Como funciona o Roteamento OSPF

Para entender melhor sobre  o protocolo de roteamento OSPF (Open Shortest Path First), vamos explicar o processo. Ele é enquadrado na categoria de protocolo de roteamento dinâmico de interior gateway, responsável em encaminhar os pacotes de rede pelo melhor caminho possível.

Primeiramente, vamos entender como os protocolos de roteamento dinâmico funcionam:

Observe a figura, quando uma mensagem é enviada do PC1 para o Servidor, ao receber os pacotes o roteador R1 tem dois caminhos a percorrer: o primeiro e mais óbvio diretamente para o R3 ou passar por R2 antes de chegar ao R3.

Como tomar a decisão do melhor caminho? Podemos fazer uma analogia toda vez que saímos de casa para o trabalho ou para a escola, temos duas ou mais possibilidades de caminho, um mais curto mas com muito trânsito, ou mais longo porém com mais fluidez. Desta maneira escolhemos o protocolo de roteamento, aquele que leva em consideração a quantidade de roteadores até a chegada do destino, também conhecido como protocolos de vetor distância ( RIP, RIPv2, EIGRP ) ou aquele que me permite chegar mais rápido considerando a banda, conhecidos como protocolos Link State ou estado do link ( OSPF e IS-IS ).

Como podemos ver, o Roteamento OSPF é um protocolo que considera o estado do link ou a topologia completa antes de tomar a decisão para encaminhamento dos pacotes, mas como isso acontece?

O OSPF trabalha através de um programa chamado algoritmo  Dijkstra , desenvolvido pelo cientista holandês Edsger Dijkstra, cuja função é manter um banco de dados  contendo as mensagens recebidas de todos os outros roteadores. Quando um roteador recebe todas essas mensagens ele constrói seu banco de dados local, o OSPF utiliza o algoritmo open shortest path first (SPF) de Dijkstra para criar uma árvore SPF. A árvore SPF é então utilizada para preencher a tabela de roteamento IP com os melhores caminhos para cada rede.

Para que essas informações aconteçam através do protocolo de Roteamento OSPF, precisamos entender alguns tipos de mensagens que são trocadas entre os roteadores configurados com o protocolo.

Agora que já sabemos como são enviados os pacotes entre os equipamentos de Roteamento OSPF vamos entender quais pacotes são esses:

• Hello
• DBD
• LSR
• LSU
• LSAck

Um conceito importe nas redes configuradas com protocolo de Roteamento OSPF é a necessidade de cada roteador ter uma identificação (ID) para que se torne único na topologia. No protocolo OSPF temos 3 maneiras de definir esse I

• Manualmente atribuindo um ID em forma de IP.

• Se não for atribuído o roteador irá utilizar a sua interface de Loopback de maior IP.

• Se não houver nenhuma interface de loopback configurada o roteador utilizará o maior IP entre as suas interfaces.

É por isso que normalmente configurar uma interface de loopback em roteadores que trabalham com OSPF é uma boa prática, além dessa interface estar sempre ativada ela promove um ID ao roteador trazendo estabilidade ao protocolo OSPF. Importante que cada roteador tenha um IP de loopback diferente na topologia.

Distância Administrativa

Em protocolos de roteamento dinâmico, a distância administrativa (AD) é a confiança (ou preferência) da origem da rota. O Roteamento OSPF tem uma distância administrativa padrão de 110. Como você pode ver na figura, quando comparado a outros protocolos IGP, o OSPF é preferido em relação ao IS-IS e RIP. Significa que houver duas rotas para a mesma rede o roteador utilizará a rota de menor distância administrativa para enviar os pacotes.

Métrica do Roteamento OSPF

A métrica do OSPF é chamada de custo. Da RFC 2328: “Um custo está associado com o lado de saída de cada interface do roteador. Este custo é configurável pelo administrador do sistema. Quanto menor o custo, mais provável será o uso da interface para encaminhar o tráfego de dados.”

Podemos resumir que o custo seria o tempo que a mensagem gastaria para chegar ao destino, menor custo significa melhor caminho, observe na figura abaixo que quando um pacote chega a R2 para ser encaminhado a alguma rede em R1 a preferência ou o melhor custo será através de R3. É comum ao verificar a tabela de roteamento OSPF receber a seguinte linha:

O>* 192.168.10.0/24 [110/20] via 192.168.2.1

Nesse caso a letra O significa roteamento OSPF

192.168.10.0/24 foi a rede aprendida por esse roteador

[110/20] 110 é a distância administrativa do OSPF e 20 é o custo.

192.168.2.1 é o próximo salto para atingir a rede aprendida.

Definição de Área OSPF

No protocolo OSPF definimos áreas que são conjuntos de roteadores dentro de um mesmo AS que compartilham de informações sobre sua tabela de roteamento.

No exemplo a área 0 é o backbone de uma topologia multi-área.

O propósito de dividir a topologia em diversas áreas é a de sumarizar rotas melhorando o processamento dos roteadores.

Configurando equipamentos com protocolo de Roteamento OSPF

É bem verdade que cada roteador de cada fabricante tem suas próprias formas de configuração dependendo do seu sistema operacional ou até mesmo através da interface gráfica, porém através desses conceitos abordados aqui podemos de modo genérico saber que para a configuração de uma rede com protocolo OSPF as etapas são as seguintes:

• Ativar protocolo de Roteamento OSPF.
• Definir a área dos roteadores.
• Anunciar as redes para divulgação.
• Aplicar as interfaces que serão responsáveis por anunciar as redes.

Exemplo nos roteadores EdgeRouter da Ubiquiti

R1~$configure

R1#set protocols ospf area 0.0.0.0 network 192.168.0.0/24

R1#set interfaces ethernet eth0 ip ospf

 

Exemplo nos roteadores da Cisco utilizando IOS:

 

R1#configure terminal

R1#router ospf 1

R1#network 192.168.0.0 0.0.0.255 area 0

Como se pode ver os comandos podem ser diferentes mas o conceito é o mesmo.

Para isto, convido a todos a participarem de nossos treinamentos, onde, a ENTELCO TELECOM, proporciona diversas maneiras de levar a té você o conhecimento tecnológico, seja presencial ou EaD (a distância) on-line. Eu, Edgar Yukio e o Eng. Rogério Barion, temos o prazer de anunciar os novos cursos de Roteamento OSPF da ENTELCO TELECOM.

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Um grande abraço.

Edgar Yukio

ENTELCO TELECOM