aula roteamento

Disciplina: Redes de Computadores

Antonio Wallace Antunes Soares

Roteamento IP

Estático e Dinâmico

Sumário

Aulas Anteriores

Objetivos

Roteamento IP: Conceitos

Roteamento IP Estático

Roteamento IP Dinâmico

Algoritmo de Roteamento:

Vetor de Distância

Estado do Enlace

RIPv1

OSPF

Resumo da Aula

Pesquisa (RIPv2, IGRP , BGP, EIGRP e ISIS)

Referências

Aulas Anteriores

Estudamos Endereçamento IPv4

Endereço IP (Ex:.192.168.10.3)

Notação CIDR (Ex:. 192.168.10.3/24)

Máscara de Rede (Ex:. 255.255.255.0)

Endereço de Broadcast (Ex:. 192.168.10.255)

Sub-Redes

Sumário

Aulas Anteriores

Objetivos





Vetor de Distância

Estado do Enlace

RIPv1

OSPF

Resumo da Aula


Referências

Objetivos

Compreender:

Diferença entre roteamento estático e dinâmico;

Criação de tabelas de roteamento (Estático);

Diferença entre os protocolos de roteamento (Dinâmico);

Escolha do protocolo mais adequado a uma determinada rede.

Sumário

Aulas Anteriores

Objetivos





Vetor de Distância

Estado do Enlace

RIPv1

OSPF

Resumo da Aula


Referências

Roteamento IP: Conceitos Definição

A camada de rede deve determinar a rota ou caminho tomado

pelos pacotes ao fluírem de um remetente a um destinatário.

“A camada de rede deve determinar a rota ou caminho tomado

pelos pacotes ao fluírem de um remetente a um destinatário. “

Kurose - Ross

Roteamento IP: Conceitos Conceitos por trás de rotear

Roteamento:

É o processo de escolher um caminho para o envio de datagramas.

Pré-requisitos:

Conhecimento (pelo router) do endereço de destino;

Conhecimento dos routers vizinhos;

Conhecimento das rotas possíveis à todas as redes remotas;

Conhecimento de como manter e verificar informações relativas ao roteamento.

Melhor caminho para uma rede remota


Tabelas de Roteamento:

Roteadores e hosts armazenam informações sobre possíveis destinos e como enviar pacotes aos mesmos;

Antes de um pacote ser enviado, o sistema consulta a tabela de roteamento para decidir por onde enviá-lo;

Roteadores propagam informações de roteamento para assegurar a consistência das tabelas de roteamento;

Alterações nas tabelas de roteamento implicam em mudanças nas rotas seguidas pelos pacotes


Roteamento Estático (Static Routing);

Roteamento Dinâmico (Dynamic Routing);

Roteamento IP: Conceitos Tipos de Roteamento

Sumário

Aulas Anteriores

Objetivos





Vetor de Distância

Estado do Enlace

RIPv1

OSPF

Resumo da Aula

Pesquisa(RIPv2, IGRP , BGP, EIGRP e ISIS)

Referências


Características:

Nesse tipo de roteamento, o administrador da rede é o responsável pelo trabalho manual de preenchimento da tabela de rotas (criação e alteração de rotas).

O administrador tem que ter pleno conhecimento da topologia da rede de modo a montar corretamente as tabelas e, assim, garantir a convergência da rede.

É relativamente simples de configurar em redes pequenas; porém é difícil a manutenção, caso haja alteração frequente da topologia.


Credita-se ao roteamento estático dificuldade para administrar. Isto é

verdade em redes médias e grandes, com muitas rotas alternativas.

Grande parte das redes, entretanto, é pequena e simples, cabendo

perfeitamente o roteamento estático.

Roteamento IP Estático Estático

Exercício de Fixação:

Sumário

Aulas Anteriores

Objetivos





Vetor de Distância

Estado do Enlace

RIPv1

OSPF

Resumo da Aula


Referências


Características:

As tabelas de roteamento dos roteadores são automaticamente

configuradas pelos protocolos de roteamento;

Rotas são manipuladas de forma automática, rápida e confiável;

Melhora a confiabilidade de rede e o tempo de resposta às mudanças

operacionais;

È adequado para inter-redes grandes, complexas e instáveis.


Protocolos de roteamento dinâmico permitem determinar o

próximo melhor caminho para um destino, caso o atual torne-se

inacessível.

Queda do link de uma região;

Em virtude do congestionamento.


Apesar das suas vantagens:

Protocolo de roteamento dinâmico criam tráfegos extra na rede;

Podem ocorrer loops de pacotes enquanto a informação de

roteamento está sendo trocada entre os roteadores.

Enquanto os roteadores se atualizam, pacotes para um mesmo

destino podem ser enviados:

Por rotas diferentes

Links bidirecionais podem ser tratados de forma distinta, confundindo o

gerenciamento da rede e as aplicações de rede em execução


Algoritmos de roteamento:

Mecanismo que implementa a atualização automática das tabelas de

rotas nos vários roteadores

Atualizações são realizadas a partir das informações de roteamento

propagadas e trocadas entre roteadores

Permite a definição de tabelas completas e consistentes


Métricas de roteamento:

Padrão de medida utilizado pelos algoritmos de roteamento para

determinar o melhor caminho para um destino.

Número de Saltos (Hop Count)

Retardo (Delay);

Largura de Banda (Bandwidth);

Carga (Load)

Custo (Cost)


Classificação dos Algoritmos de Roteamento:

Global:

Todos os roteadores têm topologia completa, informação de custo do

enlace;

Algoritmo de Estado do Enlace (Link State).

Descentralizado:

Roteador conhece vizinhos conectados fisicamente, custos de enlace

para vizinhos;

Processo de computação iterativo, troca de informações com

vizinhos;

Algoritmo de Vetor de Distância (Distance Vector).

Sumário

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Objetivos





Vetor de Distância

Estado do Enlace

RIPv1

OSPF

Resumo da Aula


Referências

Roteamento IP Dinâmico Custo

u

y x

w v

z 2

2

1 3

1

1

2

5 3

5

c(x,w) = custo do enlace (x,w)

Ex:. c(x,w) = 3

Fatores que influenciam no custo: Métricas

Qual o menor custo de U para Z?

Algoritmo de Roteamento

Custo do caminho (x1, x2, x3,…, xp) = c(x1,x2) + c(x2,x3) + … + c(xp-1,xp)

Visando o menor custo escolher a melhor rota a ser seguida.

Definindo:

dx(y) = custo do caminho de menor custo de x para y

A equação de Bellman-Ford diz que:

dx(y) = min {c(x,v) + dv(y) }

Em que min é calculado sobre todos os vizinhos de x

Roteamento IP Dinâmico Algoritmo de Roteamento: Vetor de Distância


u

y x

w v

z 2

2

1 3

1

1

2

5 3

5 claramente, dv(z) = 5, dx(z) = 3, dw(z) = 3

du(z) = min { c(u,v) + dv(z),

c(u,x) + dx(z),

c(u,w) + dw(z) }

= min {2 + 5,

1 + 3,

5 + 3} = 4

equação B-F diz:

Exercício:

Ideia básica: de tempos em tempos, cada nó envia sua própria estimativa de vetor de

distância aos vizinhos

assíncrono

quando um nó x recebe nova estimativa VD do vizinho, ele atualiza seu próprio VD usando a equação de B-F:


Dx(y) ← minv{c(x,v) + Dv(y)} para cada nó y ∊ N

Iterativo, assíncrono:cada iteração local causada por:

mudança de custo do enlace local

mensagem de atualização do VD do vizinho

Distribuído: Cada nó notifica os vizinhos

apenas quando seu VD muda

vivinhos, então, notificam seus vizinhos, se necessário


espera (mudança no custo do enlace

local ou msg do vizinho)

recalcula estimativas

se VD a qualquer destino tiver

mudado, notifica vizinhos

Cada nó

Sumário

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Objetivos





Vetor de Distância

Estado do Enlace

RIPv1

OSPF

Resumo da Aula


Referências

Roteamento IP Dinâmico Algoritmo de Roteamento: Estado de Enlace

Algoritmo de Dijkstra:

Nova topologia, custos de enlace conhecidos de todos os nós

realizado por “broadcast de estado do enlace” todos os nós têm a

mesma informação;

Calcula caminhos de menor custo de um nó (“origem”) para todos

os outros nós;

Iterativo: após k iterações, sabe caminho de menor custo para k

destinos.


Notação:

c(x,y): custo do enlace do nó x até y; = ∞ se não forem vizinhos

diretos

D(v): valor atual do custo do caminho (de menor custo) da origem ao

destino v

p(v): nó anterior (vizinho de v) ao longo do caminho (de menor

custo) da origem até v

N': conjunto de nós cujo caminho de menor custo é definitivamente

conhecido


Exemplo:

N'

u

D(v),p(v) D(x),p(x) D(y),p(y) D(z),p(z) D(w),p(w)

Etapa

0

1

2

3

4

5

u

y x

w v

z 2

2

1 3

1

1

2

5 3

5

2,u

2,u

2,u 5,u

4,x

3,y

3,y

1,u ∞ 2,x ∞

4,y

∞

4,y

4,y

uxyvwz

ux

uxy

uxyv

uxyvw


Árvore do caminho mais curto a partir de u:

Tabela de repasse resultante em u:

u

y x

w v

z

v x

y

w

z

(u,v)

(u,x)

(u,x)

(u,x)

(u,x)

destino enlace

Roteamento IP Dinâmico Protocolos de Roteamento

Classes de protocolos roteadores:

Vetor de distância – RIPv1, IGRP* Classful

Estado do enlace – OSPF, ISIS

Híbrido – EIGRP*, BGP4

* Propriedade da CISCO (fechado para os equipamentos do

fabricante)

Classless (RIPv2)

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Objetivos





Vetor de Distância

Estado do Enlace

RIPv1

OSPF

Resumo da Aula


Referências

Roteamento IP Dinâmico RIP (Routing Information Protocol)

Baseado no algoritmo vetor de distância;

Protocolo da camada de aplicação Roda sobre UDP (porta 520)

A métrica utilizada é número de saltos (Passagem por uma sub-rede)

Máximo de 15 saltos.

Protocolo simples;

Não se preocupa com velocidade

Exige menos processamento da CPU

IGRP e OSPF

Vetores distância: Trocados a cada 30s por meio de mensagens de resposta;


Exemplo RIP

w x y

z

A

C

D B

Rede de destino Roteador seguinte Núm. saltos até dest.

w A 2 y B 2 z B 7 x -- 1 …. …. ....


w x y

z

A C D B

Destino Próx. saltos w - 1 x - 1 z C 4 …. … ...

Rede de destino Roteador seguinte Núm. saltos até dest. w A 2 y B 2 z B A 7 5 x -- 1 …. …. ....

anúncio de A para D


Falhas e Recuperação do Enlace:

se nenhum anúncio for ouvido após 180 s --> vizinho/enlace declarado

morto

rotas via vizinho invalidadas

novos anúncios enviados aos vizinhos

vizinhos por sua vez enviam novos anúncios (se não houver tabelas

alteradas)

informação de falha do enlace rapidamente se propaga para rede

inteira

Sumário

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Objetivos





Vetor de Distância

Estado do Enlace

RIPv1

OSPF

Resumo da Aula


Referências

Roteamento IP Dinâmico OSPF (Open Shortest Path First)

“open”: publicamente disponível

Baseado em custo

Projetado para substituir o RIP

Para grandes redes (OSPF)

Redes pequenas (RIP)

Constrói e armazena um mapa topológico de todo o sistema

Transmite informação de roteamento a todos os roteadores do sistema e não apenas para os vizinhos.

Intervalo de 30 minutos ;

Roteamento IP Dinâmico OSPF (Open Shortest Path First)

segurança: todas as mensagens OSPF autenticadas (para impedir intrusão

maliciosa)

múltiplos caminhos de mesmo custo permitidos (apenas um caminho no

RIP)

A atualização transmitida contém apenas o que foi alterado (Para os

vizinhos com OSPF).

OSPF hierárquico em grandes domínios

Exemplo Característica

Distance Vector

RIPv1 e RIPv2 Copia tabela de roteamento para os vizinhos

Atualiza frequentemente

RIPv1 e RIPv2 utilizam contagem de saltos como métrica

Visualiza a rede sob a perspectiva dos vizinhos

Lento para convergir

Susceptível a loops de roteamento

Fácil de configurar e administrar

Consome muita largura de banda

Link-State Open Shortest Path First (OSPF)

Intermediate-System to Intermediate-System (IS-IS)

Utiliza o caminho mais curto

Atualizações são acionadas por eventos

Envia pacotes link state para todos os roteadores da rede

Possui visão incomum com a rede

Rápido para convergir

Não é suscetível a loops de roteamento

Mais difícil de configurar

Exige mais memória e processamento dos roteadores

Consome menos largura de banda

Sumário

Aulas Anteriores

Objetivos





Vetor de Distância

Estado do Enlace

RIPv1

OSPF

Resumo da Aula

Pesquisa(RIPv2, IGRP , BGP, EIGRP e ISIS)

Referências

Resumo da Aula

Diferença do roteamento estático e dinâmico;

Diferença dos algoritmos de roteamento:

Vetor de distância

Estado do Enlace

Características dos protocolos RIP e OSPF

Sumário

Aulas Anteriores

Objetivos





Vetor de Distância

Estado do Enlace

RIPv1

OSPF

Resumo da Aula


Referências

Pesquisa

Outros protocolos de roteamento dinâmico:

RIPv2,

IGRP ,

BGP,

EIGRP

ISIS

Sumário

Aulas Anteriores

Objetivos





Vetor de Distância

Estado do Enlace

RIPv1

OSPF

Resumo da Aula


Referências

Referências

Kurose, James F.; Ross, Keith W. Redes de Computadores e a Internet -

Uma Abordagem Top-Down. 3 ed.

TANEMBAUM, Andrew S. Redes de Computadores. 4ª ed. Rio de

Janeiro: Elsevier, 2003.

William Stallings, Redes e Sistemas de Comunicação de Dados – Ed.

Campus.

COMER, Douglas E. Redes de Computadores e Internet. 2ª ed.

EDITORA Bookmam, 2001.

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