BGP - BORDER GATEWAY PROTOCOL.
Constitui o protocolo de roteamento exterior utilizado atualmente na Internet. A versão 4 é essencialmente um algoritmo vetor-distância.
A função primária dos sistemas BGP é trocar informações sobre rotas de redes com outros sistemas BGP.
A regra básica está em informar apenas aos sistemas autônomos (SA) vizinhos às rotas que ele mesmo utiliza. Esta informação é suficiente para formar gráficos de conectividade entre sistemas autônomos dos quais loops de roteamento podem ser podados e algumas decisões no nível sistema autônomo podem ser forçados.
I- Roteamento
Os roteadores IP fornecem interconexões ativas entre redes. Cada roteador liga-se a uma ou mais redes físicas e envia datagrama IP entre elas, aceitando datagramas que chegam pela interface de uma rede e roteando-os por outra interface. Exceto para redes diretamente conectadas, os hosts transferem todo o trafego IP para roteadores, que enviam os datagramas para seu destino final. Um datagramas trafega de um roteador a outro até alcançar um roteador que se conecta diretamente à mesma rede como destino final.
Cada item da tabela de roteamento especifica a parte da rede à qual pertence o endereço de destino e, o endereço da próxima máquina até alcançar a rede. Como ocorre com os hosts, os roteadores enviam os datagramas diretamente aos destinos nas redes às quais o roteador esteja conectado.
O estabelecimento de rotas envolve inicialização e atualização. Cada roteador deve estabelecer rotas iniciais e atualizar as tabelas à medida que as rotas mudam.(uma interface de rede falha).
Roteamento com Informações Parciais
A principal diferença entre roteadores e hosts é que esses geralmente sabem muito pouco sobre a estrutura da interligação em redes à qual se conectam. Muitos hosts dispõe apenas de uma rota em suas tabelas de roteamento. Uma rota para a rede local e uma rota default para um roteador próximo. O host envia todos os datagramas não-locais ao roteador local para distribuição.
Um host pode rotear datagramas com êxito mesmo se tiver informações apenas parciais, pois pode depender de um roteador.
Os roteadores também podem rotear datagramas com informações parciais, utilizando default. O roteamento de datagramas em uma interligação em redes depende inteiramente das tabelas de roteamento.
Um exemplo análogo. Imagine uma interligação em redes de um país estrangeiro entrecortado por estradas com placas de orientação nos cruzamentos. Imagine um viajante que não fala a língua local, não possua mapa e precisa chegar a um local chamado Sussex.
Ele sai da cidade por única estrada e começa as placas de orientação.
Norfolk à esquerda: Hammond à direita: outras em frente.
Essex à esquerda : Sussex à direita.
Ele vira a direita, segue várias outras placas e chega a outra estrada que o leva a Sussex.
Uma questão básica refere-se a exatidão. Como o viajante pode ter certeza de que seguindo as placas chegará ao destino final pelo caminho mais curto.
Uma forma de solução é que grupos administrem grupos locais de forma autônoma, acrescentando novas interligações em redes e rotas, sem mudar roteadores distantes.
Exemplo análogo. Imagine que metade de uma cidade fique a leste do país e a outra metade a oeste, apenas uma ponte interliga a parte leste com a oeste. As pessoas que moram de um lado não gostam das que moram do outro.
O roteamento será consistente se cada placa da entrada a leste listar todos os destinos do leste e, apontar a ponte como padrão, enquanto todas SA placas a oeste listarem todos os destinos no oeste e apontarem a ponte como caminho padrão.
Núcleos e arquiteturas Originais da Internet
Quando o TCP/IP surgiu, os sites de pesquisa eram ligados a ARPANET , que serviu como backbone da Internet. Cada site administrava a tabelas de roteamento e instalava manualmente as rotas para outros destinos.
A arquitetura de roteador consistia em um conjunto de pequeno e básico de roteadores que possuíam informações sobre todos os destinos possíveis, e um conjunto maior de roteadores periféricos com informações parciais, utilizando rotas default.
Utilizar informações parciais em roteadores periféricos permite que administradores locais gerenciem mudanças locais sem afetar outras partes da Internet. Entretanto introduz a possibilidade de inconsistências que podem tornar destinos inacessíveis apartir de algumas origens, em função das rotas default.
Em caso das rotas tornarem-se inconsistentes, os protocolos de roteamento devem ser fortes o suficiente para detectar e corrigir erros rapidamente.
Roteadores Básicos.
Inicialmente a Internet evoluiu com uma rede de longas distância, a ARPANET. O backbone principal da Internet no inicio.
A grande motivação do sistema de roteadores básicos veio do desejo de conectar redes locais à ARPANET.
Arquitetura Básica e Backbones Pares
A introdução do backbone NSFNET na Internet acrescentou novas complexidades à estrutura de roteamento.
Inicialmente a NSFNET conectou-se ao backbone ARPANET através de um único roteador em Pittsburgh. Os roteadores dentro da NSFNET conheciam os destinos locais e usavam uma rota default para enviar todo o tráfego não-NSFNET ao centro pelo roteador em Pittsgurg.
Com o crescimento da NSFNET, a arquitetura de roteamento básico não foi mais suficiente e, múltiplas conexões foram acrescidas entre os backbones da ARPANET e NSFNET. Ambos tornaram-se redes de backbones pares ou simplesmente pares.
Na configuração da maioria dos backbones pares, o tráfego entre um par de hosts geometricamente próximos deverá percorrer o caminho mais curto, independente Das rotas escolhidas para o tráfego de fim-a-fim do país.
Os sistemas básicos funcionam melhor para interligações em redes que tenham um único backbone administrado de forma centralizada. Expandir a topologia para múltiplos backbones torna o roteamento complexo; tentar dividir a arquitetura básica de modo que todos os roteadores usem rotas default introduz a possibilidade de loops no roteamento.
Roteamento por Vetor-Distancia
O (Vector-Distance) refere-se a uma classe de algoritmos que os roteadores usam para propagar informações sobre o roteamento. O algoritmo mantém em cada roteador uma tabela informando a menor distancia conhecida e que linha utilizar para chegar ate lá. RIP (utilizado pela Internet), versões antigas de DECnet e IPX (da Novell) são exemplos de algoritmos vetor distancia. Apple Talk e roteadores Cisco utilizam versões melhoradas de protocolos vetor - distancia.
Neste tipo de algoritmo, cada roteador mantém uma entrada na tabela indexada para cada roteador na subnet. Essa entrada contem uma partes: a linha de saída preferida para aquela destinação e tempo ou distancia estimada. A métrica utilizada pode ser de saltos (hops) , atraso, numero total de pacotes na fila de cada caminho, etc.
Estes tipos de algoritmos podem , em diversas situações convergir lentamente para a resposta correta, ou seja, tomar o melhor caminho . Alem disso, suas métricas normalmente não envolvem questões como largura de banda.
Protocolo GGP (Gateway - to - Gateway Protocol)
Os primeiros roteadores básicos usavam protocolo de distancia vetorial conhecido como protocolo GGP, para trocar informações de roteamento.
A informação que os roteadores trocam com o GGP consiste em um conjunto de pares, (N, D) ,onde N e um endereço de rede IP, e D e a distancia medida em passos de rota de roteador (hops). Um roteador utilizando GGP anuncia as redes que pode acessar e seus custos para fazer isso.
O sistema básico original foi organizado para permitir que novos roteadores básicos fossem acrescentados sem causar alterações em roteadores já existentes.
Quando um novo roteador era acrescido ao sistema básico, eram atribuídos um ou mais vizinhos com os quais se comunicava. Os vizinhos, membros do núcleo, propagavam informações entre si. O novo roteador informava a seus vizinhos às redes que podia acessar; os vizinhos atualizavam suas tabelas de roteamento e propagavam esta informação a outros.
Desvantagens dos algoritmos de distância vetorial: Não expandem muito; resposta lenta à mudanças; extensas trocas de mensagens. O protocolo de distancia vetorial requer que cada roteador participe, tendo um volume de informações trocadas enorme.
Roteamento Estado de Enlace - SPF
Os algoritmos SPF requerem que cada roteador possua um mapa com todos os roteadores e SA redes às quais estão conectados.
Os roteadores não enviam mensagens com listas de destinatários, eles executam uma tarefas:
Primeiro - Testa ativamente o status de todos os roteadores próximos. Roteadores próximos são aqueles que compartilham um enlace.
Segundo - Difundem periodicamente informações de status de enlace para os demais roteadores.
Um roteador troca mensagens curtas com seu vizinho verificando se ele continua vivo. Caso ele responda, o enlace entre eles está ativo. Do contrário o enlace está inativo
Cada roteador periodicamente difunde, a todos os roteadores, uma mensagem que lista o status de cada um de seus enlaces. As mensagem não especifica a rota, somente se a comunicação é possível entre os pares de roteadores.
O protocolo dos roteadores envia uma cópia de cada mensagem de status de enlace a todos os roteadores participantes, que atualizam seu mapa de interligação em redes, marcando os enlaces como ativos ou inativos.
Toda vez que um status de enlace mudar, o roteador recalcula as rotas, através do algoritmo de caminho mais curto de dijkstra, para todos os destinos a partir de uma mesma origem.
A principal vantagem de algoritmos SPF é que cada roteador calcula sua rotas de forma independente, sem depender do cálculo de máquinas intermediárias.
II- Sistemas Autônomos ( SA )
A definição clássica é um grupo de redes e roteadores controlado por uma única autoridade administrativa, usando algum tipo de interior gateway protocol (IGP) e métricas para rotear pacotes dentro de um SA, e utilizando um exterior gateway protocol (EGP) para rotear pacotes para outros SA. A figura abaixo ilustra o conceito de Sistema Autônomo.
Muitos SA podem possuir diversos IGPs diferentes, bem como adotar diversas métricas dentro do SA. Entretanto, a utilização do termo SA designa o fato que, mesmo com múltiplos IGPs e métricas, a administração de SA aparenta a outro SA ter um único plano de rota e apresenta um quadro consistente de que destinação são alcançáveis através dele.
Um sistema autônomo é livre para escolher uma arquitetura de roteamento interno, mas deve recolher informações sobre todas as suas redes e designar um ou mais roteadores que fornecerão as informações sobre acessibilidade para outros SA
A figura acima mostra a arquitetura de uma interligação em redes utilizadas pela Internet. em sites backbones.
Um cuidado deve ser tomado quando um determinado SA possui vários roteadores externos: Todos devem manter uma visão consistente das rotas externas. Esses roteadores devem possuir uma conexão direta entre si. Utilizando um conjunto comum de políticas, os roteadores chegam a um acordo sobre que roteador servirá como entrada/saída para destinações fora do SA.
Todas as decisões acima devem ser comunicadas aos roteadores internos (via protocolos internos) antes de serem anunciadas para fora do SA que serviço de trânsito está sendo provido.
EGP - ( Exterior Gateway Protocol )
IGP - ( Intern Gateway Protocol )
BGP-4 - ( Border Gateway Protocol Version 4 )