INTRODUÇÃO SOBRE IGRP

OBJETIVOS DO IGRP

CARACTERÍSTICAS DO IGRP

O ROTEAMENTO NO IGRP

FORMATO DO CABEÇALHO

INTRODUÇÃO SOBRE EIGRP

CARACTERÍSTICAS DO EIGRP

TIPOS DE PACOTES DO EIGRP

TECNOLOGIAS ABORDADAS NO EIGRP

CONCEITO DE ROTEAMENTO NO EIGRP
 

CONCLUSÃO FINAL

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 
 

1 INTRODUÇÃO SOBRE IGRP

    Criado pela Cisco em 1986, O IGRP(Interior Gateway Routing Protocol) é um protocolo interno a gateways (roteadores), destinados a conectar várias redes que utilizem a tecnologia de comutação de pacotes. Visa prover um protocolo robusto para tentar solucionar problemas gerados pelo crescimento e aumento da complexidade da internet. Esse protocolo veio tratar problemas que não eram resolvidos em grandes redes por protocolos anteriores como o RIP.

    Este protocolo tem seu projeto baseado em "Internal Gateway Protocol" (IGPs) feitos para rodar dentro de sistemas autônomos seja qual for o ambiente de rede, implementando TCP/IP e internets OSI. Possui características na sua implementação que permitem ser usadas em algumas circunstâncias como "External Gateway Protocol" (EGPs).
Sua prioridade está na produção de uma rota ótima e na resposta rápida a mudanças. Permite aos roteadores construir e manter tabelas de roteamento, pela troca de informações com outros roteadores. Usa a tecnologia de Vetor Distância.
 
 

2 OBJETIVOS DO IGRP

Tem como principais objetivos os seguintes aspectos:

•  Estabelecer roteamento em redes grandes e complexas tentando manter as rotas estáveis ou seja , evitando a ocorrência de loops mesmo que transitórios.

 
• Fornecer resposta rápida na troca de topologia de rede visto que a velocidade varia de uma topologia para outra.

 
• Buscar um baixo overhead tentando utilizar o que realmente é necessário para realizar suas tarefas, aproveitando o melhor possível a largura de banda.

 
• Dividir o tráfego em rotas paralelas quando estas possuem quase a mesma prioridade, isto possibilita aumentar a largura da banda passante já que pode enviar não mais por apenas um canal.

 
• Determinar as melhores rotas considerando uma métrica calculada por exemplo, avaliando rotas de erro e nível de tráfego em diferentes trajetos.

 
• Capacidade em manipular múltiplos tipos de serviços ( especificado em um pacote de dados que modifica a maneira de como as rotas são avaliadas ) com um simples conjunto de informações.

 

Tem como principais características :

• Implementa TCP/IP , mesmo tendo projeto para outros tipos de protocolos.

 
• Usa tecnologia de roteamento com vetor de distância ( onde cada roteador não precisa saber todos os relacionamentos roteador / link  para a rede inteira, fazendo com que cada roteador emita toda ou uma parcela de sua tabela de distribuição em uma mensagem de atualização da distribuição do roteamento em intervalos regulares a cada um de seus roteadores vizinhos ), onde distância é composta por várias métricas (largura de banda disponível, atraso, utilização da carga e confiabilidade do link ).

 
• Permitir a redistribuição em múltiplos caminhos.

 
• O tráfego é feito na forma "round-robin, por exemplo, caso duas rotas sejam escolhidas o tráfego será dividido da seguinte forma: uma parte dos pacotes vai por uma das linhas, depois outra parte vai por outra linha, em seguida pela primeira, novamente pela segunda, e assim por diante. Caso uma das rotas fique inválida a outra assume a total responsabilidade de transmissão.

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Comunicação entre Roteadores
 
 

    Na figura acima, o roteador S, ao ser ligado se comunica primeiramente com as redes 2 e 3. Na sua inicialização, o roteador S envia um pacote de requisição de tabelas de roteamento para seus possíveis roteadores vizinhos ( R e T ) que ainda são desconhecidos. Esses roteadores R e T enviarão pacotes com suas tabelas de roteamento para o roteador S começar a construir sua própria tabela. No caso, S saberá agora que para acessar a rede 1, terá que enviar pacotes para o roteador R e que para acessar a rede 4, terá que enviar os dados para o roteador T. No próximo passo, o roteador S enviará sua tabela de roteamento completa para seus vizinhos, fazendo com que o roteador T aprenda que pode acessar a rede 1 através do roteador S. Também o roteador R é informado que pode se comunicar com a rede 4 através do S.  Percebe-se que os roteadores atualizam suas tabelas de roteamento através do envio de pacotes, solicitando informações de tabelas de roteadores vizinhos.

Exemplo do roteamento considerando redistribuição em múltiplos caminhos.

Caminhos Alternativos.

    Nesse caso, cada roteador calcula a composição métrica para determinar a rota na qual enviará os dados as seu destino. Como por exemplo analisando essa figura, um host ligado a rede 1, que deseja se comunicar com outro host ligado a rede 6. Primeiramente esse host envia seu pacote para o roteador A que analisaria sua tabela de roteamento e observaria para qual roteador enviar, se iria para o roteador B ou para o roteador C. Percebe-se que há três possibilidades de roteamento do roteador A para a rede 6. Diretamente para B,  para C e depois para B, para C e depois para D. Se no caso, o melhor caminho escolhido foi o que passa pelo roteador C, esse roteador decidirá qual a melhor rota para acessar a rede 6, se é pelo roteador B ou pelo roteador D.

O melhor caminho é obtido através do cálculo aplicado sobre a fórmula abaixo.

Equação para determinar a métrica.
 
 

Essa equação é executada dentro dos roteadores determinando um vetor de métricas que definem as rotas. O uso do vetor de métrica permite ao roteador fornecer diferentes serviços usando diferentes coeficientes ( caso das constantes K1 e K2, setadas pelo administrador do roteador e que indicam o peso a ser dado a banda passante e ao atraso ). Também permite maior precisão na caracterização de uma rede em relação à métrica simples.
    O tráfego pode ser dividido em várias rotas as quais estão dentro de um determinado intervalo de métrica, nesse caso, permite que seja usado várias rotas paralelas, aumentando desse modo, a banda passante e ao contrário de uma rota única que possui uma banda passante limitada.

Tabela de roteamento do roteador A analisado no caso anterior.

Tabela do Roteador A.

    A Métrica é o fator de decisão para a escolha do melhor caminho, isto é, o que possui o menor custo. No caso do IGRP, a rota é definida analisando o valor da menor métrica na tabela de roteamento. Por exemplo, na tabela acima, para o roteador A enviar um pacote de dados para uma rede 6, ele enviará, a princípio, pelo roteador B visto que a métrica é igual a 1180 e não pelo roteador C cuja métrica é de 2040.

Essa métrica será avaliada levando-se em consideração :

• Largura de banda do segmento mais estreito - é a largura em bits por segundo no link mais baixo da rota.

 
• Capacidade do tráfego do canal da rota - é o quanto a banda passante está em uso corrente.

 
• Confiabilidade da rota - indica a taxa de erro atual da rota, ou seja, a fração de pacotes que chega ao destino sem erros.

 
• Atraso inserido pela topologia - é o tempo que o pacote levará até o destino através da rota supondo-se que a rede esteja descarregada.

• Hop Count : é o número de roteadores por onde o pacote passa até chegar ao seu destino.

 
• MTU : representa o tamanho máximo do pacote para que seja enviado por um determinado caminho;

 
• Utiliza temporizadores:
• Update: tempo em que a mensagem de atualização deve ser enviada. O envio desta mensagem é feito por um broadcast, onde um gateway envia para outros gateways sua tabela de rotas. O tempo default de update é de 90s;
• Inválido: tempo para declarar uma rota inválida, ou seja, após um determinado tempo o roteador declara uma rota inválida, por não ter recebido uma confirmação daquela rota. Seu valor default é de : 3 x update;
• Hold-time: tempo do holddown, tempo que espera para receber novas atualizações, geralmente pelo fato de ter havido alguma mudança em sua tabela e outros gateways mandam informações mais antigas do que a que ele possui. Tem como valor default é de : 3 x update + 10;

 
• Flush: tempo aguardado para que uma entrada na tabela (gateway) seja removida, por não receber nenhuma confirmação daquela entrada. A diferença entre inválido e flush é que, no temporizador inválido, remove-se uma rota, enquanto que no flush, remove-se uma entrada. O valor default é 7 x update.

 

    O IGRP utiliza o algoritmo de vetor distância com algumas modificações. O protocolo passa a utilizar vetor de métricas mais completo, pois analisa outras características ( largura de banda, confiabilidade do link, capacidade de tráfego, atraso inserido pela topologia). Isto possibilita uma maior precisão na escolha da rota considerando-se os diferentes tipos de serviços. Além disso, o tráfego pode ser dividido em várias rotas de um mesmo intervalo de métrica, aumentando a banda passante devido a possibilidade de se transmitir por duas ou mais rotas .

    No IGRP também foram introduzidas outras características que pretendem prevenir os loops no roteamento, tais como :

• Holddowns : é o tempo em que um roteador espera para receber novas atualizações, utilizado quando ocorre alguma mudança em sua tabela, principalmente quando uma rota é declarada inválida.

 
• Triggered Updates : quando um roteador descobre que uma rota é inválida ele emite uma mensagem imediatamente aos outros roteadores. Porém o triggered update não é instantâneo, pois pode existir um roteador que ainda não está atualizado tentando transmitir por aquela rota que não está disponível, no caso, o Holddowns tenta solucionar esse problema.

 
• Poisoning: pretende evitar grandes loops. Analisa o crescimento do Hop-count e quando esse estiver muito grande, implica que a rota faz parte de um loop.

 
• Split horizon (horizonte dividido): consiste em nunca enviar o pacote pela mesma rota pelo qual ele chegou. Isso evita loops de roteadores adjacentes. Veja a figura abaixo :

Por exemplo, se no caso um roteador A, ligado diretamente a um roteador B, e este souber que pode chegar a uma rede ligada ao roteador A, e o roteador A souber que B pode chegar a essa rede que está ligada a A, esta enviará pacotes para B e B o retransmitirá novamente para A, ocasionando um loop entre roteadores adjacentes.
 
 
 

5 FORMATO DO CABEÇALHO DO IGRP

Cabeçalho do IGRP

Os campos do Cabeçalho são os seguintes :

• Version: número da versão, que geralmente é igual a 1.

 
• Operation Code: indica o tipo de mensagem que pode ser request (pedido pelo pacote de atualização) ou update (pacote de atualização que é enviado).

 
• Edition: indica o número de série que é incrementado sempre que há uma mudança na tabela de roteamento. Evita que o gateway processe informações antes recebidas. Não muito implementado, às vezes é ignorado, já que muitas vezes um pacote pode ser perdido e outro número de edição pode ser dado ao mesmo pacote.

 
• Autonomous System: possui o número do sistema autônomo, que permite ao roteador selecionar qual conjunto de tabelas de roteamento irá processar essa mensagem.

 
• Subnets in local net - número de entrada no interior da rede.

 
• Network in Autonomous System - número de entradas naquele sistema autônomo.

 
• Network outside of Autonomous System - entradas para fora daquela rede, com outros sistemas autônomos.

 
• IGRP Checksum - Soma de verificação do IGRP.

 
• Routing Entry Number: outras informações como : IP address , Delay, Bandwidth, MTU, Realiabilit, WAN, Hop Count.

6 INTRODUÇÃO SOBRE EIGRP

    O protocolo EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) representa a evolução do IGRP que integra as vantagens dos protocolos do link-state nos protocolos de vetor distância, sendo que a métrica continua sendo a mesma que a do IGRP. Fornece compatibilidade e interoperação com os roteadores do IGRP, isto é, através de uma mecanismo de redistribuição automática as rotas de IGRP podem ser importadas para EIGRP, e vice-versa.
 
 
 

7 CARACTERÍSTICAS DO EIGRP

    O protocolo EIGRP possui algumas características que o diferenciam de outros protocolos de roteamento em grandes redes. Dentre as quais se destacam :

• Tratamento da Convergência Rápida, ou seja, o roteador executando EIGRP armazena todas suas tabelas de roteamento para seus vizinhos para que possa ocorrer uma rápida adaptação a rotas alternativas O EIGRP utiliza um algoritmo, DUAL ( algoritmo de difusão da atualização),  para alcançar rápida convergência. O algoritmo DUAL seleciona os caminhos mais eficientes (sem loop) e rotas mais adequadas para inserção na tabela de sucessores baseados em sucessores adequados. Um sucessor adequado é um roteador vizinho usado para o envio de pacotes, que tem o menor custo até o destino com a garantia de que não faz parte de um loop.

 
• Suporte a  tamanho variável de máscara de subrede para tratar situações de "desperdício de endereços" em redes na internet. Por exemplo, no caso de uma rede classe C, que suporta um conjunto de diferentes endereços de máquinas no total de 256, e se uma pequena rede local que só possua 25 máquinas, a máscara de subrede dividiria essa rede classe C para destinar apenas 25 endereços diferentes para esses 25 máquinas, evitando assim, o desperdício de endereços IP.

 
• Suporte a atualizações parciais. De forma diferente do IGRP ( updates periódicos ), no EIGRP existe a possibilidade de enviar updates parciais quando a métrica para uma rota muda, sendo que apenas os roteadores que necessitam realmente da informação, serão atualizados. Isso proporciona um melhor aproveitamento da largura de banda.

 
• Suporte a múltiplos protocolos de camada de rede. O EIGRP foi modificado para se tornar um protocolo independente de camada de rede, permitindo que o algoritmo DUAL trabalhasse com outros tipos de protocolos, como o AppleTalk, IP, e Novell NetWare.

8 TIPOS DE PACOTES DO EIGRP

    O EIGRP apresenta alguns tipos de pacotes especiais tais como:

• Pacotes Hello – que são enviados multicast para descoberta / resgate dos vizinhos e não necessitam de processamento.

 
• Pacote acknowledgment (ack) – que são enviados de maneira unicast para confirmar a entrega dos dados. É um pacote do tipo Hello que não possui dados somente sendo usado para resposta.

 
• Pacotes Update são usados para transmitir a alcançabilidade dos destinos.
• Enviados unicast quando um novo vizinho é descoberto – utilizado para construir a tabela topológica.
• Enviados multicast na troca do custo do link. Para informar aos outros roteadores de mudanças na topologia de alguma rede ou quando o mesma é desconectada.
• Updates são sempre transmitidas com confiança.

 
• Pacotes Query e Reply são enviados quando um destino não possui sucessores adequados.
• Pacotes Query são sempre enviados multicast.
• Pacotes reply são sempre enviados em resposta a pacotes query, para instruir o originário a não recomputar a rota porque existem sucessores adequados. Pacotes Reply são enviados unicast à origem do emissor da consulta (query).
• Ambos os pacotes query e reply também são transmitidos com confiança.

 

    O EIGRP apresenta algumas Tecnologias que possibilitam operações mais eficiente que as apresentadas no protocolo IGRP. Para obter uma performance melhor de roteamento, EIGRP adota 4 tecnologias que se combinam para se diferenciar de outras tecnologias de roteamento.
Essa tecnologias são:

• Descoberta / resgate de vizinhos.

Tecnologia usada pelos roteadores para aprender dinamicamente sobre outros roteadores conectados diretamente a suas redes. Os roteadores descobrem que seus vizinhos se tornam inatingíveis ou inoperantes enviando, periodicamente, pequenos pacotes hello. Quando um roteador recebe pacotes hello de um roteador vizinho, ele assume que ele está funcionando, podendo assim trocar informa&cce$ùÅ
 
• Protocolo de transporte confiável (RTP).

Tecnologia que garante a entrega ordenada dos pacotes EIGRP e suporta transmissão de pacotes multicast ou unicast. Para uma maior eficiência, apenas certos pacotes são transmitidos com confiança.
 
• Máquina de estado finito DUAL ( Algoritmo ).

A máquina de estado finito DUAL usa informação da distância para selecionar caminhos eficientes (e sem loop) e seleciona rotas para inserção na tabela de roteamento baseado em sucessores adequados. Um sucessor adequado é um roteador vizinho usado para o envio de pacote,  que tem o menor custo até o destino, com a garantia de que não faz parte de um loop de roteamento.Quando um vizinho troca uma métrica, ou quando uma mudança na topologia ocorre, DUAL testa sucessores adequados. Se encontramos um, DUAL usa-o para evitar  recomputar a rota desnecessária. Quando não existem sucessores adequados mas vizinhos ainda informam o destino, uma recomputação (também conhecida como computação de difusão) deve ocorrer para determinar um novo sucessor.
 
• Módulos Dependentes de Protocolo.

São responsáveis por pedidos específicos do protocolo de camada de rede. O módulo do IP-EIGRP, por exemplo, é  responsável por enviar e receber pacotes EIGRP que são encapsulados no IP. IP-EIGRP pede ao DUAL para realizar decisões de roteamento, os resultados dos quais são armazenados na tabela  de roteamento IP. IP-EIGRP é  responsável  por redistribuir rotas aprendidas por outros protocolos de  roteamento IP.

O EIGRP está baseado em 4 conceitos de Roteamento que estão descritos abaixo :

• Tabelas de Vizinhos.

Nesta tabela de vizinhos a cada roteador identificado ,são armazenados o endereço do vizinho e a interface de entrada. Existe uma tabela de vizinho para cada módulo dependente de protocolo. Quando um vizinho envia um pacote hello, ele informa um tempo de espera, que é a quantia de tempo que um roteador leva para declarar um vizinho como alcançável ou operativo. Se um pacote hello não é recebido dentro do tempo de espera,  o tempo expira e o algoritmo DUAL é informado da troca da topologia. A entrada da  tabela de vizinho também inclui informação requisitada pelo RTP. Números    seqüenciais são empregados para  detectar pacotes de dados desordenados, através de acknowledgments (ACKS). Existe uma lista de pacotes enfileirados para uma possível retransmissão e um temporizador é mantido na entrada da tabela de vizinhos para estimar um intervalo ótimo de retransmissão.
 
• Tabela topológica.

Os módulos dependentes de protocolo populam a tabela, e a tabela é acionada pela máquina de estado finito DUAL. Cada entrada na tabela topológica inclui  endereço destino e uma lista de roteadores vizinhos que informaram o destino. Para cada roteador vizinho armazena-se sua métrica, que está em sua tabela de roteamento. Essa métrica é a soma da melhor métrica informada entre todos vizinhos mais o custo do enlace até este vizinho.Uma entrada da tabela topológica pode estar ou no estado ativo, quando o roteador está efetuando recomputação ou  no passivo, caso contrário. Uma recomputação ocorre quando um destino não tem sucessores adequados. O roteador inicia a recomputação enviando um pacote query para cada um de seus roteadores vizinhos. O roteador vizinho pode enviar um pacote reply, indicando que há um sucessor  adequado para o destino, ou pode enviar um pacote query, indicando que está participando na recomputação. Enquanto um destino está no estado ativo, um roteador não pode mudar a informação da tabela de roteamento do destino. Após receber uma reply de cada roteador vizinho, a entrada da tabela topológica para o  destino retorna para o estado passivo, e o roteador pode selecionar um sucessor.
 
• Etiquetagem de Rota.

EIGRP suporta rotas internas e externas.
• Rotas internas originam-se dentro de um sistema autônomo EIGRP ou de uma rede conectada diretamente que executa EIGRP.
• Rotas externas são aprendidas por outro protocolo de roteamento ou reside na tabela de roteamento como rotas estáticas. Estas  rotas  são etiquetadas individualmente com a identidade de sua origem, que compõe asseguintes informações: ID do roteador EIGRP que redistribuiu a rota, número do Sistema Autônomo do destino,  etiqueta configurável do administrador, ID do protocolo externo, métrica do protocolo externo e bit flags para roteamento default.

11 CONCLUSÃO FINAL

    A importância dos protocolos estudados, reside no fato de apresentarem novos fatores para se estimar o custo da métrica, além da implementação de novas tecnologias que permitiram melhorar as propriedades de convergência e a eficiência em relação a protocolos mais antigos, como o RIP, que deixaram de atender as condições impostas pelo crescimento e complexidades crescentes da Internet, visto que estas eram mais apropriadas ao uso de redes simples e pequenas.
    Esse trabalho veio com o intuito de ajudar a divulgar idéias sobre um dos vários protocolos de roteamento existentes para comunicação em grandes redes. Mostrou ser bastante interessante por apresentar uma nova abordagem sobre um tipo de protocolo de roteamento, possibilitando assim aos integrantes do grupo uma bagagem maior quanto a disciplina ministrada.
    As dificuldades encontradas resumem-se basicamente a divulgação de pouco material a respeito desse trabalho na língua pátria além do pouco conhecimento e domínio de termos técnicos.
    Conclui-se que no mundo da informática nada é estático, tudo muda rapidamente. Por exemplo no caso do protocolo RIP, que foi substituído por outros protocolos mais condizentes com o aumento da complexidade das redes.
    A importância desses seminários está no fato de buscar novos conhecimentos, pois, hoje em dia isso é de extremo para se conseguir um lugar no mercado de trabalho, além de proporcionar experiência quanto a apresentação de trabalhos em público.
 
 
 

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

PÁGINAS DA INTERNET

http://penta.ufrgs.br/Stapler/igrp/home_igrp.html
http://www.cisco.com/cpress/cc/td/cpress/fund/ith2nd/it2436.htm
http://www.cisco.com/cpress/cc/td/cpress/fund/ith2nd/it2438.htm