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jun 05 2008

Tutorial OSPF – Parte 2

Seguindo com a parte 2 do artigo sobre OSPF.

Afinal, o que significa “Link State”?

OSPF é um protocolo classificado como “Link-State”. Isso significa que o protocolo utiliza um algoritmo link-state para tomada de decisões sobre qual o melhor caminho a ser tomado. A operação do algoritmo utilizado pelo OSPF – chamado de algoritmo de Dijkstra – já foi explicado no Fórum do blog pelo ilustre Petry (http://blog.ccna.com.br/forum/comments.php?DiscussionID=140&page=1), mas abaixo eu passo um resumo:

  1. Assim que o processo OSPF é inicializado – ou assim que ocorra alguma alteração na informação de roteamento de uma rede OSPF – o roteador gera um anúncio link-state (LSA – Link State Advertisement). Este anúncio é composto pelo status de todos os links neste roteador.
  2. Todos os roteadores trocam mensagens link-state entre si via multicast. Cada roteador que recebe um update deve armazenar uma cópia em sua base de dados e, então, propaga-lo para os roteadores vizinhos.
  3. Uma vez que a base de dados de cada roteador encontre-se atualizada, o roteador calcula a topologia lógica da rede (Shortest Path Tree) para cada um dos destinos. O algoritmo Dijkstra é utilizado no cálculo. Os destinos e respectivos custos e next-hops, finalmente, formarão a tabela de roteamento.
  4. Caso nenhuma alteração na rede OSPF ocorra, o protocolo OSPF praticamente não tem ação. Em caso de alterações, updates são gerados e o algoritmo Dijkstra recalcula o melhor caminho para cada destino.

OSPF consome mais CPU que protocolos mais simples, como o RIP, exatamente pelos cálculos que ele realiza.


O Algoritmo SPF

Como vimos, em uma rede OSPF, o melhor caminho (o mais “curto”) é calculado aplicando-se o algoritmo Dijkstra. O modo como o algoritmo opera é colocando o roteador na raiz da topologia, e então calcula o melhor caminho para um destino baseando-se no custo cumulativo até o destino em questão. Cada roteador na rede terá uma visão única da topologia lógica, ainda que todos os roteadores utilizem a mesma base de dados link-state (link-state database). Algumas terminologias pertinentes:

Custo

O custo (também conhecido como métrica) de uma interface OSPF é uma indicação do overhead necessário para o envio de pacotes através desta interface. O custo de uma interface é inversamente proporcional a largura de banda desta interface. Uma largura de banda maior indica um custo menor. Custo = 1.000.000.000/Banda (bps). Por este motivo, é importante a correta configuração do parâmetro Bandwidth em interfaces rodando OSPF.

Árvore (ou topologia) de caminho mais curto (SP Tree)

Observe a topologia física ilustrada na figura abaixo (1a figura). A topologia SP é apresentada na figura imediatamente inferior. Observe a diferença entre a topologia física e a topologia lógica gerada pelo algoritmo, considerando-se os custos associados a cada interface. O roteador RTA é o ponto focal da topologia, como foi dito anteriormente. No exemplo ilustrado, o custo do roteador RTA para a rede 222.211.10.0 pode ser 20 (10+5+5), se considerarmos o caminho via roteador RTB e RTD, mas será 20 também (10+10), se considerarmos o caminho via RTC. Em caso de caminhos com igual custo, OSPF balanceia a carga (para até 6 caminhos, na implementação do OSPF segundo a Cisco).

sptree.GIF

Roteadores de fronteira (Area ou Borda)

Como vimos, OSPF utiliza multicast para propagar os anúncios pela rede. O conceito de areas foi criado para criar fronteiras de propagação destes anúncios. A propagação de updates e o cálculo da topologia pelo algoritmo Dijkstra são restritos à área. Todos os roteadores em uma mesma área terão a mesma base de dados topológica. Roteadores que pertencem a mais de uma área terão as bases de dados de cada área a qual pertencem. Este é o caso dos roteadores de fronteira, como os ABRs (Area Border Routers) e os ASBRs (Autonomous System Border Routers). A figura abaixo ilustra a aplicação destes roteadores.

abrasbr.GIF

Pacotes Link-State

Existem diferentes tipos de pacotes Link-State. Estes pacotes são ilustrados no diagrama abaixo.

lspackets.GIF

No próxima parte deste artigo discutiremos a configuração do OSPF em roteadores.

Abs!

Marco.

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9 comentários

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  1. sullivan

    Marco, esse material ja esta embutido na proxima edição do seu livro?
    Espero que sim!

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  2. Marco Filippetti

    Sullivan, na verdade, o livro atual JÁ trata de OSPF. Os artigos postados aqui tem m formato diferenciado, mas o assunto OSPF já é coberto pelo livro, hoje.

    Abs!

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  3. Toguko

    Obrigado novamente e que venha logo a próxima parte deste capítulo…essa novela é boa….rs

    Abraços, Rafael Venancio (Toguko)

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  4. Rodrigo Falcão

    Muito bom como sempre, diga-se de passagem!!!

    Abçs!!

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  5. Fabio Luiz Pagoti

    Marco e colaboradores, me surgiu uma dúvida sobre a imagem 1 (topologia física), por que por exemplo do router A para o router B o custo é 10?? não deveria ser 18?? (10 do segmento da interface de A + 8 do segmento da interface de B)

    uma dica para quem quiser saber mais (e muito mais mesmo) sobre OSPF
    http://books.google.com.br/books?id=YXUWsqVhx60C&dq=ospf+book&pg=PP1&ots=KvwETe5WD7&sig=uL38UDdt03sobATiNVvbCc2Ke00&hl=pt-BR&prev=http://www.google.com.br/search%3Fhl%3Dpt-BR%26client%3Dfirefox-a%26rls%3Dorg.mozilla:en-US:official%26hs%3Dnib%26q%3Dospf%2Bbook%26btnG%3DPesquisar&sa=X&oi=print&ct=title&cad=one-book-with-thumbnail#PPA245,M1

    abraços,

    Fábio Pagoti

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  6. Marcia Guimaraes

    Muito bom, Marco… ótima referência quando se estuda OSPF. Parabéns. 🙂

    Sds.
    Márcia Guimarães

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  7. Como sempre…material nota 10!!!

    Vamos aguardar a 3ª parte…

    Como o Toguko disse essa novela parece ser boa… 🙂

    []’s
    Érik

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  8. Gustavo Ribeiro

    Primeiramente Marco e cia, parabéns pelo Blog, muita informação de qualidade.

    Só uma ressalva neste artigo, especificamente no parte 2, é com relação ao custo do OSPF, no seu livro CCNA 4.0 consta que o custo é 10^8 / largura de banda e aqui neste artigo se fala em Custo = 1.000.000.000/Banda (bps), ou seja, 10^9. Acredito que o correto é 10^8, pois no livro se fez referência a largura de banda da interface FastEthernet.

    No mais, muito obrigado pela dedicação aos pretentores do CCNA e posteriores.

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  9. Jonnathan Ferreira

    Parabéns, muito bom o material!

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