Mapa mental

OSPF (Open Shortest Path First)

Rayssa OConnor CCNA 2 - RS certificacao Español

Contenido del mapa

Caracteristicas
- Classlass
  -  suporta VLSM e CIDR
- Convergência rápida
  - propaga rapidamente alterações da rede.
- Seguro
  - suporta autenticação MD5 (Message Digest 5). Quando ativados, os roteadores OSPF aceitam apenas atualizações de roteamento criptografadas de pares com a mesma senha previamente compartilhada.
- Eficiente
  - as alterações de roteamento acionam atualizações de roteamento (sem atualizações periódicas). Usa o algoritmo SPF para escolher o melhor caminho
- Escalavel
  - funciona bem em redes de pequeno e grande porte. Os roteadores podem ser agrupados em áreas para suportar um sistema hierárquico.
Versão
- OSPFv2 para IPv4
- OSPFv3: para IPv6
distância administrativa de 110
- Tem preferencia sobre o RIP(120) e sobre o ISIS(115)
Bancos de dados:
- Banco de dados de adjacência
  - cria a tabela de vizinhos
- Banco de dados de link-state (LSDB)
  - cria a tabela de topologia
- Banco de dados de encaminhamento
  - cria a tabela de roteamento
Pacotes de mensagens LSP(pacote de link-state)
- O OSPF usa pacotes de link-state (LSPs) para estabelecer e manter adjacências de vizinhos e trocar atualizações de roteamento
- Pacote Hello
  - usado para estabelecer e manter a adjacência com outros roteadores do OSPF.
  - O pacote OSPF tipo 1 é o pacote de Hello. Pacotes Hello são usados para: Descobrir vizinhos do OSPF e estabelecer adjacências de vizinhos. Anunciar parâmetros nos quais dois roteadores devem concordar para se tornarem vizinhos. Escolher o roteador designado (DR) e o roteador designado de backup (BDR) em redes multiacesso como Ethernet e Frame Relay. Os links de ponto a ponto não exigem DR ou BDR.
  - Para 224.0.0.5 no IPv4 e FF02::5 noIPv6 A cada 10 segundos (padrão em redes multiacesso e ponto a ponto) A cada 30 segundos (padrão em redes multiacesso sem broadcast de [NBMA])
  - ID do roteador
    - um valor de 32 bits expresso em notação decimal com ponto (um endereço IPv4) usado excecionalmente para identificar o roteador de origem.
    -  identificar excecionalmente cada roteador na área do OSPF
  - ID da area
    -  área de origem do pacote.
  - Mask de rede
    -  máscara de sub-rede associada à interface de envio.
  - Intervalo HELLO
    - especifica a frequência, em segundos, em que um roteador envia pacotes Hello. O intervalo padrão de Hello em redes multiacesso é de 10 segundos. Este timer deve ser o mesmo em roteadores vizinhos; caso contrário, uma adjacência não é estabelecida.
    - são transmitidos para o endereço de multicast 224.0.0.5 em IPv4 e em FF02::5 (IPv6 em todos os roteadores OSPF)  a cada: 10 segundos (padrão em redes multiacesso e ponto-a-ponto) 30 segundos (padrão em redes [NBMA] multiacesso sem broadcast; por exemplo, Frame Relay)
  - Prioridade do roteador
  - Intervalo Dead
    - é o tempo em segundos que um roteador aguarda para obter informações de um vizinho antes de declarar o roteador vizinho como inativo. Por padrão, o Intervalo Deado do roteador é o quádruplo do intervalo Hello. Este timer deve ser o mesmo em roteadores vizinhos; caso contrário, uma adjacência não é estabelecida.  Se o temporizador de intervalo Dead expirar antes dos roteadores receberem um pacote Hello, o OSPF remove esse vizinho do LSDB
  - Roteador designado (DR)
    - ID do roteador do DR
    - Quando os links do OSPF são habilitados, o dispositivo de roteamento configurado com maior prioridade é escolhido como o DR. Considerando que não há prioridade configurada, ou que há um empate, o roteador com a maior ID do roteador é escolhido como DR. O dispositivo de roteamento com a segunda maior ID do roteador é escolhido como BDR.
  - Roteador designado de backup (BDR)
    - ID do roteador do BDR
  - Lista de vizinhos
    -  lista que identifica as IDs do roteador de todos os roteadores adjacentes.
- Database Description - DBD
  -  contém uma lista abreviada do LSDB do roteador emissor e é usado por roteadores de recebimento para verificar o LSDB local. O LSDB deve ser idêntico em todos os roteadores link-state em uma área para criar uma árvore SPF precisa. LSDB - banco de dados do estado de enlace
- Link-State Request - LSR
  - os roteadores de recebimento podem solicitar mais informações sobre qualquer entrada na DBD com o envio de um LSR.
- Link-State Update - LSU
  -  usado para responder a LSRs e anunciar novas informações. Os LSUs contêm sete tipos diferentes de LSAs.
  - LSUs também são usados para encaminhar atualizações de roteamento do OSPF, como mudanças de link. Um pacote da LSU pode conter especificamente 11 tipos de LSAs OSPFv2. O OSPFv3 renomeou vários LSAs e também contém dois LSAs adicionais.
- confirmação de link-state - LSAck
  - quando um LSU é recebido, o roteador envia um LSAck para confirmar o recebimento do LSU. O campo de dados de LSAck está vazio
- Mensagem por link ETHERNET
  - Cabeçalho da estrutura Ethernet de link de dados
    - identifica os endereços MAC 01-00-5E-00-00-05 ou 01-00-5E-00-00-06 multicast de destino
  - Cabeçalho do pacote IP
    - identifica o campo 89 do protocolo do IPv4 que indica que este é um pacote do OSPF. Também identifica um dos dois endereços multicast do OSP, 224.0.0.5 ou 224.0.0.6.
  - Cabeçalho do pacote OSPF
    - identifica o tipo de pacote do OSPF, o ID do roteador e o ID da área
  - Banco de dados específico do tipo de pacote OSPF
    -  contém informações do tipo de pacote do OSPF.
- tipo
  - dentifica o tipo de pacote. O um (1) indica um pacote de Hello. Um valor de 2 identifica um pacote de DBD, 3 um pacote de LSR, 4 um pacote da LSU e 5 um pacote de LSAck.
SPF de Dijkstra
- O algoritmo SPF é baseado no custo acumulado para acessar um destino.
- O algoritmo SPF cria uma árvore SPF colocando cada roteador na raiz de árvore e calculando o caminho mais curto para cada nó. A árvore SPF é então usada para calcular as melhores rotas. O OSPF coloca as melhores rotas no banco de dados de encaminhamento, que é usado para criar a tabela de roteamento.
- Usado para calcular o custo de SPF
MÉTRICA: ospf usa CUSTO
- Uma métrica indica a sobrecarga necessária para enviar pacotes por determinada interface
- Custo do OSPF
  - O custo de uma interface é inversamente proporcional à largura de banda da interface. Portanto, uma largura de banda maior indica um custo menor. 
  - custo = largura de banda de referência / largura de banda padrão da interface
    - bps
    - largura de bandareferencia = 10^8 (100 000 000) = 100 Mbps
      - 1 Kbps = 1 000 bps 1 Mbps = 1 000 000 bps 1 Gbps = 1 000 000 000 bps 1 Gbps = 1 000 Mbps
      - Pode ser ajustada para diferenciar as interfaces gigas que possuem tods a mesmo custo
        Largura de banda ajustada = 10^9 (1 000 000 000) = 1 Gbps
        1Giga # auto-cost reference-bandwidth 1000
        Mbps = 000 000
        10 giga # auto-cost reference-bandwidth 10 000
        Largura de banda ajustada = 10^10 (10 000 000 000) = 10 Gbps
  - Show ip ospf interface intf
  - Largura de banda Padrão != Largura de banda referencia
    - Largura de Banda padrão
      - Todas as interfaces têm valores de largura de banda padrão designados para elas. Assim como na largura de banda de referência, os valores de largura de banda da interface não afetam a velocidade ou a capacidade do link. Em vez de isso, eles são usados pelo OSPF para calcular a métrica de roteamento. Portanto, é importante que o valor de largura de banda reflita a velocidade real do link para que a tabela de roteamento tenha as melhores informações de caminho exato. Embora os valores de largura de banda das interfaces Ethernet correspondam à velocidade do link, algumas interfaces podem não corresponder. 
      -  largura de banda de referência para 1.000.000.000 bps e a largura de banda padrão da interface de 1.544 kb/s (1.000.000.000/1.544.000).
      - A largura de banda deve ser ajustada em cada ponta dos links seriais
      - R1(config-if)# bandwidth 64
        Observação: uma concepção equivocada comum para os alunos para os quais a rede e o CISCO IOS são uma novidade é considerar o que o comandobandwidth altera a largura de banda física do link. O comando modifica somente a métrica da largura de banda usada pelo EIGRP e OSPF. O comando não modifica a largura de banda real no link.
- Custo OSPF Manual
  - Como uma alternativa para definir a largura de banda da interface padrão, o custo pode ser configurado manualmente
  - Uma vantagem de configurar um custo sobre a configuração de largura de banda da interface é que o roteador não precisa calcular a métrica quando o custo é configurado manualmente
  - R1(config-if)# ip ospf cost 15625
Passos:
- 1. Estabelecer adjacências de vizinhos - Hello
  - os roteadores do OSPF devem reconhecer-se na rede antes de poderem compartilhar informações. 
  - Um roteador OSPF ativado envia pacotes Hello de todas as interfaces OSPF permitidas para determinar se os vizinhos estão presentes nesses links. Se um vizinho estiver presente, o roteador com OSPF ativado tenta estabelecer uma adjacência de vizinho com aquele vizinho.
- 2. Trocar anúncios de link-state
  - os roteadores trocam anúncios link-state (LSAs). Os LSAs contêm o estado e o custo de cada link diretamente conectado. Os roteadores inundam o LSAs para os vizinhos adjacentes. Os vizinhos adjacentes que recebem o LSA inundam imediatamente todos os outros vizinhos diretamente conectados, até que todos os roteadores da área tenham todos os LSAs.
- 3. Construir a tabela de topologia
  - os roteadores OSPF permitidos aumentam a tabela de topologia (LSDB) com base nos LSAs recebidos
- 4. Executar o algoritmo SPF
  - O algoritmo SPF cria a árvore SPF.
roteamento hierárquico
- Para tornar o OSPF mais eficiente e escalável, o OSPF suporta o roteamento hierárquico com o uso de áreas. Uma área OSPF é um grupo de roteadores que compartilham as mesmas informações de link-state nos LSDBs.
- Com OSPF multiárea, o OSPF pode dividir um grande sistema autônomo (AS) em áreas menores para suportar o roteamento hierárquico
- OSPF de área única
  -  todos os roteadores estão em uma área chamada de área de backbone (área 0).
  - util para redes pequenas
- OSPF multiárea
  -  o OSPF é implementado usando várias áreas de forma hierárquica. Todas as áreas devem se conectar à área de backbone (área 0). Os roteadores que interconectam as áreas são chamados de ABR (Area Border Routers, Roteadores de borda de área).
  - Com OSPF multiárea, o OSPF pode dividir um grande sistema autônomo (AS) em áreas menores para suportar o roteamento hierárquico
  - Com roteamento hierárquico, o roteamento ainda ocorre entre as áreas (roteamento entre áreas), embora muitas operações de roteamento que exigem muito do processador, como recalcular o banco de dados, são mantidas dentro de uma área.
  - Por exemplo, sempre que um roteador recebe novas informações sobre mudanças de topologia na área (incluindo a adição, exclusão ou modificação de um link), o roteador deve executar novamente o algoritmo SPF, criar uma nova árvore SPF e atualizar a tabela de roteamento. O algoritmo SPF exige muito da CPU e o tempo necessário para o cálculo depende do tamanho da área.
  - IMPORTANTE:  mudanças de topologia são roteadas para roteadores em outras áreas em um formato de vetor de distância. Ou seja, esses roteadores apenas atualizam suas tabelas de roteamento e não precisam executar novamente o algoritmo SPF.
  - Vantagens
    - Tabelas de roteamento menores
      -  menos entradas da tabela de roteamento, pois os endereços de rede podem ser resumidos entre áreas. O resumo da rota não é ativado por padrão.
    - Sobrecarga de atualização de link-state reduzida
      -  minimiza os requisitos de processamento e memória.
    - Frequência reduzida de cálculos de SPF
      - restringe o impacto de uma alteração de topologia em uma área. Por exemplo, minimiza o impacto de atualização de roteamento, pois a inundação LSA para na borda de área.
Estados operacionais
- Inativo
  - Nenhum pacote Hello recebido = Inoperante. Roteador envia pacotes Hello. Transição para o estado de Inicialização.  
- Inicialização
  - Pacotes Hello recebidos do vizinho. Contêm o ID do roteador emissor Transição para o bidirecional  
- Bidirecional
  - Em links Ethernet, eleger um DR e um BDR. Transição para o estado ExStart.
  - EM CONEXOES PONTO A PONTO NAO ´ENECESSARIA ESSA ETAPA
- ExStart
  - Negociar a relação mestre/escravo e o número da sequência do pacote DBD. O mestre inicia a troca de pacotes DBD.
- ExChange
  - Os roteadores trocam pacotes DBD. Se for necessário ter informações adicionais do roteador, então faça a transição para Carregamento; caso contrário, faça a transição para Completo. 
  - No estado Exchange, os roteadores de mestre e escravo trocam um ou mais pacotes de DBD. Um pacote de DBD inclui informações sobre o cabeçalho de entrada LSA que aparece no LSDB do roteador. As entradas podem ser sobre um link ou uma rede. Cada cabeçalho de entrada de LSA inclui informações sobre o tipo de link-state, o endereço do roteador do anúncio, o custo do link e o número de sequência. O roteador usa o número da sequência para determinar a novidade das informações de link-state recebidas.
- Loading
  - LSRs e LSUs são usados para obter informações adicionais de rota. As rotas são processadas usando o algoritmo SPF. Transição para o estado completo.
- Full
  - Os roteadores foram convergidos. Depois que os bancos de dados topológicos são sincronizados, são enviadas atualizações (LSUs) somente para os vizinhos quando:Uma alteração é percebida (atualizações gradativas)A cada 30 minutos
Estabelecendo Adjacencias
- R1 envia Hello
  - Quando o OSPF é habilitado em uma interface, o roteador deve determinar se há algum outro vizinho OSPF no link. Para isso, o roteador encaminha um pacote Hello com o ID do roteador de todas as interfaces com OSPF. O ID de roteador OSPF é usada pelo processo OSPF para identificar excecionalmente cada roteador na área do OSPF. Um ID de roteador é um endereço IP atribuído para identificar um roteador específico entre pares do OSPF.
  - Consulte R1 na figura 1. Quando o OSPF está habilitado, a interface Gigabit Ethernet 0/0 ativada faz a transição do estado Inativo para o estado de Inicialização. R1 começa a enviar pacotes Hello de todas as interfaces com OSPF habilitado para descobrir vizinhos OSPF a fim de desenvolver adjacências.
- R2 envia Hello
  - Quando um roteador vizinho com OSPF recebe um pacote Hello com um ID de roteador que não faz parte da lista de vizinhos, o roteador receptor tenta estabelecer uma adjacência com o roteador de inicialização.
  - Na figura 2, o R2 recebe o pacote Hello de R1 e adiciona o ID do roteador R1 à lista de vizinhos. Em seguida, R2 envia um pacote Hello a R1. O pacote contém o ID do roteador R2 e o ID do roteador R1 em sua lista de vizinhos na mesma interface.
- transição
  - Na figura 3, R1 receber o Hello e adiciona o ID do roteador R2 em sua lista dos vizinhos do OSPF. Também observa sua próprio ID do roteador na lista de vizinhos do pacote Hello. Quando um roteador recebe um pacote Hello com o ID do roteador listada na lista de vizinhos, o roteador faz a transição do estado de Inicialização para o estado Bidirecional. A ação executada no estado Bidirecional depende do tipo de interconexão entre roteadores adjacentes: Se os dois vizinhos adjacentes estão interconectados por um link de ponto-a-ponto, então eles imediatamente fazem a transição do estado Bidirecional para a fase de sincronização de banco de dados. Se os roteadores estão interconectados em uma rede Ethernet comum, é necessário escolher um DR e um BDR do roteador designado. Como R1 e R2 estão interconectados por uma rede Ethernet, ocorre a seleção de DR e BDR. Como mostrado na figura 4, o R2 torna-se o DR e R1 é o BDR. Esse processo ocorre somente em redes multiacesso como LANs Ethernet.
Configurando a Single-Area
- 1 - Ativação do OSPF
  - R1(confi)# router ospf process-id
    - ex: router ospf 10
    - process-id (1 - 65 535)
      -  O valor process-id é relevante localmente, o que significa que não tem o mesmo valor nos outros roteadores do OSPF para estabelecer adjacências com esses vizinhos.
- 2 - ID do roteador
  - Cada roteador requer um ID de roteador para participar de um domínio OSPF. O ID do roteador pode ser definida por um administrador ou atribuído automaticamente pelo roteador. O ID do roteador é usada pelo roteador com OSPF ativado para: Identificar excecionalmente o roteador - o ID do roteador é usada por outros roteadores para identificar excecionalmente cada roteador no domínio OSPF e todos os pacotes que se originam deles. Participar na escolha do DR. - em um ambiente LAN multiacesso, a escolha do DR ocorre durante o estabelecimento inicial da rede do OSPF. Quando os links do OSPF são habilitados, o dispositivo de roteamento configurado com maior prioridade é escolhido como o DR. Considerando que não há prioridade configurada, ou que há um empate, o roteador com a maior ID do roteador é escolhido como DR. O dispositivo de roteamento com a segunda maior ID do roteador é escolhido como BDR.
  - Um roteador OSPF se identifica para outros roteadores que usam esse ID do roteador
  - configurada explicitamente
    - O ID do roteador é configurada explicitamente usando o comando do modo de configuração de roteador OSPF router-id rid. O valorrid é qualquer valor de 32 bits expresso como um enderçeo IPv4. Este é o método recomendado para atribuir um ID do roteador
    - algumas versões mais antigas do IOS não reconhecem o comando router-id; portanto, a melhor forma de definir o ID do roteador nos roteadores é usar uma interface de loopback.
    - R1(config-router)# router-id rid
      - Um roteador OSPF se identifica para outros roteadores que usam esse ID do roteador
      - ERRO: roteador com o mesmo ID
        Se o ID do roteador é o mesmo em dois roteadores vizinhos, o roteador exibe uma mensagem de erro semelhante à seguinte: %OSPF-4-DUP_RTRID1: roteador detectado com ID de roteador duplicada.
      - Mudar o ID do roteador
        depois que um roteador seleciona um ID de roteador, um roteador OSPF ativo não permite que o ID do roteador seja alterada até que o roteador seja reinicializado ou o processo OSPF seja cancelado.
        Apagar o processo do OSPF para redefinir o ID do router
        clear ip ospf process
         Observe como uma mensagem informativa aparece indicando que é necessário apagar o processo OSPF ou reinicializar o roteador. Isso ocorre, pois R1 já tem adjacências com outros vizinhos usando o ID do roteador 192.168.10.5. Essas adjacências devem ser renegociadas usando o novo IP o roteador 1.1.1.1.
        Isso força o OSPF em R1 a efetuar a transição para o estado Inativo ou Inicialização
  - maior Ip de inerf. de loopback
    - Se o ID do roteador não for configurada explicitamente, o roteador escolhe o maior endereço IPv4 de qualquer interface de loopback configurada. Essa é a melhor alternativa para atribuir um ID do roteador.
  - Maior ip de qualquer interfa.
    - Se nenhuma interface de loopback estiver configurada, o roteador escolhe o maior endereço IPv4 ativo de algumas das suas interfaces físicas. Esse é o método menos recomendado, pois, para os administradores, isso dificulta a diferenciação entre roteadores específicos.
- 3 - Interface loopback
  - Um ID de roteador também pode ser atribuída usando uma interface de loopback
  - O endereço IPv4 da interface de loopback deve ser configurado usando uma máscara de sub-rede de 32 bits (255.255.255.255). Isso cria efetivamente uma rota de host. Uma rota de host de 32 bits não será anunciada como uma rota para outros roteadores OSPF
  - mascara 255.255.255.255
- 4 - Ativação das interfaces
  - O comando network determina quais interfaces participam do processo de roteamento de uma área do OSPF. As interfaces habilitadas podem enviar e receber pacotes ospf
  - R1(config-router)# network rede maskCuri area 0
    -  determina quais interfaces em R1 participarão do processo de roteamento OSPFv2 para uma área. 
    - Mascara Curinga
      - O OSPF é sem classe; portanto, a máscara curinga é sempre necessária
      - a máscara curinga é normalmente o inverso da máscara de sub-rede configurada nessa interface.
      - Máscada curinga de bit 0 - combina o valor de bit correspondente no endereço. Máscada curinga de bit 1 - ignora o valor do bit correspondente no endereço.
    - Alterativa: mascara curinga quádrupla
      - Como alternativa, é possível habilitar o OSPFv2 usando o comando do modo de configuração de roteador network intf-ip-address0.0.0.0 area area-id.
      - R1(config-router)# network rede 0.0.0.0 area 0
- 5 - Interface passiva
  - Por padrão, as mensagens OSPF são encaminhadas para todas as interfaces com OSPF. No entanto, essas mensagens precisam ser enviadas apenas de interfaces que se conectam a outros roteadores com OSPF.
  - O envio de mensagens desnecessária em uma LAN afeta a rede de três maneiras: Uso ineficiente da largura de banda - a largura de banda disponível é consumida com o transporte de mensagens desnecessárias. As mensagens são multicasted; portanto, os switches também encaminham as mensagens para todas as portas. Uso ineficiente de recursos - todos os dispositivos na LAN devem processar a mensagem e eventualmente descartar a mensagem. Aumento do risco de segurança - o anúncio de atualizações em uma rede com broadcast é um risco à segurança. As mensagens do OSPF podem ser interceptadas com software de detecção de pacote. As atualizações de roteamento podem ser modificadas e enviada de volta ao roteador, o que corrompe a tabela de roteamento com métricas falsas que desorientam o tráfego.
  - R1(config-router)# passive-interface XEthernet 0/0
    - evitar a transmissão de mensagens de roteamento por uma interface do roteador, mas ainda permitir que a rede seja anunciada para outros roteadores
    - Alternativa: passive-interface default (todas as interfaces ficam passivas) no passive interface gigabitEthernet x/x (remove as que nao devem ficar passivas)
Verificar o OSPF
- show ip ospf neighbor
  - verificar se o roteador formou uma adjacência com seus roteadores vizinhos
  - Se o ID do roteador vizinho não for exibido, ou se não for mostrado como sendo em um estado FULL, os dois roteadores não formaram uma adjacência de OSP
  - PRI - a prioridade OSPF da interface. Esse valor é usado na escolha de DR e BDR. STATE - Se Full, o roteador e seu vizinho tem LSDBs identicos Tempo não operacional - a quantidade de tempo restante que o roteador espera para receber um pacote OSFP hello do vizinho antes de declarar o vizinho inativo. Esse valor é redefinido quando a interface recebe um pacote Hello.
- show ip protocols
  - mostra o ID de processo do OSPF, o ID do roteador, as redes que o roteador está anunciando, os vizinhos dos quais o roteador recebe atualizações e a distância administrativa padrão, que é 110 para OSPF
- show ip ospf
  - ID do processo do OSPF e o ID do roteador, como mostrado na figura 1. Este comando exibe as informações da área OSPF e a última vez que o algoritmo SPF foi calculado.
- show ip ospf interface brief
  - Para obter um resumo de interfaces OSPF habilitadas

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Descripción: certificacao CCNA 2 - RS Mapa Mental sobre OSPF (Open Shortest Path First), creado por Rayssa OConnor el 19/06/2015.
Creado por: Rayssa OConnor
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OSPF (Open Shortest Path First)

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