IP : Roteamento IP

Seleção de Rotas nos Roteadores Cisco

22 Maio 2008 - Tradução Manual
Outras Versões: Versão em PDFpdf | Tradução por Computador (29 Julho 2013) | Inglês (2 Janeiro 2008) | Feedback


Índice

Introdução
Pré-requisitos
     Requisitos
     Componentes Usados
     Convenções
Processos Envolvidos
Criando a Tabela de Roteamento
     Rotas de Backup
     Ajustando a Distância Administrativa
     Como a Métrica Determina o Processo de Seleção de Rota
     Comprimentos de Prefixo
Tomando Decisões de Encaminhamento
     IP Classless
Sumário
Discussões relacionadas da comunidade de suporte da Cisco

Introdução

Um aspecto intrigante sobre os roteadores Cisco, especialmente para os iniciantes em roteamento, é como o roteador decide qual a melhor rota dentre as fornecidas pelos protocolos de roteamento, pela configuração manual e vários outros meios. Embora a seleção de rota seja muito mais simples do que você imagina, para compreendê-la totalmente é necessário algum conhecimento sobre o funcionamento dos roteadores Cisco.

Pré-requisitos

Requisitos

Não existem pré-requisitos específicos para este documento.

Componentes Usados

Este documento não está restrito a versões específicas de software e de hardware.

Convenções

Para obter mais informações sobre convenções em documentos, consulte Convenções de dicas técnicas da Cisco.

Processos Envolvidos

Existem três processos envolvidos na criação e na manutenção da tabela de roteamento em um roteador Cisco:

  • Diversos processos de roteamento, que realmente executam um protocolo de rede (ou de roteamento), como EIGRP (Interior Gateway Routing Protocol melhorado), BGP (Border Gateway Protocol), IS-IS (Sistema intermediário para sistema intermediário) e OSPF (Abrir caminho mais curto primeiro).

  • A própria tabela de roteamento, que aceita informações dos processos de roteamento e responde às solicitações de informações do processo de encaminhamento.

  • O processo de encaminhamento, que solicita informações da tabela de roteamento para tomar uma decisão de encaminhamento de pacote.

Vamos analisar a interação entre os protocolos de roteamento e a tabela de roteamento para compreender como a tabela de roteamento é criada.

Criando a Tabela de Roteamento

As principais considerações ao criar a tabela de roteamento são:

  • Distância administrativa - Essa é a medida de fidelidade da origem da rota. Se um roteador aprende sobre um destino de mais de um protocolo de roteamento, a distância administrativa será comparada e a preferência será atribuída às rotas com distância administrativa menor. Em outras palavras, é a credibilidade da origem da rota.

  • Métrica - Esta é uma medida utilizada pelo protocolo de roteamento para calcular o melhor caminho para determinado destino, se ele conhecer vários caminhos para o mesmo destino. Cada protocolo de roteamento utiliza uma métrica diferente.

  • Comprimento de prefixo

À medida que cada processo de roteamento recebe atualizações e outras informações, ele escolhe o melhor caminho para qualquer destino e tenta instalar esse caminho na tabela de roteamento. Por exemplo, se o EIGRP descobrir um caminho para 10.1.1.0/24 e decidir que esse caminho específico é o melhor caminho EIGRP para esse destino, ele tentará instalar o caminho que descobriu na tabela de roteamento.

O roteador decide se deve ou não instalar as rotas apresentadas pelos processos de roteamento com base na distância administrativa da rota especificada. Se esse caminho tiver a menor distância administrativa para esse destino (quando comparado a outras rotas da tabela), ele será instalado na tabela de roteamento. Se essa rota não for a que tiver a melhor distância administrativa, ela será rejeitada.

Para compreender isso melhor, vamos analisar um exemplo. Vamos supor que um roteador tenha quatro processos de roteamento em execução: EIGRP, OSPF, RIP e IGRP. No momento, todos esses quatro processos conhecem várias rotas para a rede 192.168.24.0/24 e cada um escolheu o melhor caminho para si, através de suas métricas e seus processos internos.

Cada um desses quatro processos tenta instalar sua rota para 192.168.24.0/24 na tabela de roteamento. A cada um dos processos de roteamento é atribuída uma distância administrativa, que é usada para decidir qual rota deve ser instalada.

Distâncias administrativas padrão

Conectado

0

Estático

1

eBGP

20

EIGRP (interno)

90

IGRP

100

OSPF

110

IS-IS

115

RIP

120

EIGRP (externo)

170

iBGP

200

Sumário do resumo EIGRP

5

Como a rota EIGRP interna possui a melhor distância administrativa (quanto menor a distância administrativa, maior será a preferência), ela estará instalada na tabela de roteamento.

Rotas de Backup

O que os outros protocolos, RIP, IGRP e OSPF, fazem com os roteadores que não foram instalados? E se a rota preferida, aprendida com EIGRP, falhar? O Cisco IOS® Software utiliza duas abordagens para solucionar esse problema: A primeira é fazer com que cada processo de roteamento tente instalar suas melhores rotas periodicamente. Se a rota preferida falhar, a próxima melhor rota (de acordo com distância administrativa) sucede na tentativa seguinte. A outra solução é para que o protocolo de roteamento que falhou instale sua rota na tabela para manter a rota e solicite que o processo da tabela de roteamento informe se o melhor caminho falhar.

O primeiro método é usado para protocolos que não possuem suas próprias tabelas de informação de roteamento, como o IGRP. Sempre que o IGRP receber uma atualização de uma rota, ele tentará instalar as informações atualizadas na tabela de roteamento. Se já houver uma rota para esse mesmo destino na tabela de roteamento, a tentativa de instalação falhará.

Com relação a protocolos que têm seu próprio banco de dados de informações de roteamento, como EIGRP, IS-IS, OSPF, BGP e RIP, uma rota de backup é registrada quando a tentativa inicial de instalação da rota falhar. Se a rota instalada na tabela de roteamento falhar por algum motivo, o processo de manutenção da tabela de roteamento irá chamar cada processo de protocolo de roteamento que tiver registrado uma rota de backup, e solicitar que eles reinstalem a rota na tabela de roteamento. Se houver vários protocolos com rotas de backup registradas, a rota preferida é escolhida com base na distância administrativa.

Ajustando a Distância Administrativa

A distância administrativa padrão nem sempre pode ser a adequada para a sua rede; talvez seja conveniente ajustá-la para que rotas RIP tenham preferência sobre rotas IGRP, por exemplo. Antes de explicar como ajustar as distâncias administrativas, precisamos verificar as implicações de alterar a distância administrativa.

Alterar a distância administrativa nos protocolos de roteamento pode ser muito perigoso! Alterar as distâncias padrão pode realmente levar a circuitos de roteamento e outras estranhezas em sua rede. Recomendamos que tenha cautela ao alterar a distância administrativa, e somente após considerar o que deseja obter e todas as conseqüências de suas ações.

Para protocolos completos, alterar a distância é relativamente fácil; basta configurar a distância utilizando o comando distance no modo de subconfiguração do processo de roteamento. Você também pode alterar a distância de rotas descobertas em uma origem, somente em alguns protocolos, e alterar a distância em algumas rotas apenas.

Para rotas estáticas, você pode alterar a distância de cada rota inserindo uma distância depois do comandoip route:

ip route network subnet mask next hop distance

Você não pode alterar a distância administrativa de todas as rotas estáticas de uma vez.

Como a Métrica Determina o Processo de Seleção de Rota

As rotas são escolhidas e criadas na tabela de roteamento com base na distância administrativa do protocolo de roteamento. As rotas com as menores distâncias administrativas detectadas no protocolo de roteamento são instaladas na tabela de roteamento. Se houver vários caminhos para o mesmo destino a partir de um único protocolo de roteamento, os vários caminhos terão a mesma distância administrativa e o melhor caminho será selecionado com base nas métricas. Métricas são valores associados a rotas específicas, classificando-as das mais preferidas para as menos preferidas. Os parâmetros utilizados para determinar a métrica variam entre diferentes protocolos de roteamento. O caminho com a menor métrica é selecionado como o caminho ideal e instalado na tabela de roteamento. Se houver vários caminhos para o mesmo destino com métricas iguais, o balanceamento de carga será realizado nesses caminhos de custos iguais. Para obter mais informações sobre balanceamento de carga, consulte Como o Balanceamento de Carga Funciona?

Comprimentos de Prefixo

Vamos analisar outro cenário para ver como o roteador lida com outra situação comum: comprimentos de prefixos de variação. Vamos supor, novamente, que um roteador tenha quatro processos de roteamento em execução e cada processo tenha recebido estas rotas:

  • EIGRP (interno): 192.168.32.0/26

  • RIP: 192.168.32.0/24

  • OSPF: 192.168.32.0/19

Quais dessas rotas será instalada na tabela de roteamento? Como as rotas internas do EIGRP possuem a melhor distância administrativa, ele tenta descobrir qual será o primeiro a ser instalado. No entanto, como cada uma dessas rotas possui um comprimento de prefixo diferente (máscara de sub-rede), elas são consideradas destinos diferentes e todas são instaladas na tabela de roteamento.

Vejamos como o engine de encaminhamento usa as informações da tabela de roteamento para tomar decisões de encaminhamento.

Tomando Decisões de Encaminhamento

Vamos dar uma olhada nas três rotas que acabamos de instalar na tabela de roteamento para ver como elas estão no roteador.

router# show ip route
     ....
     D   192.168.32.0/26 [90/25789217] via 10.1.1.1
     R   192.168.32.0/24 [120/4] via 10.1.1.2
     O   192.168.32.0/19 [110/229840] via 10.1.1.3
     ....

Se um pacote chegar a uma interface de roteador destinado a 192.168.32.1, qual rota o roteador escolherá? Dependerá do comprimento de prefixo ou do número de bits definido na máscara de sub-rede. Prefixos mais longos são sempre preferidos a prefixos mais curtos ao encaminhar um pacote.

Neste caso, um pacote destinado a 192.168.32.1 é enviado para 10.1.1.1, porque 192.168.32.1 localiza-se dentro da rede 192.168.32.0/26 (192.168.32.0 para 192.168.32.63). Ele também será incluído nas outras duas rotas disponíveis, mas 192.168.32.0/26 possui o prefixo mais longo na tabela de roteamento (26 bits versus 24 ou 19 bits).

Da mesma forma, se um pacote destinado a 192.168.32.100 chega a uma das interfaces do roteador, ele é encaminhado para 10.1.1.2, porque o 192.168.32.100 não se inclui no 192.168.32.0/26 (192.168.32.0 até 192.168.32.63), mas se inclui no destino 192.168.32.0/24 (192.168.32.0 até 192.168.32.255). Novamente, ele cai também no intervalo coberto por 192.168.32.0/19, mas 192.168.32.0/24 tem um comprimento de prefixo mais longo.

IP Classless

Quando a posição do comando de configuração ip classless localiza-se nos processos de roteamento e encaminhamento é complicado. Na verdade, o IP classless só afeta a operação do processo de encaminhamento no IOS; ele não afeta a forma como a tabela de roteamento é criada. Se o IP classless não for configurado (utilizando o comando no ip classless), o roteador não irá encaminhar pacotes para super-redes. Como exemplo, vamos colocar novamente três rotas na tabela de roteamento e rotear os pacotes por meio do roteador.

Observação: Se a super-rede ou a rota padrão for detectada via IS-IS ou OSPF, o comando de configuração no ip classless será ignorado. Neste caso, o comportamento de switching de pacotes funciona como se ip classless estivesse configurado.

router# show ip route
....
     172.30.0.0/16 is variably  subnetted, 2 subnets, 2 masks
D        172.30.32.0/20 [90/4879540] via  10.1.1.2
D       172.30.32.0/24  [90/25789217] via 10.1.1.1
S*   0.0.0.0/0 [1/0] via 10.1.1.3  

Lembrando que a rede 172.30.32.0/24 inclui os endereços de 172.30.32.0 até 172.30.32.255, e a rede 172.30.32.0/20 inclui os endereços de 172.30.32.0 até 172.30.47.255, podemos, então, tentar comutar três pacotes através dessa tabela de roteamento e ver qual será o resultado.

  • Um pacote destinado para 172.30.32.1 é encaminhado para 10.1.1.1, porque esta é a correspondência de prefixo mais longo.

  • Um pacote destinado para 172.30.33.1 é encaminhado para 10.1.1.2, porque esta é a correspondência de prefixo mais longo.

  • Um pacote destinado para 192.168.10.1 é encaminhado para 10.1.1.3;como essa rede não existe na tabela de roteamento, esse pacote é encaminhado para a rota padrão.

  • Um pacote destinado para 172.30.254.1 é descartado.

A resposta surpreendente dentre esses quatro é o último pacote, que é descartado. Está descartado porque o seu destino, 172.30.254.1, está dentro de uma grande rede, 172.30.0.0/16, mas o roteador não reconhece essa sub-rede específica dentro da rede maior.

Esta é a essência do roteamento classful: Se uma parte da rede principal é conhecida, mas a sub-rede (dentro dessa rede principal) à qual o pacote está destinado é desconhecida, o pacote é cancelado.

O aspecto mais confuso dessa regra é que o roteador somente usa a rota padrão caso a rede de destino principal não constar da tabela de roteamento.

Isso pode gerar problemas em uma rede em que um site remoto, com uma conexão de volta para o restante da rede, não esteja executando protocolos de roteamento, conforme ilustrado.

21a.gif

O roteador de local remoto é configurado como este:

interface Serial 0
     ip address 10.1.2.2 255.255.255.0
   !
   interface Ethernet 0
     ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
   !
   ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.2.1
   !
   no ip classless

Com esta configuração, os hosts do site remoto podem alcançar destinos na Internet (através da nuvem 10.x.x.x), mas não destinos dentro da nuvem 10.x.x.x, que é a rede corporativa. Como o roteador remoto sabe sobre alguma parte da rede 10.0.0.0/8, as duas sub-redes diretamente conectadas e nenhuma outra sub-rede de 10.x.x.x, ele presume que essas outras sub-redes não existem e descarta quaisquer pacotes destinados a elas. Tráfego destinado à Internet, porém, não tem um destino na faixa 10.x.x.x de endereços e, portanto, é corretamente roteado pela rota padrão.

A configuração de ip classless no roteador remoto resolve esse problema, permitindo que o roteador ignore os limites totais de classe das redes de sua tabela de roteamento, roteando simplesmente para o maior prefixo correspondente que encontrar.

Sumário

Resumindo, tomar uma decisão de encaminhamento consiste efetivamente em três conjuntos de processos: os protocolos de roteamento, a tabela de roteamento e o processo real, que toma uma decisão de encaminhamento e comuta pacotes. Essas três etapas de processos são ilustradas, junto com seus relacionamentos, abaixo.

21b.gif

A compatibilidade de prefixo mais longo sempre vence entre as rotas realmente instaladas na tabela de roteamento, ao passo que o protocolo de roteamento com a menor distância administrativa sempre vence ao instalar rotas na tabela de roteamento.


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