OSPF – Conceitos

Protocolo de Roteamento Dinâmico — IGP — Link-State — Métrica: Custo

1. O que é o OSPF?

OSPF (Open Shortest Path First) é um protocolo de roteamento dinâmico do tipo link-state, usado dentro de uma mesma organização (IGP — Interior Gateway Protocol).

Ele cria uma visão completa da topologia da rede e calcula o melhor caminho usando o algoritmo SPF (Dijkstra).

2. Principais Características

• Aberto (não proprietário, definido pelos RFCs do OSPF).
• Convergência rápida.
• Suporte a VLSM e CIDR.
• Suporta áreas para escalabilidade.
• Roteamento hierárquico.
• Detecção de vizinhos com pacotes Hello.
• Suporte a autenticação (MD5, SHA, IPsec em OSPFv3).

3. Versões

OSPFv2

Usado para IPv4.

OSPFv3

Usado originalmente para IPv6 (e hoje pode transportar IPv4 também).

4. Funcionamento Geral

1. Descoberta de vizinhos com pacotes Hello.
2. Eleição de DR/BDR em redes multiacesso.
3. Troca de LSAs (Link-State Advertisements).
4. Cada roteador monta o LSDB (Link-State Database).
5. Execução do algoritmo SPF (Dijkstra).
6. Formação da tabela de roteamento.

5. Tipos de Pacotes OSPF

1. Hello – Descoberta e manutenção de vizinhos.
2. DBD (Database Description) – Resumo do banco de topologia.
3. LSR (Link State Request) – Pedido de LSAs.
4. LSU (Link State Update) – Envio das LSAs.
5. LSAck – Confirmação de recebimento.

6. Estados de Vizinhança OSPF

1. Down — Nenhum pacote Hello foi recebido; o roteador ainda não conhece o vizinho.
2. Init — Um pacote Hello foi recebido, mas o roteador ainda não viu seu próprio ID nele.
3. 2-Way — O roteador vê seu próprio ID no Hello do vizinho; relação bidirecional estabelecida.
4. ExStart — Início da negociação para troca de banco de dados; define mestre e escravo.
5. Exchange — Troca de descrições das LSAs usando pacotes DBD.
6. Loading — Solicitação e recebimento das LSAs que faltam (LSR/LSU).
7. Full — LSDB sincronizado; vizinhos totalmente adjacentes e estáveis.

7. Tipos de LSAs (OSPFv2)

LSAs Internas

• Tipo 1 – Router LSA — Informa os links e custos de um roteador dentro da área.
• Tipo 2 – Network LSA — Criado pelo DR; lista os roteadores conectados à rede multiacesso.
• Tipo 3 – Summary LSA — Usado pelo ABR para anunciar rotas entre áreas.
• Tipo 4 – ASBR Summary — Indica como chegar ao ASBR para outras áreas.
• Tipo 5 – AS External — Divulga rotas externas ao OSPF (ex.: redistribuição).

LSAs Especiais

• Tipo 6 – Group Membership — Suporte antigo ao multicast; atualmente em desuso.
• Tipo 7 – NSSA External — Rotas externas dentro de áreas NSSA; convertidas em Tipo 5 pelo ABR.
• Tipos 8–11 — LSAs usados no OSPFv3 para suporte a IPv6 e novas informações de link.

8. Métrica (Custo)

Cálculo padrão (Cisco):

Custo = 100.000.000 / bandwidth (em bits por segundo)

Exemplo: link de 100 Mbps → custo = 1.

9. Hierarquia do OSPF

Área 0 (Backbone)

Área principal, responsável por interligar todas as outras áreas.

Outros tipos de área

• Área Normal — Aceita todos os tipos de LSAs, incluindo externas.
• Stub Area — Bloqueia LSAs externas (Tipo 5) e usa rota padrão fornecida pelo ABR.
• Totally Stubby Area — Bloqueia LSAs externas e inter-áreas, permitindo apenas rota padrão.
• NSSA (Not-So-Stubby Area) — Similar à stub, mas permite rotas externas convertidas em LSA Tipo 7.

Cada área cria um domínio SPF separado, reduzindo o processamento.

10. Tipos de Roteadores OSPF

• IR (Internal Router) – Todos os links na mesma área.
• ABR (Area Border Router) – Conecta áreas diferentes.
• ASBR (Autonomous System Boundary Router) – Importa rotas externas.
• Backbone Router – Possui interface na área 0.

11. DR e BDR

Em redes multiacesso (como Ethernet), o OSPF elege:

• DR (Designated Router) – Centraliza a troca de LSAs tipo 2.
• BDR (Backup Designated Router) – Backup do DR.

Isso reduz o número de adjacências necessárias.

12. Timers Típicos

• Hello: 10 segundos (Ethernet).
• Dead: 40 segundos.

13. OSPFv3

• Projetado para IPv6 (e também pode suportar IPv4).
• Autenticação feita via IPsec, não dentro do próprio OSPF.
• Uso de Router-ID de 32 bits (formato IPv4-like).
• Permite múltiplas instâncias por link.

14. Segurança

• Autenticação simples (plaintext) – não recomendada.
• Autenticação com MD5.
• Autenticação com SHA/IPsec em OSPFv3.

15. Boas Práticas

• Utilizar múltiplos ABRs para redundância.
• Evitar excesso de redistribuição (muitos ASBRs).
• Manter áreas com tamanho moderado (ex.: até ~50 roteadores).
• Planejar a topologia para evitar áreas em anel (ring) complexas.