Captulo 5 Protocolos de Roteamento IGRP Cisco Networking

Capítulo 5 Protocolos de Roteamento: IGRP Cisco Networking Academy Núcleo de Computação Eletrônica Universidade Federal do Rio de Janeiro

SUMÁRIO n n 5. 1 - Os Princípios Básicos da Camada de Rede; 5. 2 - Protocolos Roteados e Protocolos de Roteamento; 5. 3 - Protocolos de Roteamento IP; 5. 4 - Operação IGRP. 2

Projeto Washington: protocolos de roteamento e implementação do IGRP n Os conceitos abordados neste capítulo o ajudarão a entender os protocolos de roteamento. Os protocolos de roteamento, como o IGRP, roteiam os protocolos roteados (roteáveis, como o IP e o IPX) através da rede. Este capítulo o ajudará a aplicar o IGRP ao projeto de rede que você está criando para o órgão de administração escolar Washington. Além disso, aprenderá como implementar o IGRP e todas as configurações de IGRP necessárias para as implementações de rede. 3

5. 1 - Os Princípios Básicos da Camada de Rede n Objetivo n n Apresentar uma visão geral do processo de roteamento. Estrutura n n n 5. 1. 1 - Explicar a Determinação do Caminho; 5. 1. 2 - Determinação do Caminho; 5. 1. 3 - A Operação das Tabelas de Roteamento; 5. 1. 4 - Métricas; 5. 1. 5 - Decisões de Encaminhamento do Roteador. 4

5. 1. 1 - Explicar a Determinação do Caminho 5

5. 1. 2 - Determinação do Caminho n n Determinação de caminho Tabelas de roteamento 6

5. 1. 3 - A Operação das Tabelas de Roteamento n Tabela de roteamento IP n n n Tabelas parciais (endereços de rede) Switching do pacote; Troca de informações entre roteadores 7

5. 1. 4 – Métricas n n Importante que uma tabela de roteamento seja atualizada e precisa, porque seu principal objetivo é incluir as melhores informações para o roteador; Cada protocolo de roteamento interpreta o "melhor caminho" da sua própria maneira; Protocolo gera um valor chamado de métrica, para cada caminho através da rede; Geralmente, quanto menor o número da métrica, melhor é o caminho; 8

5. 1. 4 - Métricas 9

5. 1. 4 – Métricas n Alguns protocolos de roteamento, como o RIP, usam apenas uma métrica e outros, como o IGRP, usam uma combinação de métricas; Delay de Internetwork Largura de Banda Confiabilidade Carga Métrica de Roteamento 10

5. 1. 4 – Métricas 11

5. 1. 5 - Decisões de Encaminhamento do Roteador 12

5. 1. 5 - Decisões de Encaminhamento do Roteador n n Para ver se destino está na mesma rede física, parte da rede do endereço IP destino é extraída e comparada com o endereço de rede origem Quando um pacote atravessa uma rede, os endereços IP origem e destino não são nunca alterados; 13

5. 1. 5 - Decisões de Encaminhamento do Roteador n n Função de switching: permite que roteador aceite um pacote em uma interface e encaminhe-o através de outra Função de determinação: de caminho permite que roteador selecione a interface mais apropriada para encaminhar um pacote. 14

5. 2 - Protocolos Roteados e Protocolos de Roteamento n Objetivo n n Entender quais são os protocolos de roteamento. Estrutura n n 5. 2. 1 - Protocolos de Roteamento; 5. 2. 2 - Roteamento Multiprotocolo. 15

5. 2. 1 - Protocolos de Roteamento 16

Projeto Washington: roteamento multiprotocolo n Com base nos requisitos do usuário, a rede do órgão de administração escolar Washington precisa suportar o roteamento multiprotocolo. O órgão de administração requer que a rede suporte os protocolos de roteamento TCP/IP e IPX. 17

5. 2. 2 - Roteamento Multiprotocolo n n RIP IGRP 18

Laboratório 5. 2. 2: Protocolos de roteamento e protocolos roteados - Visão geral n n Tempo estimado: 30 min. Objetivos: n n n Comparar as características dos protocolos de roteamento e roteados e citar exemplos de cada. Examinar um roteador para determinar quais protocolos de roteamento e roteados estão ativos. Praticar o uso de comandos para determinar quais protocolos de roteamento e roteados são suportados. (show IP route, show protocols, show running config, router ? ) Fazer a correspondência entre os termos dos protocolos de roteamento e roteados. Fazer um diagrama da relação entre: protocolos roteados e de roteamento, protocolos dinâmicos e estáticos, protocolos internos versus externos, protocolos de vetor de distância (distance vector), estado do enlace (link state) e de roteamento híbridos. 19

5. 3 - Protocolos de Roteamento IP n Objetivo n n Detalhar características dos protocolos de roteamento. Estrutura n n n 5. 3. 1 - Diferenciando um Protocolo de Roteamento de Outro; 5. 3. 2 - Os Objetivos dos Protocolos de Roteamento; 5. 3. 3 - Loops de Roteamento; 5. 3. 4 - Roteamento Estático e Roteamento Dinâmico; 5. 3. 5 - Classificações dos Protocolos de Roteamento; 5. 3. 6 - Configuração do Roteamento IP: Escolhendo um Protocolo de Roteamento. 20

Projeto Washington: objetivos do projeto do IGRP n Durante todo o restante do capítulo, você aprenderá os conceitos e as técnicas de configuração para ajudar a lidar com os seguintes objetivos de projeto para a implementação do IGRP na rede do órgão de administração escolar Washington: n n A rede deve usar um roteamento estável e não deve ocorrer nenhum loop de roteamento. A rede deve responder rapidamente às alterações na topologia de rede. A rede deve ter pouca sobrecarga e o próprio IGRP não deve usar mais largura de banda do que a realmente necessária para sua tarefa. O projeto de rede deve levar em conta as taxas de erros e o nível de tráfego em diferentes caminhos. 21

5. 3. 1 - Diferenciando um Protocolo de Roteamento de Outro n n Roteamento: processo de determinar para onde enviar pacotes de dados destinados a endereços fora da rede local; Roteadores reúnem e mantêm informações de roteamento para permitir transmissão e recebimento desses pacotes de dados; Informações de roteamento são entradas em uma tabela de roteamento, com uma entrada para cada rota identificada; Protocolos de roteamento permitem que roteador crie e mantenha tabelas de roteamento de forma dinâmica e que elas se ajustem às alterações da rede à medida que elas ocorrem; 22

5. 3. 1 - Diferenciando um Protocolo de Roteamento de Outro n Protocolos de roteamento podem ser diferenciados um do outro com base em várias características-chave: n n n Primeiro, os objetivos específicos do criador do protocolo afetam a operação do protocolo de roteamento resultante; Segundo, há vários tipos de protocolos de roteamento. Cada protocolo tem um efeito diferente na rede e nos recursos do roteador; Terceiro, protocolos de roteamento usam várias métricas para identificar as melhores rotas. 23

5. 3. 1 - Diferenciando um Protocolo de Roteamento de Outro n Protocolos de roteamento são divididos em duas classes: protocolos internos e externos protocolos de roteamento internos (RIP, IGRP) sistema autônomo 100 protocolos de roteamento externos (EGP, BGP) sistema autônomo 200 24

5. 3. 1 - Diferenciando um Protocolo de Roteamento de Outro n Protocolos de roteamento externos exigem as seguintes informações antes de começar o roteamento: n n Lista dos roteadores vizinhos (também chamados de pontos) com os quais possam trocar as informações de roteamento; Lista das redes para serem anunciadas como diretamente alcançáveis. 25

5. 3. 2 - Os Objetivos dos Protocolos de Roteamento n A rota ótima: se refere à habilidade do protocolo de roteamento para selecionar a melhor rota; n Melhor rota depende da métrica e dos pesos das medidas usados para fazer o cálculo; 26

5. 3. 2 - Os Objetivos dos Protocolos de Roteamento n Simplicidade e eficiência: protocolos de roteamento também são projetados para serem o mais simples e eficientes possíveis; n Eficiência é particularmente importante quando software implementando protocolo de roteamento dever ser executado em um computador com recursos físicos limitados. 27

5. 3. 2 - Os Objetivos dos Protocolos de Roteamento n Robustez: protocolos de roteamento devem ser robustos; n n n Ou seja, devem executar corretamente diante de situações incomuns ou imprevistas, como falhas de hardware, condições de carga alta e implementações incorretas; Como roteadores estão localizados nos pontos de junção da rede, eles podem falhar e causar consideráveis problemas; Melhores protocolos de roteamento são geralmente os que resistiram ao teste do tempo e provaram ser estáveis em várias condições de rede. 28

5. 3. 2 - Os Objetivos dos Protocolos de Roteamento n Convergência rápida: protocolos de roteamento devem convergir rapidamente; n n n Convergência é a velocidade e habilidade com que um grupo de dispositivos de rede executando um certo protocolo de roteamento chega a um ajuste com relação à topologia de uma rede após ter ocorrido uma alteração na topologia; Se um evento de rede, como uma alteração na topologia de uma rede, faz com que as rotas fiquem inoperantes ou disponíveis, roteadores distribuem mensagens de atualização de roteamento, fazendo com que todos os roteadores concordem com essas rotas; Protocolos de roteamento que convergem lentamente podem causar loops de roteamento ou interrupções na rede. 29

5. 3. 2 - Os Objetivos dos Protocolos de Roteamento n Flexibilidade: protocolos de roteamento devem também ser flexíveis; n n Ou seja, devem se adaptar de forma rápida e precisa às várias circunstâncias da rede; Protocolos de roteamento podem ser programados para se adaptarem à várias alterações: n n n largura de banda da rede tamanho da fila do roteador delay da rede. 30

5. 3. 3 - Loops de Roteamento n IGRP tem um valor máximo do contador de saltos de 255, o padrão é 100 e é normalmente definido como 50 ou menos. 31

5. 3. 4 - Roteamento Estático e Roteamento Dinâmico n Protocolos de roteamento estático n n n Não são propriamente protocolos; Antes do roteamento começar, administrador de rede estabelece mapeamentos de tabela do roteamento estático; Esses mapeamentos não são alterados a menos que o administrador os altere; Simples de projetar e funcionam bem em ambientes onde tráfego de rede é previsível e o projeto de rede é simples; Não reagem às alterações na rede Não são geralmente adequados para as grandes redes atuais, em constante mudança; 32

5. 3. 4 - Roteamento Estático e Roteamento Dinâmico n Protocolos de roteamento dinâmico n n n Se ajustam às circunstâncias variáveis da rede; Analisam mensagens de chegada de atualização de roteamento; Havendo alteração na rede, software de roteamento irá recalcular as rotas e irá enviar novas mensagens de atualização de roteamento; Podem ser suplementados com rotas estáticas quando for adequado; Exemplo: um gateway de último recurso (ou seja, um roteador para o qual todos os pacotes que não podem ser roteados são enviados) pode ser designado; 33

5. 3. 5 - Classificações dos Protocolos de Roteamento n Maioria dos protocolos de roteamento pode ser classificada em três abordagens básicas: n n n Vetor de distância: determina a direção (vetor) e a distância de todos os links na rede ex: IGRP e RIP; Link state (shortest path first): cria novamente a topologia exata de toda a rede (ou de pelo menos da parte onde o roteador está situado) ex: OSPF, IS-IS e NLSP; Híbrida: combina os aspectos dos algoritmos de link-state e do vetor de distância ex: EIGRP. 34

Projeto Washington: números AS n A consistência do número AS é uma questão do projeto. Você precisa ter o mesmo número em toda a rede do órgão de administração escolar Washington. A Internet Assigned Numbers Authority atribui um número de 16 bits ao AS. 35

5. 3. 6 - Configuração do Roteamento IP: Escolhendo um Protocolo de Roteamento n n Cada protocolo de roteamento deve ser configurado separadamente Com qualquer protocolo de roteamento, deve-se seguir duas etapas básicas: n n n Criar processo de roteamento com um dos comandos do roteador Configurar aspectos específicos do protocolo. IGRP tem o requisito adicional de um número do sistema autônomo (AS) 36

5. 3. 6 - Configuração do Roteamento IP: Escolhendo um Protocolo de Roteamento n n Escolher um protocolo de roteamento é uma tarefa complexa; Ao escolher um protocolo de roteamento, deve-se considerar: n n n n Complexidade e tamanho da rede; Níveis do tráfego de rede; Necessidade de segurança; Necessidade de confiabilidade; Características de delay da rede; Políticas organizacionais; Aceitação organizacional de alterações. 37

5. 4 - Operação IGRP n Objetivo n n Detalhar características do IGRP. Estrutura n n n 5. 4. 1 - Métricas do IGRP; 5. 4. 2 - Diferenciando Rotas Interiores, do Sistema e Exteriores; 5. 4. 3 - Digitar a Sequência de Comandos Correta para Ativar o IGRP em um Roteador; 5. 4. 4 - Descrever Três Recursos do IGRP que Melhoram sua Estabilidade; 5. 4. 5 - Métricas IGRP e Atualizações de Roteamento; 5. 4. 6 - A Contagem de Saltos Máxima do IGRP. 38

5. 4. 1 - Métricas do IGRP n n n IGRP é um protocolo de roteamento interno Cisco proprietário e foi desenvolvido para superar o RIP IGRP é do tipo vetor de distância todos os roteadores enviem toda ou parte da tabela de roteamento em uma mensagem de atualização de roteamento em intervalos regulares para cada um de seus roteadores vizinhos À medida que informações de roteamento se espalham pela rede, roteadores calculam as distâncias de todos os nós dentro da rede 39

5. 4. 1 - Métricas do IGRP n IGRP usa uma combinação de métricas n n n Delay Largura de banda Confiabilidade Carga da rede IGRP usa tanto as configurações padrão da largura de banda e do delay, como as determinadas pelo administrador para calcular automaticamente as melhores rotas; 40

5. 4. 1 - Métricas do IGRP n IGRP fornece um amplo intervalo para essas métricas: n n n Confiabilidade: 1 -255 Carga: 1 -255 Largura de banda: 1200 bps - 10 Gbps Delay: 1 -224 Intervalos amplos de métrica permitem uma configuração adequada em redes com características de desempenho com grandes variações; 41

5. 4. 2 - Diferenciando Rotas Interiores, do Sistema e Exteriores n n Principal objetivo do IGRP é fornecer um protocolo robusto para roteamento dentro de um sistema autônomo (SA) SA é um conjunto de redes sob uma administração comum compartilhando uma estratégia de roteamento comum 42

5. 4. 2 - Diferenciando Rotas Interiores, do Sistema e Exteriores n IGRP anuncia três tipos de rotas: internas, de sistema e externas 43

5. 4. 2 - Diferenciando Rotas Interiores, do Sistema e Exteriores n n n Rotas interiores: rotas entre sub-redes na rede conectada à interface de um roteador; Se rede conectada a um roteador não estiver dividida em sub-redes, IGRP não anuncia as rotas interiores; Além disso, informações de sub-redes não são incluídas nas atualizações IGRP, o que apresenta um problema para sub-redes IP não contínuas; 44

5. 4. 2 - Diferenciando Rotas Interiores, do Sistema e Exteriores n n n Rotas de sistema: rotas para outras redes principais dentro de um SA; Roteador obtém rotas de sistema de interfaces da rede diretamente conectadas e informações sobre rotas de sistema fornecidas por outros roteadores que usam IGRP; Rotas do sistema não incluem informações de subredes; 45

5. 4. 2 - Diferenciando Rotas Interiores, do Sistema e Exteriores n n Rotas exteriores: rotas para redes fora do SA que serão consideradas quando identificarem um gateway de último recurso; Roteador escolhe um gateway de último recurso na lista de rotas exteriores fornecida pelo IGRP; 46

5. 4. 2 - Diferenciando Rotas Interiores, do Sistema e Exteriores n n Roteador usa gateway de último recurso se não tiver uma rota melhor para um pacote e destino não estiver conectado à rede; Se SA tiver mais de uma conexão com uma rede externa, roteadores diferentes poderão escolher roteadores exteriores diferentes como gateway de último recurso. 47

5. 4. 3 - Digitar a Sequência de Comandos Correta para Ativar o IGRP em um Roteador n Router(config)#router igrp sistema-autônomo n n define o IGRP como um processo de roteamento IP Router(config-router)#network número-de-rede n seleciona as redes conectadas participantes 48

Diário da Engenharia 5. 4. 3: Configurando o IGRP n n n n router igrp sistema autônomo no router igrp sistema autônomo network número da rede no network número da rede redistribute connected passive-interface Ethernet 0 Router(config)# router igrp 109 network 131. 108. 0. 0 network 192. 31. 7. 0 49

Laboratório 5. 4. 3: Migrando o RIP para o IGRP - Visão geral n n Tempo estimado: 30 min. Objetivos: n n n Verificar se os protocolos de roteamento estão funcionando corretamente Verificar a tabela de roteamento e interpretar as entradas da rede Verificar as rotas estáticas e removê-las, se for necessário Comparar o RIP com o IGRP com base na distância administrativa Converter uma rede com roteadores baseados em RIP para IGRP 50

5. 4. 4 - Descrever Três Recursos do IGRP que Melhoram sua Estabilidade n IGRP fornece vários recursos projetados para melhorar sua estabilidade: n n n Holddowns Split Horizons Poison Reverse Updates 51

5. 4. 4 - Descrever Três Recursos do IGRP que Melhoram sua Estabilidade n Holddowns - Se um roteador descobrir que uma rede está bem mais longe do que foi anteriormente previsto ou que ela está inoperante, a rota dessa rede é colocada em holddown; n n n A rota continua sendo anunciada Anúncios recebidos sobre a rede de outro roteador diferente daquele que originalmente anunciou a nova métrica são ignorados; Utilizado para ajudar a evitar loops de roteamento na rede Aumenta o tempo de convergência da topologia; Calculado para ser apenas maior que período de tempo necessário para atualizar toda a rede com uma alteração de roteamento; 52

5. 4. 4 - Descrever Três Recursos do IGRP que Melhoram sua Estabilidade n Split Horizons - Ocorre quando um roteador tenta enviar informações sobre uma rota de volta na direção de onde elas vieram; n n Regra do split-horizon ajuda a evitar loops de roteamento; Split horizons são implementados no IGRP porque eles fornecem uma estabilidade adicional ao protocolo. 53

5. 4. 4 - Descrever Três Recursos do IGRP que Melhoram sua Estabilidade n Poison Reverse Updates - Enquanto split horizons devam evitar loops de roteamento entre roteadores adjacentes, poison reverse updates foram criados para superar loops de roteamento maiores; n n Aumentos nas métricas de roteamento geralmente indicam loops de roteamento; Poison reverse updates são enviadas para remover a rota e colocá-la em holddown; Roteador faz poison em uma rota enviando uma atualização com uma métrica de infinito a um roteador que originalmente anunciou uma rota a uma rede; Fazer poison na rota poderá ajudar a aumentar a velocidade da convergência. 54

Diário da Engenharia 5. 4. 4: Os comandos timers basic e no metric holddown n n n router igrp autonomous-system network-number variance multiplier metric weights tos k 1 k 2 k 3 k 4 k 5 timers basic update invalid holddown flush [sleeptime] no metric holddown metric maximum-hops http: //www. cisco. com/univercd/cc/td/doc/product/software/ios 120/12 cgcr/np 1_c/1 cprt 1/1 cigrp. htm 55

5. 4. 5 - Métricas IGRP e Atualizações de Roteamento n n IGRP usa vários tipos de informações métricas; Para cada caminho através de um SA, IGRP registra o segmento com a largura de banda mais baixa, o delay acumulado, a confiabilidade, a carga e o menor valor de MTU; São usadas variáveis para atribuir pesos a cada medida e, por padrão, é dada maior importância à largura de banda no cálculo do melhor caminho; Roteador executando IGRP envia um broadcast de atualização IGRP a cada 90 s 56

5. 4. 5 - Métricas IGRP e Atualizações de Roteamento n n Ele irá declarar uma rota como inacessível se não receber uma atualização do primeiro roteador na rota dentro de três períodos de atualização (270 seg. ) Após cinco períodos de atualização (450 seg. ), roteador removerá a rota da tabela de roteamento 57

5. 4. 5 - Métricas IGRP e Atualizações de Roteamento n Configuração n timers basic update invalid holddown flush [sleeptime] n n n Update: tempo em segundos para enviar uma nova atualização Invalid: tempo em segundos para declarar uma rota inválida (3 x update). Uma rota se torna inválida por falta de atualização Holddown: tempo em segundos onde melhores caminhos são ignorados. Uma rota entra em holddown quando é informada que ela é inalcançável Flush: tempo em segundos para retirar uma rota da tabela Sleeptime: tempo em milisegundos que retarda o envio de uma flash update 58

5. 4. 5 - Métricas IGRP e Atualizações de Roteamento n n IGRP usa atualização flash e poison reverse para acelerar a convergência do protocolo de roteamento; Atualização flash é o envio de atualização antes do intervalo de atualização padrão de notificação a outros roteadores de uma alteração de métrica; Atualizações poison reverse têm objetivo de anular loops de roteamento maiores causados por aumentos nas métricas de roteamento; Essas atualizações são enviadas para remover uma rota e colocá-la em holddown, impedindo que novas informações de roteamento sejam usadas por um certo período de tempo. 59

5. 4. 5 - Métricas IGRP e Atualizações de Roteamento n n n Depende de 5 constantes: K 1, K 2, K 3, K 4, K 5 Valores default: K 1=K 3=1 e K 2=K 4=K 5=0 Se K 5 = 0 n n n Se K 5 <> 0 n n Métrica = [K 1 * BW + K 2 * BW / (256 – Load) + K 3 * Delay Métrica default = BW + Delay Métrica = Métrica * [K 5 / (reliability + K 4)] Ajuste da Métrica n metric weights tos k 1 k 2 k 3 k 4 k 5 60

5. 4. 6 - A Contagem de Saltos Máxima do IGRP n Exemplo da instrução do roteador que usa todos os recursos explicados nesta seção; deve-se usar seu próprio número de rede no lugar de 128. 6. 0. 0: Router(config)# router igrp 46 timers basic 15 45 0 60 network 128. 6. 0. 0 no metric holddown metric maximum-hop 50 61

Laboratório 5. 4. 6. 1: Configurando o IGRP - Visão geral n n Tempo estimado: 30 min. Objetivos: n n Aprender como configurar o IGRP como o protocolo de roteamento da rede Ajustar as métricas IGRP configuráveis 62

Laboratório 5. 4. 6. 2: IGRP de vários caminhos - Visão geral n n Tempo estimado: 60 min. Objetivos: n n Trabalhar com as métricas do IGRP usadas na seleção do caminho Entender o caminho selecionado para rotear os dados para um determinado host 63

Laboratório 5. 4. 6. 3: Neotrace e traceroute - Visão geral n n Tempo estimado: 15 min. Objetivos: n n n Usar o programa shareware Neo. Trace para verificar o caminho da rede do roteador de origem ao roteador de destino com uma exibição gráfica. Verificar se a camada de rede entre a origem, o destino e cada roteador no caminho está funcionando apropriadamente. Recuperar informações para avaliar a confiabilidade ponto a ponto do caminho. Determinar os atrasos de cada ponto do caminho e se o host pode ser alcançado. 64