Seleção de Rota em Cisco Routers

Introdução

Um dos aspectos intrigantes dos roteadores Cisco, especialmente para aqueles novos à distribuição, é como o roteador escolhe que a rota é o melhor entre aqueles apresentados por protocolos de roteamento, por configuração manual, e por vários meios. Quando a seleção de rota for muito mais simples do que você pôde imaginar, compreendê-la exige completamente algum conhecimento sobre o trabalho dos roteadores Cisco da maneira.

Pré-requisitos

Requisitos

Não existem requisitos específicos para este documento.

Componentes Utilizados

Este documento não se restringe a versões de software e hardware específicas.

Convenções

Para obter mais informações sobre convenções de documento, consulte as Convenções de dicas técnicas 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 o Enhanced Interior Gateway Protocol (EIGRP), Border Gateway Protocol (BGP), Intermediate System-to-System (IS-IS) e Open Shortest Path First (OSPF).

• 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 pede a informação da tabela de roteamento para fazer uma decisão de encaminhamento de pacote de informação.

Deixe-nos examinar a interação entre os protocolos de roteamento e a tabela de roteamento para compreender como a tabela de roteamento é construída.

Criando a Tabela de Roteamento

As principais considerações ao criar a tabela de roteamento são:

• Distância administrativa – É a medida de fidelidade da origem da rota. Se um roteador aprende sobre um destino de mais de um Routing Protocol, a distância administrativa será comparada e a preferência será atribuída às rotas com distância administrativa menor. Ou seja é a credibilidade da fonte da rota.

• Métrica - Esta é uma medida utilizada pelo Routing Protocol para calcular o melhor caminho para determinado destino, se ele aprender vários caminhos para o mesmo destino. Cada protocolo de roteamento usa 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 tem a melhor distância administrativa, a rota será rejeitada.

Para compreender isso melhor, vamos analisar um exemplo. Supõe que um roteador tem ser executado de quatro processos de roteamento: EIGRP, OSPF, RASGO, e IGRP. Agora, todos os quatro destes processos aprenderam de várias rotas à rede 192.168.24.0/24, e cada um escolheu seu melhor caminho a essa rede com seus métrica interna e processos.

Cada um destas tentativas de quatro processos de 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 (interna)	90
IGRP	100
OSPF	110
IS-IS	115
RIP	120
EIGRP (externo)	170
iBGP	200
Rota 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 fazem os outros protocolos, RIP, IGRP e OSPF, com os roteadores que não foram instalados? E se a rota preferida, aprendida com EIGRP, falhar? O software de Cisco IOS® usa duas aproximações para resolver este 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 Routing Protocol 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. Cada vez que o IGRP recebe uma atualização sobre uma rota, tenta instalar a informação 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 falha por qualquer motivo, o processo da manutenção de tabela de roteamento chama cada processo de protocolo de roteamento que registrou uma rota de backup, e pede-os para reinstalar a rota na tabela de roteamento. Se há uns protocolos múltiplos com rotas de backup registradas, a rota preferida está escolhida baseou na distância administrativa.

Ajustando a distância administrativa

A distância administrativa padrão não pôde sempre ser direita para sua rede; você pode querer ajustá-los de modo que as rotas RIP sejam preferidas 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! Mudar as distâncias padrão pode realmente conduzir aos loop de roteamento e às 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, mudar a distância é relativamente fácil; configurar simplesmente a distância usando o comando distance no modo da secundário-configuração 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 mais informação, consulte para ajustar a distância administrativa para a seleção de rota no exemplo de configuração do Roteadores do Cisco IOS.

Para rotas estáticas, você pode mudar a distância de cada rota incorporando uma distância após o comando ip route:

distância do salto seguinte da máscara de sub-rede da rede da rota IP

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 Routing Protocol. As rotas aprendidas do protocolo de roteamento com a distância administrativa mais baixa são instaladas na tabela de roteamento. Se houver vários caminhos para o mesmo destino a partir de um único Routing Protocol, 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 usados para determinar o medidor diferem para protocolos de roteamento diferentes. O caminho com a menor métrica é selecionado como o caminho ideal e instalado na tabela de rotealento. 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 o balanceamento de carga, consulte ?Como Funciona o Balanceamento de Carga?

Comprimentos do prefixo

Deixe-nos olhar uma outra encenação para ver como o roteador segura uma outra situação comum: comprimentos de prefixo 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 serão instaladas na tabela de roteamento? Desde que as rotas internas EIGRP têm a melhor distância administrativa, é tentador supor que primeira estará instalado. Contudo, desde que cada um destas rotas tem um comprimento de prefixo diferente (máscara de sub-rede), são considerados destinos diferentes, e tudo serão instalados na tabela de roteamento.

Vejamos como o mecanismo 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? Depende do comprimento de prefixo, ou do número de grupo dos bit 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 dirigido para 10.1.1.1, porque 192.168.32.1 cai dentro da rede 192.168.32.0/26 (192.168.32.0 a 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.

Sem classe IP

Com freqüência, a posição do comando ip classless configuration nos processos de roteamento e encaminhamento é complicada. Na realidade, influências sem classe IP somente a operação dos processos de encaminhamento nos IO; não afeta a maneira que a tabela de roteamento é construída. Se o IP sem classe não está configurado (usando o comando no ip classless), o roteador não enviará pacotes à super-redes. Como exemplo, vamos colocar novamente três rotas na tabela de roteamento e rotear os pacotes por meio do roteador.

Nota: Se a supernet ou a rota padrão for aprendida via IS-IS ou OSPF, o comando no ip classless configuration é ignorado. Neste caso, o comportamento do packet switching trabalha como se o IP sem classe foi 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  

Recordar que a rede 172.30.32.0/24 inclui os endereços 172.30.32.0 com 172.30.32.255, e a rede 172.30.32.0/20 inclui os endereços 172.30.32.0 com 172.30.47.255, nós podemos então tentar comutar três pacotes através desta tabela de roteamento e ver o que os resultados são.

• Um pacote destinado a 172.30.32.1 é enviado a 10.1.1.1, desde que esta é a compatibilidade 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 a 192.168.10.1 é enviado a 10.1.1.3; como essa rede não existe na tabela de roteamento, esse pacote é encaminhado para a rota padrão.

• Um pacote destinado a 172.30.254.1 é deixado cair.

A resposta surpreendente fora destes quatro é o último pacote, que é deixado cair. 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.

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

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 anfitriões no local remoto podem alcançar destinos no Internet (através da nuvem 10.x.x.x), mas não os destinos dentro do 10.x.x.x nublam-se, 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 classfull boundaries das redes de sua tabela de roteamento, roteando simplesmente para o maior prefixo correspondente que encontrar.

Resumo

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 faz uma decisão de encaminhamento e comuta pacotes. Estes três conjuntos de processos são ilustrados, junto com sua relação, abaixo.

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

Informações Relacionadas

• Como funciona o balanceamento de carga?
• Que é distância administrativa?
• Página de suporte de EIGRP
• Página de suporte de BGP
• Página de suporte de IGRP
• Página de suporte dos protocolos roteados de IP
• Página de Suporte do IP Routing
• Página de suporte de IS-IS
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