Plano de controle - Control plane
No roteamento de rede , o plano de controle é a parte da arquitetura do roteador que se preocupa em desenhar a topologia da rede ou as informações em uma tabela de roteamento que define o que fazer com os pacotes de entrada . As funções do plano de controle, como a participação em protocolos de roteamento , são executadas no elemento de controle arquitetônico. Na maioria dos casos, a tabela de roteamento contém uma lista de endereços de destino e as interfaces de saída associadas a cada um. A lógica do plano de controle também pode identificar certos pacotes a serem descartados, bem como o tratamento preferencial de certos pacotes para os quais uma alta qualidade de serviço é definida por mecanismos como serviços diferenciados .
Dependendo da implementação específica do roteador, pode haver uma base de informações de encaminhamento separada que é preenchida pelo plano de controle, mas usada pelo plano de encaminhamento de alta velocidade para consultar os pacotes e decidir como tratá-los.
Na computação, o plano de controle é a parte do software que configura e desliga o plano de dados. Em contraste, o plano de dados é a parte do software que processa as solicitações de dados. O plano de dados às vezes também é chamado de plano de encaminhamento.
A distinção tem se mostrado útil no campo de rede onde se originou, pois separa as preocupações: o plano de dados é otimizado para velocidade de processamento e para simplicidade e regularidade. O plano de controle é otimizado para personalização, tratamento de políticas, tratamento de situações excepcionais e, em geral, facilitando e simplificando o processamento do plano de dados.
A separação conceitual do plano de dados do plano de controle é feita há anos. Um exemplo inicial é o Unix , onde as operações básicas de arquivo são abertas, fechadas para o plano de controle e leitura, gravação para o plano de dados.
Construindo a tabela de roteamento unicast
Uma função importante do plano de controle é decidir quais rotas vão para a tabela de roteamento principal. "Principal" refere-se à tabela que contém as rotas unicast que estão ativas. O roteamento multicast pode exigir uma tabela de roteamento adicional para rotas multicast. Vários protocolos de roteamento, por exemplo, IS-IS , OSPF e BGP, mantêm bancos de dados internos de rotas candidatas que são promovidas quando uma rota falha ou quando uma política de roteamento é alterada.
Várias fontes de informações diferentes podem fornecer informações sobre uma rota para um determinado destino, mas o roteador deve selecionar a "melhor" rota para instalar na tabela de roteamento. Em alguns casos, pode haver várias rotas de "qualidade" igual, e o roteador pode instalar todas elas e compartilhar a carga entre elas.
Fontes de informações de roteamento
Existem três fontes gerais de informações de roteamento:
- Informações sobre o status do hardware conectado diretamente e interfaces definidas por software
- Rotas estáticas configuradas manualmente
- Informações de protocolos de roteamento (dinâmicos)
Informação da interface local
Os roteadores encaminham o tráfego que entra em uma interface de entrada e sai em uma interface de saída, sujeito à filtragem e outras regras locais. Embora os roteadores geralmente encaminhem de uma interface física (por exemplo, Ethernet , serial ) para outra interface física, também é possível definir várias interfaces lógicas em uma interface física. Uma interface Ethernet física, por exemplo, pode ter interfaces lógicas em várias LANs virtuais definidas pelos cabeçalhos de VLAN IEEE 802.1Q .
Quando uma interface tem um endereço configurado em uma sub - rede , como 192.0.2.1 na sub-rede 192.0.2.0/24 (ou seja, máscara de sub-rede 255.255.255.0) e essa interface é considerada "ativa" pelo roteador, o roteador, portanto, tem uma rota conectada diretamente a 192.0.2.0/24. Se um protocolo de roteamento oferece uma rota de outro roteador para essa mesma sub-rede, o software de instalação da tabela de roteamento normalmente ignora a rota dinâmica e prefere a rota conectada diretamente.
Também pode haver interfaces somente de software no roteador, que ele trata como se estivessem conectadas localmente. Por exemplo, a maioria das implementações tem uma interface definida por software "nula". Os pacotes com essa interface como próximo salto serão descartados, o que pode ser uma maneira muito eficiente de filtrar o tráfego. Os roteadores geralmente podem rotear o tráfego mais rápido do que podem examiná-lo e compará-lo aos filtros; portanto, se o critério de descarte for o endereço de destino do pacote, "ocultar" o tráfego será mais eficiente do que os filtros explícitos.
Outras interfaces definidas por software que são tratadas como conectadas diretamente, desde que estejam ativas, são interfaces associadas a protocolos de encapsulamento , como Encapsulamento de Roteamento Genérico (GRE) ou Comutação de Rótulo de Múltiplos Protocolos (MPLS). As interfaces de loopback são interfaces virtuais consideradas interfaces diretamente conectadas.
Rotas estáticas
As regras de configuração do roteador podem conter rotas estáticas. Uma rota estática tem, no mínimo, um endereço de destino, um comprimento de prefixo ou máscara de sub-rede e uma definição para onde enviar os pacotes da rota. Essa definição pode se referir a uma interface local no roteador ou um endereço de próximo salto que poderia estar na extremidade de uma sub-rede à qual o roteador está conectado. O endereço do próximo salto também pode estar em uma sub-rede conectada diretamente e, antes que o roteador possa determinar se a rota estática é utilizável, ele deve fazer uma pesquisa recursiva do endereço do próximo salto na tabela de roteamento local. Se o endereço do próximo salto for alcançável, a rota estática é utilizável, mas se o próximo salto não puder ser alcançado, a rota será ignorada.
As rotas estáticas também podem ter fatores de preferência usados para selecionar a melhor rota estática para o mesmo destino. Um aplicativo é chamado de rota estática flutuante , em que a rota estática é menos preferida do que uma rota de qualquer protocolo de roteamento. A rota estática, que pode usar um link dial-up ou outro meio lento, é ativada apenas quando o (s) protocolo (s) de roteamento dinâmico não pode (m) fornecer uma rota para o destino.
As rotas estáticas que são mais preferidas do que qualquer rota dinâmica também podem ser muito úteis, especialmente ao usar os princípios da engenharia de tráfego para fazer com que determinado tráfego passe por um caminho específico com uma qualidade de serviço projetada.
Protocolos de roteamento dinâmico
Consulte os protocolos de roteamento . O gerenciador da tabela de roteamento, de acordo com as regras de implementação e configuração, pode selecionar uma rota ou rotas específicas daquelas anunciadas por vários protocolos de roteamento.
Instalando rotas unicast
Implementações diferentes têm conjuntos de preferências diferentes para informações de roteamento e não são padronizados entre os roteadores IP. É justo dizer que as sub-redes em interfaces ativas diretamente conectadas são sempre preferidas. Além disso, no entanto, haverá diferenças.
Os implementadores geralmente têm uma preferência numérica, que a Cisco chama de "distância administrativa", para a seleção da rota. Quanto menor a preferência, mais desejável é a rota. A implementação do IOS da Cisco torna o BGP externo a fonte preferida de informações de roteamento dinâmico, enquanto a Nortel RS torna o OSPF intra-área o mais preferido.
A ordem geral de seleção de rotas a serem instaladas é:
- Se a rota não estiver na tabela de roteamento, instale-a.
- Se a rota for "mais específica" do que uma rota existente, instale-a além das rotas existentes. "Mais específico" significa que tem um prefixo mais longo. Uma rota / 28, com uma máscara de sub-rede de 255.255.255.240, é mais específica do que uma rota / 24, com uma máscara de sub-rede de 255.255.255.0.
- Se a rota for de especificidade igual a uma rota já na tabela de roteamento, mas vier de uma fonte mais preferida de informações de roteamento, substitua a rota na tabela.
- Se a rota é de especificidade igual a uma rota na tabela de roteamento, ainda vem de uma fonte da mesma preferência,
- Descarte-o se a rota tiver uma métrica mais alta do que a rota existente
- Substitua a rota existente se a nova rota tiver uma métrica inferior
- Se as rotas forem de métrica igual e o roteador suportar compartilhamento de carga, adicione a nova rota e designe-a como parte de um grupo de compartilhamento de carga. Normalmente, as implementações suportam um número máximo de rotas que compartilham carga para o mesmo destino. Se esse máximo já estiver na tabela, a nova rota geralmente é descartada.
Tabela de roteamento vs. base de informações de encaminhamento
Consulte o plano de encaminhamento para obter mais detalhes, mas cada implementação tem seus próprios meios de atualizar a base de informações de encaminhamento (FIB) com novas rotas instaladas na tabela de roteamento. Se o FIB estiver em correspondência um a um com o RIB, a nova rota será instalada no FIB depois de estar no RIB. Se o FIB for menor do que o RIB e o FIB usar uma tabela hash ou outra estrutura de dados que não seja atualizada facilmente, o FIB existente pode ser invalidado e substituído por um novo calculado a partir do RIB atualizado.
Tabelas de roteamento multicast
O roteamento multicast baseia-se no roteamento unicast. Cada grupo multicast para o qual o roteador local pode rotear tem uma entrada na tabela de roteamento multicast com um próximo salto para o grupo, em vez de para um destino específico como no roteamento unicast.
Pode haver rotas estáticas de multicast, bem como rotas de multicast dinâmicas de aprendizagem de um protocolo como o Protocol Independent Multicast (PIM).
