Qual é a função de uma interface de loopback em protocolos de roteamento?

Então, eu tenho essa tarefa em que tenho que configurar uma rede virtual com um protocolo de roteamento OSPF. Primeiro, ignorei essa interface de loopback que precisava configurar nos roteadores, pois não fazia diferença neste software de virtualização chamado Cisco Packet Tracer (pensei). Então construí a rede na vida real com alguns roteadores Cisco e também não fez nada. Com ou sem esse loopback, a rede funcionou (executando ping de um host para outro). Agora, minha pergunta é: Por que essa interface de loopback é necessária ou que função ela faz? Na figura abaixo está a rede que tive que construir (se houver alguma ajuda).

A interface de loopback é útil porque é uma interface com um endereço IP que nunca é desativado. O OSPF, sem um ID de roteador definido especificamente, selecionará um ID de roteador por conta própria. Ele escolhe o ID do roteador entre os endereços IP das interfaces configuradas e ativadas. Um loopback é uma boa opção, pois a interface de loopback está sempre ativa, a menos que alguém a desligue especificamente. Outras interfaces podem ficar inativas se houver um problema no link.

Primeiro, as interfaces de loopbacks são usadas principalmente quando queremos estabelecer adjacências entre 2 equipamentos (ou seja, roteadores) e para garantir que, quando um link falhar, a adjacência não diminua porque, as interfaces de loopbacks são interfaces lógicas e você pode alcançá-las através de jeitos diferentes.

Outro uso para isso é anunciar algumas redes. As redes só podem ser fornecidas, mesmo que existam na tabela de roteamento. Acho que, no exemplo acima, quando você comenta todas as interfaces de loopbacks, um uso que pode ser feito para isso é anunciar algumas redes e ver como o OSPF pode funcionar, mas, mesmo se você usa ou não interfaces de loopbacks, sua configuração deve funcionar bem.

Adicionando à ótima resposta de @Ron Maupin, eu diria ainda que a escolha (sábia) da ID do roteador como a interface de loop back será mais "poderosa" em cenários de falha de link. Como outros mencionados, todo roteador OSPF escolhe um ID de roteador. Esse ID é escolhido entre TODAS as interfaces disponíveis em um roteador, a menos que seja explicitamente configurado de outra forma. Portanto, em qualquer falha de link de um roteador específico - se a lógica da seleção de ID do roteador ainda estiver definida no "endereço IP mais alto" e não houver nenhum endereço de loopback configurado também no processo OSPF (ou não houver endereço de loopback no o roteador) - então essa falha no link acionará um novo procedimento de seleção de ID do roteador "dentro" do roteador e, talvez mais importante, obrigará esse roteador a anunciar seu ID de roteador "recém-eleito", o que significa enviar novamente mensagens OSPF para a rede.

Por outro lado , se o ID do roteador foi definido "deterministicamente", configurando-o como o endereço de loopback (ou se houver algum endereço de loopback no processo OSPF), ele nunca será desativado (a menos que, naturalmente, todo o roteador / O processo OSPF será desativado) e, se qualquer uma das interfaces do roteador cair, o ID do roteador não será afetado ; portanto, nenhuma mensagem OSPF de "novo ID do roteador" multicast será enviada para a rede.

Considerando a topologia acima, no caso de o roteador E (ou mais precisamente sua única interface) ficar inativo, mesmo assim, quando subir novamente, ele ainda anunciará o ID do roteador "novamente". Mas (!!) se qualquer outro roteador ( A, B, C ou D ) tiver uma (ou mais) sua (s) interface (s) desativada (s), se o ID do roteador não foi "definido deterministicamente" - o novo anúncio terá que ser ser enviado para a rede, o que afetará a largura de banda geral. E este é o caso em que o endereço de loopback para o ID do roteador no OSPF é benéfico.