Módulo 8. Professor: Leandro Engler Boçon Disciplina: Comunicação de dados

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1 Módulo 8 Professor: Leandro Engler Boçon Disciplina: Comunicação de dados 1

2 Roteamento IP (Internet Protocol) 2

3 Roteamento IP 3

4 Roteamento IP Tarefa executada pelo protocolo IP, que por sua vez é responsável por: Entregar as informações geradas pelas aplicações aos seus destinos de forma correta e eficiente. 4

5 Roteamento IP (cont.) A execução dessa tarefa é baseada em tabelas de roteamento existentes em todos os equipamentos conectados a rede (Internet ou Extranet). Computadores Roteadores 5

6 Roteamento IP (cont.) O roteamento usa os endereços de rede. 6

7 Roteamento IP (cont.) Ex. 01 O roteador 1 recebe um pacote em sua interface e1 (Ethernet 01) com um endereço de destino Neste caso, o roteador 1 irá analisar em sua tabela de rotas, se existe alguma interface de rede que possua o endereço de rede O roteador 1 irá perceber que a interface de rede que contém este endereço de rede corresponde a e2 (Ethernet 02). Após esta confirmação o roteador repassa o pacote a rede B. 7

8 Roteamento IP (cont.) Tabela de Roteamento 1 A) B) e e e e1 e2 1 Rede Gateway A B G C e D e3 1 2 e1 e2 e3 f3 G) C) f3 Rede Gateway C D G A e B f1 f2 f3 e3 f1 2 f2 D) f f f

9 Roteamento IP (cont.) Ex. 02.: Como segundo exemplo, vamos supor que a rede A envie um pacote com um endereço IP destino igual a para a Rede C. O roteador 1 irá procurar em sua tabela de roteamento, para qual interface de rede deverá ser enviado o pacote. 9

10 Roteamento IP (cont.) Tabela de Roteamento A) B) e e e e1 e2 1 Rede Gateway A B G C e D Start here e3 1 2 e1 e2 e3 f3 G) C) f3 Rede Gateway C D G A e B f1 f2 f3 e3 f1 2 f2 2 D) f f f

11 Roteamento IP (cont.) Ex. 02.: Logo, para alcançar a rede deve-se enviar os pacotes para a interface de rede f3, a qual deverá resolver a requisição com sucesso. Esta rota informa que qualquer pacote com endereço IP de destino que chegue no roteador 1 igual a ou deve ser enviado ao endereço IP definido por f3. 11

12 Roteamento IP (cont.) Caso não existisse rota para as redes C e D presente no roteador 1, e caso o roteador 1 não possuísse uma rota padrão, deste modo: Seria remetida ao computador origem uma mensagem gerada pelo protocolo ICMP indicando que o destino é inalcançável (Destination Unreacheable). 12

13 Exemplo de uma Tabela de roteamento End. de rede Máscara End. Gateway Interface Custo Descrição Esta é a rota para seu gateway padrão ( ) estabelecida via DHCP (dinâmico) ou nas propriedades TCP/IP do Sistema Operacional de forma manual Endereço do localhost, endereço reservado para teste local de conectividade de driver e outros. Gateway e Interface são as mesmas. Esta rota diz para manter interno todo o tráfego para este destino, ao invés de enviálo para fora pela rede local, uma vez Esta é a rota para todos os endereços de sua rede local, Pode ver que seu Gateway e sua interface são as mesmas Esta é a rota que define que seu localhost é exatamente sua estação. Tudo que for endereçado para o meu endereço IP deverá voltar para o mesmo Esta é a rota para o broadcast da sua rede. Note mais uma vez que o gateway e o endereço da interface são as mesmas Esta é uma rota para rede reservada. Não se usa. É chamada rede classe D Esta é a rota para broadcast geral. Caso o broadcats local não sirva para uma solicitação qualquer Gateway padrão Endereço IP da estação 13

14 Roteador recebendo um pacote LAN Default Gateway 14

15 Roteamento estático e dinâmico 15

16 Roteamento IP (cont.) A manutenção das tabelas de rotamento na Internet é descentralizada e pode ser feita de 2 formas: Forma estática Usa uma rota do protocolo que um administrador de rede insere no roteador. Forma dinâmica Usa uma rota que um protocolo de roteamento de rede ajusta automaticamente para alterações de tráfego ou topologia. 16

17 Roteamento IP (cont.) Forma estática O administrador configura manualmente rotas para todas as redes a ela ligada. Pode-se ainda adicionar uma rota default (Default Gateway), apontando para o próximo roteador em direção ao núcleo da Internet. 17

18 Roteamento IP (cont.) Porque utilizar rotas estáticas? Tais entradas manuais podem ser úteis sempre que Um administrador de rede desejar controlar que caminho o roteador vai selecionar. Para testar um link particular na rede Para economizar largura de banda de um determinado link. Para a manutenção das tabelas de roteamento quando houver apenas um caminho para uma rede de destino. 18

19 Roteamento IP (cont.) Forma dinâmica O administrador utiliza protocolos de roteamento, que automaticamente determinam e divulgam essas rotas. Protocolo RIP, OSPF entre outros Como vantagem desta forma temos a possibilidade de adaptação dinâmica das rotas a situações de falhas ou congestionamentos. 19

20 Roteamento IP (cont.) Protocolo roteado Usado entre os roteadores para direcionar o tráfego do usuário. IP e IPX Protocolo de roteamento Usado entre os roteadores para manter as tabelas de roteamento. RIP, OSPF entre outros. 20

21 Roteamento IP (cont.) A internet é dividida em unidades conhecidas como Sistemas Autônomos (Podem ter a abrangência de um ponto de presença de um Backbone). 21

22 Roteamento IP (cont.) Um Sistema Autônomo (SA) é uma coleção de roteadores e de redes sujeitos a um único controle administrativo. 22

23 Roteamento IP (cont.) Cada AS possui um código da mesma entidade que fornece endereços IPs para acesso a Internet (Autonomous System Number ASN). Impsat: 4061 Brasil Telecom: 6781 Embratel: 3042 Com estes códigos os SA s trocam suas tabelas de roteamento. 23

24 Roteamento IP (cont.) Dentro dos sistemas autônomos as rotas são definidas de forma estática ou através de protocolos interiores de roteamento (IGPs). RIP, RIP II, IGRP ou OSPF. Um dos equipamentos deste AS (router) é responsável por divulgar essas rotas a outros SA s via protocolos exteriores de roteamento (EGPs). Isto acontece no caso da Internet. Exemplo de protocolos exteriores temos o EGP e o BGP-4. 24

25 Classes dos protocolos de roteamento 25

26 Roteamento do Vetor de Distância Os protocolos de roteamento de vetor de distância (distance vector) passam cópias periódicas de uma tabela de roteamento, de roteador para roteador. Cada roteador recebe uma tabela de roteamento do seu vizinho direto. 26

27 Roteamento do Vetor de Distância (cont.) Os protocolos baseados no algorítmo vetor de distância partem do princípio de que: Cada roteador do AS deve conter uma tabela informando todas as possíveis rotas dentro deste AS. 27

28 Roteamento do Vetor de Distância (cont.) 28

29 Roteamento do Vetor de Distância (cont.) O roteador B recebe informações do roteador A. O roteador B: Aumenta o vetor de distância e então passa a tabela de roteamento ao seu outro vizinho, o roteador C. Esse mesmo processo, passo a passo, ocorre em todas as direções entre os roteadores de vizinhos diretos. Os protocolos de vetor de distância (distance vector) não permitem que um roteador saiba a topologia exata de uma rede. 29

30 Roteamento Link State (cont.) O roteamento de link state usa: Link-state advertisements (LSAs). Um banco de dados topológico. O protocolo SPF (short path first - Dijkstra). Árvore SPF resultante. Uma tabela de roteamento com caminhos e portas para cada rede. 30

31 Roteamento Link State (Cont.) 31

32 Vetor de Distância x Link State Vetor de Distância Obtém todos os dados topológicos a partir das informações da tabela de roteamento de seus vizinhos. Link State Obtém uma visão ampla de toda a topologia da rede. Os anúncios de alteração são obtidos através dos LSAs. Adiciona vetores de distância de roteador para roteador. Atualizações freqüentes Convergência lenta. Calcula o caminho mais curto para os outros roteadores, baseado no algoritmos de Dijkstra. Atualizações disparadas por eventos (desencadeadas por alterações na topologia - LSAs) Convergência mais rápida. Os LSAs relativamente pequenos passados para todos os outros roteadores, resultam em um tempo mais rápido de convergência em qualquer alteração na topologia da rede. 32

33 Protocolos de roteamento 33

34 RIP - Routing Information Protocol O RIP foi desenvolvido pela Xerox Corporation na década de 80 para ser utilizado nas redes Xerox Network Systems (XNS). Caracteriza-se por ser um protocolo intra-domínio, baseado no algoritmo Vetor de Distância (Distance-Vector Routing Protocols). 34

35 RIP - Routing Information Protocol (cont.) Vantagens do RIP: Facilidade de configuração. O algoritmo não necessita de grande poder de computação e capacidade de memória em roteadores ou computadores. 35

36 RIP - Routing Information Protocol (cont.) Desvantagens do RIP: O número de saltos (hops) entre hosts é de no máximo 15 (16 é considerado infinito). Lenta convergência Leva relativamente muito tempo para que alterações na rede fiquem sendo conhecidas por todos os roteadores. Esta lentidão pode causar loops de roteamento, por causa da falta de sincronia nas informações dos roteadores. O fim do loop será quando o número de saltos atingir 16 saltos. 36

37 RIP - Routing Information Protocol (cont.) Desvantagens do RIP: O protocolo RIP é também um grande consumidor de largura de banda. A cada 30 segundos, ele faz um broadcast de sua tabela de roteamento, com informações sobre as redes e sub-redes que alcança. O protocolo RIP utiliza o conceito de broadcast. 37

38 RIP - Routing Information Protocol (cont.) Desvantagens do RIP: O RIP determina o melhor caminho entre dois pontos, levando em conta somente o número de saltos (hops) entre eles (métrica). O contador de saltos é usado como a métrica para escolher caminhos. 38

39 RIP - Routing Information Protocol (cont.) Se um roteador for informado de 2 rotas de acesso a uma mesma rede ele guarda na tabela de roteamento apenas o próximo hop com a distância da rota de caminho mais curto. Após a atualização da tabela de roteamento espera-se 180 segundos para uma nova. Caso não seja recebida nova atualização da rota esta é considerada inativa 39

40 RIP - Routing Information Protocol (cont.) 40

41 IGRP (Interior Gateway Protocol) O IGRP também foi criado no inicio dos anos 80 pela Cisco Systems Inc. O IGRP resolveu grande parte dos problemas associados ao uso do RIP para roteamento interno. 41

42 IGRP (Interior Gateway Protocol) (cont.) Vantagens do IGRP: O IGRP determina o melhor caminho entre dois pontos dentro de uma rede examinando: A largura de banda O atraso das redes entre roteadores. O IGRP converge mais rapidamente que o RIP, evitando loops de roteamento. O IGRP tem um valor máximo do contador de saltos de 255, o padrão é 100 e é normalmente definido como 50 ou menos. 42

43 EIGRP (Enhanced IGRP) O EIGRP foi um aprimoramento da Cisco em relação ao IGRP. O EIGRP combina protocolos de roteamento baseados em: Vetor de Distancia (Distance-Vector Routing Protocols) Estado de Enlace (Link-State). 43

44 EIGRP (Enhanced IGRP) (cont.) Vantagem do EIGRP A troca de informações sobre as tabelas de roteamento existem somente para as rotas que foram alteradas. Desvantagem do EIGRP Propriedade da Cisco Systems, não sendo amplamente disponível a todos os fabricantes de roteador. 44

45 OSPF (Open Shortest Path First) Desenvolvido pelo IETF (Internet Engineering Task Force) como substituto para o protocolo RIP. Caracteriza-se por ser um protocolo intra-domínio, baseado no algoritmo de Estado de Enlace (Link-State) Foi especificamente projetado para operar com grandes redes. 45

46 OSPF (Open Shortest Path First) (cont.) OSPF significa: "open shortest path first", ou "abrir o caminho mais curto primeiro". O OSPF usa vários critérios (várias métricas) para determinar a melhor rota para um destino tais como: A velocidade da rota. O tráfego. A confiança. 46

47 OSPF (Open Shortest Path First) (cont.) 47

48 OSPF (Open Shortest Path First) (cont.) Vantagens do OSPF: Maior velocidade de convergência. Suporte a várias métricas. Caminhos múltiplos, sem loop nem contagem ao infinito Sincronismo entre os bancos. Desvantagens do OSPF: Complexidade no gerenciamento e implementação. Utilização de uma grande espaço de armazenamento. 48

49 Exercícios O protocolo que, utiliza a característica estado de link é: A. RIP. B. OSPF. C. IGRP. D. ICMP. 49

50 Exercícios Todos protocolos abaixo são protocolos de roteamento, EXCETO: A. RIP. B. OSPF. C. IGRP. D. SMTP. 50

51 Exercícios Os protocolos de roteamento mais comuns são: A.O RIP (Routing Information Protocol) que determina a rota mais eficiente para os dados e calcula o número de hops para a rota. B.O EGP (Exterior Gateway Protocol) é usado quando vários roteadores têm que ser interconectados antes de chegar ao seu destino final. C. O RIP permite caminho com contagem de hops superior a 16. D. Roteamento estático, que deve ser utilizado quando existem diversas rotas para cada destino. 51

52 Exercícios Avalie as proposições a seguir sobre o roteamento IP: I. RIP, OSPF e IGRP são protocolos para roteamento interno, também conhecidos como IGP s (Internal Gateway Protocol), e permitem o roteamento dentro de um mesmo SA (Sistema Autônomo). II. O protocolo RIP (Routing Information Protocol), incluído em distribuições do Unix como routed, é baseado no algoritmo de distâncias vetoriais, no qual, a partir dos hosts adjacentes, são trocadas as tabelas de roteamento. III. O OSPF (Open Shortest Path First) é um protocolo proprietário da CISCO que executa o roteamento entre diferentes SA s, sendo usado pelos chamados roteadores de borda. IV. O roteamento entre diferentes SA s pode ser realizado pelo protocolo BGP (Border Gateway Protocol). Assinale a alternativa correta. a. Somente as proposições I, II e III são verdadeiras. b. Somente as proposições III e IV são verdadeiras. c. Somente as proposições I e II são verdadeiras. d. Somente as proposições I, II e IV são verdadeiras. e. Todas as proposições são verdadeiras. 52

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