Roteamento AS e OSPF Prof. Alexandre Beletti AS Autonomous System Como cada rede é independente, todas elas podem usar diferentes algoritmos. Por serem independentes umas das outras, com frequência cada rede de uma inter-rede é denominada sistema autonômo(as Autonomous System). Falaremos mais sobre ASs... 1
Inter-rede: Modelo X Grafo Modelo Grafo Níveis de Roteamento Em cada rede é usado um protocolo de gateway interior (interior gateway protocol) No entanto, entre as redes e usado um protocolo de gateway exterior exterior gateway protocol("gateway" é um termo antigo para "roteador"). 2
Internet: Redes Interconectadas Introdução As redes internas das empresas X, Y e Z podem ser vistas como três ASs, se todas estiverem na Internet Internamente, todas as três podem fazer uso de algoritmos de roteamento distintos Mesmo considerando que cada uma possa ter um algoritmo distinto, devemos ter um padrão que simplifique o roteamento interno 3
Introdução Estudaremos o roteamentoem um AS Um algoritmo de roteamentoem um SA é chamado protocolo de gateway interior Um algoritmo para roteamentoentre SAsé chamado protocolo de gateway exterior OSPF Open Shortest Path First O RIP (gateway interior) funciona bem em sistemas pequenos Em 1988 começaram a trabalhar no OSPF Se tornou um padrão em 1990 As empresas passaram a utilizá-lo e passou a ser o principal protocolo de gateway interior 4
Requisitos do Projeto 1. Amplamente divulgado na literatura (Open) 2. Considerar uma variedade de unidade de medidas (ex: distância física, retardo) 3. Algoritmo dinâmico (adaptável automaticamente as alterações na topologia) 4. Roteamentobaseado no tipo de serviço (utilizou o campo Typedo IP) 5. Balancear carga Requisitos do Projeto 6. Suporte para sistemas hierárquicos 7. Um certo nível de segurança 8. Saber lidar com roteadores conectados a Internet por meio de túnel 5
Compatibilidade Tipos de Rede Linhas ponto a ponto entre, exatamente, dois roteadores. Redes de multiacesso com difusão (por exemplo, a maioria das LANs). Redes de multiacesso sem difusão (por exemplo, a maioria das WANscomutadas por pacotes). Rede Multiacesso Uma rede de multiacesso é aquela que pode ter vários roteadores e cada um dos quais pode se comunicar diretamente com todos os outros. Todas as LANse WANstem essa propriedade. 6
Rede Multiacesso - AS OSPF - Funcionamento O OSPF funciona transformando o conjunto de redes, roteadores e linhas reais em um grafo orientado, no qual se atribui um custo (distancia, retardo etc.) a cada arco. Em seguida, o OSPF calcula o caminho mais curto com base nos pesos dos arcos. Uma conexão serial entre dois roteadores e representada por um par de arcos, um em cada sentido. Seus pesos podem ser diferentes. 7
Representação Gráfica - Arcos AS Continuação Muitos dos SAsda Internet são grandes e difíceis de gerenciar O OSPF permite que eles sejam divididos em áreas numeradas Uma área é uma rede ou um conjunto de redes contiguas Essas áreas não se sobrepõem, mas não precisam ser completas, ou seja, talvez alguns roteadores não pertençam a nenhuma área 8
AS Continuação Uma área é uma generalização de uma subrede. Fora de uma área, a topologia e os detalhes da sub-rede não são visíveis Cada SA possui uma área de backbone, chamada área 0 AS e Hierarquia Ao contrário do RIP, o OSPF pode operar com hierarquias A maior entidade dentro da hierarquia é o sistema autônomo (Autonomous System, AS) AS é uma coleção de redes sob mesma administração e que têm uma estratégia de roteamento comum OSPF é um protocolo de roteamento intra-as (interior gateway), embora seja capaz de receber e enviar rotas para outros ASs 9
AS e Hierarquia Um AS pode ser divido em diversas áreas, que são grupos de redes adjacentes e host ligados Roteadores com múltiplas interfaces podem participar em múltiplas áreas Estes roteadores, chamados Roteadores de Borda de Área (AreaBorderRouters), mantêm uma base de dados topológica (referente à geometria) separada para cada área. AS e Hierarquia A topologia de uma área é invisível para entidades fora dela Por manter separadas as topologias de área, o OSPF passa menos tráfego de roteamentodo que se passaria se as ASsnão fossem divididas O particionamentode área cria dois tipos de roteamentoospf, dependo se a origem e o destino estão na mesma área ou em áreas diferentes 10
AS e Hierarquia Roteamentointra-área é usado quando a origem e o destino estão na mesma área, e o roteamentointer-áreaé usado quando estão em áreas diferentes Num backbone(redes principais que conectam redes menores) OSPF é responsável por distribuir informações de roteamento entre áreas AS e Hierarquia Consiste de todos os roteadores de borda de área (AreaBorderRouters, ABR), redes que não estão totalmente contidas em uma área, e seus respectivos roteadores. A próxima figura mostra um exemplo de uma inter-rede com várias áreas 11
AS OSPF = múltiplas áreas via roteadores Exemplo Os roteadores 4, 5, 6, 10, 11 e 12 formam o backbone Se o host (computador principal de uma redes, que comanda ou controla a ação de outros computadores) H1 na área 3 deseja enviar um pacote ao host H2 na área 2, o pacote é enviado ao roteador 13, que o encaminha para o roteador 12, que envia ao roteador 11 O roteador 11 então encaminha o pacote pelo backbonepara o roteador de borda de área 10, que envia o pacote através de dois roteadores intra-área (roteadores 7 e 9) para ser encaminhado ao host H2. 12
Backbone e OSPF O backboneem si é uma área OSPF, já que todos os roteadores do backboneusam os mesmos procedimentos e algoritmos para manter a informação de roteamentode dentro do backbone, que qualquer roteador de área manteria. A topologia do backboneé transparente para todos os roteadores interárea, assim como a topologia de cada área são para o backbone OSPF 4 classes de roteadores 1. Os roteadores internos, que ficam inteiramente em uma área (ex: Roteador 1). 2. Os roteadores de borda de área, que conectam duas ou mais áreas (ex: Rot. 10). 3. Os roteadores de backbone, que ficam no backbone (ex: Roteador 6). 4. Os roteadores de fronteira do SA, que interagem com roteadores de outros SAs(ex: Roteador 5 possivelmente). VEJA O PRÓXIMO SLIDE... 13
AS + OSPF + BGP É a base do OSPF... Algoritmo SPF Espera a indicação dos protocolos das camadas inferiores informando que o roteador está funcionando O roteador envia pacotes Hellopara seus vizinhos e recebe o pacote Hello destes o pacote Hellotambém permite ao roteador saber se todos os outros roteadores ainda estão em funcionamento (keepalive) 14
Algoritmo SPF Em redes multi-acesso(redes que suportam mais de dois roteadores), o protocolo Hello elege um roteador designado (designated router), e um roteador designado substituto (backup). Além de outras tarefas, o roteador designado é responsável por gerar LSAspara toda a rede multi-acesso Estes roteadores permitem uma redução no tráfego de rede e no tamanho da base de dados topológicos Formato do Pacote OSPF A primeira linha indica a quantidade de bytes A segunda é o título de cada campo A descrição de cada um dos campos está nos dois próximos slides 15
Campos do OSPF (exceto Tipo) Versão: identifica a versão de OSPF utilizada Tamanho do pacote: especifica o tamanho do pacote, incluindo o cabeçalho OSPF, em octetos ID do roteador: identifica a origem do pacote ID da área: identifica a que área o pacote pertence. Todos os pacotes OSPF estão associados a apenas uma área Checksum: Confere o conteúdo do pacote para ver se ocorreu algum dano durante o trânsito Tipo de autenticação: Contém o tipo de autenticação. Todas trocas no protocolo OSPF são autenticadas. O tipo de autenticação é configurável por área Autenticação: contém informações de autenticação Dados: Contém informações encapsuladas de camadas superiores Campo Tipo Hello: estabelece e mantém a relação entre vizinhos Descrição de base de dados: descreve o conteúdo da base da dados. Estas mensagens são trocadas quando uma adjacência é incializada Pedido de link-state: pede partes da base de dados topológicos de roteadores vizinhos. Estas mensagens são trocadas após um roteador descobrir (examinado pacotes de descrição de base de dados) que partes de sua base de dados topológicos está com prazo de validade encerrado Atualização de link-state: responde a um pacote de pedido de link-state. Estas mensagens também são utilizadas para a difusão regular de LSAs. Diversos LSAspodem ser incluídos em um único pacote de atualização de link-state Reconhecimento de link-state: reconhece os pacotes de atualização de link-state 16
Referências Tanenbaum, A.S., Redes de Computadores (Quarta Edição). Rio de Janeiro, Editora Campus. Redes de Computadores (UFRJ). http://www.gta.ufrj.br/grad/02_2/ospf/ospf.h tml OSPF (Wikipedia) http://pt.wikipedia.org/wiki/open_shortest_p ath_first 17