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1 OSPF & mOSPF Visão Geral do Protocolo Escopo da Apresentação Introdução - Protocolos de roteamento - Tipos de protocolos - Histórico do protocolos de roteamento (RIP e suas características) OSPF MOSPF OSPF no IPv6 Protocolos de Roteamento Conjunto de regras existentes para que haja troca de informações e mensagens entre roteadores, necessárias para atualização dinâmica de suas tabelas de rotas implementando um algorítmo de roteamento Os roteadores conectados, utilizando-se desse protocolo pode escolher o melhor caminho para o destino dos dados, preenchendo suas tabelas de roteamento que descreve o estado da rede Tipos de Protocolos de Roteamento Dentre os protocolos de roteamento usados na internet, podemos destinguir claramente 2 tipos: - Protocolos de roteamento externo Ex: BGP, EGP e etc.. - Protocolos de roteamente interno Ex: RIP, OSPF e etc... RIP RIP RIP RIP RIP (Routing Information Protocol) Foi o protocolo de roteamento original da Internet (RIP), baseado no vetor de distâncias (Bellman- Ford) e tinha uma série de problemas: à medida que aumentava o tamanho dos SA(Sistemas Autônomos ou SA), começava a se tornar inviável convergência muito lenta Baseado no algorítimo vetor-distância

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RIP

Com essas limitações do RIP surgiu a necessidade de criação de um protocolo que fosse mais completo, então em 1988, a Internet Engineering Task Force iniciou os trabalhos no sentido de definir um novo protocolo, o que acabou levando ao OSPF

OSPF

O novo protocolo deveria atender a uma longa lista de requisitos, entre os quais– algoritmo aberto (daí o “O”, de OPEN)– suportar diferentes métricas– realizar o roteamento dinâmico– suportar roteamento baseado no tipo de serviço– balanceamento e distribuição de carga– suportar sistemas hierárquicos– prever algum tipo de segurança

Características do OSPF

Segurança: todas as mensagens OSPF são autenticadas (para impedir acessos não autorizados)

• Múltiplos caminhos: caminhos de igual custo para o mesmo destino podem ser mantidos (RIP permite apenas um)

• Métricas diferentes para a mesma ligação dependendo do tipo de serviço (campo TOS dos datagramas)

– Ex, ligação satélite com custo baixo para tráfego de melhor esforço e custos elevado para tráfego de tempo real

• Multicast: suporte integrado de uni/multicast– OSPF multicast (MOSPF) usa a topologia construída para

OSPF unicast• Hierarquia: OSPF suporta hierarquia de nós em domínios de

grande dimensão

Características do OSPF• O OSPF é um protocolo link state que

observa o estado do do enlace como descrição da interface

• Na descrição inclui endereço IP da interface, máscara, tipo de rede a que está ligada os roteadores ligados a essa rede e etc...

• Esse conjunto de informações Constitui a base de dados de link state, permite também a autenticação das mensagens e troca entre roteadores.

Funcionamento do OSPF- No início cada router testa as suas

ligações aos respectivos roteadoresvizinhos, sincronizando a sua base de dados link state, calculando então o melhor caminho para cada destino

- Depois do OSPF em funcionamento cada roteador repete periodicamente o teste às suas ligações, o que indica atualizações da sua base de dados link state e propagação para os roteadoresda mesma área, assim como novo cálculo dos melhores caminhos

Funcionamento do OSPF- Com uma periodicidade, cada router

propaga todos os estados dos enlaces que conhece aos roteadores da sua área

- O cálculo do custo de um determinado caminho para um destino é o mais importante nesse protocolo e um dos pontos mais fortes do OSPF

- O custo de um enlace costuma ser inversamente proporcional à largura de banda da mesma, ou seja, o custo final de cada caminho está relacionado com a qualidade do enlace.

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OSPF • Alguns SA´s da Internet são muito grandes e

o seu gerenciamento é uma tarefa não trivial.• OSPF permite que SA´s sejam divididos em

áreas, onde uma área é uma subrede, ou um conjunto de subredes contíguas.

• As áreas não devem se sobrepor mas não precisam ser exaustivas (podem existir roteadores que não estão em área nenhuma).

• Cada área é referenciada por um número.• Os detalhes e a topologia de uma área só são

visíveis internamente.

O S P F

R o t e a m e n t o b a s e a d o e m t i p o d e s e r v i ç o :• P a r a r e a l i z a r e s s e r o t e a m e n t o o O S P F

u t i l i z a v á r i o s g r a f o s , u m p a r a c a d a m é t r i c a u t i l i z a d a .

• E m b o r a c o m i s s o o t r a b a l h o s e m u l t i p l i q u e , a t r a v é s d e s s a t é c n i c a é p o s s í v e l p e r m i t e a c o n s t r u ç ã o d e r o t a s i n d e p e n d e n t e s q u e v i s e m a o t i m i z a ç ã o q u a n t o a a t r a s o s , d e s e m p e n h o o u c o n f i a b i l i d a d e , e t c .

OSPFDurante a operação normal, três tipos de

rotas podem ser necessárias:• intra-área: a cargo dos roteadores da área.• inter-área: feita em três partes:

– da origem ao backbone.– dentro do backbone até a área destino– dentro da área destino

• inter-SA

OSPFOSPF distingue quatro classes de

roteadores:– roteadores internos (só conectam

elementos dentro da área)– roteadores de fronteira de área

(conectam 2 ou mais áreas) – roteadores de backbone (internos ao

backbone)– roteadores de fronteira do AS

(conectados a roteadores de outros AS´s).

OSPF OSPF• O OSPF possui uma série de mecanismos que

provém confiabilidade das informações de rotas, falha nos processos de flooding e introdução voluntária de informações enganosas de rotas, são elas:

- os pacotes de descrição de tabelas enviados de forma segura- Todas entradas são protegidas por cheksum- As mensagens podem ser autenticadas- Os processos de flooding inclui notificação de reconhecimento hop by hop- Cada entrada é protegida por um contador de tempo e é removidada tebela se um pacote de atualização não chegar em um determinado tempo

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Cabeçalho OSPF• Cada pacote OSPF possui um cabeçalho comum

de 24 bytes, que contém todas as informações necessárias para determinar se o pacote deve ser aceito para processamento ou não conforme figura abaixo.

OSPF & mOSPFO Cabeçalho das Mensagens OSPF

• Version # : Indica o número de Versão do Protocolo.• Type: Indica o tipo de pacote enviado, o qual pode ser:

Tipo Descrição1 Hello2 Descrição da base de Dados3 Requisição do estado do link4 Atualização do estado do link5 ACK do estado do link

• Packet length: Indica o comprimento do pacote, incluindo o cabeçalho OSPF.• Router ID: Indica o ID do roteador de origem do pacote.• Área ID: Identifica a área a qual este pacote pertence – Todos os pacotes OSPF são associados a uma

determinada área. • Checksum: Contém o Checksum de todo o conteúdo do pacote excetuando o campo de 64 bits de

autenticação. O valor do checksum é calculado como um número de 16 bits complementar da soma de todas as palavras de 16 bits do pacote. Se o comprimento do pacote não for um múltiplo de 16, é feito um preenchimento com bytes zero antes do cálculo.

• AuType : Identifica o esquema de autenticação usado no pacote • Authentication: Um campo de 64 bits usado pelo esquema de autenticação.

Cabeçalho OSPF- No campo Type indica qual tipo de pacote

enviado o qual pode ser:

Troca de mensagem OSPF

• Quando um roteador inicia ele envia mensagens do tipo “HELLO” a sua vizinhança.

• A partir das respostas ele sabe quem são seus vizinhos.

• OSPF opera formando adjacências através da troca de informações com roteadores vizinhos.

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– R T R c o m L i n k s P o i n t - P o i n t f o r m a m a d j a c ê n c i a s O b r i g a t o r i a m e n t e .

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– T W O W A Y – M o m e n t o d a e s c o l h a d o D R / B R v i a H e l l o P a c k e t s

– E X S T A R T – R e l a c i o n a m e n t o M a s t e r / S l a v e / D e t e c ç ã o L S A v e l h o / d u p l o

– E X C H A N G E – T r o c a d e D a t a b a s e d e s c r i p t i o n e n t r e R o t e a d o r e s

– L O A D – T r o c a d e L S A “ d e s c o b e r t o s ” e n ã o e n v i a d o s / m o n t a g e m d e L S A m a i s a t u a l i z a d a

– F U L L – O R o t e a d o r é “ c o n s i d e r a d o ” A d j a c e n t e

Troca de MensagensOSPF

• No estado Exstart quando 2 vizinhos formam um relacionamento mestre/escravo onde trocam um número de sequência, esse número é atualizado pra detectar LSA´s velhos e duplicados

• No estado Exchange os pacote DD “Description Database” são trocados, o no mestre envia os pacotes DD que são confirmados com pacotes DD vindos do nó escravo

• Todas as adjacências no estado Exchange são utilizadas no processo de flooding, estas adjacências são completamente capazes de transmitir e receber todos os tipos de protocolos OSPF

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Troca de MensagensOSPF

No estado

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requisições link state são enviadas para vizinhos que solicitam por LSAá mais recentes que foram

descobertos e ainda não enviados, nesse momento cada roteador monta uma lista de LSAs necessários para

montar a sua adjacência mais atualizada. Uma lista de transmissão é mantida para que se tenha certeza que cada

LSA seja confirmado

No estado

full

os roteadores vizinhos já são adjacentes na

sua base de dados, ou seja, os bancos de dados internos

de uma área comum são válidos no banco de dados

Quando este tempo de vida expira, ele é descartado do banco de dados ou descartado também quando ele está na lista de retransmissão de vizinhança

O MOSPF• O MOSPF é uma extensão multicast para o

protocolo de roteamento IP OSPF dentro de um mesmo sistema autônomo.

• Roteia mensagens através dos caminhos mais curtos, além de ser aconselhável p/ ambientes com poucos pares ativos, devido a restrições de processamento.

• Assim como o OSPF, o mOSPF também apresenta suporte para roteamento hierárquico

O MOSPF• O MOSPF transmite os datagramas IP Multicast

da origem para os vários membros do grupo sem formar laços

• Cada roteador MOSPF, envia periodicamente informações sobre os componentes do grupo para os outros roteadores.

• Dessa forma todos os roteadores ficam sabendo da localização dos componentes de cada grupo formando um mapa completo das ligações nas redes.

O MOSPF• Com as informações sobre os estados das

ligações, o roteador constrói árvore das distâncias mais curtas de um computador a todos os outros de um dado grupo através do algoritmo de Dijkstra.

• Essa árvore tem como raiz o nó de origem do datagrama e todos os “braços” terminam em membros do grupo.

• O roteador MOSPF utiliza o IGMP para estabelecer a localização de membros de grupos enviando mensagens IGMP do tipo HOST Membership Query e recebendo mensagens Host Membership Report como resposta

O MOSPF

• Com os membros dos grupos estabelecidos o roteador MOSPF divulga para todo o AS mensagens group-membership-LSA que indica os pedaços do mapa da rede que possui membros do grupo

O MOSPF• Com essas informações o roteador pode remover

roteadores da árvore de que não possuem ninguém do grupo, evitando envios de pacotes desnecessários

• O estado de cada árvore é mantido em cache, tais árvores devem ser calculadas novamente caso ocorram mudanças de topologia na rede

• Seguindo a filosofia multicast, o datagrama é replicado apenas quando surge uma divisão, um braço na árvore

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O MOSPF• O cálculo para roteamento MOSPF é similar ao cálculo do

roteamento unicast utilizado no OSPF, onde ambos utilizando o algoritmo Dijkstra calcula as árvores de menor caminho

• No MOSPF existem muitas diferentes árvores calculadas, uma para cada combinação da origem do datagrama e destino

• Assim existem mecanismos para garantir que dado datagrama, todo os roteadores MOSPF calculem a árvore de menor caminho absolutamente iguais o que é essencial para a correta transmissão de datagramas de difusão seletiva.

O MOSPF• No MOSPF utiliza-se o esquema de roteamento

denominado source/destination routing onde o caminho do datagrama depende da origem e do destino

• Ele é diferente da maioria dos algoritmos unicast incluindo o OSPF que se baseiam somente no destino do datagrama ao fazer o roteamento

• A decisão de considerar a origem para tomar as decisões do roteamento, causa maior quantidade de cálculos de roteamento, porém resulta em melhores caminhos em termos de utilização da rede e atraso para membros individuais do grupo, isso não faz com que o protocolo otimize o uso da rede como um todo.

O MOSPF• No MOSPF assim como no OSPF os datagramas são

marcados com a sua classificação do TOS baseado em um dos 5 valores abaixo:

- minime delay, maxime througput, maximize reliability, minimeze monitory cost e normal serviçe

• O caminho do datagrama multicast pode variar de acordo com o TOS utilizado, por exemplo, um tráfego multicast sensitivo ao delay pode seguir rotas diferentes de uma aplicação multicast de alto throughput

• A classificação do TOS no protocolo MOSPF é opcional assim como no OSPF e roteadores que suportam podem ser misturados aos que não suportam

OSPF em IPV6

Usa endereçamento de 128 bits•

Escolhido por projetistas por que compõem o endereçamento como

n ú m e r o s i n t e i r o s d e 1 6 b i t s separados pelo símbolo de dois p o n t o s •

1 0 7 5 : 3 A : A E F 3 : 0 : 0 : 0 : 2 1 0 : A 6 E B

OSPF em IPV6

• De modo geral o OSPFv3 foi desenvolvido para adicionar suporte para o IPv6, a partir do protocolo OSPF tal como detalhado na RFC 2740

• A maioria das configurações e comandos operacionais é essencialmente igual aos u t i l i z a d o s n o O S P F v 2

OSPF em IPV6

• Contudo existem algumas mudanças significativas que devem ser levadas em consideração quando se trata do protocolo para a versão IPv6, conforme abaixo:

- Os “Routerlink-state advertisements” (LSA´s) e os LSA´s de rede não carregam mais as informações de prefixo, no OSPFv3 estes LSA´s s o m e n t e t r a n s p o r t a m i n f o r m a ç õ e s d e t o p o l o g i a d e r e d e . C o m e s t a r e m o ç ã o d e e n d e r e ç a m e n t o o O S P F v 3 p a s s a a s e r i n d e p e n d e n t e d e p r o t o c o l o .

- Novos e modificados LSA ´s f o r a m c r i a d o s p a r a g e r e n c i a r o f l u x o d e e n d e r e ç o s e p r e f i x o s I P v 6 n a r e d e d o p r o t o c o l o O S P F v 3

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OSPF em IPV6• Como os endereços de link locais do IPv6 passaram a ser

utilizados para as trocas de informações entre vizinhos, o escopo de flooding dos LSAá foram divididos em três categorias para o OSPFv3:

- Escopo Link-local — Os pacotes OSPFv3 são espalhados para os membros do link.- Escopo de área — Os pacotes OSPFv3 são espalhados para todos os membros de

uma mesma área OSPFv3.- Escopo do Sistema Autônomo — Os pacotes OSPFv3 são espalhados para todos os

membros de um mesmo Sistema Autônomo.

• A autenticação foi removida do protocolo OSPFv3 que agora passa a confiar no “ Authentication Header (AH)” e no “Encapsulating Security Payload” (ESP). Pocões (IPSec) “IP Security protocol” para todas as tarefas de autenticação do IPv6

OSPF em IPv6DIFERENÇAS

• Endereçamento de 128 bits• OSPFv3 desenvolvido para suporte para o

IPv6– Todos os comandos operacionais e de

configurações do OSPFv3 incluem o identificador “ospf3” no lugar da opção “ospf”.

– No OSPFv3 LSA´s somente transportam informações de topologia de rede

– LSA de prefixo Inter Área substitui o “Network Summary” ou o LSA do tipo 3.

– Roteador-Inter Área substitui o LSA do tipo 4 ( Autonomous System Boundary Router(ASBR) ).

– “Label-switched” (LSP´s) / planejamento de tráfego deixam de ser suportados.

MODIFICAÇÕES/ADIÇÕES• Link LSA —Tem ação local e não se estende

além do link no qual ele está associado• LSA Prefixo-Intra-Area - toda informação de

prefixo IPv6 para os roteadores OSPFv3 em uma área

• O OSPFv3 agora passa a rodar baseado em link e não mais baseado em Subnet IP

• O “Flooding” dos LSA’s Foram dividos em:� Escopo Link-local — Os pacotes OSPFv3 são

espalhados para os membros do link. � Escopo de área — Os pacotes OSPFv3 são

espalhados para todos os membros de uma mesma área OSPFv3.

� Escopo do Sistema Autônomo — Os pacotes OSPFvsão espalhados para todos os membros de um mesmSistema Autônomo

Autenticação foi removida do protocolo OSPFv3 que agora passa a confiar no “Authentication Header (AH)” e no “Encapsulating Security Payload” (ESP). Porções

(IPSec) “IP Security Protocol” para todas as tarefas de autenticação do IPv6.