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< DESCRIÇÃO Roteamento como ferramenta para comunicação dos dispositivos computacionais, através de protocolos e das tabelas de roteamento. PROPÓSITO Compreender os conceitos básicos de roteamento é fundamental para a formação do técnico de redes, pois ele é a base para compreender os processos de roteamento mais rebuscados que estão em funcionamento em redes mais complexas, como a internet. Além disto, este conhecimento facilitará o desenvolvimento de projetos e a configuração e manutenção de redes de computadores. PREPARAÇÃO Antes de iniciar o conteúdo deste tema, é recomendado possuir um computador com o software Packet Tracer da Cisco instalado para realizar as simulações propostas (recomenda-se a versão 7.3.0.0838, ou superior). Além disso, você deve ter à mão lápis e caderno para confeccionar cálculos de rede que serão apresentados durante este curso. OBJETIVOS MÓDULO 1 Reconhecer em detalhes o processo de consulta à tabela de roteamento MÓDULO 2 Empregar a utilização e operação em roteadores MÓDULO 3 Aplicar o roteamento estático em roteadores MÓDULO 4 Reconhecer os sistemas autônomos e os principais processos de roteamento dinâmico Intra-AS e Inter-AS INTRODUÇÃO Neste tema, aprenderemos sobre os conceitos fundamentais do processo de roteamento. Para isto, faremos inicialmente a análise dos elementos que compõem uma rota, e a forma como elas são escolhidas para compor a tabela de roteamento de um roteador. Compreenderemos o processo de encaminhamento de pacotes, ou seja, como um roteador escolhe, utilizando a tabela de roteamento, dentre os roteadores vizinhos, aquele que possui o melhor caminho para alcançar o destino solicitado pelo pacote em análise. Reconheceremos também as partes fundamentais de um roteador, ou seja, o processador, as memórias e as interfaces de entrada e saída e suas respectivas funções. Por fim, apresentaremos os conceitos iniciais dos processos de roteamento dinâmico, para entendermos como os roteadores trocam informações, com a finalidade de obter o melhor caminho possível para se chegar a uma determinada rede de destino. MÓDULO 1 Reconhecer em detalhes o processo de consulta à tabela de roteamento ROTAS E ROTEAMENTO Roteamento é o processo pelo qual um pacote de rede de computadores é encaminhado, de roteador a roteador, até ser entregue em seu destino final. Para exemplificar, suponhamos que você está tentando acessar, a partir do Brasil, um site de compras localizado no exterior, através do portal fictício www.xpto.com, sob o IP 23.52.118.10. Fonte: Shutterstock Nesse acesso, os pacotes oriundos de seu computador passarão por uma série de roteadores, cujos IPs são apresentados na Tabela 1. Observação: Dependendo de onde você estiver localizado, o caminho pode ser diferente e, consequentemente, passar por outros roteadores. Nº Roteador IP Roteador 1 192.168.0.1 2 10.33.64.1 3 201.17.32.3 4 201.39.52.93 5 200.244.19.103 6 200.244.18.2 7 23.52.118.10 Tabela 1 ‒ Processo de roteamento. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal A escolha desses roteadores para direcionar seu acesso até o site XPTO foi determinada por um processo de roteamento, estabelecido entre os equipamentos que controlam o envio dos pacotes na internet. ATENÇÃO Nesse processo, os roteadores que compõem o caminho de entrega desses pacotes tomam suas decisões de encaminhamento através de consultas à tabela de roteamento em execução, que é composta por uma séria de rotas. A rota é um conjunto de informações que direcionam o encaminhamento de pacotes, na camada de rede do modelo OSI, para alcançar uma determinada rede de destino. Na Tabela 2, apresentamos o exemplo de uma rota e, na sequência, a descrição de cada um de seus campos. A B C D E F R 192.168.3.0/24 [120/1] Via 192.168.2.2, 00:00:06, GigabitEthernet0/1 Tabela 2 ‒ Exemplo de rota IPv4. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal A. ORIGEM DA ROTA É a forma como a rota foi aprendida por esse roteador, normalmente os roteadores apresentam uma legenda com o significado de cada letra. Neste caso, “R” implica em Routing Information Protocol ‒ RIP. B. REDE DE DESTINO É a rede IP que desejamos alcançar, ou seja, essa rota direciona os pacotes que têm como destino algum IP pertencente a essa rede IP. C. DISTÂNCIA ADMINISTRATIVA/MÉTRICA É a precedência entre os protocolos de roteamento/custo calculado para alcançar a rede de destino. D. PRÓXIMO SALTO (GATEWAY) Endereço IP para qual o pacote em análise deve ser encaminhado para alcançar a rede de destino em questão. E. TEMPO Tempo, desde que esse roteador aprendeu, ou foi atualizado, a respeito dessa rota. F. INTERFACE DE SAÍDA Interface do roteador pela qual o pacote deve sair para alcançar a rede de destino em questão. DECISÃO DE ROTEAMENTO As principais funções de um roteador são: Determinar o melhor caminho para enviar pacotes. Enviar os pacotes ao melhor destino determinado pela função anterior. Para determinar o melhor caminho para um pacote, os roteadores se valem das informações contidas em sua tabela de roteamento, que possui 03 (três) determinações de caminhos possíveis. REDE DIRETAMENTE CONECTADA São as redes cujas rotas foram inseridas na tabela de roteamento de forma automática, pois uma das interfaces desse roteador possui IP válido nessa rede. A rede de destino de uma rota diretamente conectada é o endereço de rede a qual o endereço IP daquela interface do roteador pertence. Além disso, as rotas com origem em redes diretamente conectadas não possuem IP de Gateway (próximo roteador), pois o encaminhamento é realizado diretamente através das interfaces que lhe deram origem. REDE REMOTA São redes que não apresentam conexão direta com o roteador, ou seja, os roteadores precisam encaminhar os pacotes que têm IP de destino para essas redes para outros roteadores. A Tabela 2 é um exemplo de uma rota com destino a uma rede remota. NENHUMA ROTA DETERMINADA Quando o IP de destino de um pacote não corresponde a uma rede de destino inserida através de uma rede diretamente conectada, ou a uma rede remota, o roteador procurará por um encaminhamento padrão (Default Gateway), caso ele não exista, o pacote será descartado pelo roteador. Para melhor entendermos a decisão de roteamento, observemos a rede apresentada na Figura 1, na qual o “PC1” encaminha um pacote IP com destino ao “PC2”. Fonte: EnsineMe. Figura 1 – Decisão de roteamento. ETAPA 01 ETAPA 02 ETAPA 03 ETAPA 04 ETAPA 01 Neste caso, como o IP de destino não faz parte da rede local (LAN ‒ Local Area Network) do “PC1”, o PC encaminhará o pacote para o Default Gateway de sua rede, que notoriamente é o endereço da interface GigabitEthernet 0/0 do roteador “R1”, ou seja, o IP 192.168.1.254 ETAPA 02 Ao chegar no roteador “R1”, este examina sua tabela de roteamento em busca de uma determinação de caminho correspondente ao IP de destino do pacote em análise. Como podemos observar, para esse IP de destino não haverá rede diretamente conectada na tabela de roteamento, dado que o roteador “R1” não possui interfaces na rede 192.168.3.0/24. ETAPA 03 Caso ele possua uma rota remota para esse IP de destino, como aquela apresentada na Tabela 2, o pacote será encaminhado para o Próximo Salto (Gateway) 192.168.2.2, através da interface GigabitEthernet 0/1 do roteador “R1” ETAPA 04 Não encontrando nenhuma rede remota configurada em sua tabela de roteamento com correspondência para o IP de destino do pacote em questão, o roteador “R1” irá procurar por um Default Gateway configurado. Caso não exista este elemento de último recurso na tabela de roteamento, o pacote será descartado por “R1”. ROTEAMENTO PELO PREFIXO MAIS LONGO A inserção de rotas na tabela de roteamento de um roteador pode ser realizada estaticamente, através da intervenção humana, ou dinamicamente, através da interação entre os roteadores, utilizando para isso algumprotocolo de roteamento dinâmico. Os protocolos de roteamento possuem a seguinte finalidade: A descoberta de redes remotas. Atualização de informações de roteamento. Decidir pelo melhor caminho. Buscar alternativas de encaminhamento para o caso de interrupção de comunicação com o caminho principal. Eles subdividem-se em dois grupos: IGP (Interior Gateway Protocol) Utilizados para o roteamento dentro de um Sistema Autônomo (AS – Autonomous System). Exemplo: OSPF (Open Shortest Path First) e o RIP (Routing Information Protocol) EGP (Exterior Gateway Protocol Utilizados para o roteamento entre os sistemas autônomos. Exemplo: BGP (Border Gateway Protocol). A escolha de uma das rotas que compõem a tabela de roteamento para encaminhar um determinado pacote observa o princípio de melhor correspondência, ou prefixo mais longo. SAIBA MAIS Antes de aprofundarmos o conceito de melhor correspondência, cabe ressaltar que há a necessidade de que o IP de destino do pacote em análise esteja dentro da rede de destino de uma determinada rota. Ou seja, para elencar as potenciais rotas de encaminhamento deste pacote em uma tabela de roteamento, é necessário que o IP em questão faça parte da rede de destino das rotas em análise. Realizando a operação AND bit a bit entre o IP de destino de um pacote, e o conjunto IP/máscara da rede de destino de uma determinada rota, poderemos saber se ele possui correspondência com aquela rota. O exemplo da Tabela 3 mostra correspondência entre o IP 10.1.15.1 e a rede 10.1.12.0/22. IP 10.1.15.1 00001010.00000001.00001111.00000001 MASC. REDE /22 11111111.11111111.11111100.00000000 AND bit a bit 00001010.00000001.00001100.00000000 IP REDE 10.1.12.0 00001010.00000001.00001100.00000000 CORRESPONDÊNCIA SIM Tabela 3 ‒ Correspondência entre IP e rede. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal O exemplo apresentado na Tabela 4 mostra que não existe correspondência entre o IP 10.1.15.1 e a rede 10.1.12.0/23, pois há um bit diferente entre o IP 10.1.15.1 e o IP de rede 10.1.12.0 até que haja o término da contagem dos bits da máscara de rede. IP 10.1.15.1 00001010.00000001.00001111.00000001 MASC. REDE /23 11111111.11111111.11111110.00000000 AND BIT A BIT 00001010.00000001.00001110.00000000 IP REDE 10.1.12.0 00001010.00000001.00001100.00000000 CORRESPONDÊNCIA NÃO Tabela 4 ‒ Correspondência entre IP e rede (2). Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal Uma vez entendida a correspondência entre o IP de destino de um pacote e a rede de destino de uma rota, é possível elencar quais rotas seriam candidatas ao roteamento deste pacote. Na figura 2, apresentamos 03 (três) rotas que possuem correspondência entre suas redes de destino e um pacote cujo IP de destino é o 192.168.10.1. Fonte:EnsineMe Figura 2 – Rota com prefixo mais longo. Para decidir sobre qual rota será utilizada no encaminhamento deste pacote, o roteador realizará a operação bit a bit entre IP de destino do pacote e a rede de destino apresentada por cada uma das rotas. COMENTÁRIO A Tabela 5 apresenta o resultado da operação bit a bit realizada entre o IP de destino do pacote e a rede de destino de cada rota. Nela, podemos observar que a primeira rota, possui correspondência de 24 bits, a segunda, temos correspondência de 25 bits e, por fim, 26 bits com a terceira rota. Logo, pelo critério de melhor correspondência, ou prefixo mais longo, a rota a ser escolhida pelo roteador para encaminhamento deste pacote será a terceira rota, pois ela é a rota com prefixo mais longo, ou seja, aquela que apresenta melhor correspondência para encaminhamento do pacote em questão. IP DESTINO 192.168.10.1 11000000.10110000.00001010.00000001 Nº REDE / IP OPERAÇÃO AND BIT A BIT ROTA 1 192.168.10.0/24 11000000.10110000.00001010.00000001 ROTA 2 192.168.10.0/25 11000000.10110000.00001010.00000001 ROTA 3 192.168.10.0/26 11000000.10110000.00001010.00000001 Tabela 5 – Operação bit a bit. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal ROTEAMENTO PELO PREFIXO MAIS LONGO MÉTRICAS DE ROTEAMENTO É comum que os roteadores sejam informados, através dos protocolos de roteamento dinâmico, sobre a existência de vários caminhos para se chegar até uma mesma rede de destino, cabendo a esse roteador decidir sobre qual é o melhor caminho para se chegar ao destino. Tal decisão é baseada em uma métrica, que é utilizada pelos protocolos de roteamento para quantificar a dificuldade de se chegar até uma rede de destino. Essa métrica pode variar de protocolo para protocolo, e pode levar em conta diversos fatores, tais como: CONTAGEM DE SALTOS Número de roteadores que o pacote deve passar até chegar à rede de destino. LARGURA DE BANDA Capacidade de transferência de dados em um canal de comunicação. ATRASO É o tempo que um pacote leva para atravessar uma rede de dados. CONFIABILIDADE É a taxa de erros em canal de comunicações. OCUPAÇÃO É a medida de ocupação de um canal de comunicações. Para exemplificar, vamos observar a Tabela 6, que apresenta 03 (três) rotas aprendidas por um roteador, processando o protocolo de roteamento RIP, para a rede de destino 192.168.1.0/24. Nº Banco de Dados Rotas RIP 1 R 192.168.1.0/24 [120/1] Via 192.168.2.1, 00:00:06, GigabitEthernet0/1 2 R 192.168.1.0/24 [120/2] Via 192.168.2.2, 00:00:06, GigabitEthernet0/2 3 R 192.168.1.0/24 [120/3] Via 192.168.2.3, 00:00:06, GigabitEthernet0/3 Tabela 6 ‒ Métrica de roteamento. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal O protocolo de roteamento RIP utiliza a contagem de saltos como custo em suas rotas, e como podemos observar, as rotas 1, 2 e 3 apresentam custos de 1, 2 e 3 saltos, respectivamente, para alcançar a rede de destino em questão. Notoriamente, a rede que apresenta menor custo para alcançar a rede de destino 192.168.1.0/24 é a rota Nº 1. Logo, essa rota é aquela que irá compor a tabela de roteamento para esse destino. A Tabela 7 apresenta a métrica utilizada por alguns dos protocolos de rede mais utilizados no mercado: Nº Protocolo de roteamento Métrica utilizada (*Opcionais) 1 RIP Contagem de saltos 2 EIGRP Largura de banda, atraso, confiabilidade* e ocupação* 3 OSPF Largura de banda Tabela 7 ‒ Métrica dos protocolos de roteamento. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal Quando um roteador está processando mais de um protocolo de roteamento, ou uma rede de destino que é inserida de forma manual, pode ocorrer de uma rede de destino ser apresentada ao roteador por mais de uma forma. COMENTÁRIO Neste caso, trata-se de uma rede aprendida por processos diferentes, logo, não poderemos utilizar a métrica como critério de desempate. Neste caso, há precedência entre as diversas formas de aprendizado de rotas em um roteador. A essa precedência, damos o nome de distância administrativa. A Tabela 8 apresenta as distâncias administrativas para as formas de aprendizado de redes de destino mais conhecidas: Nº Protocolo de roteamento (símbolo) Distância administrativa 1 Redes diretamente conectadas (C) 0 2 Rotas Estáticas (S) 1 3 eBGP (B) 20 4 EIGRP (D) 90 5 OSPF (O) 110 6 IS – IS (I) 115 7 RIP (R) 120 Tabela 8 – Distância administrativa. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal Para exemplificar, observemos a Tabela 9, que apresenta 03 (três) rotas aprendidas por um roteador, por diversos meios, para a rede de destino 192.168.1.0/24. Nº Rotas com distâncias administrativas diferentes 1 S 192.168.1.0/24 [1/0] Via 192.168.2.1, 00:00:06, GigabitEthernet0/1 2 R 192.168.1.0/24 [120/2] Via 192.168.2.2, 00:00:06, GigabitEthernet0/2 3 O 192.168.1.0/24 [110/243] Via 192.168.2.3, 00:00:06, GigabitEthernet0/3 Tabela 9 – Rotas com distâncias administrativas diferentes. Fonte: EnsineMe. Atenção! Paravisualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal Neste caso, temos as rotas 1, 2 e 3 apresentadas ao roteador através da inserção manual e pelos protocolos de roteamento dinâmico RIP e OSPF, respectivamente. Pela análise da distância administrativa, o roteador enviará à tabela de roteamento a rota número 1 (um), pois é ela quem apresenta a menor distância administrativa entre as rotas apresentadas para a rede de destino 192.168.1.0/24, não sendo levada em consideração a métrica apresentada por cada uma delas. VERIFICANDO O APRENDIZADO 1. ESTUDAMOS SOBRE OS PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO, QUE SÃO FUNDAMENTAIS NA COMPOSIÇÃO DA TABELA DE ROTEAMENTO DE UM ROTEADOR. A FIGURA ABAIXO NOS APRESENTA A TABELA DE ROTEAMENTO DE UM ROTEADOR. ASSINALE O IP DO PRÓXIMO SALTO PARA O PACOTE IP 192.168.4.21: A) 192.168.3.0 B) 192.168.2.2 C) 192.168.5.2 D) 192.168.5.3 E) 92.168.5.4 2. ESTUDAMOS SOBRE A TABELA DE ROTAS DE UM ROTEADOR. DENTRE AS ROTAS APRESENTADAS ABAIXO, ASSINALE AQUELA QUE POSSUI A MELHOR CORRESPONDÊNCIA PARA O IP DE DESTINO 172.16.1.130: Nº ROTA 1 D 192.168.3.0/24 [90/342] VIA 192.168.4.1, 00:00:12, GIGABITETHERNET0/2 2 R 192.168.1.0/24 [120/2] VIA 192.168.2.2, 00:00:06, GIGABITETHERNET0/1 3 S 172.16.1.0/24 [1/0] VIA 192.168.2.2, 00:00:06, GIGABITETHERNET0/1 4 S 172.16.1.128/25 [1/0] VIA 192.168.2.2, 00:00:07, GIGABITETHERNET0/3 5 S 172.16.1.0/26 [1/0] VIA 192.168.2.2, 00:00:09, GIGABITETHERNET0/4 ATENÇÃO! PARA VISUALIZAÇÃO COMPLETA DA TABELA UTILIZE A ROLAGEM HORIZONTAL A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 GABARITO 1. Estudamos sobre os protocolos de roteamento, que são fundamentais na composição da tabela de roteamento de um roteador. A figura abaixo nos apresenta a tabela de roteamento de um roteador. Assinale o IP do próximo salto para o pacote IP 192.168.4.21: A alternativa "B " está correta. O IP 192.168.4.21 possui correspondência com a segunda rota, com rede de destino 192.168.4.0/24, conforme apresentado no cálculo abaixo. IP DESTINO 192.168.4.21 11000000.10110000.00001000.00010101 Nº REDE / IP OPERAÇÃO AND BIT A BIT ROTA 1 192.168.4.0/24 11000000.10110000.00000100.00010101 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal 2. Estudamos sobre a tabela de rotas de um roteador. Dentre as rotas apresentadas abaixo, assinale aquela que possui a melhor correspondência para o IP de destino 172.16.1.130: Nº ROTA 1 D 192.168.3.0/24 [90/342] Via 192.168.4.1, 00:00:12, GigabitEthernet0/2 2 R 192.168.1.0/24 [120/2] Via 192.168.2.2, 00:00:06, GigabitEthernet0/1 3 S 172.16.1.0/24 [1/0] Via 192.168.2.2, 00:00:06, GigabitEthernet0/1 4 S 172.16.1.128/25 [1/0] Via 192.168.2.2, 00:00:07, GigabitEthernet0/3 5 S 172.16.1.0/26 [1/0] Via 192.168.2.2, 00:00:09, GigabitEthernet0/4 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal A alternativa "D " está correta. O IP 172.16.1.130 possui melhor correspondência com a rota nº 4, com rede de destino 172.16.4.0/25, conforme é possível visualizar no quatro abaixo. IP 172.16.1.130 10101100.00010000.00000001.10000010 CORRESPONDÊNCIA Nº REDE / IP OPERAÇÃO AND BIT A BIT - 1 192.168.3.0/24 10101100.00010000.00000001.10000010 NÃO 2 192.168.1.0/24 10101100.00010000.00000001.10000010 NÃO 3 172.16.1.0/24 10101100.00010000.00000001.10000010 SIM 4 172.16.1.128/25 10101100.00010000.00000001.10000010 SIM 5 172.16.1.0/26 10101100.00010000.00000001.10000010 NÃO Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal MÓDULO 2 Empregar a utilização e operação em roteadores HARDWARE E SOFTWARE Um roteador nada mais é que um computador customizando a operação de roteamento. Como todo computador, é composto basicamente por hardware e software. O hardware é composto por interfaces de entrada e saída, memória e processador que são integrados por um barramento interno. O software é o próprio sistema operacional que controla o hardware. Em roteadores Cisco, o sistema operacional recebe o nome de Internetwork Operating System – IOS. HARDWARE CISCO Como vimos, o hardware é composto, basicamente, por processador, memória e interfaces de entrada e saída. A seguir, apresentaremos a descrição destes componentes. PROCESSADORES Assim como em outros computadores, o processador é responsável pela realização de instruções lógicas aritméticas, por isso também é conhecido como Unidade Lógica Aritmética – ULA. A Figura 3 mostra um processador instalado na placa-mãe de um computador. Fonte: Shutterstock Figura 3 ‒ Processador em placa-mãe. MEMÓRIA A memória é utilizada em computadores e roteadores para armazenar informações necessárias ao processamento de dados. Elas subdividem-se em dois tipos principais: Memórias voláteis Aquelas que necessitam de corrente elétrica para o armazenamento de dados. Memórias não voláteis Aquelas que mantêm os dados armazenados mesmo quando os equipamentos estão desligados. Um roteador Cisco, assim como um computador, possui memórias voláteis e não voláteis, sendo elas: RAM Random Access Memory, utilizada para armazenar processos, aplicações e informações necessárias à operação do roteador. ROM Read Only Memory, memória não volátil utilizada para armazenar informações que não podem ser perdidas quando o roteador está desligado. NVRAM Non-Volatile RAM, utilizada, principalmente, para armazenar arquivos de configuração que não podem ser perdidos. FLASH É uma memória não volátil, que possui a capacidade de ser atualizada, diferentemente da ROM que não pode ser reescrita. A Tabela 10 apresenta o que cada uma das memórias descritas acima armazena em um roteador Cisco típico. RAM ROM NVRAM FLASH Tabela de roteamento Arquivo de configuração corrente Buffer de memória Firmware Arquivo de configuração inicial Sistema operacional IOS Tabela 10 - Armazenamento na memória de um roteador Cisco. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal INTERFACES DE ENTRADA E SAÍDA As interfaces de entrada e saída são responsáveis pela interconexão dos equipamentos roteadores com o mundo exterior, é através delas que, por exemplo, as configurações iniciais são estabelecidas e os pacotes são transmitidos e recebidos pelas redes de computadores. As principais interfaces de um roteador Cisco padrão são: PORTA CONSOLE Responsável pela configuração inicial e acessada através de cabo rollover, com conector RJ-45 em interface de linha de comando. PORTA AUX Auxilia no acesso remoto ao roteador para gerenciamento. INTERFACE DE DADOS É responsável pelo trânsito de dados de um roteador, e pode possuir diversas velocidades. Como exemplo, podemos citar a interface GigabitEthernet que possui capacidade de 1Gbps. PORTA USB Utilizada para troca de informações e armazenamento de dados em dispositivo externo. SLOTS DE INTERFACE WAN São orifícios onde podem-se inserir cartões de interfaces com diversas funcionalidades. Como exemplo, podemos citar uma interface de rede sem fio. A Figura 4 ilustra as principais interfaces de um roteador Cisco. Fonte: EnsineMe Figura 4 ‒ Interfaces de um roteador Cisco. SOFTWARE CISCO INTERNETWORK OPERATING SYSTEM – IOS O sistema operacional Cisco – IOS é responsável, através do kernel, pelo acionamento do hardware, transformando instruções em operações realizadas pelo roteador. É através dele que podemos acessar as informações contidas nos roteadores e executar as modificações que necessitamos. Existem diversas formas de acessar o sistema operacional de roteadores Cisco, entretanto, as mais comuns são através dos softwares de emulação de terminal, via: Porta console – Utilizando um cabo rollover de comunicação serial. Conexão Telnet – Protocolo de comunicação remota sem criptografia. Conexão SSH – Protocolo de comunicação remoto com criptografia. CONFIGURAÇÃO DO SISTEMA OPERACIONAL A seguir, apresentaremos aspectos da configuração geral em roteadores Cisco e que podem ser utilizados no software Cisco Packet Tracer. MODODE EXECUÇÃO O roteador Cisco possui 04 (quatro) modos de operação: MODO EXEC Permite somente a execução de comandos básicos de gerenciamento. É caracterizado pelo símbolo “>” e é o ponto de início de configuração. MODO EXEC PRIVILEGIADO Permite acesso a todos os comandos e recursos. É caracterizado pelo símbolo “#”. MODO DE CONFIGURAÇÃO GLOBAL Permite realizar configurações no roteador, e é caracterizado pela expressão “(config)#”. MODO DE CONFIGURAÇÃO ESPECÍFICA É o modo no qual se configura interfaces ou funcionalidades específicas. Não possui uma extensão padrão, mas, como exemplo, podemos apresentar a expressão para a configuração de linha, que utiliza a expressão “(config-line)#”. A Tabela 11 mostra os comandos necessários à mudança entre os modos apresentados acima. Nº Modo de execução Comando 1 EXEC para -> EXEC Privilegiado Enable 2 EXEC Privilegiado -> Config Global Configure Terminal 3 Config Global -> Config Específica (Linha) Line VTY 0 4 Tabela 11 – Mudança de modo de execução. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal A Figura 5 ilustra, em termos práticos, a navegação entre os modos de execução em um roteador Cisco. R1> RI>enable R1#configure terminal Enter configuration commands, one per line.End with CNTL/Z. R1 (config) #interface gigabitethernet 0/1 R1 (config-if) # Figura 5 ‒ Navegação entre modos de execução. Os comandos de retorno entre os modos de execução são: Exit – Retorna ao modo anterior. End – Retorna ao modo de configuração global, independente de qual modo de execução esteja. Ctrl+Z – Mesma funcionalidade do comando “end”. ESTRUTURA BÁSICA DE COMANDO NO IOS CISCO A estrutura básica de um comando no Cisco IOS está demonstrada na Figura 6. Fonte: EnsineMe Figura 6 ‒ Estrutura de comando. Uma ajuda textual pode ser solicitada a qualquer momento durante a execução do comando, ela pode ser obtida através da inserção da “?”, conforme ilustrado na Figura 7. R1 (config) #router ? bgp Border Gateway Protocol (BGP) eigrp Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) ospf Open Shortest Path First (OSPF) rip Routing Information Protocol (RIP) Figura 7 ‒ Ajuda textual. A execução dos comandos e palavras-chaves pode ser abreviada pelo IOS, a partir do momento em que eles são únicos, no modo de execução corrente. Como exemplo, podemos abreviar a execução do comando “configure terminal” pela expressão “conf t”, conforme ilustrado na figura 8: R1#conf Enter configuration commands, one per line.End with CNTL/Z. R1 (config) # Figura 8 ‒ Abreviação de comando. Existe, ainda, uma série de teclas de atalho que podem auxiliar na execução de comandos no IOS Cisco, são elas: Teclas de atalho Função Crtl-A Leva ao início da tela Crtl-E Leva ao final da tela Crtl-R Exibe a linha de comando novamente Crtl-Z Retorna ao EXEC Privilegiado Crtl-C Aborta o comando atual Crtl-Shift-6 Interrompe o processo do IOS atual Seta p/ baixo Rola p/ histórico de comandos Seta p/ cima Rola p/ trás através do histórico de comandos Tab Completa o comando incompleto Tabela 12 – Teclas de atalho. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal CONFIGURAÇÕES BÁSICAS NO IOS CISCO No IOS Cisco é possível realizar diversas configurações, possibilitando, assim, uma melhor usabilidade, performance e segurança. CONFIGURAÇÃO DO NOME DO ROTEADOR A configuração de nome dos roteadores Cisco é realizada através do comando “hostname” no modo de Configuração Global. A Figura 9 mostra um exemplo de uma mudança de nome do roteador que pode ser executada através do Packet Tracer. router> router>enable router#conf t Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/z. router (config) #hostname R1 Rl (config) # Figura 9 ‒ Mudança de nome de roteador. PROTEÇÃO DO ROTEADOR Para melhor proteção do roteador devemos, minimamente, inserir senhas de acesso no: Acesso pela Porta Console. Acesso remoto VTY. Acesso ao modo de configuração global. A Figura 10 ilustra como é realizada a configuração para alteração das senhas de proteção do roteador. RI (config) # R1 (config) #line console 0 R1 (config-line) #password cisco SENHA NA PORTA CONSOLE R1 (config-line) #login R1 (config-line) #exit R1 (config) # R1 (config) #line vty 0 15 R1 (config-line) #pass R1 (config-line) #password cisco SENHA PARA ACESSO REMOTO R1 (config-line) #login R1 (config-line) #exit R1 (config) # R1 (config) #enable secret cisco SENHA P/ ACESSO AO MODO EXEC PRIVILEGIADO R1 (config) # Figura 10 ‒ Proteção do roteador. MENSAGENS DE BANNER Mensagens de banner são importantes na orientação de permissão de acesso. A Figura 11 ilustra como é realizada a configuração de um banner para o roteador Cisco. É importante ressaltar que um caractere deve marcar tanto o início quanto o fim de um banner. No exemplo abaixo, isto foi feito utilizando o caractere “$” R1#conf t Enter configuration commands, one per line.End with CNTL/Z. R1 (config) #banner motd $ Enter TEXT message.End with the character ‘$’. ************************************************* BANNER DE ROTEADOR ************************************************* $ R1 (config) # Figura 11 ‒ Configuração de banner. SALVAR E APAGAR AS CONFIGURAÇÕES REALIZADAS Após realizar as configurações que deseja em um roteador, é necessário realizar o salvamento destas configurações. Isto é feito copiando as configurações correntes (running-config) para o arquivo onde as configurações de inicialização (startup- config) são salvas. Nesta mesma lógica, para apagar as configurações salvas é necessário apagar o arquivo de inicialização, e reiniciar o roteador. A Figura 12 ilustra como é realizado esse processo. R1#copy running-config startup-config Destination filename [startup-config] ? SALVANDO AS CONFIGURACOES CORRENTES Building configuration... [OK] R1# R1# R1# R1#erase star Ri#erase startup-config Erasing the nvram filesystem will remove all configuration files! Continue? [confirm] [OK] APAGANDO AS CONFIGURACOES DO ROTEADOR Erase of nvram:complete %SYS-7-NV_BLOCK_INIT:Initialized the geometry of nvram R1# Figura 12 ‒ Salvar e apagar as configurações realizadas. Para descartar alterações realizadas equivocadamente, podemos utilizar o comando “no” antes do comando executado erroneamente. ATRIBUIÇÃO DE IP A UMA INTERFACE DO ROTEADOR Para efetuar alterações de IP nas interfaces do roteador, basta entrar no modo específico de configuração da interface de rede desejada e executar o comando de configuração ilustrado na Figura 13. Por padrão, as interfaces de roteador estarão desligadas, sendo então necessário ligá-las através da execução do comando “no shutdown”. R1#conf t Enter configuration commands, one per line.End with CNTL/Z. R1 (config) #interface gigabitethernet 0/0 R1 (config-if) #ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 R1 (config-if) #no sh R1 (config-if) #no shutdown R1 (config-if) #end R1# %SYS-5-CONFIG_I:Configured from console by console R1# Figura 13 ‒ Atribuição de IP à interface de roteador. PACKET TRACER VERIFICANDO O APRENDIZADO 1. ESTUDAMOS SOBRE AS CONFIGURAÇÕES DO SISTEMA OPERACIONAL DE UM ROTEADOR CISCO TÍPICO. SUPONHA QUE UM TÉCNICO EM REDES RECEBE UM ROTEADOR JÁ UTILIZADO EM OUTRA REDE E NECESSITA RETIRAR AS CONFIGURAÇÕES EXISTENTES NESSE ROTEADOR PARA COLOCAR NOVAS CONFIGURAÇÕES. O QUE ELE DEVE FAZER? A) Reiniciar o roteador. B) Apagar as configurações existentes na running-config e reiniciar o roteador. C) Apagar as configurações existentes na startup-config e reiniciar o roteador. D) Apagar o conteúdo da memória FLASH e reiniciar o roteador. E) Apagar os arquivos existentes na memória RAM e reiniciar o roteador. 2. UM ESTUDANTE DE ENGENHARIA RECEBE UM NOVO ROTEADOR PARA QUEREALIZE AS CONFIGURAÇÕES INICIAIS DO MESMO. ATRAVÉS DE QUAL INTERFACE ELE DEVE AGIR PARA REALIZAR ESSAS CONFIGURAÇÕES? A) Porta Auxiliar B) Porta Console C) Interface GigabitEthernet D) Porta USB E) Slot de Interface WAN GABARITO 1. Estudamos sobre as configurações do sistema operacional de um roteador Cisco típico. Suponha que um técnico em redes recebe um roteador já utilizado em outra rede e necessita retirar as configurações existentes nesse roteador para colocar novas configurações. O que ele deve fazer? A alternativa "C " está correta. O arquivo de inicialização startup-config contém as configurações de inicialização de um roteador. Uma vez apagado, o roteador reinicializará como se um novo equipamento fosse. Após realizar as configurações que se deseja em um roteador, é necessário realizar o salvamento destas configurações. Isto é feito copiando as configurações correntes (running-config) para o arquivo onde as configurações de inicialização (startup-config) são salvas. Nesta mesma lógica, para apagar as configurações salvas, é necessário apagar o arquivo de inicialização, e reiniciar o roteador. 2. Um estudante de Engenharia recebe um novo roteador para que realize as configurações iniciais do mesmo. Através de qual interface ele deve agir para realizar essas configurações? A alternativa "B " está correta. A porta console é a responsável pela configuração inicial e acessada através de cabo rollover, com conector RJ-45 em interface de linha de comando. MÓDULO 3 Aplicar o roteamento estático em roteadores ROTEAMENTO ESTÁTICO Como vimos, roteamento é o processo pelo qual um pacote de dados em uma rede de computadores é encaminhado, de roteador a roteador, até ser entregue em seu destino final. Fonte:Golden Sikorka/Shutterstock A decisão de encaminhamento é baseada na tabela de roteamento, que possui uma série de rotas, que podem ser inseridas no roteador por meio das seguintes formas: ROTAS DIRETAMENTE CONECTADAS Inseridas automaticamente pelo roteador, para direcionar os pacotes às redes diretamente conectadas para as interfaces deste roteador. ROTAS ESTÁTICAS Inseridas pelo administrador da rede para direcionar manualmente o caminho a ser seguido pelos pacotes de rede. ROTAS DINAMICAMENTE APRENDIDAS Rotas inseridas de forma dinâmica, através da interação dos roteadores, por intermédio de um protocolo de roteamento dinâmico comum. As rotas estáticas são aquelas configuradas através de intervenção humana, elas definem, manualmente o caminho a ser seguido para alcançar uma determinada rede de destino. Diferentemente do uso de protocolos de roteamento dinâmico, não há atualizações automáticas das rotas estáticas quando ocorrem alterações nas redes de dados. Essas atualizações devem ser informadas manualmente aos roteadores pelo administrador de rede. COMENTÁRIO Essa desvantagem pode causar lentidão ou mesmo a interrupção do funcionamento da rede até que haja intervenção do administrador de rede para sanar os problemas apresentados. A grande vantagem no uso de rotas estáticas está relacionada ao baixo consumo de processamento e memória dos roteadores, pois não há um algoritmo de roteamento sendo processado por estes equipamentos. Além disso, há menor exigência de conhecimento técnico para realizar a manutenção de redes configuradas por rotas estáticas. Para melhor entendermos o processo de inserção de rotas estáticas, observemos a rede apresentada pela Figura 14. Para que você possa praticar, recomendamos que crie essa topologia no Packet Tracer e configure as interfaces dos roteadores com os comandos apresentados no módulo anterior. Fonte: EnsineMe Figura 14 ‒ Roteamento estático. Nesta figura, podemos observar 03 (três) redes e 02 (dois) roteadores. Claramente, cada um dos roteadores aprenderá sobre a existência de duas redes diretamente conectadas, como podemos observar na Figura 15, que apresenta a tabela de roteamento do roteador R1, antes da inserção de qualquer rota por meio externo. As rotas que têm a letra C no início da linha indicam que são rotas diretamente conectadas, que são as redes 192.168.1.0/24 e 192.168.2.0/24. R1#sh ip route Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B – BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP i - IS-IS, LI - IS-IS level-1, L2- IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR P - periodic downloaded static route Gateway of last resort is not set 192.168.1.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 192.168.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0 L 192.168.1.254/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0 192.168.2.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 192.168.2.0/24 is directly connected, GigabitEtherneto/1 L 192.168.2.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/1 R1# Figura 15 ‒ Rotas diretamente conectadas. Para que o roteador “R1” aprenda sobre a existência da rede 192.168.3.0/24, e o roteador “R2” aprenda sobre a existência da rede 192.168.1.0/24, é necessário que o administrador de rede faça a inserção destas rotas manualmente, uma vez que não há protocolo de roteamento dinâmico configurado nestes roteadores. CONFIGURAÇÃO DE ROTAS ESTÁTICAS A configuração de rotas estáticas é bem simples, basta direcionarmos uma rede de destino para o IP de um roteador vizinho, e/ou a interface de saída do pacote. Os comandos para a configuração de rotas estáticas em roteadores Cisco típicos, tanto para IPv4 quanto para IPv6, são apresentados abaixo: PARA REDES IPV4: R1(Config)# Ip route (Rede Destino) (Mascara Rede Destino) (Ip próx Salto | Int Saída) PARA REDES IPV6: R1(Config)# Ipv6 route (Rede Destino/Máscara Rede) (Ipv6 próx Salto | Int Saída) A Figura 16 ilustra a configuração dos roteadores “R1” e “R2” apresentados na Figura 14, para que os mesmos possam encaminhar pacotes às redes até então desconhecidas. A primeira linha do comando apresenta a configuração do roteador R1 e a segunda linha para R2. R1(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2 R1(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1 Figura 16 ‒ Configuração de rotas estáticas. A partir desse momento, os roteadores “R1” e “R2” terão as novas rotas configuradas em suas tabelas de roteamento e poderão dar seguimento aos pacotes com destinos às redes que anteriormente eram desconhecidas por eles. A Figura 17 mostra como fica a tabela de roteamento do roteador “R1” após a inserção da rota estática apresentada na Figura 16. Como pode ser observado, a letra S na última linha da tabela de roteamento apresenta a rota estática inserida. 192.168.1.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 192.168.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0 L 192.168.1.254/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0 192.168.2.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 192.168.2.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/1 L 192.3.2.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/1 S 192.168.3.0/24 [1/0] via 192.168.2.2 Figura 17 ‒ Rota estática inserida. Para exemplificar a inserção de rotas estáticas IPv6, observemos o cenário apresentado pela Figura 18. Nele, podemos verificar que os roteadores “R1” e “R2” possuem informações somente de suas redes diretamente conectadas, não possuindo informações sobre a existência das redes 2001:db8:acad:3::/64 e 2001:db8:acad:1::/64, respectivamente. Fonte: EnsineMe Figura 18 ‒ Roteamento estático IPv6. Para inserir as rotas estáticas nos roteadores “R1” e “R2”, devemos realizar a inserção dos seguintes comandos abaixo, em cada um dos roteadores: R1(Config)# Ipv6 route 2001:db8:acad:3::/64 2001:db8:acad:2:2 R2(Config)# Ipv6 route 2001:db8:acad:1::/64 2001:db8:acad:2:1 ATENÇÃO Para que seja possível realizar o roteamento IPv6 é necessárioque, no modo de configuração global, seja digitado o comando ipv6 unicast-routing, por exemplo: R1(config)# ipv6 unicast-routing A Figura 19 mostra como fica a tabela de roteamento do roteador “R1”, após a inserção da rota estática IPv6 apresentada acima. De forma semelhante ao que foi apresentado para o protocolo IPv4, as entradas na tabela de roteamento que apresentam a letra C no início são as rotas diretamente conectadas e as que têm S, rotas estáticas. R1#sh ipv6 route IPv6 Routing Table - 6 entries Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, R - RIP, B - BGP U - Per-user Static route, M - MIPV6 I1 - ISIS LI, 12 - ISIS L2, IA - ISIS interarea, IS - ISIS summary 0 - OSPF intra, OI - OSPF inter, OEl - OSPF ext 1, OE2 - OSPF ext 2 ON1 - OSPF NSSA ext 1, ON2 - OSPF NSSA ext 2 D - EIGRP, EX - EIGRP external C 2001:DB8:ACAD:1::/64 [0/0] via GigabitEthernet0/0, directly connected L 2001:DB8:ACAD:1::2/128 [0/0] via GigabitEthernet0/0, receive C 2001:DB8:ACAD:2::/64 [0/0] via GigabitEthernet0/1, directly connected L 2001:DB8:ACAD:2::1/128 [0/0] via GigabitEthernet0/1, receive S 2001:DB8:ACAD:3::/64 [1/0] via 2001:DB8:ACAD:2::2 L FF00::/8 [0/0] via Null0, receive R1# Figura 19 ‒ Rota estática IPv6 inserida. Uma rota estática muito importante para o processo de roteamento é rota padrão, ou rota default, que tem sentido semelhante ao default gateway de um PC. Ela especifica o caminho de saída a ser utilizado pelo roteador quando não houver, na tabela de roteamento, um caminho específico para o IP de destino do pacote em análise. As rotas estáticas padrão, ou default gateway, são configuradas utilizando o seguinte comando: PARA IPV4: R1(Config)# Ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 (Ip próx Salto | Int Saída) PARA IPV6 R1(Config)# Ipv6 route ::/0 (Ipv6 próx Salto | Int Saída) Na rede Ilustrada pela Figura 14, poderíamos optar por configurar rotas estáticas padrão em cada um dos roteadores, ao invés de rotas específicas. A Figura 20 ilustra a configuração e a apresentação da tabela de roteamento para o roteador R1 com esse procedimento. Percebam que na última linha aparece a rota default, iniciando por S*. R1 (config) #ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.2.2 192.168.1.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 192.168.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0 L 192.168.1.254/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0 192.168.2.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 192.168.2.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/1 L 192.168.2.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/1 S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 192.168.2.2 Figura 20 ‒ Configuração e apresentação de rota padrão IPv4. Da mesma forma que fizemos para a rede IPv4 da Figura 14, também podemos realizar a configuração da rede da Figura 18 através da configuração de rotas estáticas padrão IPv6 em cada um dos roteadores, ao invés de rotas IPv6 específicas. A Figura 21 ilustra a apresentação da tabela de roteamento, para o roteador “R1”, após a realização deste procedimento. R1#sh ipv6 route IPv6 Routing Table - 6 entries Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, R - RIP, B - BGP U - Per-user Static route, M - MIPV6 I1 - ISIS LI, 12 - ISIS L2, IA - ISIS interarea, IS - ISIS summary 0 - OSPF intra, OI - OSPF inter, OEl - OSPF ext 1, OE2 - OSPF ext 2 ON1 - OSPF NSSA ext 1, ON2 - OSPF NSSA ext 2 D - EIGRP, EX - EIGRP external S ::/0 [1/0] via 2001:DB8:ACAD:2::2 C 2001:DB8:ACAD:1::/64 [0/0] via GigabitEthernet0/0, directly connected L 2001:DB8:ACAD:1::2/128 [0/0] via GigabitEthernet0/0, receive C 2001:DB8:ACAD:2::/64 [0/0] via GigabitEthernet0/1, directly connected L 2001:DB8:ACAD:2::1/128 [0/0] via GigabitEthernet0/1, receive S 2001:DB8:ACAD:3::/64 [1/0] via 2001:DB8:ACAD:2::2 L FF00::/8 [0/0] via Null0, receive R1# Figura 21 ‒ Rota default IPv6 na tabela de roteamento. Outra aplicação muito útil que as rotas estáticas nos fornecem é a função de rota estática flutuante. Ela consiste em elevarmos artificialmente a distância administrativa de uma rota estática para que haja uma alternativa à rota estática principal. EXEMPLO Esta aplicação pode ser útil, por exemplo, na contratação de um segundo acesso para a internet por uma empresa. Neste caso, o acesso principal teria uma rota estática default com a distância administrativa padrão de 1 (um), e seria realizada a configuração de uma segunda rota estática para outro acesso à internet. Esta segunda rota teria distância administrativa 2 (dois). Com isso, uma vez que o enlace principal falhasse, a rota principal seria retirada da tabela de roteamento pelo roteador e automaticamente substituída pela rota secundária flutuante, permitindo, assim, a continuidade no acesso à internet por essa empresa. Para a realização desta configuração, precisaremos realizar o ajuste da distância administrativa conforme apresentado abaixo: PARA ROTAS IPV4: R1(Config)# Ip route (Rede Destino) (Mascara Rede Destino) (Ip próx Salto | Int Saída) [Distância Administrativa] PARA ROTAS IPV6: R1(Config)# Ipv6 route (Rede Destino/Máscara Rede) (Ipv6 próx Salto | Int Saída) [Distância Administrativa] PARA ROTAS DEFAULT IPV4: R1(Config)# Ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 (Ip próx Salto | Int Saída) [Distância Administrativa] PARA ROTAS DEFAULT IPV6 R1(Config)# Ipv6 route ::/0 (Ipv6 próx Salto | Int Saída) [Distância Administrativa] Como exemplo, faremos a configuração de redundância para a rede da Figura 22, onde o administrador de redes possui um caminho principal de acesso à internet com capacidade de 1Gbps, e um canal alternativo com capacidade de acesso de 100Mbps. Recomendamos que crie a topologia no Packet Tracer para que possa treinar os comandos. Fonte: EnsineMe Figura 22 ‒ Rota redundante. A configuração em questão é efetuada para prover acesso à internet principal pelo Internet Service Provider (ISP) “B”, e ao ISP “A” como secundário, pois este último possui 10 (dez) vezes menos capacidade de acesso à internet que o primeiro provedor. A configuração é estabelecida da seguinte forma: R1(Config)# Ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 200.10.10.254 R1(Config)# Ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 200.20.20.254 2 Assim, a primeira rota terá distância administrativa padrão igual a 1, sendo colocada na tabela de roteamento pelo roteador. Quando esse enlace principal vier a falhar, a segunda rota, que possui distância administrativa igual a 2 (dois), assumirá a função de roteamento padrão para a internet. VANTAGENS E DESVANTAGENS DAS ROTAS ESTÁTICAS As vantagens no uso de rotas estáticas são: UTILIZAÇÃO DE RECURSOS Baixo consumo de recursos de processamento e memória dos roteadores, quando comparado com a utilização de processos de roteamento dinâmico. LARGURA DE BANDA Não há troca de informação entre os roteadores, logo, não há utilização de largura de banda de um canal de comunicações. TRAJETO DO PACOTE O administrador de rede sabe exatamente o trajeto dos pacotes de rede, pois foi ele quem configurou as rotas existentes nos roteadores. As desvantagens no uso de rotas estáticas são: REDES DE MÉDIO E GRANDE PORTE A administração de redes de médio e grande porte torna-se extremamente complexa através da utilização de redes configuradas com rotas estática. INTERRUPÇÃO DE COMUNICAÇÃO O tempo de reação dos administradores de rede às possíveis interrupções de comunicações gera transtornos aos usuários das mesmas. ESCALABILIDADE A inserção ou remanejamento de uma rede de computadores numa rede administrada por rotas estáticas é extremamente dispendiosa, pois o administrador de redes precisa ajustar a configuração da nova rede em todos os roteadores sob sua administração. CRIANDO ROTAS ESTÁTICAS VERIFICANDO O APRENDIZADO 1. ESTUDAMOS SOBRE AS CONFIGURAÇÕES DE ROTAS ESTÁTICAS EM UM ROTEADOR CISCO TÍPICO. SUPONHA QUE UM TÉCNICO EM REDES NECESSITA CONFIGURAR UMA ROTA ESTÁTICA NO ROTEADOR R1, DA FIGURA ABAIXO, PARA PODER ALCANÇAR A REDE172.16.3.0/24. QUAL DAS ALTERNATIVAS ABAIXO REPRESENTA A CONFIGURAÇÃO ADEQUADA? A) R1(config)# ip route 172.16.2.0 255.255.255.0 172.16.3.0 B) R1(config)# ip route 172.16.3.0 255.255.255.0 172.16.3.254 C) R1(config)# ip route 172.16.3.0 255.255.255.0 172.16.2.2 D) R1(config)# ip route 172.16.2.0 255.255.255.0 Gigabitethernet 0/0 E) R1# ip route 172.16.2.0 255.255.255.0 Gigabitethernet 0/1 2. ESTUDAMOS SOBRE AS CONFIGURAÇÕES DE ROTAS ESTÁTICAS EM UM ROTEADOR CISCO TÍPICO. SUPONHA QUE UM TÉCNICO EM REDES NECESSITA CONFIGURAR UMA ROTA ESTÁTICA NO ROTEADOR R1, DA FIGURA ABAIXO, PARA PODER ALCANÇAR A REDE 2001:DB8:ACAD:3::/64. QUAL DAS ALTERNATIVAS ABAIXO REPRESENTA A CONFIGURAÇÃO ADEQUADA? A) R1(config)# ipv6 route 2001:db8:acad:2::/64 2001:db8:acad:3::0 B) R1(config)# ipv6 route 2001:db8:acad:3::/64 2001:db8:acad:3::0 C) R1(config)# ipv6 route 2001:db8:acad:3::/64 2001:db8:acad:2::1 D) R1(config)# ipv6 route 2001:db8:acad:3::/64 Gigabitethernet 0/0 E) R1(config)# ipv6 route 2001:db8:acad:2::/64 Gigabitethernet 0/1 GABARITO 1. Estudamos sobre as configurações de rotas estáticas em um roteador Cisco típico. Suponha que um técnico em redes necessita configurar uma rota estática no roteador R1, da figura abaixo, para poder alcançar a rede 172.16.3.0/24. Qual das alternativas abaixo representa a configuração adequada? A alternativa "C " está correta. A rede de destino é 172.16.3.0/24 = 172.16.3.0 255.255.255.0 O ip do próximo salto é 172.16.2.2, que é o ip do roteador R2 na rede diretamente conectada à R1. A interface de saída de R1 com destino à rede em questão é a interface Gigabitethernet 0/1. 2. Estudamos sobre as configurações de rotas estáticas em um roteador Cisco típico. Suponha que um técnico em redes necessita configurar uma rota estática no roteador R1, da figura abaixo, para poder alcançar a rede 2001:db8:acad:3::/64. Qual das alternativas abaixo representa a configuração adequada? A alternativa "C " está correta. A rede de destino é = 2001:db8:acad:3::/64. O ipv6 do próximo salto é 2001:db8:acad:2::1, que é o ipv6 do roteador R2 na rede diretamente conectada à R1. A interface de saída de R1 com destino à rede em questão é a interface GigabitEthernet 0/1. MÓDULO 4 Reconhecer os sistemas autônomos e os principais processos de roteamento dinâmico Intra-AS e Inter-AS SISTEMAS AUTÔNOMOS Um sistema autônomo, ou Autonomous System, é assim definido na internet: Na Internet, um sistema autônomo (AS) é uma coleção de prefixos de roteamento conectados por Protocolo Internet (IP) sob o controle de um ou mais operadores de rede que apresenta uma política comum e claramente definida de roteamento para a Internet (ver RFC 1930, Seção 3). (WIKIPEDIA, 2020) É através dos sistemas autônomos que as redes globalmente são conectadas, conforme podemos observar através da Figura 23. Fonte: EnsineMe Figura 23 ‒ Sistemas autônomos. Nesta imagem, verificamos que existe a convivência entre diversos protocolos de roteamento, que executam a função de conectar as diversas redes existentes através daquilo que conhecemos como internet. ROTEAMENTO INTRA-AS E INTER-AS Os protocolos de roteamento responsáveis pelo roteamento interno aos sistemas autônomos, ou seja, Intra-AS, estão categorizados como Interior Gateway Protocol (IGP). Os protocolos de roteamento Intra-AS ainda são subdivididos entre aqueles que executam roteamento baseados em processos de vetores de distância (Distance Vector) e aqueles que estão baseados em processos de estado de link (Link State). Os protocolos vetor de distância (Distance Vector) mais conhecidos são o Routing Information Protocol (RIP) e o Enhanced Information Gateway Routing Protocol (EIGRP), sendo o último menos utilizado por ser proprietário da Cisco. Já os protocolos baseados em estado de link (Link State) mais conhecidos são o Open Shortest Path First (OSPF) e o Intermediate System to Intermediate System (IS-IS). VOCÊ SABIA Os protocolos de roteamento responsáveis por interconectar os diversos sistemas autônomos existentes, ou seja, Inter-AS, estão categorizados como Exterior Gateway Protocol (EGP). Sendo o protocolo mais comum o Border Gateway Protocol (BGP), baseado no processo de roteamento Path Vector (vetor de caminho). A Tabela 13 resume a classificação entre os diversos tipos de protocolos de roteamento dinâmico. Protocolos de roteamento dinâmico Interior Gateway Protocols (IGP) – Intra-AS Protocolos Distance Vector RIP EIGRP Protocolos Link State IS-IS OSPF Exterior Gateway Protocols (EGP) – Inter-AS Protocolo Path Vector BGP Tabela 13 – Classificação dos protocolos de roteamento dinâmico. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal ROTEAMENTO DINÂMICO Os objetivos dos protocolos de roteamento dinâmico estão apresentados abaixo: DESCOBRIR REDES REMOTAS. MANTER INFORMAÇÕES DE ROTEAMENTO ATUALIZADAS. DETERMINAR O MELHOR CAMINHO PARA CADA REDE DE DESTINO. ENCONTRAR ROTAS ALTERNATIVAS CASO O CAMINHO PRINCIPAL VENHA A FALHAR. A forma como cada protocolo alcança os objetivos acima está diretamente ligada ao tipo de processo de roteamento, que, como vimos, subdivide-se em protocolos vetor de distância (Distance Vector), estado de enlace (Link State) e Vetor de caminhos (Path Vector). PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO DISTANCE VECTOR Os protocolos de vetor de distância possuem a característica de anunciar as rotas para roteadores vizinhos através de duas informações: Distância Contabiliza a distância, ou custo, até uma rede de destino baseada numa métrica predefinida, como número de saltos entre roteadores, largura de banda, atraso, confiabilidade ou ocupação do canal. Vetor Especifica a direção em que o pacote deve ser remetido para alcançar a rede de destino com o menor custo possível, isto é feito através da escolha da interface de saída do roteador. Os princípios de funcionamento de um protocolo de roteamento Distance Vector são: Os roteadores enviam e recebem informações de roteamento através de suas interfaces. Os roteadores compartilham informações de roteamento com outros roteadores que usam o mesmo protocolo de roteamento. Os roteadores trocam informações para descobrir redes remotas. Os roteadores atualizam os outros roteadores do grupo quando há alterações topológicas detectadas. Para ilustrar o processo de roteamento dinâmico vetor de distância, observe a rede ilustrada na Figura 24, que usaremos como base para apresentar as fases deste processo de roteamento dinâmico. Lembro que o Routing Information Protocol (RIP) tem sua métrica baseada na contagem de saltos. Na sequência, apresentaremos a troca de informações de roteamento entre os roteadores envolvidos nesse processo, até que eles alcancem a convergência, ou seja, o conhecimento total da rede. Para facilitar a visualização, ao invés de apresentarmos nas tabelas subsequentes os endereços das redes, vamos simplificar apresentando as redes com as numerações apresentadas na Figura 24 (1, 2, 3 e 4). Fonte: EnsineMe Figura 24 ‒ Rede de roteamento dinâmico vetor de distância. Num primeiro momento, quando ainda não houve troca de informação entre os roteadores, cada um deles só conhece suas redes diretamente conectadas, como ilustrado na Tabela 14. R1 R2 R3 REDE INT SALTO REDE INT SALTO REDE INT SALTO 1 0/0 0 2 0/0 0 3 0/0 0 2 0/1 0 3 0/1 0 4 0/1 0 Tabela 14 – Estado inicial dos roteadores. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal Num segundo estágio, os roteadores trocam informações de roteamento com seus roteadores vizinhos, que passam a conhecer as redes remotas diretamente conectadas àqueles vizinhos que os atualizaram. A Tabela 15 evidencia as informações aprendidas por cada roteador após esse segundo estágio. R1 R2 R3 REDE INT SALTO REDE INT SALTO REDE INT SALTO 1 0/0 0 2 0/0 0 3 0/0 0 2 0/1 0 3 0/1 0 4 0/1 0 3 0/1 1 1 0/0 1 2 0/0 1 4 0/11 Tabela 15 – Estado dos roteadores após 1ª interação. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal Como podemos verificar, os roteadores “R1” e “R3” ainda não conhecem toda topologia da rede, necessitando então de uma segunda troca de informações para que todos os roteadores desta rede atinjam o estado de convergência. A Tabela 16 evidencia as novas informações aprendidas pelos roteadores “R1” e “R3”, após essa segunda troca de informações de roteamento. R1 R2 R3 REDE INT SALTO REDE INT SALTO REDE INT SALTO 1 0/0 0 2 0/0 0 3 0/0 0 2 0/1 0 3 0/1 0 4 0/1 0 3 0/1 1 1 0/0 1 2 0/0 1 4 0/1 2 4 0/1 1 1 0/0 2 Tabela 16 – Estado dos roteadores após 2ª interação. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO LINK STATE Todos os protocolos de roteamento dinâmico Link State, ou estado de enlace, utilizam o algoritmo de roteamento de Dijkstra, também conhecido como Shortest Path First (SPF). O algoritmo dos protocolos de estado de enlace calcula o melhor caminho para uma rede de destino utilizando os seguintes princípios: CUSTO Cada roteador anuncia o custo acumulado até uma rede de destino para os outros roteadores participantes do grupo de roteamento. Esse custo é normalmente baseado na largura de banda dos links de comunicação. CÁLCULO DE ROTA Cada roteador, baseado nas informações recebidas pelos roteadores do grupo, calcula o melhor caminho para cada rede existente na topologia do grupo. Os princípios de funcionamento de um protocolo de roteamento Link State são: Cada roteador, inicialmente, aprende sobre suas redes diretamente conectadas. Cada roteador precisa estabelecer adjacência com os roteadores vizinhos que estão utilizando o mesmo protocolo de roteamento. Cada roteador constrói um Link State Packet (LSP) com os estados de links diretamente conectados. Cada roteador inunda os outros roteadores do grupo com as informações LSP de seus estados de link. Cada roteador, após receber os LSP dos outros roteadores do grupo, armazena a topologia de rede em um banco de dados, que é utilizado para tomar as decisões de roteamento. Para exemplificar, vamos utilizar a topologia apresentada na Figura 25, a fim de entendermos a montagem do banco de dados LSP por cada um dos roteadores. Fonte: EnsineMe Figura 25 ‒ Rede de roteamento dinâmico estado de link. Num momento inicial, os roteadores possuem LSP das suas redes diretamente conectadas. A Tabela 17 apresenta o estado de enlace inicial para o roteador “R1”. R1 - LSP REDE 192.168.1.0/24 Endereço IP 192.168.1.254 Tipo de rede GigabitEthernet Custo 10 Vizinho - REDE 192.168.2.0/24 Endereço IP 192.168.2.1 Tipo de rede GigabitEthernet Custo 1 Vizinho 192.168.2.2 Tabela 17 – LSP inicial de R1. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal Após a montagem do LSP, cada roteador forma adjacência com os roteadores vizinhos processando o mesmo protocolo de roteamento, e os LSP são inundados nessa rede. COMENTÁRIO Através desse banco de dados LSP, cada roteador é capaz de compreender a topologia da rede e tomar as decisões de roteamento baseadas nessa topologia. A Tabela 18 apresenta o banco de dados de “R1” após o recebimento de informações LSP dos roteadores “R2” e “R3” para a topologia da Figura 25. Em evidência, encontra-se a informação de Gateway (GW) que irá compor a tabela de roteamento desse roteador. R1 - LSP (1) R1 - LSP (2) R1 - LSP (3) R1 - LSP (4) REDE (1) REDE (2) REDE (3) REDE (4) IP .1.254 IP .2.1 IP - IP - Tipo GEth Tipo GEth Tipo GEth Tipo GEth Custo 10 Custo 1 Custo 2 Custo 12 Vizinho - Vizinho .2.2 Vizinho - Vizinho - GW Ge0/0 GW Ge0/1 GW .2.2 GW .2.2 Tabela 18 – Banco de dados LSP do roteador R1. Fonte: EnsineMe. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO PATH VECTOR Diferentemente dos processos de roteamento de vetor de distância e de estado de enlace, que são processos Intra-AS, os processos de roteamento dinâmico Path Vector são processos de roteamento Inter-AS, ou seja, eles são responsáveis pelas ligações existentes entre os Autonomous Systems. A Figura 26 ilustra uma rede com processo de roteamento Inter-AS. Fonte: EnsineMe Figura 26 ‒ Roteamento Inter-AS. O protocolo que executa a função de roteamento Inter-AS é o Border Gateway Protocol (BGP), ele oferece a cada AS, meios de: Obter dos AS vizinhos informações para alcançar as redes associadas. Difundir informações sobre rotas aprendidas por meio dos protocolos de roteamento Intra-AS. Determinar os melhores caminhos baseado nas informações de roteamento, e políticas associadas aos AS. Devido à complexidade de informações e políticas inseridas nas formas de difusão de redes de cada AS, esse processo introduz dois novos atributos: AS-PATH ‒ Esse atributo contém as informações dos AS pelos quais passaram as informações de uma determinada rede de destino. NEXT-HOP – É a interface de roteador que inicia o AS-PATH. Os princípios de funcionamento de um protocolo de roteamento BGP são: As rotas recebem um valor preferencial local, que podem ser inseridos pelo administrador de rede, ou descobertos dinamicamente por algum roteador envolvido no processo. No caso de rotas com o mesmo valor preferencial, é considerada melhor rota aquela que possui AS-PATH mais curto. No caso de rotas com o mesmo valor de preferência local e AS-PATH, é eleita melhor rota aquela que possui NEXT-HOP mais próximo. Caso ainda reste alguma rota, identificadores BGP podem ser utilizados para selecionar a melhor rota. CRIANDO ROTAS INTERNAS VERIFICANDO O APRENDIZADO 1. ESTUDAMOS SOBRE O ROTEAMENTO DINÂMICO. NESTE SENTIDO, APÓS ATINGIR A CONVERGÊNCIA, QUAL SERÁ O ESTADO FINAL DO PROCESSO DE ROTEAMENTO RIP (DISTANCE VECTOR COM CONTAGEM DE SALTOS) PARA O ROTEADOR “R1” DA FIGURA ABAIXO? A) A) R1 A) REDE A) INT A) SALTO A) 1 A) 0/0 A) 0 A) 2 A) 0/1 A) 0 A) 3 A) 0/1 A) 1 A) 4 A) 0/2 A) 1 A) 5 A) 0/2 A) 2 A) 6 A) 0/2 A) 3 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal A) B) B) R1 B) REDE B) INT B) SALTO B) 1 B) 0/0 B) 0 B) 2 B) 0/1 B) 0 B) 3 B) 0/1 B) 1 B) 4 B) 0/2 B) 0 B) 5 B) 0/2 B) 1 B) 6 B) 0/2 B) 2 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal B) C) C) R1 C) REDE C) INT C) SALTO C) 1 C) 0/0 C) 1 C) 2 C) 0/1 C) 1 C) 3 C) 0/1 C) 1 C) 4 C) 0/1 C) 0 C) 5 C) 0/2 C) 1 C) 6 C) 0/2 C) 2 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal C) D) D) R1 D) REDE D) INT D) SALTO D) 1 D) 0/0 D) 0 D) 2 D) 0/1 D) 0 D) 3 D) 0/1 D) 1 D) 4 D) 0/1 D) 0 D) 5 D) 0/1 D) 1 D) 6 D) 0/1 D) 2 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal D) E) E) R1 E) REDE E) INT E) SALTO E) 1 E) 0/0 E) 0 E) 2 E) 0/1 E) 0 E) 3 E) 0/1 E) 1 E) 4 E) 0/2 E) 1 E) 5 E) 0/2 E) 2 E) 6 E) 0/2 E) 2 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal E) 2. ESTUDAMOS SOBRE O ROTEAMENTO DINÂMICO. AS LETRAS A, B, C, D, E, F E G NA FIGURA ABAIXO REPRESENTAM PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO DINÂMICO. ASSINALE A ALTERNATIVA QUE REPRESENTA UMA POSSIBILIDADE VÁLIDA DE USO DESSES PROTOCOLOS PARA O CENÁRIO APRESENTADO. OBS.: AS – AUTONOMOUS SYSTEM. A) OSPF; BGP; IS-IS; BGP; BGP; RIP; BGP B) OSPF; BGP; IS-IS; BGP; BGP; OSPF; BGP C) BGP; OSPF; BGP; IS-IS; BGP; BGP; RIP D) OSPF; BGP; IS-IS; BGP; BGP; RIP; EIGRP E) BGP; IS-IS; BGP; OSPF; RIP; BGP; BGP GABARITO 1. Estudamos sobre o roteamento dinâmico. Neste sentido, após atingir a convergência, qual será o estado final do processo de roteamento RIP (Distance Vector com contagem de saltos) para o roteador “R1” da figura abaixo? A alternativa "B " está correta. No momento inicial, a contagem de saltos é 0, pois o roteador só conhece suas interfaces diretamente conectadas,ou seja, as redes 1, 2 e 3. Num segundo momento, ele é atualizado por seus vizinhos e passa a conhecer as redes 3 e 5, com 1 salto de distância. Após a segunda atualização, passa a conhecer a rede 6, com 2 saltos de distância. 2. Estudamos sobre o roteamento dinâmico. As letras A, B, C, D, E, F e G na figura abaixo representam protocolos de roteamento dinâmico. Assinale a alternativa que representa uma possibilidade válida de uso desses protocolos para o cenário apresentado. Obs.: AS – Autonomous System. A alternativa "D " está correta. A, C, F e G necessitam de processos de roteamento dinâmico Intra-AS (OSPF, RIP, IS-IS e EIGRP). B, D e E necessitam de processos de roteamento Inter-AS (BGP). CONCLUSÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS Vimos neste tema os conceitos básicos do processo de roteamento, ou seja, as principais formas pelas quais os roteadores podem aprender sobre as redes existentes. Inicialmente, apresentamos a operação das rotas estáticas que são configuradas manualmente pelos administradores de redes. A seguir, mostramos que existem diversos processos de roteamento dinâmico, e que cada um deles é dedicado a um tipo de característica específica, e que cabe ao administrador de rede escolher aquele que melhor se adequa à sua rede. Para ilustrar as operações de roteamento, utilizamos como referência o software Packet Tracer, que é um ambiente de simulação para equipamentos Cisco. A partir deste momento, é necessário aprofundar o estudo dos protocolos de roteamento para aperfeiçoar a prática de configuração exigida por cada um deles. AVALIAÇÃO DO TEMA: REFERÊNCIAS KUROSE, J. F.; ROSS, K. W. Redes de Computadores e a Internet. 6. ed. São Paulo: Pearson, 2014. TANENBAUM, A. S.; WETHERALL, D. Redes de Computadores. 5. ed. São Paulo: Pearson Universidades, 2011. EXPLORE+ Para saber mais sobre os assuntos tratados neste tema, pesquise na internet: As RFC dos protocolos de roteamento dinâmico comentados neste curso, RIP, EIGRP, OSPF IS-IS e o BGP. CONTEUDISTA Isaac Newton Ferreira Santa Rita CURRÍCULO LATTES javascript:void(0);
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