Estrutura Lógica da Internet

• A internet é estruturada na forma de sistemas autônomos:

A B

C

D

EF G

IJ

H

SISTEMA AUTÔNOMO 1 SISTEMA AUTÔNOMO 2

X

Y Z

SISTEMA AUTÔNOMO 3

Sistema Autônomo(Autonomous System - AS)

• Um AS é uma rede que divulga seus endereços para outras redes da Internet.– Propriedades do AS

• Possui os seus próprios IP’s.

• Seus endereços independem do provedor de acesso.

• Pode conectar-se a vários provedores simultaneamente.

F G

IJ

H

Conexão com outro AS


Redes pertencentes

ao AS

Exemplos de SA

• Endereço: www.pucpr.br (200.192.112.20)– AS 13522

– Prefixes:3

– IP addrs:8192

– IPs/Prefix:2730

– AS name:Pontificia

– AS descr:Universidade Catolica do Parana

– Country:BR

– Allocated:19990628

– RIR:LACNIC

– BGP Prefix

– Prefix:200.192.112.0/21

Exemplos de SA

• Endereço: www.google.com– AS 15169

– Prefixes:109

– IP addrs:122624

– IPs/Prefix:1124

– AS name:GOOGLE

– AS descr:Google Inc.

– Country:US

– Allocated:20000330

– RIR:ARIN

– BGP Prefix

– Prefix:209.85.128.0/17

Atribuição de Endereços na Internet

• IANA:– The Internet Assigned Number Authority

• Atribuição de Endereços:– LIR: Local Internet Registry

– NIR: National Internet Registry

– RIR: Regional Internet Registry

• AfriNIC (African Network Information Centre) - Africa Region

• APNIC (Asia Pacific Network Information Centre) - Asia/Pacific Region

• ARIN (American Registry for Internet Numbers) - North America Region

• LACNIC (Regional Latin-American and Caribbean IP Address Registry) – Latin America and some Caribbean Islands

• RIPE NCC (Réseaux IP Européens) - Europe, the Middle East, and Central Asia

Exemplo de AS

• Bloco de Endereços do AS:– 200.17.0.0/16 (255.255.0.0)

– 200.17.0.0 ao 200.17.255.255

F G

IJ

H


200.17.1.0/24

200.17.2.0/24

200.17.3.0/24

G: 200.17.1.1H: 200.17.2.1J: 200.17.3.1

O AS pode divulgar rotas agrupadas:

200.17.0.0/16

Tipos de AS

• Sistemas autônomos podem ser:

– Stub AS:

• ligados à Internet através de um único ponto de saída.

• Também são chamados de “single-homed”

– Transit AS

• Sistemas Multihomed que permitem tráfego originário fora desse SA poder passar através dele para outro SA diferente.

• Os ISP são sistemas deste tipo.

– Non-Transit:

• Não permitem transporte de tráfego envolvendo outros AS.

non-transit

transit transit stub

transitPropagação de Rotas

Relacionamento entre ASsPeering e Transit

• Quando dois AS se interconectam de maneira gratuita, visando benefício mútuo de troca de tráfego, eles são denominados peer. – ATM: acordo de tráfego multi-lateral

• Quando o relacionamento é comercial, a conectividade é denominada transit.

IXP: Internet Exchange Point

• Um IXP permite a interconexão direta de vários ASs, minimizando o número de saltos

• Atualmente, a tecnologia mais utilizada para implementar IXP é o Ethernet.

• Em muitos países a manutenção dos IXP é subsidiada por órgãos públicos

PTT Brasil

• No Brasil a denominação utilizada para IXP é PTT: – PTT: Ponto de Troca de

Tráfego

– PIX: Ponto de Interconexão ou ponto de acesso ao PTTMetro.

• PTTMetro – Projeto do Comitê Gestor da

Internet no Brasil (CGIbr) que permite a interconexão direta entre as redes ASs que compõem a Internet Brasileira.

Backbone RNP

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

Quem não é AS, pertence a um AS

Esta rede pertence ao AS1

A B

CD

E F G

IJ

H

SISTEMA AUTÔNOMO 1

SISTEMA AUTÔNOMO 2X

Y ZSISTEMA AUTÔNOMO 3

Gateway Default da Rede Corporativa

CPE CPE

Esta rede pertence ao AS2

Este roteador pode ter apenas uma rota para

Internet

Quantas rotas este roteador precisa

conhecer?

Tipos de Roteadores no AS

• Exterior Gateways– Troca informações com roteadores pertencentes a outros AS.

– Equipamento muito caro, com alta capacidade de memória.

• Interior Gateways– Troca informações apenas no interior do seu AS.

– Roteador comum.

F G

I J

H

Gateway Interno

Gateway Externo

Sistema Autônomo: AS

• Informações de roteamento para os roteadores internos– Eles precisam conhecer todas as rotas no interior do AS– A propagação das rotas é baseada em difusão seletiva (multicast)– Utiliza IGP: Interior Gateway Protocol

• OSPF: Open Shortest Path First

• Informações de roteamento para roteadores externos– Precisa ser padronizada– A propagação de rotas depende de contratos entre os

administrados de AS– Baseada em EGP: Exterior Gateway Protocol

• BGP: Border Gateway Protocol

IGP e EGP

• IGP: Interior Gateway Protocols• Informações de Roteamento no Interior do AS

– RIP: Routing Information Protocol

– OSPF: Open Shortest Path First

– IS-IS: Intermediate System to Intermediate System

• EGP: Exterior Gateway Protocols• Informações de Roteamento entre ASs

– BGP: Border Gateway Protocol

EGP e IGP

A B

CD

EF G

IJ

H

EGP

SISTEMA AUTÔNOMO 1 SISTEMA AUTÔNOMO 2

IGP IGP

Conhece todas as rotas da

Internet

Conhece apenas as rotas no

interior do AS

ML

216.1.2.0/24

220.2.1.0/24

prefixo: 220.2.0.0/16prefixo: 216.1.2.0/16

CPE CPE

Exemplo de Roteador de Borda

• Roteadores de borda atuais precisam suportar aproximadamente:– 222.000 rotas (junho 2007)

– Mais 50% para rotas privadas de clientes

• A fim de processar essas rotas sem grande atraso na propagação dos pacotes os roteadores precisam:– Muita memória de acesso rápido

– Alta capacidade de processamento

• Roteadores com essa capacidade podem ter custos superiores a U$ 50K.

Conceitos Básicos de Roteamento

• RIB (Router Information Base)– conjunto de rotas configuradas no roteador

• origem estática

• protocolos de roteamento

• icmp (redirecionamento)

– pode conter mais de uma rota para o mesmo destino

• FIB (Forwarding Information Base)– conjunto de rotas ativas (não ambiguas)

• pode conter o endereço MAC do próximo salto

– contém apenas as melhores rotas

A B

CD

E

ir até E por B com custo 2

ir até E por C com custo 3

Algoritmos de Roteamento

• Algoritmo de Roteamento Global– tem conhecimento de toda estrutura da rede

• algoritmo de estado de enlace: LS (link-state)

• Algoritmo de Roteamento Decentralizado– nenhum nó tem informação completa da rede

• algoritmo de vetor de distâncias: DV (distance vector)

2

2

2

53

3

1

1

Vetores de Distância

• A) Os roteadores divulgam as redes a que estão diretamente conectados por seus enlaces

• B) Apenas as melhores ofertas são aceitas para cada rede.• C) A rotas são propagadas com custo acrescido

A

B

C Drede A

1

2

12

1

2

13

acesso a rede A com custo 1




X

rede A por A.1

rede A por A.2rede A por C3

rede A por B2

Atualizações de Rota: Vetor de Distância

• Por re-anuncio e temporização– As rotas tem um tempo de vida (TTL)

– Os roteadores re-anunciam periodicamente suas rotas

– Rotas cujo re-anuncio não é recebido dentro do prazo de vida são desativadas.

– Rotas de maior custo previamente ignoradas passam a ser aceitas.

– O tempo de atualização das rotas é aproximadamente: nsaltos * TTL

• Por atualizações (triggered updates)– Quando um roteador detecta uma alteração em sua tabela ele re-anuncia

todas as suas rotas.

– Essa técnica reduz o tempo de atualização mas gera grande carga de mensagens de atualização na rede.

Estado de Enlace

• Roteadores trocam informações sobre a topologia da rede (roteadores, enlaces e redes).– Cada roteador mantém um banco de dados completo com a descrição de

toda topologia da rede (link state database)

– Os roteadores só repassam informações para roteadores parceiros (protocolo Hello - também usado como keep alive)

– Os roteadores parceiros sincronizam sua base de estado de enlace através de mensagens LSA (Link State Advertisement)

A BLink State Database

Link State Database

hello

hello

lsa

lsa

Atualizações de Rota: Estado de Enlace

• Roteadores verificam se seus vizinhos estão ativos pela mensagem Hello

• As mensagens de atualização de rotas (LSA) são enviadas somente se uma nova rota foi adicionada ou removida.

novo LSA

AX

B

C

D

E

novo LSA novo LSA

novo LSA

novo LSA

Divisão em Áreas

• Num protocolo de estado de enlace os requisitos de memória crescem linearmente com o número de enlaces (n) e o processamento cresce entre n* log(n) e n^2.– Para prover escalabilidade em redes de grade porte, é utilizado a

estratégia de divisão por áreas.

ABRABR

ABR: Roteador de Borda de Àrea

resumo

estado completo da própria

área

área A área C

área B

resumo das outras

áreas

Vetores de Caminho e políticas

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

200.17.1.0/24

B

CD

E

F G

IJ

EGP

SA1

Y

XW

Z

EGP

200.17.1.0/24 via SA3

SA2

SA3

200.17.1.0/24 via SA3, SA2

200.17.1.0/24 via SA3, SA1

200.17.1.0/24 via SA3

EGP - Exterior Gateway Protocols

BGP

BGP: Border Gateway Protocol

• Protocolo de roteamento por vetor de caminho– Versão 4: RFC 1771

• Motivação– Segmentar a Internet em domínios (ASs) administrados

independentemente– Eliminar a necessidade de divulgar todas as rotas entre ASs

distintos.

• Características:– Protocolo transportado por TCP– Cabeçalho Padrão seguido de 5 tipos de mensagem distintos.

Mensagens BGP

• Open (Tipo 1)– inicia uma sessão entre um par de roteadores BGP

– negocia recursos opcionais do BGP

• Update (Tipo 2)– anuncia informações de roteamento de um BGP para outro

• Notification (Tipo 3)– usada para indicar problemas com as mensagens Open ou Update

• KeepAlive (Tipo 4)– utilizada para verificar se o parceiro está ativo

• Route-Refresh (Tipo 5)– requisita que um roteador BGP reanuncie todas as suas rotas

Sessão BGP

• Speaker BGP– roteador que pode enviar e receber mensagens BGP

• Parceiros BGP– roteadores BGP com conexões TCP ponto-a-ponto estabelecidas

– Porta TCP: 179

open

open ou notification

update

update

Cabeçalho BGP

• Marcação (16 bytes)– campo obsoleto, não é mais utilizado (preenchido com 0xff)

• Tamanho (2 bytes)– máximo 4096 bytes

• Tipo da mensagem (1 byte):– 5 tipos

Marcador

Marcador (cont.)

Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4

Marcador (cont.)

Tamanho da Mensagem

Marcador (cont.)

Tipo da Mensagem Versão (4)

Mensagens BGP: Open

• Identificador de AS– número de 16 bits: e.g. 65033

– AS Privado: 64512 a 65535

• Tempo de Suspensão:– Tempo que o roteador espera (em segundos) sem keep alive, antes de considerar a sessão

como morta

– Keep Alive (30 s) = 1/3 do tempo de suspensão ( 90 s)

• Identificador de BGP– Endereço IP da interface do roteador

• Parâmetros Opcionais– Formato TLV (e.g. autenticação e capacidades adicionais - AS 4 bytes)

ID AS Tempo de Suspensão

Identificador BGP

Tamanho Opcoes Parâmetros Opcionais

Parâmetros Opcionais

Mensagem BGP: Update

• A mensagem de update permite adicionar ou remover novas rotas.

• Ela é composta de 3 seções:– Rotas Retiradas (Unfeasible Routes)

• e.g. 192.168.1.0/24, 10.0.0.0/8, etc.– Atributos do Caminho

• atributos comuns a todas as rotas anunciadas– Rotas Anunciadas (NLRI)

• e.g. 200.1.0.0/16

Tamanho Rotas Retiradas Info. Rotas Retiradas

Rotas Retiradas

Tamanho do Atributos do Caminho Atributos Caminho

Informação de Alcance da Camada de Rede (NLRI)

Atributos Caminho

Atributos BGP

• AS-PATH– seqüência completa de ASs até o destino anunciado– usado para detectar loops

• NEXT-HOP– endereço do roteador BGP que corresponde ao primeiro salto do caminho

• LOCAL-PREFERENCE– determina o melhor caminho para o tráfego de saída– maior local-preference vence (default 100)

• MULTI-EXIT DESCRIMINATOR (EXIT)– melhor caminho para o tráfego entrante

• ORIGIN– Origem do Caminho: IGP, EGP ou incomplete

• COMMUNITIES– Comunidades aos quais as rotas anunciadas pertencem

Comunidades BGP

• No BGP rotas podem ser agrupadas em comunidades (através da seção path da mensagem update)

– comunidades permitem definir políticas para exportação de rotas– o significado da comunidade é local ao AS

• Quatro bytes são utilizados: 2 bytes AS: 2 bytes Valor– exemplo: 65033:500 (comunidade 500 do AS 65033)

• As seguintes comunidades são padronizadas:– internet (0)– no-export (0xFFFFFF01)

• as rotas são anunciadas apenas aos peers que são parte da mesma confederação BGP

– no-advertise (0xFFFFFF02)• a rota não é anunciada para nenhum BGP peers

– local-AS (0xFFFFFF03)• a rota não é anunciada para nenhum BGP peer externo, mesmo que

confederado

AS 5AS 4

Confederação BGP

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

AS 1 AS 2

AS 3

e-BGP

i-BGP

Políticas BGP

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

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

IGP - Interior Gateway Protocols

RIPOSPF

RIP: Routing Information Protocol

• Originário do conjunto XNS da Xerox• Duas Versões

– Versão 1: RFC 1058

• mensagens em broadcast

• não suporta CIDR (Classless InterDomain Routing)

– Versão 2: RFC 1723

• mensagens em multicast

• suporta CIDR

• Baseado em vetor de distâncias

RIP

• Transportado em mensagens UDP (Porta 520)– Cada mensagem pode informar até 25 rotas

– Dois tipos de mensagem:

• Requisição (tipo 1): solicita informações de roteamento

• Resposta (tipo 2): envia informações de roteamento

• Indicado para redes de pequeno a médio porte.– É muito simples de usar, mas torna-se ineficiente para redes muito

grandes.

– Custo baseado em saltos (hop count)

– Valor máximo 15 (acima deste valor, a rede é considerada inalcançável)

Elementos de uma rede RIP

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

Rede 200.192.0.0/24

Rede 200.134.51.0/24

ATIVOUsualmente roteador

PASSIVOUsualmente host

Exemplo de Operação RIP

G1

G2 G3

G4 G6G5

REDE 1

REDE 2

REDE 4REDE 3

REDE 6 REDE 5

(G6,R5,1)

G,R,D

G: GatewayR: RedeD: Distância

…

…

2

1

(G5,R5,1)

(G3,R5,2)

(G1,R5,3)(G1,R5,3)

(G2,R5,4)

(G4,R5,5)

Tabela de Roteamento

• Roteador G3

Next Hop

G10

G20

G5G2

Destino

REDE 1REDE 2REDE 3REDE 4REDE 5REDE 6

Metrica

212123

Direto/Remoto

RDRDRR

Local/RIP

RLRLRR

Interface

222112

Timers para Rotas

• As mensagens de rotas (responses in RIP) são enviadas a cada 30 segundos.

• Time-out timer– Inicializado todas as vezes que uma rota é criada ou atualizada.

– Se a rota não for atualizada em 180 segundos, ela é considerada obsoleta.

• Garbage collection Timer– As rotas que estiverem expiradas por mais de 120 segundos são

removidas.

RIP Request e Response

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

RIP REQUEST

RIP RESPONSE

RIP Versão 1: RFC 1058

• PROBLEMAS:– Não propaga máscaras (só permite definir rotas segundo as classes A, B

e C).

– Envia mensagens em Broadcast.

– Não possui mecanismos de autenticação.

RIP Versão 2: RFC 1723

• RIP Versão dois suporta:– Propaga as rotas para grupos multicast

– Suporta a definição de rotas com uso de máscaras.

– Autenticação por:

• Message Digest (16 bytes MD5 da mensagem)

• Password Simples (senha de 6 bytes)

• Message Digest Key e Sequence Number (HMAC com chave secreta)

– Em todos esses casos, a autenticação é colocada no início da mensagem.

Formato das Mensagens RIP v2

Command(1: request, 2:

response)

Version (2)

Reserved

Address Family(0xffff para Autenticação)

IP Address

Subnet mask

Next Hop IP Address

Metric

Tipo de Autenticação


Informação de Autenticação X 4

Address Family(2 para IPv4)

Tag de Rota

Address Family(0xffff para Autenticação)


Informação de Autenticação X 4

Cabeçalho

Autenticação

Entradas de Rota....

Autenticação

Exemplo

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

2

10.26.128.0255.255.128.0

3

192.168.0.0255.255.255.0

1

192.168.1.0255.255.255.0

INTERNET 0.0.0.00.0.0.0

Propagação da Rota 0

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

2

10.26.128.0255.255.128.0

3

192.168.0.0255.255.255.0

1

192.168.1.0255.255.255.0

INTERNET 0.0.0.00.0.0.0

0.0.0.0 por 1 (custo 1)

0.0.0.0 por 2 (custo 2)

0.0.0.0 por 3(custo 3)

Propagação da Rota 192.168.0.0

Ofertas de rotas com custos mais alto são descartadas.

2

10.26.128.0255.255.128.0

3

192.168.0.0255.255.255.0

1

192.168.1.0255.255.255.0

INTERNET 0.0.0.00.0.0.0

192.168.0.0 por 2 (custo 1)

192.168.0.0 por 3(custo 1)

192.168.0.0 por 2 (custo 1)

OSPF: Open Shortest Path First

• Versão Atual:v2– RFC 2328 e RFC 1246

– Protocolo IGP por estado de enlace

– Único protocolo de roteamento dinâmico obrigatório para roteadores.

• Protocolo de roteamento completo, mais flexível que o RIP.– RIPv2 permite apenas trabalhar com custo por número de saltos.

– OSPF permite utilizar técnicas mais genéricas para cálculo das métricas das rotas.

Dijkstra Shortest Path First (SPF)

• Princípio: – Encontrar o menor caminho entre um dos nós da rede e todos os demais

• Se D pertence ao melhor caminho entre AF, então o melhor caminho é o melhor AD + melhor DF.

• Custo: L*log(N) (L:enlaces e N:nós)

• Estratégia:– Escolher sempre o melhor nó adjacente

– Atribuir custos acumulativos a cada nó da rede

A

C

B

D

F

E

1

5

3

5

1

6

4

20

1

4

5

9

10

Constrained Shortest Path First (CSPF)

• Permite impor restrições adicionais ao invés de escolher simplesmente o caminho mais curto

• As restrições podem ser de várias naturezas:– restringir o uso de enlaces indisponíveis, pouco confiáveis ou muito lentos

(menos banda)

• Duas técnicas são utilizadas: – Aparar enlaces indesejáveis (eliminá-los do grafo - prunning)

– Criar uma nova métrica que incorpora outras restrições em seu cálculo

• Problema:– Todos os roteadores precisam usar a mesma métrica, ou poderão ser

criadas rotas em loop.

Equal Cost Mutipath (ECMP)

• Geralmente, quando dois caminhos de custo idêntico são encontrados, o primeiro a ser descoberto é mantido.

• Isso pode levar a uma sub-utilização da capacidade da rede.• No ECMP os roteadores procurar efetuam balanceamento de carga

entre caminhos de custo idêntico.– Roteadores que suportam ECMP criam regras automáticas de

balanceamento utilizando parâmetros como:

• O endereço de origem ou destino dos pacotes encaminhados.

• A marcaçao diffserv

• O tipo de tráfego transportado

Conceitos do OSPF

• Um roteador OSPF deve ter um identificador único em todo o sistema Autônomo– identificador de roteador: endereço IP de uma das interfaces (geralmente

o menor)

– identificador de área: exclusivo em um sistema autônomo

• Os seguintes métodos de autenticação são suportados:– tipo 0: sem autenticação + checksum

– tipo 1: proteção adicional contra erro de configuração

– tipo 3: autenticação criptográfica MD5

Áreas OSPF

• No OSPF, áreas são organizadas em uma hierarquia de dois níveis:– área zero: backbone do AS– demais áreas: conectadas ao backbone

• Os roteadores que conectam uma área ao backbone são denominados: ABR

• Os ABR transmitem informações sumarizadas para os demais roteadores da sua área.

• Se uma única área for utilizada, a quantidade de roteadores é limitada (menos que 200 para roteadores legados).

Terminologia OSPF

R1

R5 R6

R0

N1Area 0

Area 2 (Stub)

Area 1R3

BACKBONEOSPF

Area 0.0.0.0

R7R4

Fronteira de AS

N2

N1

Roteador de Fronteira de Área

(ABR)

R2

Roteador de Fronteira de AS

(ASBR)

Rx

Rede RIP

LSA NSAR8

Area 3

Terminologia OSPF

• Roteadores Intra-Area:– Conhecem apenas a topologia de rede do interior de sua própria área.

• Roteadores de Fronteira de Área (ABR)– Conhecem duas ou mais áreas aos quais estão diretamente conectados.

– Efetuam agregação de rotas utilizando CIDR (a agregação pode ser ativada ou não)

• a agregação interfere no funcionamento do LDP (MPLS)

• Roteadores de Fronteira de AS (ASBR)– Trocam informações com outros AS e podem pertencer a qualquer área.

Funcionamento do OSPF

• Protocolo de Estado de Enlace– Protocolo OSPF é diretamente encapsulado no IP (protocolo tipo 89).

– São transmitidos em multicast para o endereço padrão: 224.0.0.5 e 224.0.0.6.

• Mensagens do OSPF:1. Hello

2. Descrição do Banco de Dados

3. Solicitação do Estado de Enlace

4. Atualização do Estado de Enlace

5. Reconhecimento do Estado de Enlace

Mensagens OSPF

• Hello:– usada para descobrir vizinhos e manter o relacionamento entre eles

• DataBase Description:– lista um diretório de entradas de estado de enlace

• LinkState Request:– requisita uma ou mais informações específicas de estado de enlace

• LinkState Update:– envia a informação de uma ou mais entradas de estado de enlace (LSA -

Link State Advertisement)

• LinkState Acknowledgement:– confirma o recebimento seguro da informação de estado de enlace

Mensagens OSPF

Version (2) Tipo de Mensagem Tamanho da Mensagem

Identificador de Roteador


Identificador de Área

Checksum da mensagem

Dados de autenticação...

Reservado


ID de Chave Tamanho da Autentic.

Número de sequência

Cabeçalho OSPF

Máscara de rede


Intervalo de Hello

Roteador designado

Roteador designado de backup

Intervalo de morte do roteador

Primeiro Vizinho

Mensagem Hello

Opções Prioridade Roteador

Outros Vizinhos

Descoberta de Vizinhos

• Mensagem Hello– Permite detectar novos vizinhos e verificar se estão ativos

– As mensagens são enviadas em intervalos de 10 segundos

– O intervalo de morte é geralmente 40 segundos

• Prioridade do Roteador– Utilizado para eleger o roteador designado (designated router)

• o desempate entre prioridades é feito para o roteador com ID mais alto

• Lista de Vizinhos– Os vizinhos são identificados pelo seu ID (IP)

Mensagens OSPF

MTU da Interface Opções

Número de sequência da descrição do banco de dados


Identificador de Área

Idade do Estado de Enlace

Identificador de Estado de Enlace

Roteador Anunciante

Opções

Número de sequência do Estado de Enlace

Database Description

Reservado I M S

Tipo do Est. Enlace

Checksum Tamanho

Outros Cabeçalhos de Anúncio de Estado de Enlace

....

Sincronismo com Banco de Dados

• O método OSPF exige que cada roteador possua uma cópia idêntica dos estados de enlace da rede.

• Para evitar que informações em excesso sejam trocadas pela rede, a seguinte estratégia é adotada:– O roteador anuncia uma lista de enlaces que ele conhece (DataBase

Description)

• lista os identificadores de entrada da base, mas não envia os dados propriamente dito

– O roteador que recebe o anúncio solicita apenas as entradas que estão faltando (Link State Request)

– O roteador que fez o anúncio envia mensagens contendo os LSA solicitados (Link State Update)

Mensagens OSPF

Tipo de Estado de Enlace

Identificador do Estado de Enlace


Roteador Anunciante

Outros Anúncios de Estado de Enlace Requisitados....

Link State Request (LSR)

Contador de Anúncios (número de LSAs)

Idade do Estado de Enlace (LS)

Link State Update (LSU = N X LSA)

Opções Tipo de LS

Identificador de estado do enlace

Roteador Anunciado

Número de Sequência de Estado do Enlace

Checksum do Estado de Enlace (LS) Tamanho

Flags Reservado Número de Enlaces

Identificador de Enlace (IP ou Subrede)

Dado do Enlace (Máscara de Subrede)

Tipo de Enlace Contador de TOS Métrica Padrão

TOS Reservado Métrica do TOS

Redes de Acesso Múltiplo

• Vários roteadores são interconectados a um enlace compartilhado com suporte a broadcast (multicast)

• Mensagens de Hello são enviadas em multicast (224.0.0.5)

• Anúncios de LSA são feitos ao roteador designado e ao roteador designado de backup usando um endereço de multicast (224.0.0.6)

• O roteador designado distribui os anúncios usando o endereço de multicast 224.0.0.5.

meio de múltiplo acesso

Roteador Designado

Roteador Designado de

Backup

Tipos de Anúncio de Estado de Enlace

• No OSPF são utilizados 4 tipos de LSA:– Tipo 1: Router-Link Entry

• Anúncios de Enlaces de Roteador• Produzidos por todos os roteadores e são espalhados dentro de uma única

área.– Tipo 2: Network-Link Entry

• Anúncios de Enlaces de Rede:• Produzidos pelo roteador designado e são espalhados em uma única área.

– Tipo 3 e 4: Summary-Link Entry• Anúncio de Enlaces de Resumo:• Produzidos pelos roteadores de fronteira de área ABR. Descrevem rotas para

destinos em outras áreas e para os roteadores de fronteira de AS.– Tipo 5: Autonomous System External Link Entry

• Anúncio de Enlaces de AS Externo• São produzidos pelos roteadores de fronteira AS e são espalhados por todos

as áreas.

Tipos de Áreas

• Áreas Stub– Utilizadas para proteger roteadores com pouca capacidade de CPU ou memória– Esse tipo de área é configurada no ABR, que propaga apenas uma rota padrão

para os demais roteadores da área

• Not So Stubby Area (NSSA)– Uma LSA especial denominada LSA-NSSA é utilizada para propagar rotas de uma

área Stub para outras áreas que não suporte OSPF (por exemplo RIP)• Essa mensagem tem um campo adicional que permite apontar uma gateway

diferente do roteador anunciante.

• Enlaces Virtuais– Permitem criar enlaces virtuais (não físicos) usados para aumentar a conectividade

da malha OSPF.• Exemplo: interconectar duas áreas adjacentes utilizando um roteador que não

tem interface direta com a Área 0.

Links de Interesse

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

ANEXOS

TTL e Número de Seqüência das LSA

• Um limite de idade (TTL) é atribuído às informações anunciadas pelo LSA.– As LSAs precisam ser renovadas periodicamente. As LSAs são removidas

quando o TTL é esgotado.

– Cada LSAs tem um TTL controlado por temporizadores individuais.

– As LSAs possuem também um número de seqüência que permite distinguir anúncios novos de antigos.

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0

1

2

3 4 5

6

7

8

9

101112

13

contador em pirulito

Conjunto de Caminhos

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

200.17.0.0/25

B

CD

E

F G

IJ

EGP

SA1

Y

XW

Z

SA2

SA3

200.17.0.0/24 seqüência {SA1},conjunto {SA2, SA3}

200.17.128.0/25

Documents

Sistemas Autônomos e Roteamento na Internet Edgard Jamhour