Camada de Rede no Modelo OSI

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Aula 5 
5.0.1 Introdução 
Vimos como as aplicações e serviços de rede em um dispositivo final podem comunicar-se com 
aplicações e serviços em execução em outro dispositivo final. 
 
A seguir, conforme mostra a figura, vamos examinar como estes dados são passados adiante 
através da rede de maneira eficiente, do dispositivo final de origem (ou host) até o host de 
destino. 
 
Os protocolos da camada de Rede do modelo OSI especificam o endereçamento e processos 
que possibilitam que os dados da camada de transporte sejam empacotados e transportados. 
O encapsulamento da camada de rede permite que seus conteúdos sejam passados para o 
destino dentro de uma rede ou em uma outra rede com um mínimo de overhead. 
 
Esta aula enfoca o papel da camada de rede, examinando como ela divide as redes em grupos 
de hosts para gerenciar o fluxo de pacotes de dados dentro de uma rede. Veremos também 
como se facilita a comunicação entre redes. Esta comunicação entre redes é chamada de 
roteamento. 
 
Objetivos 
 
Ao final desta aula, você será capaz de: 
▪ Identificar o papel da camada de rede quando ela descreve a comunicação de um 
dispositivo final com outro dispositivo final. 
▪ Analisar o protocolo mais comum da camada de rede, o Internet Protocol (IP), e seus 
recursos para proporcionar serviços melhores e sem conexão. 
▪ Entender os princípios usados para orientar a divisão, ou agrupamento, dos 
dispositivos em redes. 
▪ Entender o endereçamento hierárquico dos dispositivos e como isso possibilita a 
comunicação entre as redes. 
▪ Entender os fundamentos das rotas, endereços de próximo salto e encaminhamento 
de pacotes a uma rede de destino. 
 
endereçamento hierárquico: Esquema de endereçamento no qual uma rede é particionada 
em seções, e na qual o identificador da seção forma uma parte de cada endereço de destino e 
o identificador de destino forma a outra. 
 
 
5.1.1 Camada de Rede (IPV4) – Comunicação Host a Host 
A camada de rede, ou Camada 3 do OSI, fornece serviços para realizar trocas de fragmentos 
individuais de dados na rede entre dispositivos finais identificados. Para realizar este 
transporte de uma extremidade à outra, a camada 3 utiliza quatro processos básicos: 
▪ Endereçamento 
▪ Encapsulamento 
▪ Roteamento 
▪ Decapsulamento 
 
A animação da figura demonstra a troca de dados. 
Endereçamento 
Primeiro, a camada de rede precisa fornecer o mecanismo de endereçamento destes 
dispositivos finais. Se fragmentos individuais de dados precisam ser direcionados a um 
dispositivo final, este dispositivo precisa ter um endereço único. Em uma rede IPv4, quando 
este endereço é atribuído a um dispositivo, o dispositivo passa a ser chamado de host. 
Encapsulamento 
Em segundo lugar, a camada de rede precisa fornecer o encapsulamento. Além da necessidade 
dos dispositivos serem identificados com um endereço, os fragmentos individuais (as PDUs da 
camada de rede) também devem conter estes endereços. Durante o processo de 
encapsulamento, a camada 3 recebe a PDU da camada 4 e acrescenta um cabeçalho ou rótulo 
da camada 3 para criar uma PDU da camada 3. Ao fazer referência à camada de rede, 
chamamos esta PDU de pacote. Quando se cria um pacote, o cabeçalho deve conter, entre 
outras informações, o endereço do host para o qual ele está sendo enviado. Este endereço é 
chamado de endereço de destino. O cabeçalho da camada 3 também contém o endereço do 
host de origem. Este endereço é chamado de endereço de origem. 
Depois que a camada de rede completa seu processo de encapsulamento, o pacote é enviado 
para a camada de enlace de dados para ser preparado para o transporte através do meio 
físico. 
Roteamento 
Em seguida, a camada de rede precisa fornecer serviços para direcionar estes pacotes a seu 
host de destino. Os hosts de origem e de destino nem sempre estão conectados à mesma 
rede. De fato, o pacote pode ter que viajar através de muitas redes diferentes. Ao longo do 
caminho, cada pacote precisa ser guiado através da rede para chegar a seu destino final. Os 
dispositivos intermediários que conectam as redes são chamados roteadores. O papel do 
roteador é selecionar o caminho e direcionar os pacotes a seus destinos. Este processo é 
conhecido como roteamento. 
Durante o roteamento através de uma rede, o pacote pode atravessar muitos dispositivos 
intermediários. Cada rota que um pacote toma para chegar ao próximo dispositivo é chamada 
de salto. Conforme o pacote é direcionado, seu conteúdo (a PDU da camada de transporte) 
permanece intacto até a chegada ao host de destino. 
Desencapsulamento 
Finalmente, o pacote chega ao host de destino e é processado na camada 3. O host examina o 
endereço de destino para verificar se o pacote estava endereçado para este dispositivo. Se o 
endereço estiver correto, o pacote é desencapsulado pela camada de rede e a PDU da camada 
4 contida no pacote é passado para o serviço apropriado da camada de transporte. 
Diferente da camada de transporte (camada 4 do OSI), que gerencia o transporte de dados 
entre os processos em execução em cada host final, os protocolos de camada de rede 
especificam a estrutura e o processamento dos pacotes usados para carregar os dados de um 
host para outro. O funcionamento sem consideração aos dados de aplicações carregadas em 
cada pacote permite que a camada da rede leve pacotes para diversos tipos de comunicações 
entre múltiplos hosts. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Protocolos da Camada de Rede 
Os protocolos implementados na camada de rede que transportam os dados de usuários 
incluem: 
Internet Protocol version 4 (IPv4) 
Internet Protocol version 6 (IPv6) 
Novell Internetwork Packet Exchange (IPX) 
AppleTalk 
Connectionless Network Service (CLNS/DECNet) 
 
O Internet Protocol (IPv4 e IPv6) é o protocolo mais usado para transporte de dados da 
camada 3 e será o foco desta aula. A discussão de outros protocolos será mínima. 
 
 
 
5.1.2 O Protocolo IPv4 – Exemplo de Protocolo de Camada de Rede 
O Papel do IPv4 
Conforme mostra a figura, os serviços da camada de rede implementados pelo conjunto dos 
protocolos TCP/IP constituem o Internet Protocol (IP). Atualmente, a versão 4 do IP (IPv4) é a 
versão mais utilizada. Este é o único protocolo da camada 3, além do Ipv6, que são usados 
para levar dados de usuários através da Internet e é o foco de nossa aula. Portanto, ele será o 
exemplo que usaremos para os protocolos da camada de rede nesta disciplina. 
 
A versão 6 do IP (IPv6) foi desenvolvida e está sendo ainda implementada. O IPv6 vai operar 
simultaneamente com o IPv4 e poderá substituí-lo no futuro. Os serviços oferecidos pelo IP, 
bem como a estrutura e o conteúdo dos cabeçalhos do pacote, são especificados tanto pelo 
protocolo IPv4 quanto pelo IPv6. Estes serviços e estrutura de pacotes são usados para 
encapsular os datagramas UDP ou segmentos TCP para seu transporte através de uma conexão 
entre redes. 
 
As características de cada protocolo são diferentes. O entendimento destas características 
permitirá que você compreenda o funcionamento dos serviços descritos por este protocolo. 
 
O Internet Protocol foi elaborado como um protocolo com baixo overhead. Ele somente 
fornece as funções necessárias para enviar um pacote de uma origem a um destino por um 
sistema de redes. O protocolo não foi elaborado para rastrear e gerenciar o fluxo dos pacotes. 
Estas funções são realizadas por outros protocolos de outras camadas. 
 
Características básicas do IPv4: 
▪ Sem conexão - Nenhuma conexão é estabelecida antes do envio dos pacotes de dados. 
▪ Melhor Esforço (não confiável) - Nenhum cabeçalho é usado para garantir a entrega 
dos pacotes. 
▪ Independente de Meios Físicos - Opera independentemente do meio que transporta 
os dados. 
 
 
 
5.1.3 O Protocolo IPv4 – Sem Conexão 
 
ServiçoSem Conexão 
 
Um exemplo de comunicação sem conexão é enviar uma carta a alguém sem notificar o 
destinatário com antecedência. Conforme mostra a figura, o serviço de correios ainda recebe a 
carta e a entrega ao destinatário. As comunicações de dados sem conexão funcionam sob o 
mesmo princípío. Os pacotes IP são enviados sem notificar o host final de que eles estão 
chegando. 
 
Os protocolos orientados a conexão, como o TCP, requerem que sejam trocados dados de 
controle para estabelecer a conexão, assim como campos adicionais no cabeçalho da PDU. Em 
razão do IP ser sem conexão, ele não requer uma troca inicial de informações de controle para 
estabelecer uma conexão entre as extremidades antes do envio dos pacotes, nem requer 
campos adicionais no cabeçalho da PDU para manter esta conexão. Este processo reduz muito 
o cabeçalho IP. 
 
Entretanto, a entrega de pacotes sem conexão pode resultar na chegada dos pacotes ao 
destino fora de seqüência. Se a entrega de pacotes foi feita fora de ordem ou ocorreu a falta 
de pacotes, isso criará problemas para a aplicação que usará os dados, os serviços das camadas 
superiores terão que resolver estas questões. 
 
 
 
 
 
 
5.1.4 O Protocolo IPv4 – Melhor Esforço 
 
Serviço de Melhor Esforço (não confiável) 
 
O protocolo IP não onera o serviço IP ao proporcionar confiabilidade. Em comparação com um 
protocolo confiável, o cabeçalho IP é menor. O transporte destes cabeçalhos menores requer 
menos overhead. Menos overhead significa menos atraso na entrega. Esta característica é 
desejável para um protocolo da camada 3. 
 
A missão da camada 3 é transportar os pacotes entre os hosts, e ao mesmo tempo 
sobrecarregar a rede o menos possível. A camada 3 não tem preocupações nem ciência sobre 
o tipo de comunicação contida dentro de um pacote. Esta responsabilidade é papel das 
camadas superiores, conforme necessário. As camadas superiores podem decidir se a 
comunicação entre serviços precisa de confiabilidade e se esta comunicação pode tolerar os 
requisitos de confiabilidade do overhead. 
 
O IP geralmente é considerado um protocolo não confiável. Neste contexto, não confiável não 
significa que o IP trabalhe adequadamente algumas vezes e não funcione bem outras vezes. 
Isso também não quer dizer que ele não seja adequado como protocolo de comunicação de 
dados. O significado de não confiável é simplesmente que o IP não possui a capacidade de 
gerenciar e recuperar pacotes não entregues ou corrompidos. 
 
Como os protocolos de outras camadas conseguem gerenciar a confiabilidade, o IP consegue 
funcionar com grande eficiência na camada de rede. Se incluíssemos um cabeçalho de 
confiabilidade em nosso protocolo da camada 3, as comunicações que não requerem conexões 
ou confiabilidade seriam sobrecarregadas com o consumo de largura de banda e o atraso 
produzido por este cabeçalho. No conjunto TCP/IP, a camada de transporte pode escolher 
entre TCP ou UDP, com base nas necessidades de comunicação. Assim como com todo o 
isolamento de camadas proporcionado pelos modelos de rede, deixar a decisão sobre 
confiabilidade para a camada de transporte torna o IP mais adaptável e fácil de se acomodar 
com diferentes tipos de comunicação. 
 
O cabeçalho de um pacote IP não inclui campos necessários para uma entrega de dados 
confiável. Não há confirmações da entrega de pacotes. Não há controle de erros para os 
dados. Também não existe nenhuma forma de rastreamento de pacotes, e por isso não há 
possibilidade de retransmissão de pacotes. 
 
 
 
 
 
 
5.1.5 O Protocolo IPv4 – Independente do Meio Físico 
 
Independente do Meio Físico 
 
A camada de rede também não fica sobrecarregada com as características do meio físico em 
que os pacotes serão transportados. O IPv4 e o IPv6 operam independentemente do meio 
físico que transporta os dados nas camadas inferiores da pilha de protocolo. Conforme mostra 
a figura, qualquer pacote IP individual pode ser passado eletricamente por cabo, como os 
sinais ópticos nas fibras, ou sem fio como sinais de rádio. 
 
É responsabilidade da camada de Enlace de Dados do OSI pegar um pacote IP e prepará-lo 
para transmissão pelo meio físico de comunicação. Isso quer dizer que o transporte de pacote 
IP não está limitado a nenhum meio físico particular. 
 
Porém, existe uma característica de grande importância do meio físico que a camada de rede 
considera: o tamanho máximo da PDU que cada meio físico consegue transportar. Esta 
característica é chamada de Maximum Transmition Unit (MTU). Parte das comunicações de 
controle entre a camada de enlace de dados e a camada de rede é o estabelecimento de um 
tamanho máximo para o pacote. A camada de enlace de dados envia a MTU para cima para a 
camada de rede. A camada de rede determina então o tamanho de criação dos pacotes. 
 
Em alguns casos, um dispositivo intermediário (geralmente um roteador) precisará dividir o 
pacote ao enviá-lo de um meio físico para outro com uma MTU menor. Este processo é 
chamado fragmentação do pacote ou fragmentação. 
 
Links 
 
RFC-791 http://www.ietf.org/rfc/rfc0791.txt 
 
Maximum Transmition Unit (MTU): Unidade maxima de transmissão. Tamanho máximo do 
pacote, em bytes, que determinada interface pode manusear. 
 
Fragmentação: A fragmentação de datagramas IP a fim de atingir os requisitos MTU de 
protocolos de 2 camadas. 
 
 
 
 
 
5.1.6 Pacote IPv4 – Empacotando a PDU da Camada de Transporte 
 
O IPv4 encapsula ou empacota o segmento ou datagrama da camada de tranpsorte para que a 
rede possa entregá-lo ao host de destino. Observe nas etapas da figura para visualizar este 
processo. O encapsulamento IPv4 permanece no lugar desde o momento em que o pacote 
deixa a camada de rede do host de origem até que ele chegue à camada de rede do host de 
destino. 
 
O processo de encapsulamento de dados pela camada possibilita que os serviços nas 
diferentes camadas se desenvolvam e escalem sem afetar outras camadas. Isso signfiica que os 
segmentos da camada de transporte podem ser imediatamente empacotados pelos protocolos 
existentes na camada de rede, como o IPv4 ou o IPv6, ou por qualquer novo protocolo que 
venha a ser desenvolvido no futuro. 
 
Os roteadores podem implementar estes diferentes protocolos de camada de rede para que 
operem simultaneamente em uma rede entre os mesmos hosts ou entre hosts diferentes. O 
http://www.ietf.org/rfc/rfc0791.txt
roteamento realizado por estes dispositivos intermediários considera somente os conteúdos 
do cabeçalho do pacote que encapsula o segmento. 
 
Em todos os casos, a porção de dados do pacote (ou seja, a PDU encapsulada da camada de 
transporte) permanece inalterada durante os processos da camada de rede. 
 
Links 
 
RFC-791 http://www.ietf.org/rfc/rfc0791.txt 
 
 
 
 
http://www.ietf.org/rfc/rfc0791.txt
 
 
 
 
 
 
5.1.7 Cabeçalho de Pacote IPv4 
 
Conforme mostra a figura, um protocolo IPv4 define muitos campos diferentes no cabeçalho 
do pacote. Estes campos contêm valores binários que os serviços IPv4 usam como referência 
ao enviarem pacotes através da rede. 
 
Esta aula abrangerá estes 6 campos-chave: 
▪ Endereço IP de Origem 
▪ Endereços IP de Destino 
▪ Tempo de Vida ou Time-to-Live (TTL) 
▪ Tipo de Serviço ou Type-of-Service (ToS) 
▪ Protocolo 
▪ Deslocamento de Fragmento 
 
Campos-Chave do Cabeçalho IPv4 
 
Passe por cada campo do gráfico para visualizar a sua finalidade. 
 
Endereços IP de Destino 
 
O Endereço IP de Destino contém um valor binário de 32 bits que representa o endereço do 
host de destino do pacote da camada 3. 
 
Endereço IP de Origem 
 
O Endereço IP de Origem contém um valor binário de 32 bits que representa o endereço do 
host de origem do pacote da camada 3. 
 
Tempo de Vida 
 
O Tempo de Vida (TTL) é um valor binário de 8 bits que indica o "tempo de vida" restante do 
pacote. O valor TTL diminui em pelo menos um a cada vez que o pacote é processado por um 
roteador (ou seja, a cada salto). Quando o valor chega a zero, o roteador descarta ou 
abandonao pacote e ele é removido do fluxo de dados da rede. Este mecanismo evita que os 
pacotes que não conseguem chegar a seus destinos sejam encaminhados indefinidamente 
entre roteadores em um loop de roteamento. Se os loops de roteamento tivessem permissão 
para continuar, a rede ficaria congestionada com os pacotes de dados que nunca chegariam a 
seus destinos. A diminuição do valor de TTL a cada salto assegura que ele chegue a zero e que 
o pacote com um campo TTL expirado seja descartado. 
 
Protocolo 
 
O valor binário de 8 bits indica o tipo de payload (carga útil) de dados que o pacote está 
carregando. O campo Protocolo possibilita que a camada de rede passe os dados para o 
protocolo apropriado das camadas superiores. 
 
Alguns exemplos de valores: 
▪ 01 ICMP 
▪ 06 TCP 
▪ 17 UDP 
 
Tipo de Serviço 
 
O campo Tipo de Serviço contém um valor binário de 8 bits que é usado para determinar a 
prioridade de cada pacote. Este valor permite que um mecanismo de Qualidade de Serviço 
(QoS) seja aplicado aos pacotes com alta prioridade, como os que carregam dados de voz para 
telefonia. O roteador que processa os pacotes pode ser configurado para decidir qual pacote 
será encaminhado com base no valor do Tipo de Serviço. 
 
 
Deslocamento de Fragmento 
 
Conforme mencionado anteriormente, um roteador pode precisar fragmentar um pacote ao 
encaminhá-lo de um meio físico para outro que tenha uma MTU menor. Quando ocorre a 
fragmentação, o pacote IPv4 usa o campo Deslocamento de Fragmento e a flag MF no 
cabeçalho IP para reconstruir o pacote quando ele chega ao host de destino. O campo 
deslocamento de fragmento identifica a ordem na qual o fragmento do pacote deve ser 
colocado na reconstrução. 
 
Flag Mais Fragmentos 
 
A flag Mais Fragmentos (MF) é um único bit no campo Flag usado com o Deslocamento de 
Fragmentos na fragmentação e reconstrução de pacotes. O bit da flag Mais Fragmentos é 
configurado, o que significa que ele não é o último fragmento de um pacote. Quando um host 
de destino vê um pacote. Quando um host de destino vê um pacote chegar com MF = 1, ele 
examina o Deslocamento de Fragmentos para ver onde este fragmento deve ser colocado no 
pacote reconstruído. Quando um host de destino recebe um quadro com MF = 0 e um valor 
diferente de zero no Deslocamento de Fragmentos, ele designa este fragmento como a última 
parte do pacote reconstruído. Um pacote não fragmentado possui todas as iformações de 
fragmentação iguais a zero (MF = 0, deslocamento de fragmentos = 0). 
 
Flag Não Fragmentar 
 
A flag Não Fragmentar (DF) é um único bit no campo Flag que indica que a fragmentação do 
pacote não é permitida. Se o bit da flag Não Fragmentar for configurado, a fragmentação do 
pacote NÃO será permitida. Se um roteador precisar fragmentar um pacote para permitir que 
ele passe para a camada de enlace de dados e o bit DF estiver definido como 1, o roteador 
descartará o pacote. 
 
Links: 
 
RFC791 http://www.ietf.org/rfc/rfc0791.txt 
 
Para uma lista completa de valores do campo Número de Protocolo IP 
 
http://www.iana.org/assignments/protocol-numbers 
 
http://www.ietf.org/rfc/rfc0791.txt
http://www.iana.org/assignments/protocol-numbers
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Outros Campos do Cabeçalho IPv4 
 
Visualize cada campo e suas finalidades nas gravuras: 
 
Versão - Contém o número da versão IP (4). 
 
Comprimento do Cabeçalho (IHL) - Especifica o tamanho do cabeçalho do pacote. 
 
Comprimento do Pacote - Este campo fornece o tamanho total do pacote em bytes, incluindo 
o cabeçalho e os dados. 
 
Identificação - Este campo é usado principalmente para identificar unicamente os fragmentos 
de um pacote IP original. 
 
Checksum do Cabeçalho - O campo de checksum é usado para a verificação de erros no 
cabeçalho do pacote. 
 
Opções - Há uma provisão para campos adicionais no cabeçalho IPv4 para oferecer outros 
serviços, mas eles raramente são utilizados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pacote IP Típico 
 
A figura representa um pacote IP completo, com valores típicos de campos de cabeçalho. 
 
Versão = 4; versão IP. 
 
IHL = 5; tamanho do cabeçalho em palavras de 32 bits (4 bytes). Este cabeçalho é de 5*4 = 20 
bytes, o tamanho mínimo válido. 
 
Comprimento Total = 472; tamanho do pacote (cabeçalho e dados) é de 472 bytes. 
 
Identificação = 111; identificador do pacote original (necessário se ele for fragmentado mais 
tarde). 
 
Flag = 0; denota um pacote que pode ser fragmentado se necessário. 
 
Deslocamento de Fragmento = 0; denota que o pacote não está fragmentado atualmente (não 
há deslocamento). 
 
Tempo de Vida = 123; significa o tempo de processamento da camada 3 em segundos antes do 
pacote ser descartado (reduzido em pelo menos 1 a cada vez que um dispositivo processa o 
cabeçalho do pacote). 
 
Protocolo = 6; significa que os dados carregados por este pacote são um segmento TCP. 
 
 
 
 
5.2.1 Redes – Separando Hosts em Grupos Comuns 
 
Uma das principais funções da camada de rede é fornecer um mecanismo para o 
endereçamento de hosts. Como o número de hosts da rede cresce, é necessário um maior 
planejamento para gerenciar e fazer o endereçamento da rede. 
 
Dividindo Redes 
 
Em vez de ter todos os hosts conectados a uma vasta rede global, é mais prático e fácil 
gerenciar agrupando os hosts em redes específicas. Historicamente, as redes baseadas em IP 
têm suas raízes em uma grande rede. Conforme esta rede única cresceu, cresceram também 
os problemas associados a esse crescimento. Para aliviar estes problemas, a grande rede foi 
separada em redes menores que foram interconectadas. Estas redes menores geralmente são 
chamadas sub-redes. 
 
Rede e sub-rede são termos geralmente usados alternadamente para denominar qualquer 
sistema de rede possível pelo compartilhamento de protocolos comuns de comunicação do 
modelo TCP/IP. 
 
Do mesmo modo, conforme nossas redes crescem, elas podem tornar-se grandes demais para 
serem gerenciadas como uma única rede. Neste momento, precisamos dividir nossa rede. 
Quando planejamos a divisão da rede, precisamos agrupar os hosts com fatores comuns na 
mesma rede. 
 
Conforme mostra a figura, as redes podem ser agrupadas com base em fatores que incluem: 
▪ Localização geográfica 
▪ Finalidade 
▪ Propriedade 
 
 
 
 
 
 
 
 
Agrupando Hosts Geograficamente 
 
Podemos agrupar os hosts de uma rede. O agrupamento de hosts de mesma localização, como 
cada edifício de um campus universitário ou cada andar de um edifício, em redes separadas 
pode melhorar o gerenciamento e o funcionamento da rede. 
 
Agrupando Hosts por Finalidades Específicas 
 
Os usuários que possuem tarefas semelhantes normalmente usam os mesmos softwares, 
ferramentas e possuem padrões comuns de tráfego. Normalmente, podemos reduzir o tráfego 
necessário para o uso de softwares e ferramentas específicos colocando os recursos para 
suportá-los na rede que contém os usuários. 
 
O volume do tráfego de dados na rede gerado por diferentes aplicações pode variar 
significativamente. A divisão de redes com base no uso facilita a alocação eficiente dos 
recursos de rede, bem como o acesso autorizado a estes recursos. Os profissionais da área de 
redes precisam equilibrar o número de hosts em uma rede com a quantidade de tráfego 
gerado pelos usuários. Por exemplo, considere uma empresa que emprega designers gráficos 
que usam uma rede para compartilhar arquivos multimídia muito grandes. Estes arquivos 
consomem a maior parte da largura de banda disponível em quase todo o dia de trabalho. A 
empresa também emprega vendedores que apenas efetuam login uma vez por dia para 
registrar suas transações de venda, o que gera um mínimo de tráfego de rede. Neste cenário, o 
melhor uso dos recursos de rede seria criar diversas redes pequenas, às quais alguns designers 
tivessem acesso, e uma rede maior para que todos os vendedores usassem. 
 
Agrupando Hosts por Propriedade 
 
O uso de uma base organizacional (empresa,departamento) para criar redes ajuda a controlar 
o acesso aos dispositivos e dados, bem como a administração das redes. Em uma rede grande, 
é muito mais difícil definir e limitar a responsabilidade das pessoas nas redes. A divisão dos 
hosts em redes separadas fornece um limite para o reforço e o gerenciamento da segurança 
de cada rede. 
 
Links: 
 
Projeto de redes 
http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/design/guide/nd2002.html 
 
http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/design/guide/nd2002.html
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.2.2 Por que Hosts Divididos em Redes? – Desempenho 
Conforme mencionado anteriormente, conforme o crescimento das redes, elas apresentam 
problemas que podem ser pelo menos parcialmente aliviados com a divisão da rede em redes 
menores interconectadas. 
 
Os problemas comuns com grandes redes são: 
Deterioração do desempenho 
Problemas de segurança 
Gerenciamento de Endereços 
 
Melhorando o Desempenho 
 
Um maior número de hosts conectados a uma única rede pode produzir volumes de tráfego de 
dados que podem forçar, quando não sobrecarregar, os recursos de rede como a largura de 
banda e a capacidade de roteamento. 
 
A divisão de grandes redes de modo que os hosts que precisam se comunicar sejam reunidos 
reduz o tráfego nas conexões de redes. 
 
Além das próprias comunicações de dados entre hosts, o gerenciamento da rede e o tráfego 
de controle (overhead) também aumentam com o número de hosts. Um contribuinte 
significativo para este overhead pode ser os broadcast. 
 
Um broadcast é uma mensagem enviada de um host para todos os outros hosts da rede. 
Normalmente, um host inicia um broadcast quando as informações sobre um outro host 
desconhecido são necessárias. O broadcast é uma ferramenta necessária e útil usada pelos 
protocolos para habilitar a comunicação de dados nas redes. Porém, grandes números de 
hosts geram grandes números de broadcast que consomem a largura de banda. E em razão de 
alguns hosts precisarem processar o pacote de broadcast, as outras funções produtivas que o 
host está executando também são interrompidas ou deterioradas. 
 
Os broadcasts ficam contidos dentro de uma rede. Neste contexto, uma rede também é 
conhecida como um domínio de broadcast. Gerenciar o tamanho dos domínios de broadcast 
pela divisão de uma rede em sub-redes garante que o desempenho da rede e dos hosts não 
seja deteriorado em níveis inaceitáveis. 
 
 
 
Nesta atividade, a substituição de um switch por um roteador separa um grande domínio de 
broadcast em dois domínios mais gerenciáveis. 
 
5.2.3 Por que hosts divididos em redes – Segurança 
 
A rede baseada em IP que se transformou na Internet tinha originalmente um pequeno 
número de usuários confiáveis nas agências governamentais dos Estados Unidos e nas 
organizações de pesquisa por elas patrocinadas. Nesta pequena comunidade, a segurança não 
era um problema significativo. 
 
A situação mudou conforme indivíduos, empresas e organizações desenvolveram suas próprias 
redes IP que se conectam à Internet. Os dispositivos, serviços, comunicações e dados são 
propriedade destes proprietários de redes. Os dispositivos de rede de outras empresas e 
organizações não precisam conectar-se à sua rede. 
 
A divisão de redes com base na propriedade significa que o acesso entre os recursos fora de 
cada rede pode ser proibido, permitido ou monitorado. 
 
Passe pelos botões Acesso Concedido e Acesso Negado na figura para visualizar diferentes 
níveis de segurança. 
 
O acesso à conexão de rede dentro de uma empresa ou organização pode ser garantido do 
mesmo modo. Por exemplo, uma rede universitária pode ser dividida em sub-redes, uma de 
pesquisa e outra de estudantes. A divisão de uma rede com base no acesso dos usuários é um 
meio de assegurar as comunicações e os dados contra o acesso não autorizado de usuários 
tanto de dentro da organização quanto de fora dela. 
 
A segurança de redes é implementada em um dispositivo intermediário (um roteador ou 
aplicação de firewall) no perímetro da rede. A função de firewall realizada por este dispositivo 
permite que somente os dados confiáveis e conhecidos acessem a rede. 
 
Links: 
 
segurança nas redes IP 
 
http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/case/studies/cs003.html 
 
 
 
 
http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/case/studies/cs003.html
 
 
 
 
 
 
5.2.4 Por que hosts divididos em redes? – Gerenciamento de Endereços 
 
A Internet consiste em milhões de hosts, cada um identificado por seu endereço único na 
camada de rede. Esperar que cada host conheça o endereço de todos os outros hosts seria 
impor uma sobrecarga de processamento a estes dispositivos de rede, que deterioraria 
gravemente o seu desempenho. 
 
A divisão de grandes redes de modo que os hosts que precisam se comunicar sejam reunidos 
reduz o overhead desnecessário de todos os hosts que precisam conhecer todos os endereços. 
 
Para todos os outros destinos, os hosts precisam saber apenas o endereço de um dispositivo 
intermediário, ao qual eles enviam pacotes para todos os outros endereços de destino. Este 
dispositivo intermediário é chamado gateway. O gateway é um roteador em uma rede que 
funciona como saída dessa rede. 
 
 
 
5.2.5 Como separar os hosts em redes? – Endereçamento Hierárquico 
 
Para conseguir dividir as redes, precisamos do endereçamento hierárquico. Um endereço 
hierárquico identifica cada host de maneira única. Ele também possui níveis que auxiliam no 
encaminhamento de pacotes através de conexões de redes, o que possibilita que uma rede 
seja dividia com base nesses níveis. 
 
Para suportar as comunicações de dados nas conexões de redes, os esquemas de 
endereçamento da camada de rede são hierárquicos. 
 
Conforme mostra a figura, os endereços postais são grandes exemplos de endereços 
hierárquicos. 
 
Considerem o caso do envio de uma carta do Japão para um funcionário que trabalha na Cisco 
Systems. 
 
A carta teria que ser endereçada: 
 
Nome do Funcionário 
 
Cisco Systems 
 
170 West Tasman Drive 
 
San Jose, CA 95134 
 
USA 
 
Se uma carta fosse postada no país de origem, a autoridade postal olharia apenas para o país 
de destino e veria que a carta estaria destinada para os Estados Unidos. Nenhum outro detalhe 
do endereço precisaria ser processado neste nível. 
 
Na chegada aos Estados Unidos, a agência de correio olharia primeiro o estado, Califórnia. A 
cidade, a rua e o nome da empresa não seriam examinados se a carta ainda precisasse ser 
encaminhada para o estado correto. Na Califórnia, a carta seria direcionada para San Jose. Lá, 
o portador do correio local seria usado para encaminhá-la a seu destino final. 
 
A referência dirigida apenas ao nível relevante do endereço (país, estado, cidade, rua, número 
e funcionário) em cada estágio do direcionamento da carta para o próximo salto torna este 
processo muito eficiente. Não há necessidade de que cada estágio de encaminhamento 
conheça a localização exata do destino; a carta foi encaminhada para a direção geral até que o 
nome do funcionário fosse finalmente utilizado no destino. 
 
Hierárquico 
 
Os endereços hierárquicos da camada de rede funcionam de maneira muito semelhante. Os 
endereços da camada 3 fornecem a porção de rede do endereço. Os roteadores encaminham 
pacotes entre redes usando como referência apenas a parte do endereço da camada de rede 
que é necessário para direcionar o pacote à rede de destino. No momento em que o pacote 
chega à rede de destino, o endereço de destino completo do host será usado para entregar o 
pacote. 
 
Se uma grande rede precisa ser dividida em redes menores, podem ser criadas camadas 
adicionais de endereços. O uso do esquema de endereçamento hierárquico significa que os 
níveis mais elevados de endereço (como o país no endereço postal) pode ser conservado, o 
nível médiodenota os endereços de rede (estado ou cidade) e o nível inferior os hosts 
individuais. 
 
 
 
5.2.6 Dividindo as redes – Redes de Redes 
 
Se uma grande rede precisa ser dividida em redes menores, podem ser criadas camadas 
adicionais de endereços. O uso do endereçamento hierárquico significa que os níveis 
superiores de endereço são conservados, com um nível de sub-rede e por último o nível de 
hosts. 
 
O endereço lógico IPv4 de 32 bits é hierárquico e é composto de duas partes. A primeira parte 
identifica a rede e a segunda parte identifica um host nesta rede. As duas partes são 
necessárias para um endereço IP completo. 
 
Por questão de conveniência, os endereços IPv4 são divididos em quatro grupos de oito bits 
(octetos). Cada octeto é convertido em seu valor decimal e o endereço completo é escrito 
como os quatro valores decimais separados por pontos. 
 
Por exemplo - 192.168.18.57 
 
Neste exemplo, conforme mostra a figura, os primeiros três octetos, (192.168.18), identificam 
a porção de rede do endereço, e o último octeto (57) identifica o host. 
 
Este é um endereçamento hierárquico porque a porção de rede indica a rede na qual cada 
endereço único de host se localiza. Os roteadores precisam saber apenas como alcançar cada 
rede, em vez de precisar saber a localização de cada host individualmente. 
 
todos os hosts de uma rede é o mesmo. Para dividir uma rede, a porção de rede do endereço é 
estendida para usar bits da porção de host do endereço. Estes bits de host emprestados são 
usados depois como bits de rede para representar as diferentes sub-redes dentro do escopo 
da rede original. 
 
Considerando que o endereço Ipv4 é de 32 bits, quando os bits de host são usados para dividir 
uma rede, sub-redes serão criadas resultando em um número menor de hosts em cada sub-
rede. No entanto, independente do número de sub-redes criadas, todos os 32 bits são 
necessários para identificar um host individual. 
 
O número de bits de um endereço usado como porção de rede é chamado de tamanho do 
prefixo. Por exemplo, se uma rede usa 24 bits para expressar a porção de rede de um 
endereço, o prefixo é denominado /24. Nos dispositivos em uma rede IPv4, um número 
separado de 32 bits chamado máscara de sub-rede indica o prefixo. 
 
Nota: Na aula 6 tratará do endereçamento de redes e sub-redes IPv4 em detalhes. 
 
A extensão do comprimento do prefixo ou máscara de sub-rede possibilita a criação destas 
sub-redes. Deste modo, os administradores de rede têm a flexibilidade de dividir as redes para 
satisfazer diferentes necessidades, como localização, gerenciamento de desempenho de rede 
e segurança, e ao mesmo tempo asseguram que cada host possua um único endereço. 
 
No entanto, com o propósito de esclarecimento, os primeiros 24 bits de um endereço IPv4 
serão usados como a porção de rede neste capítulo. 
 
Links: 
 
Internet Assigned Numbers Authority 
 
http://www.iana.org/ 
 
http://www.iana.org/
 
 
5.3.1 Parâmetros de Dispositivos – Suportando a Comunicação fora da nossa rede 
 
Dentro de uma rede ou sub-rede, os hosts se comunicam uns com os outros sem necessidade 
de qualquer dispositivo intermediário da camada de rede. Quando um host precisa se 
comunicar com outra rede, um dispositivo intermediário ou roteador atua como gateway para 
a outra rede. 
 
Como parte de sua configuração, um host possui um gateway padrão definido. Conforme 
mostra a figura, este endereço de gateway é o endereço da interface de um roteador que está 
conectado à mesma rede do host. 
 
Tenha em mente que não é possível para um host específico conhecer o endereço de todos os 
dispositivos da Internet com o qual ele poderá ter que se comunicar. Para comunicar-se com 
um dispositivo em outra rede, o host usa o endereço deste gateway ou gateway padrão para 
encaminhar um pacote para fora de sua rede local. 
 
O roteador também precisa de uma rota que defina para onde encaminhar o pacote logo em 
seguida. Isso é chamado de endereço de próximo salto. Se uma rota estiver disponível para o 
roteador, ele encaminhará o pacote para o roteador de próximo salto que oferece o caminho 
para a rede de destino. 
 
Links: 
 
RFC823 
 
http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt 
 
 
 
 
5.3.2 Pacotes IP – Transportando Dados de uma Extremidade a outra 
 
Como você sabe, a função da camada de rede é transferir os dados do host que os originou 
para o host que os utilizará. Durante o encapsulamento no host de origem, um pacote IP é 
construído na camada 3 para transportar a PDU da camada 4. Se o host de destino estiver na 
mesma rede do host de origem, o pacote será entregue entre os dois hosts no meio físico local 
sem a necessidade de um roteador. 
 
Entretanto, se o host de destino e o host de origem não estiverem na mesma rede, o pacote 
poderá transportar uma PDU da camada de transporte através de muitas redes e muitos 
roteadores. Conforme isso ocorre, as informações nele contidas não são alteradas por nenhum 
roteador quando as decisões de encaminhamento são tomadas. 
 
A cada salto, as decisões de encaminhamento são baseadas nas informações do cabeçalho do 
pacote IP. O pacote e seu encapsulamento da camada de rede também permanecem 
basicamente intactos através de todo o processo, desde o host de origem até o host de 
destino. 
 
Se a comunicação for entre os hosts de redes diferentes, a rede local entregará o pacote desde 
a origem até seu roteador de gateway. O roteador examina a porção de rede do endereço de 
destino do pacote e encaminha o pacote para a interface apropriada. Se a rede de destino for 
diretamente conectada a este roteador, o pacote será encaminhado diretamente ao host. Se a 
http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt
rede de destino não for diretamente conectada, o pacote será encaminhado para um segundo 
roteador que será o roteador de próximo salto. 
 
Então, o encaminhamento do pacote será responsabilidade deste segundo roteador. Muitos 
roteadores ou saltos ao longo do caminho poderão processar o pacote antes da chegada ao 
destino. 
 
Clique nas etapas da figura para seguir o caminho do pacote IP. 
 
Links: 
 
RFC791 http://www.ietf.org/rfc/rfc0791.txt 
 
RFC823 http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt 
 
 
 
http://www.ietf.org/rfc/rfc0791.txt
http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.3.3 Gateway – A Saída da Nossa Rede 
 
O gateway, também conhecido como gateway padrão, é necessário para enviar um pacote 
para fora da rede local. Se a porção de rede do endereço de destino do pacote for diferente da 
rede do host de origem, o pacote terá que ser roteado para fora da rede original. Para que isso 
ocorra, o pacote é enviado para o gateway. Este gateway é a interface de um roteador 
conectado à rede local. A interface do gateway possui um endereço da camada de rede que 
corresponde ao endereço de rede dos hosts. Os hosts são configurados para reconhecer este 
endereço como o gateway. 
 
Gateway Padrão 
 
O gateway padrão é configurado em um host. Em um computador Windows, as ferramentas 
Propriedades do Internet Protocol (TCP/IP) são usadas para inserir o endereço IPv4 do gateway 
padrão. Tanto o endereço IPv4 do host quanto o endereço do gateway devem possuir a 
mesma porção de rede (ou sub-rede, se for o caso) de seus respectivos endereços. 
 
Clique no gráfico para visualizar as Propriedades Windows. 
 
Configuração do gateway do host 
http://www.microsoft.com/technet/community/columns/cableguy/cg0903.mspx 
 
 
 
 
http://www.microsoft.com/technet/community/columns/cableguy/cg0903.mspx
 
 
Confirmando o Gateway e a Rota 
 
Conforme mostra a figura, o endereço IP do gateway padrão de um host pode ser visualizado 
pela execução dos comandos ipconfig ou route na linha de comando de um computador 
Windows. O comando route também é usado em um host Linux ou UNIX. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nenhum pacote pode ser encaminhadosem uma rota. Quer o pacote tenha origem em um 
host ou esteja sendo encaminhado por um dispositivo intermediário, o dispositivo precisa ter 
uma rota para identificar para onde encaminhar o pacote. 
 
Um host precisa encaminhar um pacote para o host na rede local ou para o gateway, conforme 
apropriado. Para encaminhar os pacotes, o host precisa ter rotas que representem estes 
destinos. 
 
Um roteador toma uma decisão de encaminhamento para cada pacote que chega à interface 
de gateway. Este processo de encaminhamento é chamado de roteamento. Para encaminhar 
um pacote para uma rede de destino, o roteador requer uma rota para essa rede. Se não 
existir uma rota para a rede de destino, o pacote não poderá ser encaminhado. 
 
A rede de destino pode estar a alguns roteadores ou saltos de distância do gateway. A rota 
para essa rede indicaria somente o roteador de próximo salto para o qual o pacote deve ser 
encaminhado, e não o roteador final. O processo de roteamento usa uma rota para mapear o 
endereço da rede de destino para o próximo salto, e então encaminhar o pacote para o 
endereço deste próximo salto. 
 
Links: 
 
RFC823 http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt 
 
 
 
5.3.4 Uma Rota – O Caminho para uma Rede 
 
Uma rota para pacotes para destinos remotos é acrescentada com o uso do endereço do 
gateway padrão como o próximo salto. Embora isso não seja feito geralmente, um host 
também pode ter suas rotas acrescentadas manualmente por meio de configurações. 
 
Assim como os dispositivos finais, os roteadores também adicionam rotas para redes 
conectadas à sua tabela de roteamento. Quando a interface de um roteador é configurada 
com um endereço IP e uma máscara de sub-rede, a interface torna-se parte dessa rede. Agora, 
a tabela de roteamento inclui essa rede como uma rede diretamente conectada. Porém, todas 
as outras rotas precisam ser configuradas ou adquiridas por meio de um protocolo de 
http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt
roteamento. Para encaminhar um pacote, o roteador precisa saber para onde enviá-lo. Esta 
informação está disponível na forma de rotas em uma tabela de roteamento. 
 
A tabela de roteamento armazena informações sobre redes conectadas e remotas. As redes 
conectadas estão diretamente ligadas a uma das interfaces do roteador. Estas interfaces são 
os gateways para os hosts em diferentes redes locais. As redes remotas são redes que não 
estão diretamente conectadas ao roteador. As rotas para essas redes podem ser configuradas 
manualmente no roteador pelo administrador da rede, ou então aprendidas automaticamente 
com o uso de protocolos de roteamento. 
 
As rotas da tabela de roteamento possuem três atributos principais: 
▪ Rede de destino 
▪ Próximo salto 
▪ Métrica 
 
O roteador associa o endereço de destino do cabeçalho do pacote à rede de destino de uma 
rota da tabela de roteamento, e encaminha o pacote para o roteador de próximo salto 
especificado por essa rota. Se houver duas ou mais rotas possíveis para o mesmo destino, a 
métrica será utilizada para decidir qual rota aparecerá na tabela de roteamento. 
 
Conforme mostra a figura, a tabela de roteamento de um roteador Cisco pode ser verificada 
com o comando show ip route. 
 
Nota: O processo de roteamento e a função da métrica são o assuntos aprofundados que não 
serão abordados em nossas aulas, pois não haveria tempo suficiente para tal. 
 
Como vocês sabem, os pacotes não podem ser encaminhados pelo roteador sem uma rota. Se 
uma rota que representa a rede de destino não estiver na tabela de roteamento, o pacote será 
descartado (ou seja, não será encaminhado). A rota correspondente pode ser uma rota para 
uma rede diretamente conectada ou uma rota para uma rede remota. O roteador também 
pode usar uma rota padrão para encaminhar o pacote. A rota padrão é usada quando a rota de 
destino não está representada por qualquer outra rota na tabela de roteamento. 
 
 
 
Tabela de Roteamento dos Hosts 
 
Um host cria as rotas usadas para encaminhar os pacotes que gera. Estas rotas derivam da 
rede conectada e da configuração do gateway padrão. 
 
Os hosts acrescentam automaticamente todas as redes conectadas às rotas. Estas rotas para 
as redes locais permitem que os pacotes sejam entregues aos hosts conectados a estas redes. 
 
Os hosts também requerem uma tabela de roteamento local para assegurar que os pacotes da 
camada de rede sejam direcionados para a rede de destino correta. Diferente da tabela de 
roteamento de um roteador, que contém tanto rotas locais quanto remotas, a tabela do host 
normalmente contém sua conexão ou conexões diretas com a rede e sua própria rota padrão 
para o gateway. A configuração do endereço do gateway padrão no host cria a rota padrão 
local. 
 
Conforme mostra a figura, a tabela de roteamento de um computador host pode ser verificada 
na linha de comando pela execução dos comandos route, netstat-r, ou route PRINT . 
 
Am algumas circunstâncias, você poderá querer indicar rotas mais específicas de um host. 
Você pode usar as seguintes opções para o comando route para modificar o conteúdo da 
tabela de roteamento: 
 
route ADD 
route DELETE 
route CHANGE 
 
Links: 
 
RFC823 http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt 
 
 
 
 
5.3.5 A Rede de Destino 
 
A rede de destino mostrada em uma entrada da tabela de roteamento, chamada de rota, 
representa uma série de endereços de hosts e, algumas vezes, uma série de endereços de 
redes e hosts. 
 
A natureza hierárquica do endereçamento da camada 3 signfiica que uma entrada de rota 
pode referir-se a uma grande rede geral e outra entrada pode referir-se a uma sub-rede dessa 
mesma rede. Ao encaminhar um pacote, o roteador selecionará a rota mais específica. 
 
Retornando ao exemplo anterior do endereçamento postal, considerem enviar a mesma carta 
do Japão para o endereço 170 West Tasman Drive San Jose, California USA. Qual endereço 
você usaria: "USA" ou "San Jose California USA" ou "West Tasman Drive San Jose, California 
USA" ou "170 West Tasman Drive San Jose, California USA"? 
 
O quarto endereço, o mais específico, seria utilizado. Entretanto, para outra carta em que o 
número do edifício fosse desconhecido, a terceira opção forneceria a melhor opção de 
endereço. 
 
http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt
Da mesma maneira, um pacote destinado à uma sub-rede de uma rede maior seria roteado 
com o uso da rota para a sub-rede. Porém, um pacote endereçado a uma sub-rede diferente 
dentro da mesma rede maior seria roteado com o uso de uma entrada mais geral. 
 
Conforme mostra a figura, se um pacote chegar a um roteador com o endereço de destino 
10.1.1.55, o roteador encaminhará o pacote a um roteador de próximo salto associado a uma 
rota para a rede 10.1.1.0. Se uma rota para 10.1.1.0 não estiver listada no roteamento, mas 
houver uma rota disponível para 10.1.0.0, o pacote será encaminhado para o roteador de 
próximo salto para essa rede. 
 
Logo, a precedência da seleção de rota para o pacote que vai para 10.1.1.55 seria: 
 
1. 10.1.1.0 
 
2. 10.1.0.0 
 
3. 10.0.0.0 
 
4. 0.0.0.0 (Rota padrão, se configurada) 
 
5. Descartado 
 
 
 
Rota Padrão 
 
Um roteador pode ser configurado para ter uma rota padrão. Uma rota padrão é uma rota que 
corresponderá a todas as redes de destino. Nas redes IPv4, o endereço 0.0.0.0 é usado com 
esta finalidade. A rota padrão é usada para encaminhar pacotes para os quais não há entrada 
na tabela de roteamento para a rede de destino. Os pacotes com um endereço de rede de 
destino que não corresponde a uma rota mais específica na tabela de roteamento são 
encaminhados para o próximo salto associado à rota padrão. 
 
Links: 
 
RFC823 http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt 
 
 
 
5.3.6 O Próximo Salto – Para onde o Pacote vai em seguida 
 
O próximo salto é o endereço do dispositivo que processará o pacote em seguida. Para um 
host em uma rede, o endereçodo gateway padrão (interface do roteador) é o próximo salto 
para todos os pacotes destinados a uma outra rede. 
 
Na tabela de roteamento de um roteador, cada rota lista um próximo salto para cada 
endereço de destino que fizer parte da rota. Conforme cada pacote chega a um roteador, o 
endereço da rede de destino é examinado e comparado com as rotas da tabela de 
roteamento. Quando uma rota correspondente é determinada, o endereço de próximo salto 
para essa rota é usado para encaminhar o pacote a seu destino. Então, o roteador encaminha 
o pacote pela interface na qual o roteador de próximo salto está conectado. O roteador de 
próximo salto é o gateway para redes além daquele destino intermediário. 
 
As redes diretamente conectadas a um roteador não possuem endereço de próximo salto 
porque não existe um dispositivo intermediário entre o roteador e essa rede. O roteador pode 
encaminhar pacotes diretamente pela interface dessa rede em direção ao host de destino. 
 
http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt
Algumas rotas podem ter múltiplos próximos saltos. Isso indica que existem múltiplos 
caminhos para a mesma rede de destino. Estas são rotas paralelas que o roteador pode usar 
para encaminhar pacotes. 
 
Links: 
RFC823 http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt 
 
 
 
 
 
http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt
 
 
 
 
 
5.3.7 Encaminhamento de Pacotes – Levando o Pacote a seu destino 
 
O roteamento é feito pacote por pacote e salto a salto. Cada pacote é tratado 
independentemente em cada roteador ao longo do caminho. A cada salto, o roteador examina 
o endereço IP de destino de cada pacote e então checa a tabela de roteamento procurando as 
informações de encaminhamento. 
 
O roteador fará uma destas três coisas com o pacote: 
▪ Encaminhá-lo para o roteador de próximo salto 
▪ Encaminhá-lo para o host de destino 
▪ Descartá-lo 
 
Verificação do Pacote 
 
Como dispositivo intermediário, o roteador processa o pacote na camada de rede. Porém, os 
pacotes que chegam às interfaces do roteador estão encapsulados como PDUs da Camada de 
Enlace de Dados (camada 2). Conforme mostra a figura, o roteador primeiro descarta o 
encapsulamento da camada 2 para que o pacote possa ser examinado. 
 
Seleção do Próximo Salto 
 
No roteador, é examinado o endereço de destino no cabeçalho do pacote. Se uma rota 
correspondente na tabela de roteamento mostrar que a rede de destino está diretamente 
conectada ao roteador, o pacote será encaminhado para a interface com a qual a rede está 
conectada. Neste caso, não há próximo salto. Para ser inserido na rede conectada, o pacote 
precisa primeiro ser reencapsulado pelo protocolo da camada 2, e depois encaminhado pela 
interface. 
 
Se a rota que corresponde à rede de destino de um pacote for uma rede remota, o pacote será 
encaminhado para a interface indicada, encapsulado pelo protocolo da camada 2 e enviado 
para o endereço do próximo salto. 
 
 
 
Usando a Rota Padrão 
 
Conforme mostra a figura, se uma tabela de roteamento não possuir uma entrada para uma 
rota mais específica para um pacote que chega, o pacote será encaminhado para a interface 
indicada por uma rota padrão, se houver uma. Nesta interface, o pacote será encapsulado pelo 
protocolo da camada 2 e enviado para o roteador de próximo salto. A rota padrão também é 
conhecida como o Gateway de Último Recurso. 
 
Este processo pode ocorrer algumas vezes até que o pacote chegue a sua rede de destino. O 
roteador, a cada salto, conhece somente o endereço do próximo salto; ele não conhece os 
detalhes do caminho para o host de destino remoto. Além disso, nem todos os pacotes que 
vão para o mesmo destino serão encaminhados para o próximo salto em cada roteador. Os 
roteadores ao longo do caminho podem aprender novas rotas enquanto ocorre a 
comunicação, e encaminhar pacotes posteriores para próximos saltos diferentes. 
 
As rotas padrão são importantes porque o roteador de gateway provavelmente não possui 
uma rota para todas as redes possíveis na Internet. Se o pacote for encaminhado com o uso de 
uma rota padrão, ele deverá eventualmente chegar a um roteador que possui uma rota para a 
rede de destino. Este roteador pode ser o roteador ao qual esta rede está conectada. Neste 
caso, este roteador encaminhará o pacote para a rede local até o host de destino. 
 
 
 
Como o pacote passa através dos saltos na conexão entre redes, todos os roteadores 
necessitam de uma rota para encaminhar um pacote. Se em qualquer roteador não for 
encontrada uma rota para a rede de destino na tabela de roteamento e não houver uma rota 
padrão, o pacote será descartado. 
 
O IP não possui meios para devolver um pacote ao roteador anterior se um roteador específico 
não tiver para onde enviar o pacote. Esta função prejudicaria a eficiência do protocolo e os 
baixos overhead. São utilizados outros protocolos para reportar estes erros. 
 
Links: 
 
RFC823 http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt 
 
 
 
Nesta atividade, serão analisadas as regras (algoritmos) que os roteadores usam para tomar 
decisões de como processar os pacotes, dependendo do estado de suas tabelas de roteamento 
na chegada dos pacotes. 
 
Clique no ícone do Packet Tracer para iniciar a atividade. 
 
5.4.1 Protocolos de Roteamento – Compartilhamento de Rotas 
 
O roteamento requer que todos os saltos ou roteadores ao longo do caminho para o destino 
de um pacote tenham uma rota para encaminhar o pacote. Do contrário, o pacote será 
descartado nesse salto. Cada roteador no caminho não precisa de uma rota para todas as 
redes. Ele só precisa conhecer o próximo salto do caminho para a rede de destino do pacote. 
 
A tabela de roteamento contém as informações que o roteador usa em suas decisões de 
encaminhamento de pacotes. Para as decisões de roteamento, a tabela de roteamento precisa 
http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt
descrever o estado mais preciso dos caminhos de rede que o roteador pode acessar. A 
desatualização das informações de roteamento implica na impossibilidade de encaminhar os 
pacotes para o próximo salto mais apropriado, causando atrasos ou perda de pacotes. 
 
Estas informações de rotas podem ser configuradas manualmente no roteador ou aprendidas 
dinamicamente através de outros roteadores da mesma rede. Depois que as interfaces de um 
roteador estiverem configuradas e operando, a rede associada a cada interface será instalada 
na tabela de roteamento como uma rota diretamente conectada. 
 
 
 
5.4.2 Roteamento Estático 
 
As rotas para redes remotas com os próximos saltos associados podem ser configuradas 
manualmente no roteador. Isso é conhecido como roteamento estático. Uma rota padrão 
também pode ser configurada estaticamente. 
 
Se o roteador está conectado a outros roteadores, é requerido o conhecimento da estrutura 
da conexão entre redes. Para assegurar que os pacotes sejam roteados para os melhores 
próximos saltos possíveis, cada rede de destino conhecida precisa ter uma rota ou uma rota 
padrão configurada. Em razão dos pacotes serem encaminhados a cada salto, todos os 
roteadores devem ser configurados com rotas estáticas para os próximos saltos que reflitam 
sua localização na conexão entre redes. 
 
Além disso, como a estrutura da conexão entre redes muda com a disponibilidade de novas 
redes, estas mudanças terão que ser inseridas por atualização manual em todos os roteadores. 
Se a atualização não for realizada a tempo, as informações de roteamento podem ficar 
incompletas ou imprecisas, resultando em atrasos e possíveis perdas de pacotes. 
 
 
5.4.3 Roteamento Dinâmico 
 
Embora seja essencial para todos os roteadores ter um conhecimento abrangente das rotas, a 
manutenção da tabela de roteamento por configuração estática manual nem sempre é 
possível. Portanto, são utilizados os protocolos de roteamento dinâmico. Os protocolos de 
roteamento são o conjunto de regras pelas quais osroteadores compartilham dinamicamente 
suas informações de roteamento. Conforme os roteadores aprendem as alterações ocorridas 
nas rede nas quais atuam como gateways, ou aprendem as alterações nos links entre os 
roteadores, estas informações são passadas para outros roteadores. Quando um roteador 
recebe informações sobre novas rotas ou alteração de rotas, ele atualiza sua própria tabela de 
roteamento e, por sua vez, passa essas informações para outros roteadores. Desse modo, 
todos os roteadores possuem tabelas de roteamento precisas que são atualizadas 
dinamicamente e podem aprender rotas para redes remotas que se localizam a muitos saltos 
de distância. A figura mostra um exemplo de um roteador compartilhando rotas. 
 
Os protocolos de roteamento comuns são: 
▪ Routing Information Protocol (RIP) 
▪ Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) 
▪ Protocolo OSPF 
 
Embora os protocolos de roteamento forneçam tabelas de roteamento atualizadas aos 
roteadores, existem custos. Primeiro, a troca de informações de rotas adiciona overhead, que 
consome a largura de banda da rede. Este overhead pode ser um problema, especialmente 
para os links de baixa largura de banda entre os roteadores. Em segundo lugar, as informações 
de rotas que um roteador recebe são processadas intensivamente por protocolos como EIGRP 
e OSPF, para criar as entradas na tabela de roteamento. Isso significa que os roteadores que 
empregam estes protocolos precisam ter capacidade de processamento suficiente tanto para 
implementar os algoritmos dos protocolos como para realizar em tempo hábil o roteamento e 
o encaminhamento dos pacotes. 
 
O roteamento estático não produz nenhum overhead na rede e insere as entradas 
diretamente na tabela de roteamento; não requer nenhum processamento por parte do 
roteador. O custo do roteamento estático é administrativo: a configuração e manutenção 
manuais da tabela de roteamento asseguram um roteamento eficiente. 
 
Em muitas conexões de redes, são usadas combinações de rotas estáticas, dinâmicas e padrão 
para fornecer as rotas necessárias. A configuração de protocolos de roteamento nos 
roteadores é um componente essencial do CCNA, e será explorado intensivamente em um 
curso posterior. 
 
Links: 
 
RFC823 http://www.ietf.org/rfc/rfc0823.txt 
 
Elementos básicos de roteamento 
http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/technology/handbook/Routing-
Basics.html 
 
 
 
Nesta atividade, você examinará uma visualização simples de um protocolo de roteamento 
dinâmico em "ação". 
http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/technology/handbook/Routing-Basics.html
http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/technology/handbook/Routing-Basics.html
 
Clique no ícone do Packet Tracer para iniciar a atividade. 
 
5.5.1 Laboratório – Examinando o Gateway de um dispositivo 
 
Neste laboratório, você realizará as seguintes atividades: 
Examinar a finalidade de um endereço de Gateway. 
Configurar os parâmetros de rede em um computador Windows. 
Resolver um problema de um endereço de Gateway oculto. 
 
Esta atividade do Packet Tracer examinará a função do Gateway para prover acesso a redes 
remotas. 
 
Clique no ícone do Packet Tracer para iniciar a atividade. 
 
5.5.2 Laboratório – Examinando uma rota 
 
Neste laboratório, você realizará as seguintes atividades: 
Usar o comando route para modificar uma tabela de rotas de um computador Windows. 
Usar um cliente Telnet Windows para conectar-se a um roteador Cisco. 
Examinar as rotas de roteador que usa os comandos Cisco IOS. 
 
Neste laboratório, você usará o Packet Tracer para examinar a tabela de roteamento do 
roteador usando os comandos Cisco IOS. 
 
Clique no ícone do Packet Tracer para iniciar a atividade.