Módulo 3: Protocolos de Roteamento IGP

OSPF

O Open Shortest Path First (OSPF) implementa o algoritmo de estado de enlace e, nos dias de hoje, é o mais popular entre os IGPs. Seu surgimento deve-se principalmente a limitações dos demais protocolos tipo IGP, como é o caso do RIP. É chamado de OSPF pois utiliza o algoritmo Shortest Path First para o cálculo dos melhores caminho, que também é conhecido como Dijkstra.

Um de seus princípios de funcionamento é a utilização do conceito de ÁREA. Isso faz com que o projeto de uma rede OSPF divida de forma hierárquica roteadores nas chamadas áreas, com o intuito de diminuir a complexidade e minimizar a comunicação entre roteadores. Necessariamente deve existir uma área central, chamada de Backbone (Area 0), que deverá atuar como elo de ligação com as demais áreas existenstes. A comunicação entre as demais áreas deve ser feita obrigatoriamente através do Backbone. Um exemplo de rede OSPF divida em áreas é ilustrado na figura 1:

Figura 1: Exemplo de rede OSPF

Como a figura 1 demonstra, uma prática comum principalmente na área 0 é a ocorrência de roteadores com múltiplas interfaces estarem localizados em diferentes áreas, ou seja, cada interface em uma área diferente. Neste caso, o roteador irá manter uma base de dados da topologia para cada área. Esse é o caso dos roteadores 2, 4 e 7.

A comunicação entre roteadores é baseada em mensagens de LSA (Link State Advertisements), que são trocados entre roteadores de uma mesma área quando ocorre alguma mudança na topologia da rede. Cada LSA inclui dados como métricas usadas, endereços das interfaces, entre outras variáveis. Todos os roteadores de uma determinada área possuem a mesma base de dados que é sincronizada pelos próprios LSAs enviados. Ainda nesse sentido é bom lembrar que um roteador somente terá conhecimento da topologia de sua área, sendo que as demais áreas serão invisíveis para ele. O termo adjacente é atribuído a roteadores vizinhos de uma mesma área, que estão com suas bases de dados sincronizadas.

Para o cálculo de melhores caminhos, é utilizado o algoritmo SPF (Shortest Path First). Inicialmente os roteadores descobrem seus vizinhos através de mensagens Hello. Através do próprio protocolo Hello, em cada área que possuem redes de acesso múltiplo é escolhido um roteador designado e um roteador de backup. O papel do roteador designado é gerar os LSAs para toda a rede de acesso múltiplo, com o intuito de diminuir o tráfego. O roteador backup assume caso o roteador designado falhar.

O funcionamento do algoritmo SPF é dividido em 3 partes principais:

Como pode-se verificar, a complexidade em relação a outros protocolos IGP é maior. Além disso, a complexidade de troubleshooting também é sensivelmente maior, mas existe um ganho muito considerável na convergência da rede, sem contar as funcionalidades que o OSPF fornece, como balanceamento de carga, autenticação de mensagens, utilização de múlticas métricas, entre outras.