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Aula 7

Protocolos de roteamento:– Roteamento Estático;– Roteamento dinâmico.

Camada de rede A camada de rede está relacionada à transferência de pacotes

da origem para o destino. Para que se chegue ao destino, são necessários vários hops

(passos) com roteadores intermediários ao longo do percurso.

Conhecer a topologia Para atingir seus objetivos, a camada de rede deve conhecer a

topologia da sub-rede de comunicações e escolher os caminhos mais apropriados através dela;

A camada de rede também deve ter o cuidado de escolher rotas que evitem sobrecarregar algumas da linhas de comunicação e roteadores, deixando outras ociosas.

Protocolo de roteamento

No coração de qualquer protocolo de roteamento está o algoritmo de roteamento, que determina o trajeto para um pacote;

A finalidade do algoritmo de roteamento é simples: dada uma série de roteadores conectada com enlaces, o algoritmo de roteamento descobre um “bom” caminho entre a fonte e o destino;

Um “bom” caminho é aquele que tem o “menor custo”.

Modelo abstrato de uma rede

A

B C

F

ED1

1

2

32

3

2 5

1

5

Dada a abstração gráfica, o problema de descobrir o caminho de menor custo entre uma fonte e um destino requer a identificação de uma série de enlaces tal que: O primeiro enlace no caminho esteja conectado à fonte; O último enlace no caminho esteja conectado ao destino; Para o caminho de menor custo, a soma dos custos dos enlaces no caminho seja a mínima dentre todos os possíveis caminhos entre a fonte e o destino.

Classificação dos algoritmos de roteamento

Uma maneira geral de classificar os algoritmos de roteamento é de acordo com as rotas;

Eles podem ser estáticas ou dinâmicas;Nos algoritmos de roteamento estáticos, as rotas

mudam muito devagar com o tempo, muitas vezes como resultado da intervenção humana;

Os algoritmos de roteamento dinâmicos mudam os caminhos de roteamento à medida que mudam as cargas de tráfego ou a topologia da rede.

Roteamento Estático

Armazenar informações sobre possíveis destinos e como enviar datagramas aos mesmos;

Consultar para decidir como enviar o datagrama;

As entradas da tabela fornecem informações sobre roteamento para redes físicas;

FunçõesFunções

Tabela de RoteamentoTabela de RoteamentoPara ser efetuado o roteamento o IP faz uso de uma tabela Para ser efetuado o roteamento o IP faz uso de uma tabela para para auxiliá-lo nas decisões de rota.auxiliá-lo nas decisões de rota.

Gateway PadrãoGateway Padrão

R1

20.0.0.0 30.0.0.0R2

10.0.0.0

20.0.0.1 20.0.0.2

30.0.0.210.0.0.2

30.0.0.1

10.0.0.1

40.0.0.040.0.0.1

HCHA

Host HARede Roteamento10.0.0.0 DiretoGateway 10.0.0.2

Host HCRede Roteamento30.0.0.0 DiretoGateway 30.0.0.2

10.0.0.1HB

Host HBRede Roteamento10.0.0.0 20.0.0.120.0.0.0 Direto30.0.0.0 20.0.0.2Gateway 20.0.0.1

Tabela de RoteamentoTabela de Roteamento

InternetRoteador 1Rede Roteamento10.0.0.0 Direto20.0.0.0 Direto30.0.0.0 20.0.0.240.0.0.0 DiretoGateway 40.0.0.2

Roteador 2Rede Roteamento10.0.0.0 20.0.0.120.0.0.0 Direto30.0.0.0 Direto40.0.0.0 20.0.0.1Gateway 20.0.0.1

40.0.0.2

Roteamento estático em IP• A configuração é feita manualmente;• Simples de implementar em redes de pequeno porte, mas

não viável em redes de grande porte;• As tabelas de roteamento não se modificam;• As rotas são estáticas e não se alteram com as possíveis

modificações na rede;• Como a configuração é feita manualmente, pode ocorrer

falhas na configuração das tabelas de roteamento;• Em caso de falha no enlace, não existe nenhum mecanismo

que corrija automaticamente a falha;• Para cada destino o pacote terá um único caminho definido

estaticamente pelo administrador;• Cada modificação requer um intervento do administrador da

rede para modificar a tabela.

Roteamento Estático

É realizado em duas fases:

Fase de Projeto

Fase de configuração

Fase de Projeto• Definir o caminho de cada pacote

para configurar os vários destinos;• Definir a topologia da rede: os

enlaces, os roteadores;• Definir os aspectos econômicos e

administrativos da rede.

Critérios na escolha dos percursos

Topologia: velocidade do enlace, tráfego médio, custo da linha.

O critério de escolha deve garantir um roteamento coerente:

• Todos os destinos devem ser alcançados de qualquer nó emitente;

• Evitar a possibilidade de percursos que formem loops (rotas circulares);

Construção da tabela de projetoA tabela de projeto exemplo contém uma linha para cada

destino (ou sub-rede IP) e uma coluna para cada roteador.

Router1 Router j ... Router m

Destino 1Destino 2Destino iDestino N

N sub-redes constituindo a infraestrutura de rede interligada por M roteadores.

Árvore de encaminhamento• Uma árvore para cada sub-rede IP;• Algoritmo mais simples e vantajoso quando

novas redes são adicionadas em uma estrutura já existente;

• Preenchimento da tabela por linhas sucessivas.

Exemplo: criar as tabelas de roteamento para uma rede com 5 roteadores ligando 7 sub-redes IP.

5 roteadores ligando 7 sub-redes IP

Tabela 7 por 5:7 Linhas representando as sub-redes;5 Colunas representando os roteadores.

Tabela de projeto

A B C D E192.168.1.0/24

192.168.2.0/24

192.168.3.0/24

192.168.6.0/24

192.168.7.0/24

192.168.8.0/24

192.168.9.0/24

Roteadores

Sub-

rede

s

Algoritmo para a criação da tabela

• Deve-se escolher uma sub-rede como raiz da árvore;

• A criação da árvore deve ser em passos sucessivos;

• O algoritmo deve impedir a ocorrência de roteamentos em loops;

Algoritmo para a criação da tabela

Supondo que a raiz seja a sub-rede 192.168.2.0.

1º Passo: a identificação de todos os roteadores que estão ligados diretamente a raiz.

* O único roteador ligado a raiz é o roteador B. Na tabela de projeto devemos colocar na linha da rede indicada como raiz dois traços (- -), na célula correspondente ao roteador diretamente conectado (B).

Algoritmo para a criação da tabelaA rede 192.168.0.2 será escolhida como a

sub-rede raiz na criação da tabela.

Raiz

Roteador ligado diretamente a Raiz

Tabela de projeto

A B C D E192.168.1.0/24

192.168.2.0/24 - -192.168.3.0/24

192.168.6.0/24

192.168.7.0/24

192.168.8.0/24

192.168.9.0/24

Roteadores

Sub-

rede

s

Algoritmo para a criação da tabela2º Passo: identificar todos os roteadores

vizinhos.

Os roteadores vizinhos do roteador B são: A, C e E.

Vizinho

Vizinho

Vizinho

Tabela de projeto

A B C D E192.168.1.0/24

192.168.2.0/24 B - - B B192.168.3.0/24

192.168.6.0/24

192.168.7.0/24

192.168.8.0/24

192.168.9.0/24

Roteadores

Sub-

rede

s

Algoritmo para a criação da tabelaDeve-se identificar na tabela de projeto o next hope

de cada roteador;No caso anterior, o único roteador que não consegue

se conectar diretamente a raiz é o roteador D. Neste caso devemos escolher um caminho,que poderá ser através do roteador E.

Tabela de projeto

A B C D E192.168.1.0/24

192.168.2.0/24 B - - B E B192.168.3.0/24

192.168.6.0/24

192.168.7.0/24

192.168.8.0/24

192.168.9.0/24

Roteadores

Sub-

rede

s

Algoritmo para a criação da tabela3º Passo: repetir o processo com a rede

192.168.1.0. Está ligada ao roteador A. Identificar todos os roteadores vizinhos.

Os roteadores vizinhos do A são: B, C, D e E.

Sub-redeRoteador ligado diretamente a sub-rede Vizinho Vizinho

VizinhoVizinho

Tabela de projeto

A B C D E192.168.1.0/24 -- A A A A192.168.2.0/24 B - - B E B192.168.3.0/24

192.168.6.0/24

192.168.7.0/24

192.168.8.0/24

192.168.9.0/24

Roteadores

Sub-

rede

s


192.168.3.0. Está ligada ao roteador E. Identificar todos os roteadores vizinhos.

Os roteadores vizinhos do E são: A, B e D.Sub-rede

Roteador ligado diretamente a sub-rede

Vizinho Vizinho

Vizinho

Tabela de projeto

A B C D E192.168.1.0/24 -- A A A A192.168.2.0/24 B - - B E B192.168.3.0/24 E E D E - -192.168.6.0/24

192.168.7.0/24

192.168.8.0/24

192.168.9.0/24

Roteadores

Sub-

rede

s


192.168.6.0. Está ligada aos roteadores B e E. Identificar todos os roteadores vizinhos.

Os roteadores vizinhos do B e E são: A, C e D.

Sub-rede



Vizinho VizinhoVizinho

Tabela de projeto

A B C D E192.168.1.0/24 -- A A A A192.168.2.0/24 B - - B E B192.168.3.0/24 E E D E - -192.168.6.0/24 B - - B E - -192.168.7.0/24

192.168.8.0/24

192.168.9.0/24

Roteadores

Sub-

rede

s


192.168.7.0. Está ligada aos roteadores A,B e C. Identificar todos os roteadores vizinhos.

Os roteadores vizinhos do A, B e C são: D e E.

Sub-rede



Vizinho

Vizinho


Tabela de projeto

A B C D E192.168.1.0/24 -- A A A A192.168.2.0/24 B - - B E B192.168.3.0/24 E E D E - -192.168.6.0/24 B - - B E - -192.168.7.0/24 - - - - - - A B192.168.8.0/24

192.168.9.0/24

Roteadores

Sub-

rede

s


192.168.8.0. Está ligada aos roteadores C e D. Identificar todos os roteadores vizinhos.

Os roteadores vizinhos do C e D são: A, B e E.

Sub-rede

Roteador ligado diretamente a sub-redeVizinho

Vizinho


Vizinho

Tabela de projeto

A B C D E192.168.1.0/24 -- A A A A192.168.2.0/24 B - - B E B192.168.3.0/24 E E D E - -192.168.6.0/24 B - - B E - -192.168.7.0/24 - - - - - - A B192.168.8.0/24 C C - - - - D192.168.9.0/24

Roteadores

Sub-

rede

s


192.168.9.0. Está ligada aos roteadores E, D e A. Identificar todos os roteadores vizinhos.

Os roteadores vizinhos do A, D e E são: B e C.

Sub-rede

Roteador ligado diretamente a sub-redeVizinho


Vizinho


Tabela de projeto completa

A B C D E192.168.1.0/24 - - A A A A192.168.2.0/24 B - - B E B192.168.3.0/24 E E D E - -192.168.6.0/24 B - - B E - -192.168.7.0/24 - - - - - - A B192.168.8.0/24 C C - - - - D192.168.9.0/24 - - E D - - - -

Roteadores

Sub-

rede

s

Como o pacote vai de uma sub-rede a outraUm host da rede raiz (192.168.2.0) envia um pacote para um host na rede 192.168.9.0. As duas redes estão diretamente conectadas. A única possibilidade é enviar o pacote ao gateway padrão.

O default será o roteador B, que terá uma série de informações, indicando o caminho que deverá percorrer para alcançar a rede destino

Como o pacote vai de uma sub-rede a outraVerificando na tabela do roteador B, para alcançar a rede 192.168.9.0, será necessário enviar para o roteador C. O roteador C deve envaminhar para o roteador D (next hop). O roteador D está ligado diretamente a rede destino.

A B C D E

192.168.1.0/24 - - A A A A

192.168.2.0/24 B - - B E B

192.168.3.0/24 E E D E - -

192.168.6.0/24 B - - B E - -

192.168.7.0/24 - - - - - - A B

192.168.8.0/24 C C - - - - D

192.168.9.0/24 - - C D - - - -

Acréscimo: sub-rede ou roteadorEste algoritmo é útil quando se acrescenta

uma nova sub-rede ou roteador. A única coisa a ser feita é aplicar o algoritmo somente a linha/coluna que foi inserida.

A B C D E192.168.1.0/24 - - A A A A

192.168.2.0/24 B - - B E B

192.168.3.0/24 E E D E - -

192.168.6.0/24 B - - B E - -

192.168.7.0/24 - - - - - - A B

192.168.8.0/24 C C - - - - D

192.168.9.0/24 - - C D - - - -

Inserção de uma nova sub-rede

Inserç ão de u

m n

ovo ro teado r

Roteamento Dinâmico

Objetivos comuns a todos os protocolos de roteamento

Aprender dinamicamente e preencher a tabela de roteamento com uma rota para todas as sub-redes da rede

Tabela de roteamento





Se houver mais de uma rota disponível para a sub-rede, colocar a melhor rota na tabela de roteamento;

Para alcançar a rede 192.168.3.0 posso alcançar passando pelos

caminhos:Router C Router D Router E

Router B Router ERouter E


Melhor rota

Se uma rota for removida da tabela de roteamento e houver outra rota disponível através de um roteador na vizinhança, acrescentá-la à tabela de roteamento;

Não posso mais utilizar este enlace, procurar uma outra forma de alcançar

a rede 192.168.3.0


Melhor rota

Acrescentar novas rotas ou substituir rotas perdidas pela melhor rota disponível no momento, o mais rápido possível. O tempo entre a perda de uma rota e a localização válida é chamado de convergência.


Melhor rota

Evitar loops de roteamento.


Melhor rota

EGPs e IGPs

Referência

• Odom, Wendell. Cisco CCNA – Guia de certificação do Exame CCNA. Editora Alta Books, Rio de Janeiro, 2002.

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