Tabelas de roteamento
A funcionalidade do Roteador é
baseada em tabelas de roteamento. Quando um pacote chega em uma das interfaces
do roteador, ele analisa a sua tabela de roteamento, para verificar se na
tabela de roteamento, existe uma rota para a rede de destino. até que o limite
de 16 hopes (para simplificar imagine um hope como sendo um roteador da rede)
tenha sido atingido.
Um exemplo de uma
"mini-tabela" de roteamento:
Cada linha é uma entrada da tabela. Por exemplo, a linha a seguir
é que define o Default Gateway da ser utilizado:
0.0.0.0
0.0.0.0 200.175.106.54
200.175.106.54 1
Campos de uma tabela de roteamento
Uma entrada
da tabela de roteamento possui os campos indicados no esquema a seguir e
explicados logo em seguida:
- Network ID: Este é o endereço de destino. Pode ser o
endereço de uma rede (por exemplo: 10.10.10.0), o endereço de um
equipamento da rede, o endereço de uma sub-rede (veja detalhes sobre
sub-redes na Parte 7) ou o endereço da rota padrão (0.0.0.0).
A rota padrão significa: "a rota que será utilizada, caso não tenha
sido encontrada uma rota específica para o destino".
- Network Mask: A máscara de sub-rede utilizada para a rede
de destino.
- Next Hop: Endereço IP da interface para a qual o pacote deve ser enviado. Considere o exemplo a seguir, como sendo uma entrada de um roteador, com uma interface de WAN configurada com o IP número 10.200.200.4:
Esta entrada
indica que pacotes enviados para a rede definida pelos parâmetros
10.100.100.0/255.255.255.0, deve ser enviada para o gateway 10.200.200.1 e para
chegar a este gateway, os pacotes de informação devem ser enviados pela
interface 10.200.200.120. Neste exemplo, esta entrada está contida na tabela
interna de roteamento de um computador com o Windows Server 2003, cujo número
IP é 10.200.200.120 e o default gateway configurado é 10.200.200.1.
Metric: A métrica é um indicativo da “distância” da rota,
entre destino e origem, em termos de hopes. Conforme descrito anteriormente,
pode haver mais de um roteador entre origem e destino. Também pode haver mais
de um caminho entre origem e destino. Se for encontrada duas rotas para um
mesmo destino, o roteamento será feito pela rota de menor valor no campo
Metric. Um valor menor indica, normalmente, um número menor de hopes (roteadores)
entre origem e destino.
Tabelas de Roteamento
O algoritmo de roteamento IP utiliza tabelas de
roteamento que contém endereços de possíveis destinos e a maneira de
alcançá-los, alocadas em Hosts e Gateways. Temos então uma rede de comutação
por mensagens com inteligência de roteamento descentralizada. Uma tabela de
roteamento IP contém basicamente dois campos:
- N: especifica o NETID do endereçamento IP.
- G: especifica o endereço IP completo do
próximo gateway interconectado à rede descrita no campo N.
Os Gateways
armazenam informações parciais em suas tabelas de roteamento devido a dois
motivos:
- Necessidade de buffers muito grandes e alto
tráfego para atualização de tabelas completas.
- Dificuldade de se ter disponível uma máquina
rápida o suficiente para rotear todos os datagramas sem degradar o
throughput e gerar congestionamento.
Exemplo de
Tabelas de Roteamento:
Com o
crescimento da Internet, percebeu-se também a necessidade de adotar um processo
automático de atualização de tabelas de roteamento.
Foi
implementada então uma estrutura formada por Core Gateways e Noncore Gateways.
- Core Gateways ou
Gateways Centrais são roteadores de alta
capacidade de processamento e armazenamento de dados contendo tabelas com
todos os destinos e rotas possíveis. Os Core Gateways estão ligados ao
"backbone" principal da Internet. Não utilizam rotas default.
- Noncore Gateways ou
Gateways Periféricos são responsáveis pela manutenção das
tabelas de rotas locais, possuindo rotas default para os Gateways
Centrais. É responsável pelo roteamento de datagramas pertinentes a uma
LAN de determinado "site".
Protocolo de Roteamento do Vetor de Distância
Os protocolos de roteamento dinâmico ajudam o administrador da rede a
superar o processo demorado e exigente de configurar e manter rotas
estáticas.
Operação do protocolo de roteamento do vetor de distância
Vetor de distância significa que as rotas são anunciadas como vetores de
distância e direção. A distância é definida em termos de uma métrica como
contagem de saltos e a direção é dada simplesmente pelo roteador do próximo
salto ou pela interface de saída.
Utilizam os roteadores como postagens de sinal ao longo do caminho para
o destino final. As únicas informações que um roteador conhece sobre uma rede
remota são a distância ou a métrica para alcançar essa rede e o caminho ou a
interface que devem ser usados para isso. Os protocolos de roteamento do vetor
de distância não têm um mapa real da topologia da rede.
Funcionam melhor em situações nas quais:
·
A rede é simples e fixa e não requer um design hierárquico especial.
·
Os administradores não têm conhecimentos suficientes para configurar e
solucionar os problemas dos protocolos link-state.
·
Redes de tipos específicos, como redes hub-and-spoke, estão sendo
implementadas.
·
Os tempos de convergência inesperada em uma rede não são uma
preocupação.
Os protocolos de roteamento do vetor de distância incluem RIP, IGRP e
EIGRP.
RIP
O protocolo de informações de roteamento (RIP, Routing Information Protocol) foi especificado originalmente em RFC 1058. Suas principais características são:
A métrica usada para a seleção de caminhos é a contagem de saltos.
Se a contagem de saltos de uma rede for maior do que 15, o RIP não poderá fornecer uma rota a essa rede.
RIP
O protocolo de informações de roteamento (RIP, Routing Information Protocol) foi especificado originalmente em RFC 1058. Suas principais características são:
A métrica usada para a seleção de caminhos é a contagem de saltos.
Se a contagem de saltos de uma rede for maior do que 15, o RIP não poderá fornecer uma rota a essa rede.
IGRP
O protocolo de roteamento de gateway interior (IGRP, Interior Gateway Routing Protocol) é um protocolo proprietário desenvolvido pela Cisco. As principais características de design do IGRP são:
·
São usadas largura de banda, atraso, carga e confiabilidade para criar
uma métrica composta.
·
Por padrão, as atualizações de roteamento são difundidas a cada 90
segundos.
·
O IGRP é o antecessor do EIGRP e já está obsoleto.
EIGRP
O IGRP aprimorado (EIGRP, Enhanced IGRP) é um protocolo de roteamento do vetor de distância de propriedade da cisco. As principais características do EIGRP são:
·
Ele pode fazer o balanceamento de carga de custo desigual.
·
Usa Algoritmo de atualização por broadcast (DUAL) para calcular o
caminho mais curto.
·
Não há nenhuma atualização periódica, ao contrário do RIP e do IGRP. As
atualizações de roteamento são enviadas quando há uma mudança na topologia.
O significado de vetor de distância
Como o próprio nome diz, vetor de distância significa que as rotas são anunciadas como vetores de distância e direção. A distância é definida em termos de uma métrica como contagem de saltos, e a direção é dada simplesmente pelo roteador do próximo salto ou pela interface de saída.
Um roteador não tem o conhecimento do caminho inteiro para uma rede de destino. O roteador só conhece:
·
A direção ou a interface para a qual os pacotes devem ser encaminhados e
·
A distância até a rede de destino
Na figura, por exemplo, o R1 sabe que a distância para alcançar a rede 172.16.3.0/24 é 1 salto e que a direção está fora da interface S0/0/0 para o R2.
Operação de protocolos de roteamento do vetor de distância
Alguns protocolos de roteamento do vetor de distância pedem que o roteador difunda periodicamente a tabela de roteamento inteira para cada um de seus vizinhos. Esse método é ineficiente, pois as atualizações consomem largura de banda e recursos de CPU dos roteadores para processar as atualizações.
Os protocolos compartilham determinadas características.
As atualizações periódicas são enviadas em intervalos regulares (30 segundos para o RIP e 90 segundos para o IGRP). Mesmo que a topologia não tenha sido alterada nos últimos dias, as atualizações periódicas continuarão sendo enviadas a todos os vizinhos.
Vizinhos são roteadores que compartilham um link e são configurados para usar o mesmo protocolo de roteamento
As atualizações de broadcast são
enviadas para a 255.255.255.255. Os roteadores vizinhos que estiverem
configurados com o mesmo protocolo de roteamento processarão as atualizações.
Todos os outros dispositivos processarão a atualização até a Camada 3 e depois
a descartarão.
As atualizações da tabela de roteamento inteira são enviadas periodicamente a todos os vizinhos, com algumas exceções. Os vizinhos que recebem essas atualizações devem processar a atualização inteira para localizar as informações pertinentes e descartar o restante. Alguns protocolos de roteamento do vetor de distância, como o EIGRP, não enviam atualizações periódicas da tabela de roteamento.
A finalidade do
algoritmo
No centro do protocolo do vetor de distância está o algoritmo. O algoritmo é utilizado para calcular os melhores caminhos e enviar essas informações aos vizinhos.
Um algoritmo é um procedimento para realizar determinada tarefa, iniciando em determinado estado inicial e finalizando em um estado de término definido. Protocolos de roteamento diferentes usam algoritmos diferentes para instalar rotas na tabela de roteamento, enviar atualizações aos vizinhos e tomar decisões de determinação de caminho.
Protocolos
de Estado do Enlace
Baseiam-se em um mapa distribuído
da topologia da rede O mapa deve ser
atualizado a cada mudança na topologia
Cada no é capaz de calcular a melhor rota entre quaisquer 2 pontos da
rede, a partir do mapa local
Menor Custo de Linha
O método por estado de enlace exige que cada roteador
conheça o retardo para cada um de seus vizinhos. Para que isso seja possível,
um pacote especial ECHO é enviado pela linha, e a outra ponta
deve responder tal pacote.
Primeiramente supõe-se que a parte mais considerável do
tráfego entre leste e oeste está usando as linhas CF. Assim, esse caminho
sofrerá com retardos longos e estará carregado o link excessivamente.
·
Protocolos de gateway interno (IGP)-
usado para roteamento dentro de um AS. Também é chamado de roteamento intra AS.
As empresas, organizações e mesmo os provedores de serviços usam um IGP em suas
redes internas. Os IGPs incluem RIP, EIGRP, OSPF e IS-IS.
·
Protocolos de gateway externo (EGP) -
usados para rotear entre AS. Também é chamado de roteamento entre AS. Os
provedores de serviço e grandes empresas podem se interconectar usando um EGP.
O BGP (Border Gateway Protocol) é o único EGP viável atualmente e é o protocolo
de roteamento oficial usado pela Internet.
Observação:
como o BGP é o único EGP disponível, o termo EGP é raramente usado; em vez de
isso, a maioria dos engenheiros apenas consulta o BGP.
O ambiente roteado estático
Atualizado:
janeiro de 2005
Aplica-se
a: Windows Server 2003, Windows Server 2003 R2, Windows Server 2003 with SP1,
Windows Server 2003 with SP2
O
ambiente roteado estático
Um
ambiente IP roteado estático é mais apropriado para um conjunto de redes IP
estático, pequeno e de caminho único.
- Um conjunto de redes pequeno é definido
como consistindo em 2 a 10 redes.
- Caminho único significa que há apenas um
único caminho para os pacotes transitarem entre dois pontos de extremidade
no conjunto de redes.
- Estático significa que a topologia do
conjunto de redes não se altera ao longo do tempo.
Os
candidatos a um ambiente roteado estático incluem:
- Um pequeno negócio.
- Um conjunto de redes IP em um escritório
doméstico.
- Uma filial do trabalho com uma rede
única.
Em vez de executar um protocolo de roteamento através de um link de rede de longa distância normalmente de baixa largura de banda, uma rota única padrão no roteador de filial do trabalho garante que todo o tráfego que não se destine a um computador na rede da filial seja roteado para o escritório da matriz.
As
desvantagens do roteamento estático são:
- Nenhuma tolerância a falhas
Se um roteador ou link for desligado, os roteadores estáticos não perceberão a falha e nem informarão a outros roteadores sobre a falha. Embora essa seja uma preocupação em conjuntos de redes corporativas grandes, um pequeno escritório (com dois roteadores e três redes baseadas em links de rede local) não é desligado com freqüência suficiente para justificar a implantação de uma topologia com vários caminhos e um protocolo de roteamento.
- Sobrecarga administrativa
Se uma nova rede for adicionada ou removida do conjunto de redes, as rotas para a nova rede deverão ser adicionadas ou removidas manualmente. Se um novo roteador for adicionado, ele deverá ser configurado de forma apropriada para as rotas do conjunto de redes.
Roteamento
Dinâmico
São
redes com mais de uma rota possível para o mesmo ponto devem utilizar
roteamento dinâmico. Uma tabela de roteamento dinâmico é construída a partir de
informações trocadas entre protocolos de roteamento. Os protocolos são
desenvolvidos para distribuir informações que ajustam rotas dinamicamente para
refletir alterações nas condições da rede. Protocolos de roteamento podem
resolver situações complexas de roteamento mais rápida e eficientemente que o
administrador do sistema eles são desenvolvidos para trocar para uma rota
alternativa quando a rota primária se torna inoperável e para decidir qual é a
rota preferida para um destino. Em redes onde existem várias alternativas de
rotas para um destino onde devem ser utilizados.
