parte i - básico de ipv4 e introdução ao roteamento internet protocol - ip

Parte I - Básico de IPv4 e Introdução ao Roteamento

Internet Protocol - IP

Internet Protocol - IP(Encaminhamento de Pacotes)

Serviço de Entrega de Mensagens sem Conexão: Precisamos agora definir algumas coisas

antes de prosseguirmos. Vamos agora definir o que entendemos

por serviço de rede Orientado à Conexão e Serviço de Rede não Orientado à Conexão.


Redes Orientadas à Conexão: São redes que possuem o serviço de entrega

de informação, entre dois ou mais elementos, liberado somente depois de um processo que estabelece a conexão formal entre esses elementos.

As Redes OSI procuram usar necessariamente este tipo de serviço por este ser confiável, e podermos garantir a Qualidade de Serviço.


Para melhor entendermos o que isso significa, observemos uma ligação telefônica, pois é o exemplo mais claro de uma rede orientada à conexão. Inicialmente tiramos o fone do gancho e isso seta a Central Local para receber o número do destino, este destino é alcançado pela planta e a Central Destino toca o telefone destino, somente após o atendimento é que podemos falar.


Esse processo é base para toda rede orientada à conexão, precisamos atingir o destino antes de efetivamente usar o canal de comunicação.

Siga o exemplo a seguir para compreender isso.


A

B

C

D

E

Origem Destino

Rede de Dados

Inicialmente o usuário origem dispara um pedido formal de conexão que é interpretado pelo equipamento local (que o tem como acesso), disparando um processo de procura pelo destino solicitado.


A

B

C

D

E

Origem Destino

Rede de Dados

Um algoritmo de processamento distribuído e automático, que roda em todos os nós da rede decidem pelo melhor caminho a ser seguido, setando parâmetros e reservando recursos por onde irá passar mais tarde a informação.


A

B

C

D

E

Origem Destino

Rede de Dados

O nó destino (que possui o usuário destino como acesso), dispara um processo que avisa este que há uma solicitação de conexão.


A

B

C

D

E

Origem Destino

Rede de Dados

O usuário destino aceita a conexão solicitada, liberando o meio para a comunicação propriamente dita.


A

B

C

D

E

Origem Destino

Rede de Dados

Os recursos reservados nos nós de comutação são liberados e a comunicação se dá até que haja a desconexão formal de uma das partes.


Este processo trás vantagens e desvantagens, a grande vantagem está no fato de que o serviço de rede passa a ser confiável. A desvantagem está no fato de que falhas podem acontecer, e se acontecer de um nó sair do ar, as conexões que passam por ele são rerroteadas com muito esforço computacional.


Vejamos o que significa serviço confiável:Como a conexão vem antes da comunicação,

temos certeza de que quando ela for aceita várias coisas estarão satisfeitas: a rede não está congestionada no momento da conexão, o destino pode atender (não tem excesso de conexões em andamento, o destino está no ar, há recursos disponíveis para trafegar a conexão solicitada respeitando os parâmetros pedidos (Qualidade de Serviço).


Redes não Orientadas à Conexão: São redes que possuem o serviço de

entrega de informação, entre dois ou mais elementos, sem processo prévio de conexão.

As Redes IP são desse tipo, e ele é conhecido pelas suas características como não confiável, e às vezes “best effort” (maior esforço).


O melhor exemplo deste tipo de serviço é o prestado pelos correios: quando entregamos uma carta em um correio, não sabemos nada acerca do destino (a não ser o seu endereço), nem perguntamos se o correio está sobrecarregado de cartas, ou se o avião pode decolar, apenas a entregamos. Quando a carta chegar, o destinatário pode estar viajando, ter mudado, rasgar a carta sem aviso, ignorar a carta, etc. Porém o serviço funciona e muito bem, por causa da sua simplicidade.


A

B

C

D

E

Origem Destino

Rede de Dados

O usuário origem dispara a mensagem para o nó local, sem prévio aviso, nela já está a informação que desejamos entregar para o destino.


A

B

C

D

E

Origem Destino

Rede de Dados

O nó local de posse do endereço destino, através de um algoritmo interno escolhe a rota a ser seguida por aquela mensagem em particular, e a dispara sem prévio aviso para o próximo nó.


A

B

C

D

E

Origem Destino

Rede de Dados

O processo se repete da mesma forma até o nó que está ligado ao destino.


A

B

C

D

E

Origem Destino

Rede de Dados

O nó destino entrega o datagrama ao usuário destino, que toma conhecimento da mensagem neste momento.


Além do fato descrito, as redes também são não confiáveis pois podemos ter inversão na ordem de chegada. Imagine se dispararmos uma informação composta por mais de uma mensagem, como a decisão da rota é dependente de variáveis de momento, podemos escolher uma rota para a primeira mais demorada que para o segunda, e aí teremos a segunda mensagem chegando antes da primeira


É lógico que teremos como contornar isso, mas estamos apenas fazendo a ressalva de porque o serviço é dito não confiável.

Por fim para você se convencer, imagine-se marcando um encontro urgente em que nada pode dar errado, tendo para isso apenas o e-mail.

As informações de rede com estas características são chamados de DATAGRAMAS.


Como no caso anterior existem vantagens e desvantagens neste tipo de serviço:

A maior vantagem é a simplicidade do processo, o que garante uma grande eficiência.

A grande desvantagem é o de não poder assegurar a qualidade de serviço, o que veremos mais tarde tem sido o atual “Calcanhar de Aquiles” da tecnologia, sendo motivador de muitos estudos para contornar esse problema.


Vamos agora ver como se processa o encaminhamento de datagramas pelas redes IP.

A técnica usada é a de roteamento baseado em informações parciais.

Analise a analogia seguinte para entender como isso se processa.


Imagine que você está de carro em uma estrada desconhecida (sem mapa), e a única coisa que você sabe é que: 1o. Quando você iniciou você perguntou para

um amigo que conhecia cidade destino (Cidade G) e ele indicou a estrada correta.

2o. Você sabe ler as placas de trânsito. 3o. O nome da cidade destino 4o. Você não pode perguntar para nenhuma

pessoa que estiver passando.


Você anda com seu carro até um cruzamento, nele as placas dizem que Cidade A e B à esquerda, demais cidades à frente.

Como o seu destino não está demarcado, você toma a decisão de ir para frente.

Mais alguns quilômetros e novo cruzamento que diz Cidade C e Cidade D à direita, Cidade E à esquerda, demais cidade à frente.

Novamente você toma a decisão de seguir em frente.


Num terceiro cruzamento você lê Cidade F à direita e Cidade G e H à esquerda.

Você toma a estrada da esquerda e em pouco tempo esta na cidade destino.

Essa analogia vale para uma rede Internet, pois a única indicação que o datagrama tem, são as tabelas de roteamento dentro dos roteadores. E elas possuem uma visão parcial da rede, porém devem ser corretas.


É lógico que você pode estar com as seguintes dúvidas no percurso: Será que estou seguindo o caminho mais

curto? Será que a sinalização está correta?

Na verdade essas dúvidas são as mesmas em uma rede Internet, por isso veremos no tempo oportuno como diminuir o grau de incerteza do roteamento da rede.


No momento devemos acreditar que as tabelas dos roteadores estão perfeitas e são confiáveis, até que aprendamos como fazer isso ser verdade.

Não é interessante como acontece então, na verdade cada roteador ou Gateway da rede é responsável pelo encaminhamento do datagrama, mesmo não conhecendo muito da rede, isso é conhecido como inteligência descentralizada de comutação.


Roteamento: Definindo formalmente, roteamento é a

técnica que viabiliza a escolha de melhor caminho entre dois pontos de uma rede para o envio de dados. Nas rede IP as informações (datagramas) são roteadas pelos gateways ou Roteadores.

Dividimos o roteamento de datagramas em duas formas: Roteamento Direto e Roteamento Indireto.


Roteamento Direto. É quando a entrega do datagrama for feita

à um elemento pertencente à mesma rede (ou subrede) à que o seu elemento pertence.

É dita entrega direta, pois só depende de colocar o datagrama no meio físico através da sua interface física disponível. Se você não conhecer o endereço MAC do destino use o ARP.


Para sabermos se o datagrama é para entrega direta devemos observar o campo NetID (ou NetID e SubnetID), do IP destino com o NetID (ou NetID e SubnetID) do seu próprio endereço. Se forem iguais então a entrega é direta, e não há nada de especial à ser tratado, à não ser o uso do ARP, caso não saiba o endereço MAC destino.


Roteamento Indireto: Neste caso o NetID (ou NetID e

SubnetID) do destino não são iguais aos seus, como resolver isso?

Existem alguns elemento que a rede recorre quando está neste tipo de problema, são os Roteadores ou os Gateways. Eles são os que a rede confia quando acontece este tipo de problema.


Para entregar este datagrama, devemos entregar pelo endereço MAC do roteador, porém com o endereço IP do destino, isso é muito importante, pois o software do roteador está preparado para isso, receber um datagrama que não lhe pertence para ser roteado.

A partir daí, este fará uso das suas tabelas de roteamento, a fim de atingir o destino.


Roteador 1Roteador 2

Roteador 3

Roteador 4

LAN 1 - 10.0.0.0

LAN 2 - 20.0.0.0

LAN 3 - 30.0.0.0

LAN 4 - 40.0.0.0

LAN 5 - 50.0.0.0

10.0.0.120.0.0.1

20.0.0.2

30.0.0.1

30.0.0.2

40.0.0.1

40.0.0.2

50.0.0.1


NetID Rotear Para10.0.0.0 Entrega Direta20.0.0.0 Entrega Direta30.0.0.0 20.0.0.240.0.0.0 20.0.0.250.0.0.0 20.0.0.2

NetID Rotear Para10.0.0.0 20.0.0.120.0.0.0 Entrega Direta30.0.0.0 Entrega Direta40.0.0.0 30.0.0.250.0.0.0 30.0.0.2

NetID Rotear Para10.0.0.0 30.0.0.120.0.0.0 30.0.0.130.0.0.0 Entrega Direta40.0.0.0 Entrega Direta50.0.0.0 40.0.0.2

NetID Rotear Para10.0.0.0 40.0.0.120.0.0.0 40.0.0.130.0.0.0 40.0.0.140.0.0.0 Entrega Direta50.0.0.0 Entrega Direta

Roteador 1 Roteador 2

Roteador 3 Roteador 4


As tabelas anteriores são um esboço do que seriam as tabelas de roteamento dos roteadores.

Por enquanto admita que alguém programou elas, mais tarde veremos como essas tabelas são automaticamente criadas pelos roteadores.


Com as tabelas de roteamento o encaminhamento dos datagramas passa a ser sempre um problema de entrega direta, pois o roteador só se preocupa, para qual porta endereçar um datagrama.

Parte I - Básico de IPv4 e Introdução ao Roteamento

Datagrama IP

Datagrama IP

Finalmente vamos ver o tal datagrama que tem sido o motivo de nossos pesadelos nos últimos tempos.

Ele na verdade é simples, quando entendemos o motivo de tudo, portanto siga com atenção a explicação à seguir.

Datagrama IP

. . .

DATA

IP OPTIONS (SE HOUVER) PADDING

DESTINATION IP ADDRESS

SOURCE IP ADDRESS

TIME TO LIVE PROTOCOL HEADER CHECKSUM

IDENTIFICATION FLAGS FRAGMENT OFFSET

VERS HLEN SERVICE TYPE TOTAL LENGHT

4 bytes=32 bits

Datagrama IP(Descrição dos Campos)VERS (Versão): Campo constituído de 4 bits, contém

a versão do IP utilizado na criação do datagrama. Tem por função estabelecer um acordo entre fonte e destino e os Gateways por onde passe o datagrama. Todo elemento de rede deve checar o campo VERS antes de processar o datagrama, assegurando a correta leitura dos campos quanto ao tamanho e função. Se um Gateway receber um datagrama com versão incompatível com seu software este deverá descartá-lo para evitar interpretação errônea dos campos. A versão atual do IP é 4.

Datagrama IP(Descrição dos Campos)

HLEN: Campo composto de 4 bits. Especifica o tamanho do cabeçalho do datagrama em grupos de 4 octetos. Todos os campos do Header IP possuem tamanho fixo, exceto os campos OPTIONS e PADDING. O Header mais comum não possui estes campos (OPTIONS e PADDING), e terá 20 bytes, e neste caso HLEN=5 (5x4 bytes).


SERVICE TYPE: Campo composto de 8 bits. Especifica qual a forma de se lidar com o respectivo datagrama. É subdividido em cinco campos, como mostra a figura à seguir. A maioria dos Gateways e Hosts ignoram este campo, mas ele pode auxiliar na decisão do algoritmo de roteamento à ser usado.

PRECEDENCE D T R UNUSED

Campo SERVICE TYPE Explodido


PRECEDENCE: Campo composto de 3 bits, indica a procedência do datagrama com valores variando de 0 (procedência normal) à 7 (controle da rede), permitindo aos Hosts priorizarem a transmissão. A maioria dos Gateways e Hosts ignoram este campo, mas ele pode auxiliar na decisão do algoritmo de roteamento à ser usado.


Bit D: Quarto bit do Service Type, quando setado em 1, solicita um mínimo atraso na transmissão.

Bit T: Quinto bit do Service Type, quando setado em 1, solicita alto “Throughput” na transmissão.

Bit R: Sexto bit do Service Type, quando setado em 1, solicita alta confiabilidade da rede.


Os bits D, T e R, podem ser ignorados pelo Gateway ou Host por incapacidade operacional (volume de tráfego, velocidade, etc.). Assim esses bits são sugestões para o algoritmo de roteamento e não ordens (o que obrigaria no descarte do datagrama, caso não fosse possível atender às suas especificações).


TOTAL LENGTH: Campo com 16 bits. Especifica o tamanho total do datagrama IP (Header + Dados), portanto o tamanho máximo teórico de um datagrama é de 216-1=65.535 octetos.

Antes de continuar a descrever o resto dos campos precisamos agora descrever como o datagrama se compatibiliza com o nível 2 para sua transmissão.


Encapsulamento do datagrama em nível 2: Encapsular é o ato de colocar no campo de

informação de um protocolo, a unidade de informação proveniente do protocolo de nível imediatamente superior.

O processo de encapsulamento, gera overhead (aumento do número de bits à serem transmitidos, que não são informação).


HEADERIP

DATA (informação útil)

HeaderCamada enlace

HEADERIP

DATA (informação útil)TAILER

Camada Enlace

HeaderCamada enlace

DATA (informação útil)TAILER

Camada Enlace

Encapsulamento do Datagrama


O processo descrito na figura anterior parece bastante simples, mas devemos nos aprofundar um pouco mais neste conceito, em termos de compatibilização de tamanho, do datagrama e o tamanho suportado pelo campo de informação do Quadro (unidade de informação de nível 2).


O datagrama possui um tamanho limite máximo teórico determinado pelo campo TOTAL LENGTH, que já foi visto ser 216-1=65.535 bytes. A situação ideal para o nível 3 seria usar o menor número possível de datagramas para carregar a informação desejada.


A camada enlace também possui um tamanho limite para o campo de informação à ser transportada. O valor máximo teórico depende da tecnologia em questão, por exemplo:O LAPB (do X.25) limita em 128 bytes o tamanho da

informação de nível 2.O Frame Relay não faz nenhuma restrição.A Camada LLC/MAC das redes IEEE 802.x, possuem

limite máximo teórico bastante grande dependendo da tecnologia, mas o valor do quadro é decidido baseado na performance do sistema.


Podemos concluir que o datagrama terá que se acondicionar ao nível enlace que o transportará. Algumas tecnologias não fazem restrição de tamanho, outras tem tamanho fixo, e outras dependem da performance do sistema; vamos explorar melhor este caso (pois é o mais comum).


Para redes com controle de acesso compartilhado (caso das redes locais), não vale a idéia de quanto maior for o quadro, maior a performance. Vamos analisar isso.

Imagine que você determine um quadro muito grande para melhorar a eficiência da rede (diminuindo o overhead). Como os quadros são grandes o meio físico fica ocupado por muito tempo. As demais estações que desejem transmitir vão se enfileirando, gerando colisões, que diminuem a performance da rede.


Na situação oposta, se diminuirmos o quadro demais, as colisões diminuem, porém a eficiência fica comprometida pelo aumento proibitivo do overhead.

Então estamos diante de um caso típico de engenharia, em que duas variáveis se contrapõem, de forma a imaginarmos que existe um valor intermediário que gerará um máximo de eficiência da rede, com um mínimo de colisões. Este máximo existe e recebe o nome de MTU (Maximum Transfer Unit).


MTU

Tamanho do Quadro

Eficiência da Rede


Vamos dar um exemplo para compreender o que isso irá significar, no caso geral da Internet.

Devemos lembrar que a Internet é uma rede heterogênea e os nossos datagramas irão trafegar por lugares que não necessariamente possuem as mesmas características que a rede que originou o datagrama. Analisemos a seguinte situação:

Roteador 2Roteador 1

LAN 1 - MTU=1400

Host B

Rede WANMTU = 620 LAN 2 - MTU=1400

Host A


Nesta situação o Host A, envia os datagramas para o Host B, com tamanho de 1400 bytes, porém para chegar lá deve passar pelo Roteador 1, que irá fragmentar o datagrama, para poder carregar, pela WAN que o liga ao Roteador 2.


O que significa a palavra fragmentar. Este é o suporte que o IP possui para contornar esse tipo de situação, que é extremamente comum na Internet. Fragmentar é dividir um datagrama original em pedaços menores, mas de tal forma que possamos recuperar o datagrama original no destino.


Header IPFragmento 1

Dados 1600 octetos


Dados 2600 octetos


Dados 3200 octetos

HeaderIP

Dados Datagrama Original

Primeiro fragmento (offset 0)

Segundo fragmento (offset 600)

Terceiro fragmento (offset 1200)


Os fragmento mostrados na figura anterior, replicam a maior parte do cabeçalho original, menos os campos FLAGS e FRAGMENT OFFSET, sendo que o primeiro sinaliza que se trata de um fragmento e o segundo auxilia a remontagem do datagrama original.

A forma do funcionamento desses campos será deixada para daqui a pouco, antes vamos fazer uma análise da remontagem do datagrama.


Para evitar problemas os datagramas fragmentados devem ser remontados apenas no Host destino. A técnica possui a grande vantagem de ser extremamente simples, porém apresenta duas desvantagens:Primeira: As redes de maior MTU encontradas, depois da

fragmentação, no meio do caminho serão subutilizadas na sua capacidade de vazão de dados.

Segunda: Ao receber um fragmento, o destino inicializa um temporizador para receber os demais fragmentos. Se o tempo se esgotar todos os fragmentos que chegaram (apesar de perfeitos são perdidos).


Conclusão: Aumentamos a probabilidade de perdas de datagramas, quando usamos fragmentação. Assim para aplicações críticas, devemos resolver este problema de outras formas, no fim deste item veremos como podemos fugir à fragmentação.


Voltamos às descrições dos campos do IP. IDENTIFICATION: Campo composto de 16 bits,

contém um número que identifica um datagrama. Este campo é copiado nos fragmentos de forma à fonte poder identificar à qual datagrama o fragmento que chegou pertence. Para o software IP este campo copia um contador numérico, assim que um datagrama é gerado na origem, o contador é incrementado e o resultado é colocado neste campo, personalizando assim o datagrama.


FRAGMENT OFFSET: Identificador da posição do fragmento no datagrama original, numerando-os à partir de 0. Cada segmento terá o campo FRAGMENT OFFSET preenchido pelo número referente à posição do primeiro byte, em relação ao início do campo de dados do datagrama original.


No exemplo de fragmentação, o datagrama original possuía MTU 1400, foi segmentado em três partes, o primeiro fragmento terá FRAGMENT OFFSET = 0, o segundo 600 e o último 1200. Lembre-se o Header não entra na contagem do offset.


FLAGS: Campo composto de 3 bits. O primeiro bit de FLAG quando setado (1),

significa “não fragmentado”, isso significa uma restrição explícita à fragmentação do datagrama, impedindo que este processo seja efetuado por um Gateway. Assim se um Gateway encontrar um datagrama com este bit setado e não puder encaminhá-lo sem fragmentação, ele o descarta e manda uma mensagem de erro à fonte.


Os bits 2 e 3 de FLAG, são usados no processo de remontagem do datagrama original. Se o bit 2 estiver setado (1) o fragmento pertence ao meio do datagrama original. Se o bit 3 estiver setado (1) o fragmento é o último. O primeiro é identificado com FRAGMENT OFFSET = 0. Com isso e com o campo TOTAL LENGTH, sabemos se todos os fragmentos chegaram.


TIME TO LIVE (TTL): Campo composto de 8 bits. Usado para dar segurança contra “loops”na rede. Quando um datagrama é gerado é dado à ele um tempo para que permaneça na rede (em segundos), de forma que se o destino não for atingido neste tempo ele é descartado. Cada Gateway que encaminhar este datagrama, diminui o tempo de seu processamento do campo TTL. Assim se por algum motivo for gerado um loop na rede, o datagrama será eliminado, passado o tempo de TTL.


PROTOCOL: Campo constituído de 8 bits. Especifica o tipo de protocolo de nível superior (no caso Transporte), que tratou os dados no campo DATA. Por exemplo, TCP ou UDP.


HEADER CHECKSUM: Campo com 16 bits. Utilizado para garantir a integridade dos dados que constituem o Header IP. Se for encontrado qualquer diferença entre o valor desse campo e o cálculo efetuado no destino, o datagrama é descartado. Lembre-se quem está protegido é o cabeçalho e não o campo de dados, que será protegido pela camada transporte.


SOURCE e DESTINATION IP ADDRESS: Campos com 32 bits cada. Possuem os endereços origem e destino respectivamente. É importante salientar que o datagrama trafega pela Internet, mas o endereço IP não é alterado nunca.


IP OPTIONS: Campo de tamanho variável, de acordo com as opções selecionadas. Este campo não é obrigatório existir para gerar um datagrama, porém se for gerado todas as máquinas que o detectem devem obrigatoriamente obedecê-lo. Todas as opções são controladas pelo (OPTION CODE OCTET), que passamos a descrever.


COPY: Primeiro bit do OPTION CODE OCTET. Quando setado (1), todos os gateways que venham à fragmentar um datagrama, devem copiar as opções selecionadas em todos os headers dos fragmentos. Quando em (0), não. A decisão quanto ao valor deste campo depende das opções selecionadas.

COPYOPTIONCLASS

OPTION NUMBER

OPTION CODE OCTET


OPTION CLASS: Composto de 2 bits (1 e 2), especifica a classe da opção utilizada conforme a tabela à seguir:

Bits1 2

Classe deOpções

Significado

0 0 0 Datagrama ou Controle de Rede0 1 1 Reservada para uso futuro1 0 2 Pesquisa e medição de erros1 1 3 Reservada para uso futuro


OPTION NUMBER: Composto de 5 bits (3, 4, 5, 6 e 7), identifica o número da opção desejada de acordo com a classe utilizada, conforme a tabela à seguir.


Classe deOpções

Númeroda Opção

Tamanho Descrição

0 0 - Fim da lista de opções. (Usado quando as opções não terminam até32 bits).

0 1 - Sem operação. (Usado para alinhamento de octetos na lista deopções).

0 2 11 Segurança e restrições no manuseio . (Utilizado para aplicaçõesmilitares).

0 3 Variável Fonte livre para roteamento. (Utilizado para enviar um datagramapor uma rota especificada).

0 4 Variável Registro de Rota. (Utilizada para traçar uma rota).0 5 4 Linha de Identificação (Utilizada para carregar uma linha Satnet

Identificadora). Está obsoleto.0 6 Variável Fonte rigorosa para roteamento (Utilizada para encaminhar um

datagrama via rota especificada).2 7 Variável Internet Timestamp. (Utilizado para registrar horário de evento ao

longo da rota).


Descrição das opções: As opções de Roteamento (Routing) e

Timestamp, são as mais importantes, visto permitirem controlar e monitorar o roteamento efetuado pelos Gateways na Internet.


Opção de Registro de Rota: permite à máquina origem (fonte) criar uma lista inicialmente vazia de endereços IP, e fazer com que cada Gateway que processe o datagrama adicione seu próprio IP à lista. A figura à seguir mostra o formato dos campos da opção classe 0 número 7.


______X______

Second IP ADDRESS

First IP ADDRESS

CODE LENGTH POINTER ___X___

Campo IP OPTIONS para Registro de Rota


CODE: é o OPTION CODE OCTET, estudado à pouco. O subcampo COPY tem valor 0 (não haverá cópia desse campo nos headers dos fragmentos, se existirem).

LENGTH: Especifica o tamanho total da opção.


POINTER: Especifica o próximo campo disponível para a gravação do IP.

FIRST e SECOND IP ADDRESS: Área reservada para a inserção do endereço IP do respectivo Gateway. Pode ser constituído de vários endereços, é a fonte quem especifica.


Funcionamento: Se um Gateway recebe um datagrama com opção de registro de rota setado, efetua a leitura dos campos POINTER e LENGTH. Se o valor do campo POINTER for maior que o especificado pelo LENGTH, a lista de endereços está cheia, e o gateway envia o datagrama sem acrescentar seu endereço. Se o campo POINTER for menor, então o gateway acrescenta o seu valor de IP no campo apontado e incrementa o POINTER de 4, e envia o datagrama.


Opção Loose Source Routing (Fonte Livre para Roteamento): Contém os campos de CODE (COPY=0, OPTION CLASS=0, OPTION NUMBER=3). Possui o seguinte formato.

______X______

IP ADDRESS of Second Hop

IP ADDRESS of First Hop

CODE LENGTH POINTER ___X___

Campo IP OPTIONS para Registro de Rota


Funcionamento: A função desta opção é possibilitar ao remetente especificar uma rota através da Internet. Exemplos da aplicação desta opção podem ser encontrados na necessidade de se testar o throughput de determinada rota, ou então um sistema administrador de rede, pode indicar o caminho que julgue adequado após uma análise sobre os diversos recursos envolvidos, como, volume de tráfego, capacidade, confiabilidade, etc.


Um Gateway que receber um datagrama com esta opção, deverá seguir a lista de endereços IP contida neste para roteá-lo, porém como o nome já diz, de maneira livre, ou seja, ele pode saltar se julgar necessário alguns endereços especificados. É lógico que para se usar este recurso o Administrador sabe qual o caminho físico que será seguido pelo datagrama, não há furos na lista.


Opção Strict Source Routing (Fonte Rigorosa para Roteamento): Esta opção possui os mesmos campos e funciona de maneira parecida com a anterior, apenas que agora não permitimos aos gateways saltarem nenhum endereço, se o encaminhamento for impossível, ele deve descartar o datagrama. Contém os campos de CODE (COPY=0, OPTION CLASS=0, OPTION NUMBER=9).


HA

LAN 1

LAN 2

G1

G2

LAN 3

G3HB

LAN 4

G4

Figura Exemplo Para os Próximos Slides


Exemplo de Loose Source Routing: Suponha que o Host A (HA) envie um

datagrama para o Host B (HB), especificando a opção Loose Source Routing, e descrevendo a seqüência na seguinte ordem: (G1 - G2 - G3 - G4).

Quando o Gateway G1 receber o datagrama, efetuará a leitura do seu header, e apesar do seu algoritmo decidir enviar o datagrama ao Gateway G3, o mesmo segue a lista da opção e o enviará para o Gateway G2.


Porém se alguma falha ocorrer na interligação G1/G2, com esta opção, G1 saltará G2 e encaminhará diretamente para G3, entregando o datagrama pela rota: (G1 - G3 - G4).


Exemplo de Strict Source Routing: Suponha que o Host A (HA) envie um datagrama

para o Host B (HB), especificando a opção Strict Source Routing, e descrevendo a seqüência na seguinte ordem: (G1 - G2 - G3 - G4).

Quando o Gateway G1 receber o datagrama, efetuará a leitura do seu header, e apesar do seu algoritmo decidir enviar o datagrama ao Gateway G3, o mesmo segue a lista da opção e o enviará para o Gateway G2.


Porém se alguma falha ocorrer na interligação G1/G2, com esta opção, G1 não poderá saltar G2 e descartará o datagrama por impossibilidade de cumprir a opção desejada. Uma mensagem de erro será remetida à fonte para avisá-la do ocorrido e tomar as devidas providências.


Opção Timestamp: Usada para registrar o tempo que cada gateway demora para encaminhar um dado datagrama.

______X______

IP ADDRESS of Second Hop

IP ADDRESS of First Hop

CODE LENGTH POINTER

Campo IP OPTIONS para Timestamp

Oflow Flags


O funcionamento dos campos CODE, LENGTH e POINTER é o mesmo que nas opções anteriores. No nosso caso: (COPY=0, OPTION CLASS=2 e OPTION NUMBER=4).

FLAGS: Campo de 4 bits, possui apenas três valores possíveis, conforme a tabela à seguir.


Valor do campo FLAGS Descrição0 Registra apenas o Timestamp, omitindo o endereço IP. (usado sem

record route)

1 Registra o endereço IP precedido do respectivo Timestamp. (este é oexemplo acima descrito).

3A fonte especifica o endereço IP (Loose ou Strict Source Routing), osGateways incrementam o Timestamp. Obs.: No caso do uso do LooseSource Routing, quando um Gateway salta para um próximo endereçoIP, visto o anterior apresentar problemas, este endereço em particularfica sem Timestamp.


OFLOW: Campo com 4 bits, especifica o número de gateways que não puderam inserir seu endereço IP e Timestamp, devido ao tamanho especificado em LENGTH estar saturado.


Funcionamento: O Timestamp gera o tempo, horário/data, que determinado gateway utilizou para processar o datagrama. O tempo é expresso em milissegundos (com tempo universal). Se o gateway não dispuser desta forma de apresentação disponível, pode usar outra forma de representação, porém os primeiros bits são sempre para representar o Timestamp. Como cada máquina possui seu próprio relógio, e estes podem ter desvios, os valores devem ser encarados como aproximados.

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