Protocolo OSPF (Open Shortest Path First), tudo o que precisa saber!

Protocolo OSPF (Open Shortest Path First) é um protocolo de roteamento de padrão aberto que foi implementado por uma grande variedade de fornecedores de rede. É essa característica de padrão aberto que é a chave para a flexibilidade e popularidade do protocolo OSPF.

A maioria das pessoas optam pelo protocolo OSPF, este usa o algoritmo Dijkstra para inicialmente construir uma árvore de caminho mais curto e segue preenchendo a tabela de roteamento com os melhores caminhos resultantes.

O tempo de convergência do protocolo OSPF é bastante rápido. O protocolo OSPF também suporta múltiplas rotas de igual custo para o mesmo destino e também suporta protocolos roteados de IPv4 e IPv6.

Aqui está uma lista que resume alguns dos melhores recursos do protocolo OSPF:

  • Permite a criação de áreas e sistemas autónomos;
  •  Minimiza o tráfego de atualização de roteamento;
  • É altamente flexível, versátil e escalável;
  • Suporta VLSM/CIDR;
  • Oferece uma contagem ilimitada de saltos;
  • É padrão aberto e suporta a implantação de vários fornecedores;
  • Acelerar a convergência;
  • Para limitar a instabilidade da rede a áreas únicas da rede.

Uma das características mais úteis do protocolo OSPF é que foi desenhado para ser hierárquico em uso, o que significa, que é possível subdividir redes maiores em redes mais pequenas, são chamadas de áreas. O protocolo OSPF deve ter uma área 0 (normalmente ligada ao backbone), e todas as outras áreas devem se conectar a ele, exceto para aqueles ligados através de links virtuais. Um roteador que conecta outras áreas ao backbone dentro de um AS é chamado area border router (ABR) e mesmo estes devem ter pelo menos uma de suas interfaces conectadas à área 0. O protoolo OSPF funciona muito bem dentro de um sistema autonomo, mas também pode conectar vários sistemas autonomos juntos. O roteador que conecta esses ASs é chamado de autonomous system boundary router (ASBR).

protocolo ospf

Protocolo OSPF

Para perceber como o protocolo OSPF funciona você deve estar familiarizado com os seguintes termos:
Link – O Link é uma rede ou interface do roteador atribuída a qualquer rede. Quando um Interface é adicionado ao processo OSPF, é considerado um link. Este link, ou interface, estará associado ao estado em cima ou em baixo, e terá um ou mais endereços IP.

Router ID – O router ID (RID) é um endereço IP usado para identificar o roteador. Por norma é escolhido o roteador que usa o endereço IP mais alto de todas as interfaces de loopback configuradas. Se nenhuma interface de loopback estiver configurada com endereços, o protocolo OSPF irá escolher o endereço IP mais alto fora de todas as interfaces físicas ativas.

Neighbor – São dois ou mais roteadores que têm uma interface em uma rede comum, tais como dois roteadores conectados em um link de série ponto-a-ponto. OSPF neighbors devem ter um número de opções de configuração comuns para serem capazes de estabelecer com êxito uma relação de vizinho, e todas essas opções devem ser configurados exatamente da mesma maneira:

  • Area ID;
  • Stub area flag;
  • Senha de autenticação (se estiver a usar alguma);
  • Intervalos de Hello and Dead.

Adjacency – Uma adjacência é uma relação entre dois roteadores OSPF que permite a troca direta de atualizações de rota.

Designated Router – A designated router (DR) é eleito sempre que os roteadores OSPF estão conectados à mesma rede de difusão para minimizar o número de adjacências formadas e divulgar informações de roteamento recebidas de e para os roteadores restantes na rede de difusão ou link. As eleições são ganhas com base no nível de prioridade de um roteador, o que tem a maior prioridade torna-se o vencedor.

Backup designated Router – A backup designated router (BDR) – É o backup do DR na rede de difusão.

Hello protocol – O OSPF Hello protocol provedencia a descoberta dinamica dos vizinhos e mantem a relação com os vizinhos. Os pacotes Hello são endereçados para o endereço multicast 224.0.0.5.

Link State Advertisement – O Link State Advertisement (LSA) é um pacote de dados OSPF contendo informações de roteamento e estado de link compartilhadas entre roteadores OSPF. Um roteador OSPF trocará pacotes LSA somente com roteadores aos quais tenha estabelecido adjacências.

Como é que o protocolo OSPF funciona?

O funcionamento do OSPF é basicamente dividido em três categorias:

  • Inicialização vizinha e de adjacência;
  • LSA flooding;
  • Cálculo da árvore SPF;

A inicialização vizinha e de adjacência é grande parte da operação do protocolo OSPF. Quando o protocolo OSPF é inicializado em um roteador, o roteador aloca memória para ele, bem como para a manutenção de ambas as tabelas de vizinhança e topologia. Uma vez que o roteador determina quais interfaces foram configuradas para OSPF, verificará se elas estão ativas e começa a enviar pacotes Hello.

O protocolo Hello é usado para descobrir vizinhos, estabelecer adjacências e manter relações com outros roteadores OSPF. Os pacotes Hello são periodicamente enviados para fora de cada interface OSPF ativada e em ambientes que suportam multicast.

LSA flooding é o método que o protocolo OSPF usa para compartilhar informações de roteamento. Via pacotes LSU, as informações LSA contêm dados de estado de link, são compartilhadas com todos os roteadores OSPF dentro de uma área. A topologia de rede é criada a partir das atualizações de LSA e é usada para que todos os roteadores OSPF tenham o mesmo mapa de topologia para fazer cálculos de SPF.

Calculo da árvore SPF – Dentro de uma área, cada roteador calcula o caminho melhor/mais curto para cada rede na mesma área. Este cálculo é baseado nas informações coletadas no banco de dados de topologia e um algoritmo chamado shortest path first (SPF). Este SPF é usado pelo roteador para inserir rotas OSPF na tabela de roteamento. É importante entender que esta árvore contém apenas redes que existem na mesma área que o próprio roteador.

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