Protocolos de redundância de primeiro salto
Protocolos de redundância de primeiro salto

Protocolos de Redundância de Primeiro Salto

[note note_color=”#21ab5136″ text_color=”#2c2c2d” radius=”3″ class=”” id=””]Bem-vindo: este tópico faz parte do Capítulo 9 do curso Cisco CCNA 2, para um melhor acompanhamento do curso você pode ir para a seção CCNA 2 para orientá-lo durante um pedido.[/note]

Limitações do gateway padrão

Se um roteador ou interface de roteador (que serve como gateway padrão) falhar, os hosts configurados com esse gateway padrão serão isolados das redes externas. É necessário um mecanismo para fornecer gateways padrão alternativos em redes comutadas, onde dois ou mais roteadores estão conectados às mesmas VLANs. Esse mecanismo é fornecido pelos protocolos de redundância do primeiro salto (FHRPs).

Em uma rede comutada, cada cliente recebe apenas um gateway padrão. Não há como usar um gateway secundário, mesmo que exista um segundo caminho para transportar pacotes para fora do segmento local.

Na figura, R1 é responsável pelo roteamento dos pacotes do PC1. Se R1 ficar indisponível, os protocolos de roteamento podem convergir dinamicamente. R2 agora roteia pacotes de redes externas que teriam passado por R1. No entanto, o tráfego da rede interna associada a R1, incluindo o tráfego de estações de trabalho, servidores e impressoras configuradas com R1 como seu gateway padrão, ainda é enviado para R1 e descartado.

Nota: para fins de discussão sobre redundância do roteador, não há diferença funcional entre um switch da Camada 3 e um roteador na camada de distribuição. Na prática, é comum que um switch da Camada 3 atue como o gateway padrão para cada VLAN em uma rede comutada. Esta discussão se concentra na funcionalidade de roteamento, independentemente do dispositivo físico usado.

Limitações do gateway padrão

O PC1 não pode acessar o gateway padrão.

Os dispositivos finais são normalmente configurados com um único endereço IPv4 para um gateway padrão. Este endereço não muda quando a topologia da rede muda. Se o endereço IPv4 do gateway padrão não puder ser alcançado, o dispositivo local não poderá enviar pacotes para fora do segmento de rede local, desconectando-o efetivamente de outras redes. Mesmo que exista um roteador redundante que possa servir como gateway padrão para esse segmento, não existe um método dinâmico pelo qual esses dispositivos possam determinar o endereço de um novo gateway padrão.

Nota: Os dispositivos IPv6 recebem seu endereço de gateway padrão dinamicamente do anúncio do roteador ICMPv6. No entanto, os dispositivos IPv6 se beneficiam com um failover mais rápido para o novo gateway padrão ao usar FHRP.

Redundância de roteador

Uma maneira de evitar um único ponto de falha no gateway padrão é implementar um roteador virtual. Para implementar esse tipo de redundância de roteador, vários roteadores são configurados para trabalhar juntos para apresentar a ilusão de um único roteador para os hosts na LAN, conforme mostrado na figura. Ao compartilhar um endereço IP e um endereço MAC, dois ou mais roteadores podem atuar como um único roteador virtual.

Router Redundancy

O endereço IPv4 do roteador virtual é configurado como o gateway padrão para as estações de trabalho em um segmento IPv4 específico. Quando os quadros são enviados de dispositivos host para o gateway padrão, os hosts usam ARP para resolver o endereço MAC associado ao endereço IPv4 do gateway padrão. A resolução ARP retorna o endereço MAC do roteador virtual. Os quadros enviados ao endereço MAC do roteador virtual podem ser processados ​​fisicamente pelo roteador ativo no momento dentro do grupo de roteadores virtuais. Um protocolo é usado para identificar dois ou mais roteadores como os dispositivos responsáveis ​​pelo processamento de quadros enviados ao endereço MAC ou IP de um único roteador virtual. Os dispositivos host enviam tráfego para o endereço do roteador virtual. O roteador físico que encaminha esse tráfego é transparente para os dispositivos host.

Um protocolo de redundância fornece o mecanismo para determinar qual roteador deve assumir a função ativa no encaminhamento de tráfego. Ele também determina quando a função de encaminhamento deve ser assumida por um roteador em espera. A transição de um roteador de encaminhamento para outro é transparente para os dispositivos finais.

A capacidade de uma rede de se recuperar dinamicamente da falha de um dispositivo que atua como gateway padrão é conhecida como redundância de primeiro salto.

Etapas para failover de roteador

Quando o roteador ativo falha, o protocolo de redundância faz a transição do roteador em espera para a nova função de roteador ativo, conforme mostrado na figura. Estas são as etapas que ocorrem quando o roteador ativo falha:

  1. O roteador em espera para de ver as mensagens de saudação do roteador de encaminhamento.
  2. O roteador em espera assume a função de roteador de encaminhamento.
  3. Como o novo roteador de encaminhamento assume os endereços IPv4 e MAC do roteador virtual, os dispositivos host não veem interrupção no serviço.
Etapas para failover de roteador

Opções FHRP

O FHRP usado em um ambiente de produção depende muito do equipamento e das necessidades da rede. A tabela lista todas as opções disponíveis para FHRPs.

Opções FHRPDescrição
Hot Standby Router Protocol (HSRP)HRSP é um FHRP de propriedade da Cisco projetado para permitir failover transparente de um dispositivo IPv4 de primeiro salto. O HSRP fornece alta disponibilidade de rede, fornecendo redundância de roteamento de primeiro salto para hosts IPv4 em redes configuradas com um endereço de gateway padrão IPv4. O HSRP é usado em um grupo de roteadores para selecionar um dispositivo ativo e um dispositivo em espera. Em um grupo de interfaces de dispositivo, o dispositivo ativo é o dispositivo usado para rotear pacotes; o dispositivo em espera é o dispositivo que assume o controle quando o dispositivo ativo falha ou quando as condições predefinidas são atendidas. A função do roteador em espera HSRP é monitorar o status operacional do grupo HSRP e assumir rapidamente a responsabilidade de encaminhamento de pacotes se o roteador ativo falhar.
HSRP for IPv6Este é um FHRP proprietário da Cisco que fornece a mesma funcionalidade do HSRP, mas em um ambiente IPv6. Um grupo HSRP IPv6 tem um endereço MAC virtual derivado do número do grupo HSRP e um endereço local de link IPv6 virtual derivado do endereço MAC virtual HSRP. Anúncios periódicos de roteador (RAs) são enviados para o endereço local do link IPv6 virtual HSRP quando o grupo HSRP está ativo. Quando o grupo se torna inativo, esses RAs param depois que um RA final é enviado.
Virtual Router Redundancy Protocol version 2 (VRRPv2)Este é um protocolo de eleição não proprietário que atribui dinamicamente a responsabilidade por um ou mais roteadores virtuais aos roteadores VRRP em uma LAN IPv4. Isso permite que vários roteadores em um link multiacesso usem o mesmo endereço IPv4 virtual. Um roteador VRRP é configurado para executar o protocolo VRRP em conjunto com um ou mais outros roteadores conectados a uma LAN. Em uma configuração VRRP, um roteador é eleito como mestre do roteador virtual, com os outros roteadores atuando como backups, caso o roteador mestre virtual falhe.
VRRPv3Isso fornece a capacidade de suportar endereços IPv4 e IPv6. VRRPv3 funciona em ambientes de vários fornecedores e é mais escalonável do que VRRPv2.
Gateway Load Balancing Protocol (GLBP)Este é um FHRP proprietário da Cisco que protege o tráfego de dados de um roteador ou circuito com falha, como HSRP e VRRP, enquanto também permite o balanceamento de carga (também chamado de compartilhamento de carga) entre um grupo de roteadores redundantes.
GLBP for IPv6Este é um FHRP de propriedade da Cisco que fornece a mesma funcionalidade do GLBP, mas em um ambiente IPv6. O GLBP para IPv6 fornece backup automático do roteador para hosts IPv6 configurados com um único gateway padrão em uma LAN. Vários roteadores de primeiro salto na LAN se combinam para oferecer um único roteador IPv6 de primeiro salto virtual enquanto compartilham a carga de encaminhamento de pacotes IPv6.
ICMP Router Discovery Protocol (IRDP)Especificado no RFC 1256, o IRDP é uma solução FHRP legada. O IRDP permite que os hosts IPv4 localizem roteadores que fornecem conectividade IPv4 a outras redes IP (não locais).

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