Protocolos de encaminhamento-link_state

Link State (1/6)• Os protocolos de encaminhamento link state foram

criados para superar as limitações dos protocolos de distance vector.

• Respondem rapidamente a alterações da rede, enviando atualizações somente quando ocorrem alterações.

• São enviadas atualizações periódicas (Link-state advertisements - LSA) em intervalos maiores, por exemplo a cada 30 minutos.

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Link State (2/6)

• Exemplos de protocolos link state:o Open Shortest Path First (OSPF)

o Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS)

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Link State (3/6)• Também conhecido como

algoritmo SPF (shortest path first), mantêm uma base de dados complexa de informações sobre a topologia.

• Todos os routers conhecem a totalidade da topologia da rede e usam essa informação para construir uma tabela de encaminhamento.

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Link State (4/6)

• Quando uma rota ou uma ligação muda, o dispositivo que detetou a alteração cria um LSA relativo a essa ligação.

• O LSA é transmitido a todos os routers vizinhos.

• Para divulgar o estado de todos os links a todos os routers utiliza-se a técnica de flooding.

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Link State (5/6)

• Cada router atualiza a sua base de dados de link states e encaminha esse LSA a todos os routers vizinhos.

• Esta inundação de LSAs é necessária para garantir que todos os dispositivos de routing têm bases de dados que sejam o reflexo da topologia da rede antes de atualizarem as suas tabelas.

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Link State (6/6)

Desvantagens• Muito complexo;

• Utiliza muitos recursos (CPU, memória);

• Necessita maior largura de banda

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Vantagens• O algoritmo converge

rapidamente;

• É imune a ciclos/loops;

• Cada router tem informação completa acerca da topologia da rede.

Troca das tabelas de routing (1/3)

• Os routers trocam LSA (avisos do estado da ligação) entre si. Cada router começa com redes diretamente ligadas para as quais possui informações diretas.

• Cada router constrói uma base de dados topológica constituída por todos os LSA.

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• O algoritmo SPF calcula o alcance da rede.

• O router constrói essa topologia lógica em árvore, sendo ele próprio a raiz, constituída por todos os caminhos possíveis. Ele seleciona os caminhos usando o SPF (Shortest Path First).

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• O router lista os melhores caminhos e as portas para essas redes de destino na tabela de encaminhamento.

• Também mantém outras bases de dados com elementos de topologia e detalhes de status.

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Alterações na rede• Sempre que ocorram

alterações nos custos da rede, apenas essas são enviadas imediatamente e não a tabela toda.

• Isso envolve o envio de informações comuns de encaminhamento a todos os routers.

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Requisitos de processamento e memória

• Encaminhamento de link state requer:o mais memóriao maior capacidade processamento

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Requisitos de largura de banda

• Encaminhamento de link state requer:o maior largura de banda

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Problema de atualizações (1/3)

• Os routers com conjuntos diferentes de LSA calculam as rotas com base em dados topológicos diferentes.

• As redes tornam-se inalcançáveis, como resultado de um desacordo entre os routers sobre uma ligação.

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Problema de actualizações (2/3)

Exemplo : 1 - A rede 1 é desativada entre os routers C e D - os dois routers constroem um pacote LSA para refletir esse status de inalcançável.

2 - Logo a seguir, a rede 1 volta a ser ativada; é enviado outro pacote LSA que reflete essa alteração.

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Problema de actualizações (3/3)

Exemplo : 3 - Se a mensagem original "Network 1, Unreachable" do router C usar um caminho lento para a atualização, esse pacote LSA pode chegar ao router A depois do LSA "Network 1, Back Up Now" do router D.

4 - Com LSA dessincronizados, o router A pode enfrentar um dilema sobre que árvore SPF deve construir.

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Protocolo de encaminhamento dinâmico OSPF (1/4)

• O protocolo Open Shortest Path First (OSPF) foi desenvolvido para substituir o RIP.

• Usa um algoritmo Link Stateo Baseado na disseminação do estado dos links através de

anúncios de estado dos links enviados por cada routero Cada router adquire a topologia da redeo Cada router calcula as rotas usando o algoritmo de

Dijkstra

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• Cada anúncio OSPF contêm uma entrada por link

• Os anúncios são enviados a todos os routers por flooding

• É mais complexo e pesado para os routers ou os administradores da rede, do que o RIP.

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• O ponto forte do OSPF é permitir a configuração da rede em áreas (autónomas).o Cada área é independente das restantes. Logo, o que se

passa dentro de uma área não é propagado para as outras (a não ser na situação em que um router de uma área queira comunicar com um router de outra área).

• É importante saber que um sistema configurado com OSPF tem de contar com pelo menos uma área, denominada de área de Backbone (Área 0.0.0.0 ou Área 0).

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• Principais vantagens que apresenta:o Converge rapidamente e converge sempre;o Não cria loops;o Cada router tem informação completa sobre a topologia

da sua área;o Dados trocados são incrementais - apenas as alterações;o Não tem limites no número de saltos (bom para redes de

grandes dimensões);o Suporta load balancing - Quando tem vários caminhos para

o mesmo destino com o mesmo custo reparte o tráfego;o Muito escalável - Quando a carga da rede aumenta o

protocolo consegue manter o nível de rendimento.

Flooding• Trata-se do reencaminhamento de pacotes de dados

realizado por um router para todos os nós da rede exceto por onde os recebeu. Esta é uma forma rápida de enviar informação de atualização de rotas numa rede de grande dimensão.

• A área de backbone é a responsável pelo encaminhamento entre áreas.

• O conceito de área foi aplicado devido à forma com que os routers dão a conhecer a topologia da rede uns aos outros (flooding). Sem as áreas a limitar estas informações, a rede poderia demorar imenso tempo a convergir, já que cada router teria de conhecer todos os outros routers existentes na rede (como acontecia no RIP).

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Distance Vector vs Link State

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Vê a topologia de rede do ponto de vista dos vizinhos

Adiciona os vectores distâncias router a router

Actualizações periódicas e frequentes: convergência lenta.

Envia cópias das tabelas de encaminhamento aos routers vizinhos

Tem uma visão comum de toda a topologia de rede.

Calcula o caminho mais curto entre routers.

Actualizações disparadas por evento: rápida convergência.Envia actualizações de roteamento Link-State aos outros routers.

RIP vs OSPF

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Atividade 1

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• Quais são as duas vantagens do encaminhamento estático em relação ao encaminhamento dinâmico?o A configuração da rota estática é menos permeável a erroso O encaminhamento estático é mais seguro porque os routers não trocam

informações com outros routerso O encaminhamento estático mantém a rede escalável.o A utilização do CPU é inferior em encaminhamento estáticoo A administração da configuração é mais fácil

(Escolher as opções corretas)

Atividade 1

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• Quais são as duas vantagens do encaminhamento estático em relação ao encaminhamento dinâmico?o A configuração da rota estática é menos permeável a erroso O encaminhamento estático é mais seguro porque os routers não trocam

informações com outros routerso O encaminhamento estático mantém a rede escalável.o A utilização do CPU é inferior em encaminhamento estáticoo A administração da configuração é mais fácil

Atividade 2• Tendo em atenção a

figura seguinte, responda às questões:o Qual é a distância à LAN1 do R2

via R4?o Qual é a distância à LAN2 do R3

via R2?o Qual o melhor caminho para

alcançar a LAN2 a partir de R5?

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Lan1

Atividade 2• Tendo em atenção a

figura seguinte, responda às questões:o Qual é a distância à LAN1 do R2

via R4? 2o Qual é a distância à LAN2 do R3

via R2? 6o Qual o melhor caminho para

alcançar a LAN2 a partir de R5? R3-R2-R1

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Lan1

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