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RDCP | MODELO OSI | Camada de Rede
Definição
A camada de rede está relacionada à transferência de pacotes da origem para o destino. Chegar ao destino pode exigir vários “hops”(saltos) em roteadores intermediários ao longo do percurso. Essa função contrasta claramente com a função da Camada de Enlace de Dados, que tem o objetivo mais modesto de apenas mover quadros de uma extremidade a outra. Portanto a Camada de Rede é a camada mais baixa que lida com a transmissão fim a fim.
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Protocolo IP
O elemento que mantém a Internet unida é o protocolo IP (Internet Protocol). O IP foi projetado tendo como objetivo a interligação de redes. A tarefa do IP é fornecer da melhor forma possível o transporte “datagramas”(pacotes) da origem para o destino, independente de essas máquinas estarem na mesma rede ou haver outras redes nelas.
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IPV4 e IPV6
IPV4
O protocolo IP versão 4 foi criado para que os hosts(equipamentos) tivessem um endereçamento, o protocolo na versão 4 tem seu tamanho limitado em 4bytes(32 bits) em seu campo de endereço. “Com o crescimento da Internet é bem provável que a quantidade de IP´s calculado para essa versão acabe, sendo então não teremos IP´s para o uso.”
IPV6
O protocolo IP versão 6 foi desenvolvido para acabar com os problemas de endereço IP. Hoje o mesmo conta com 16 bytes(128 bits), o quer permitirá a expansão da Internet sem problemas
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Datagrama
O campo de Comprimento de Cabeçalho (Header Length) tem como finalidade mostrar o tamanho do cabeçalho IP. Este campo pode variar, apesar de teoricamente ser sempre o mesmo. 
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Versão (4 bits ): Indica a versão do protocolo sendo usada, o que determina o formato do cabeçalho.
Comp do Cabeçalho (4bits): Indica o tamanho do cabeçalho em nº de palavras de 32 bits.
Tipo de Serviço (8bits): Especifica a qualidade do serviço que deve ser prestado pelas redes por onde passar o datagrama (na teoria, pois na prática os roteadores ignoram este campo)
Comp Total (16bits): Especifica o tamanho total do datagrama IP (cabeçalho+dados) composto de 16 bits. 
Datagrama
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Identificação, Flags, Offset de Fragmento: Estes 3 campos estão relacionados ao serviço de fragmentação.
Tempo de Vida(8 bits): Indica o tempo máximo que o datagrama pode trafegar na rede. Este campo é decrementado em cada gateway de acordo com o tempo gasto para processá-lo (quando esse tempo chegar em valor=0seg, o datagrama é descartado (evita loop infinito).
Protocolo (8bits): Indica o protocolo do nível superior (TCP ou UDP) que tratou os dados alocados no campo data do datagrama(cabe ao nível de transporte garantir a integridade dos dados).
Endereço de Origem e Destino(32 bits): Identifica fonte e o destino.
Opções: Tamanho variável e não é obrigatório
Datagrama
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Datagrama
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Cada host/roteador tem um endereço IP que codifica seu número de rede e número de host. A combinação é exclusiva, ou seja, nunca deve haver duas máquinas com o mesmo número IP em uma rede. Todos os endereços IP´s são compostos de 32 bits(4bytes) e são usados nos campos Source Address e Destination Address . É importante observar que o endereço IP não se refere realmente a um host. Na verdade o endereço IP pertence refere-se a uma interface de rede, assim se um host estiver em duas redes, ele precisará ter dois endereços IP. Porém na prática, a maioria dos hosts está em uma única rede e, portanto, só tem um endereço IP. 
Endereçamento IP
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Classes
Comprimento de 32 Bits
Cada endereço IP identifica não só o host, mas também a rede no que o host pertence. É uma forma de poder localizar facilmente um elemento de rede baseado apenas nesse número. Estes 32 bits que compõem o endereço IP são divididos em quatro partes chamados de octetos. Esse 4 octetos(4 bytes) são obrigatório durante o cadastro do número IP em um host.
192.168.10.254
PORÇÃO REDE PORÇÃO HOST
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Preocupando-se com a atribuição correta e otimizada dos endereços IP, foram criadas classes de endereçamento que são utilizadas de acordo com a demanda do requisitante.
Classe A
A primeira classe(A) tem em seu primeiro octeto um bit reservado, do segundo bit ao oitavo bit do primeiro octeto calcula-se a rede, e todo restante, os 3 últimos octetos calcula-se a quantidade de hosts que será disponibilizado.
Classes
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Classe B
A segunda classe(B) tem seus dois primeiros bits do primeiro octeto reservado, do terceiro bit ao décimo sexto bit do segundo octeto calcula-se a rede, e todo restante, os 2 últimos octetos calcula-se a quantidade de hosts que será disponibilizado.
Classes
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Classe C
A terceira classe(C) tem seus três primeiros bits do primeiro octeto reservado, do terceiro bit ao vigésimo quarto bit do terceiro octeto calcula-se a rede, e todo restante, o último octeto calcula-se a quantidade de hosts que será disponibilizado.
Classes
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Classe D
A quarta classe(D) é reservada para Multicast, não há uma quantidade de redes e hosts aplicáveis para essa classe.
Classes
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Classe E
A quinta classe(E) é reservada para uso futuro, não há uma quantidade de redes e hosts aplicáveis para essa classe.
Classes
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Para fazer o cálculo de quantas redes cada Classe suporta devemos utilizar a seguinte fórmula.
- 2
Onde “n” é a quantidade de bits restante do(s) octeto(s) de rede.
Vejamos então o cálculo de rede para a classe A.
Na classe A temos o primeiro bit do primeiro octeto reservado, faremos por partes.
= 128
128 – 2 = 126
Então temos 126 redes para uso dentro da classe A
Cálculo de redes e hosts
n
7
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Para fazer o cálculo de quantas redes cada Classe suporta devemos utilizar a seguinte fórmula.
- 2
Onde “n” é a quantidade de bits restante do(s) octeto(s) de rede.
Vejamos então o cálculo de rede para a classe B.
Na classe A temos os dois primeiros bits do primeiro octeto reservado, faremos por partes.
= 16.384
16.384 – 2 = 16.382
Então temos 16.382 redes para uso dentro da classe B
Cálculo de redes e hosts
n
14
RDCP | MODELO OSI | Camada de Rede
Para fazer o cálculo de quantas redes cada Classe suporta devemos utilizar a seguinte fórmula.
- 2
Onde “n” é a quantidade de bits restante do(s) octeto(s) de rede.
Vejamos então o cálculo de rede para a classe C.
Na classe A temos os dois primeiros bits do primeiro octeto reservado, faremos por partes.
= 2.097.152
2.097.152 – 2 = 2.097.150
Então temos 2.097.150 redes para uso dentro da classe C
Cálculo de redes e hosts
n
21
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Para fazer o cálculo de quantos hosts cada classe suporta devemos utilizar a mesma fórmula.
- 2
Onde “n” é a quantidade de bits do(s) octeto(s) de hosts.
Vejamos então o cálculo de hosts para a classe A.
Não temos nenhum bit reservado para cálculo de hosts.
= 16.777.216
16.777.216 – 2 = 16.777.214
Então temos 16.777.214 hosts para uso dentro da classe A.
Cálculo de redes e hosts
n
24
RDCP | MODELO OSI | Camada de Rede
Para fazer o cálculo de quantos hosts cada classe suporta devemos utilizar a mesma fórmula.
- 2
Onde “n” é a quantidade de bits do(s) octeto(s) de hosts.
Vejamos então o cálculo de hosts para a classe B.
Não temos nenhum bit reservado para cálculo de hosts.
= 65.536
65.536– 2 = 65.534
Entãotemos 65.534 hosts para uso dentro da classe B.
Cálculo de redes e hosts
n
16
RDCP | MODELO OSI | Camada de Rede
Para fazer o cálculo de quantos hosts cada classe suporta devemos utilizar a mesma fórmula.
- 2
Onde “n” é a quantidade de bits do(s) octeto(s) de hosts.
Vejamos então o cálculo de hosts para a classe C.
Não temos nenhum bit reservado para cálculo de hosts.
= 256
256 – 2 = 254
Então temos 254 hosts para uso dentro da classe C.
Cálculo de redes e hosts
n
8
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O IP não pode “vagar” sozinho na Internet, ele precisa dizer em qual rede ele faz parte, e é justamente a máscara de rede que faz isso, mas é claro que precisa de mais um cálculo :D. Antes do cálculo veremos as máscaras de rede para as classes “cheias”.
Cada classe de endereçamento vista anteriormente tem uma máscara de rede atribuída
Máscara de rede
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Para evitar que redes internas fossem roteadas na Internet foram criadas faixas de exclusão em cada uma das classes A,B e C. 
Redes Privadas
Para que os hosts trabalhem na Internet necessita também de outro componente muito importante, a máscara de sub-rede. Este elemento é fundamental, pois é através dele que identifica quem é a porção host e quem é a porção rede.
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Além das regras anteriores, temos também que tomar um cuidado ao atribuir endereço ip a um host. Vejam algumas diretrizes:
Redes
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Para fazer a transformação de um número decimal para binário e bem simples, basta apenas pegar o número e dividir por 2, continuar dividindo até que sobre no “resto” 0 ou 1, que é a representação do binário. Veja abaixo:
200÷2 
 0 100÷2		Após coloque o valor ao contrário e teremos
 0 50÷2		 o número 200 transformado em binário:
 0 25÷2
	 1 12÷2
	 0 6÷2
		 0 3÷2
		 1 1 		11001000
Na representação do número IP cada quadro deve ter 8 bits(octeto), caso o cálculo feito para o número não tenha 8 bits em seu quadro acrescente “0” zeros a esquerda até fechar o octeto.
Transformando Decimal em Binário e Binário em Decimal
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A transformação de números binários em decimal também é bem fácil, vejamos abaixo:
Decimal		 Binário
200		 11001000
Pegaremos cada número binários e elevaremos de acordo com seu expoente, faremos então número a número e o resultado da soma de todos eles será o nosso número decimal, veja a fórmula:
(2⁰ x “B”)+(2¹ x “B”)+(2² x “B”)+(2³ x “B”)+(2⁴ x “B”)+(2⁵ x “B”)+(2⁶ x “B”)+(2⁷ x “B”)
Onde B é a conotação binária, de acordo com cada expoente:
(2⁰x 0) + (2¹x 0) + (2²x 0) + (2³x 1) + (2⁴x 0) + (2⁵x 0) + (2⁶x 1) + (2⁷x 1)
 0 + 0 + 0 + 8 + 0 + 0 + 64 + 128 = 200
Transformando Decimal em Binário e Binário em Decimal
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Usaremos um processo chamado ANDing, esse processo serve para saber qual rede determinado host pertence, o processo ANDing, dependerá da transformação do endereço IP e Máscara de Decimal para Binário.
Pegaremos um IP aleatoriamente e junto com ele sua máscara de sub-rede.
IP: 131.107.2.200
Máscara: 255.255.255.0
Localizando um host dentro de uma rede
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Já calculamos quantas redes e IP’s cada classe suporta e sabemos também identificar um host em uma determinada rede, porém existirá cenários que não necessariamente será utilizado 16.777.214 hosts, como é demonstrado para a classe A, e também poderá não utilizar os 65.534 hosts referente a classe B. Em uma intranet teríamos muitos IP’s perdidos, e na Internet? Para isso foi criado o VLSM que faz com que a quantidade de IP’s sejam ajustadas de acordo com a necessidade de cada necessário, vejamos a seguir:
Pegaremos uma rede com 500 equipamentos e utilizaremos uma classe C, é possível???
Mas a classe C não libera apenas 254 hosts???
VLSM – Máscara de Tamanho Variável.
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Vamos para o cálculo do VLSM:
Uma classe C suporta apenas 254 hosts válidos, isto devido a máscara usada. Veja:
Já que o último octeto representa a quantidade de hosts dentro da classe A, significa que estou limitado a apenas 254 hosts, e se eu pegar um bit “emprestado” do penúltimo(terceiro) octeto, será q eu conseguiria calcular 500 hosts?
Vamos ver:
Notem que o bit 24 agora faz parte do cálculo de hosts, sendo então vamos ver quantos hosts teremos para usar. Não esqueçam da fórmula “ 2ⁿ-2”
2⁹=512
512 – 2 = 510
Sendo assim temos 510 hosts para utilizar dentro da classe C. 
VLSM – Máscara de Tamanho Variável.
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Chegamos há 510 hosts para ser utilizado por nossa rede, mas qual máscara devemos utilizar?
Como pegamos um bit do terceiro octeto então ele não é mais “cheio”, então sua máscara não é mais 255.255.255.0
Lembre-se da representação em binário:
1 1 1 1 1 1 1 1.1 1 1 1 1 1 1 1.1 1 1 1 1 1 1 1.0 0 0 0 0 0 0 0
Como pegamos o 8º bit do terceiro octeto a nossa máscara em binário ficará assim:
1 1 1 1 1 1 1 1.1 1 1 1 1 1 1 1.1 1 1 1 1 1 1 0.0 0 0 0 0 0 0 0
Transforme-a em Decimal:
255.255.254.0
VLSM – Máscara de Tamanho Variável.
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Dessa maneira nossa rede terá 510 hosts e nossa máscara será 255.255.254.0.
Note que o fato de “pegarmos emprestado” um bit do terceiro octeto já dobrou a nossas quantidade de hosts. Temos então as possíveis máscaras.
VLSM – Máscara de Tamanho Variável.
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CIDR–Classless Interdomain Routing(Roteamento entre domínios sem classes)
Com o crescimento da Internet, tornou-se claro que a classe B seria , brevemente “exaurida”. E como podemos ver uma identificação de classe C não contém identificações de redes suficientes para hosts. Dessa Maneira foi criado o CIDR que faz com uma classe C por exemplo pode ser dividida em dois conjuntos de rede, juntamente com o VLSM podemos ter várias sub-redes.
Pegaremos um IP da classe A 10.85.1.1 e nos basearemos por ele para cria sub-redes de para 1000 hosts.
Para encontrar quantos bits utilizaremos para os hosts passaremo o número 1000 para binário.
1000=1111101000
O total da 10 bits, são esses bits que irão compor a quantidade de hosts por segmento, Então devemos contar 10 bits “0” partindo na ordem decrescente, ou seja do último para o primeiro octeto.
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CIDR–Classless Interdomain Routing(Roteamento entre domínios sem classes)
11111111.11111111.11111111.11111111
Da maneira acima temos todos os bits cheio ou seja 255.255.255.255, contaremos da direita para à esquerda 10 bits e mudaremos eles para “0” essa será nossa representação de hosts.
11111111.11111111.11111100.00000000
Desta forma temos os seguintes números:
Hosts: 2¹⁰ - 2 = 1022 
Sub-redes: 2⁶ - 2 = 62
Agora vamos calcular a máscara
11111100(binário) = 252(Decimal)
255.255.252.0
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CIDR–Classless Interdomain Routing(Roteamento entre domínios sem classes)
Já sabemos o nosso intervalo a máscara, a quantidade de redes e também a quantidade de hosts que é possível ter em cada segmento.
Para descobrir o intervalo entre as redes basta pegar os dois últimos bits remanescente do terceiro octeto(o octeto que está quebrado) e mudar os bits que são “0” para “1” e depois converta em decimal e adicionar 1.
00 => 11 = 3+1 = 4
Ou fazer a pegar os bits remanescente e fazer a elevação.
00(2 bits) = 2^2 =4
Sendo então já descobrimos que o intervalo entre as redes será de 4 posições. Vamos então criar nossa tabela de sub-redes:
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CIDR–Classless Interdomain Routing(Roteamento entre domínios sem classes)RDCP | MODELO OSI | Camada de Rede
CIDR–Classless Interdomain Routing(Roteamento entre domínios sem classes)
100hosts – ip 10.85.1.1
11111111.11111111.11111111.10000000
7 bits para hosts
11111111.11111111.11111111.10000000
Desta forma temos os seguintes números:
Hosts: 2⁷ - 2 = 126
Qtde sub redes = 2¹-2=0 
Intervalo: 2⁷-2 = 126
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ICMP – Internet Control Message Protocol
O protocolo ICMP é o protocolo padrão para fornecimento de mensagens IP. Estas mensagens são basicamente para saber o estado atual de um host. Por exemplo, quando o comando ping é utilizado. Através deste utilitário vocês testa a comunicação com um outro host. 
Vejam um exemplo de Echo Request:
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ICMP – Internet Control Message Protocol
Note que o campo protocolo é indicado o uso do ICMP. Vejam as mensagens que podem vir :
 Destination Unreachable(destino Inalcançável): Mensagem retornada quando um host, uma rede, uma porta ou um protocolo não puderem ser alcançados.
 Time Exceeded(Tempo Excedeu): Esta mensagem reporta a origem que o datagrama não foi entregue devido ao tempo de vida ter expirado.
 Echo Request e Echo Reply: Informa a troca de informações entre hosts. O echo Request é gerado pelo host de origem e o Echo Reply é a resposta gerada pelo hosts de destino.
Vejam um exemplo de Echo Reply
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ARP – Address Resolution Protocol
O protocolo ARP tem como principal finalidade permitir a resolução de endereço físico a partir de um endereço lógico. Vamos ver como o ARP trabalha.
1- O usuário digitou o comando ping 192.168.10.1
2- É verificado se este IP é um segmento local ou remoto
 Se for remoto envia para o Default Gateway(roteador)
 Se for local procura no cache ARP.
3- O Cache ARP é consultado para saber se existe um mapeamento do endereço IP 192.168.10.254 para o end MAC.
 Se existir envia um pacote direcionado
 Se não existir formula um pacote “Broadcast ARP Request”
4- Um pacote de Broadcast ARP é formulado e enviado para todo o segmento. Neste pacote é informado o endereço IP e perguntado quem é o dono deste IP, e quem for, responder informando o end MAC
5- O host dono do IP adiciona o endereço MAC do host que enviou o pacote no seu cache.
6- É então formulado um pacote chamado ARP Reply e nele colocadas as informações requisitadas. Este pacote é enviado de forma direcionada, pois o host já sabe tanto o IP quanto o MAC de destino.
7- O host que originou o processo coloca o MAC do host que respondeu no Cache
8- Agora é formulado um pacote direcionado e a transmissão de dados pode ocorrer
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ARP – Address Resolution Protocol
Vejam a figura abaixo:
ARP Request pego em com um monitorador de tráfego.(Microsoft Network Monitor)
ARP Reply:
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RARP – Reverse Address Resolution Protocol
Esse protocolo faz o oposto do ARP. Mas como ele pode saber o MAC e não saber o IP? Isso acontece quando há estações diskless(sem disco), e não tem como armazenar seu próprio IP, de forma que, quando a estação iniciar, ele pergunta a outra qual é o “seu” endereço IP e informa nesse neste pacote o seu endereço MAC. Vejam simulação abaixo:
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Roteamento IP
Podemos definir roteamento como um sistema que tem como finalidade encaminhar dados de uma localização para a outra. O tráfego gerado em um ambiente de rede precisa ser levado de uma origem para um destino, em alguns casos esta origem e destino não estão diretamente ligadas ou conectadas ao mesmo barramento físico, necessitando assim de um elemento intermediário na rede que encaminhe os dados fisicamente e logicamente entre os segmentos.
Existem dois processos básicos em uma comunicação: uma é o roteamento e o outro é a comutação(Swicthing). A diferença entre estes dois modos de encaminhamento é que o roteamento para acontecer precisa ter uma visão topológica da rede para traçar a rota usando múltiplos caminhos. Já a comutação precisa apenas se preocupar em encaminhar quadros de entrada para uma interface de saída.
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Roteamento IP
Roteador
O roteador não é uma caixa mágica que ao ser colocada na rede vai resolver todos os problemas de encaminhamentos de pacotes entre as redes. Para que o roteador seja um elemento que intervenha nesta comunicação, é necessário que sejam considerados três fatores básicos.
 O protocolo usado para a comunicação entre origem e destino precisa ser conhecido pelo roteador;
 De acordo com o protocolo usado é necessário que exista uma tabela de roteamento para se ter o mapeamento de onde o pacote vem e para onde ele vai;
 É necessário que se tenha configurado nesta tabela para qual interface o pacote deve ser encaminhado para que ele possa chegar ao destino.
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Roteamento IP
Tabela de Roteamento
A tabela de roteamento é bem presente hoje em nossa realidade. Até mesmo estações de trabalho têm sua própria tabela de roteamento. Podemos ver esta tabela de roteamento inclusive em uma estação Windows XP Professional. Abra um prompt de comando e digite route print
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Roteamento IP
Tipos de Rotas
Rotas Diretas: Quando o host de origem e o host de destino estão na mesma rede, não utilizando “terceiros” para fazer a entrega de seus dados.
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Roteamento IP
Rotas Indiretas: Quando o host de origem e o host de destino estão em redes diferentes e utilizam “terceiros” para fazer a entrega de seus dados.
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Roteamento IP
Tipos de Roteamento:
Roteamento Estático: No roteamento estático existe uma entrada na tabela inserida manualmente. Neste tipo de roteamento a utilização de CPU do processador não é intensa, pois não é necessário fazer muitos cáçculos para se chegar a um destino ou para atualizar esta tabela, devido a utilização manual. Porém a manutenção desta tabela para grandes redes fica efetivamente inviável, devido ao alto grau de administração requerida.
Roteamento Dinâmico: Uso um protocolo de roteamento que é responsável pelo preenchimento e manutenção da tabela de roteamento. O processo de inserção de rotas na tabela funciona através da comunicação com outros roteadores e escolha dos possíveis caminhos para se chegar a um determinado destino. Esse processo é o oposto do estático, pois utiliza muito o processador durante os calculos do roteamento.
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Roteamento IP
Tipos de Roteamento:
Existem dois tipos macros de protocolos dinâmicos de roteamento usados nas redes. Trata-se do Protocolo de Gateway Interno ou IGP(Internal Gateway Protocol) e o Protocolo de Gateway Externo ou EGP(Exterior Gateway Protocol). A definição de uso de cada é bem simples. O IGP é usado para comunicação entre roteadores do mesmo sistema autônomo. Por sua vez o EGP é usado apara comunicação entre sistemas autônomos diferentes.
Sistemas Autônomos: Uma coleção de redes dentrode um mesmo domínio administrativo.
Domínio Administrativo: É formado pela rede corporativa de uma entidade. Vejam a figura 
RDCP | MODELO OSI | Camada de Rede
Roteamento IP
RDCP | MODELO OSI | Camada de Rede
Roteamento IP
Roteamento Estático:
O roteamento estático é o método preferencial para um ambiente estável, onde existam poucas modificações na tabela de roteamento. Este método é o preferencial neste tipo de cenário, pois não onera a CPU do roteador e torna o ambiente mais seguro, do ponto de vista que somente rotas desejáveis serão aprendidas pelos roteadores. Além de tudo isso, o roteamento estático pode ser implementado em qualquer tipo de roteador(ao contrário do roteamento dinâmico)
Na próxima figura usaremos um cenário montado com 5 roteadores
RDCP | MODELO OSI | Camadade Rede
Roteamento IP
Note que cada roteador já está com seus devidos IP’s em cada uma das suas interfaces. Só isso já faz com que os roteadores tenham a capacidade de ter suas devidas rotas, que são chamadas de rotas diretamente conectadas. Estas rotas são visíveis quando a porta do roteador tem link.
RDCP | MODELO OSI | Camada de Rede
Roteamento IP
RDCP | MODELO OSI | Camada de Rede
Roteamento IP
Vejamos o roteador B qual seriam as rotas dele:
Mesmo não tendo preenchido nenhuma informação o roteador já cadastra as rotas diretamente conectadas.Veja como fica a tabela de rotas do roteador C.
Rede = Rede que Será alcançada
Máscara = Máscara da rede que será alcançada
Interface de saída = Interface que sairá a informação
Próximo Salto(Hop) = Próximo salto lógico ou próximo roteador
RDCP | MODELO OSI | Camada de Rede
Roteamento IP
Métrica
O processo de roteamento, além de encaminhar os pacotes entre redes, é responsável também por manter a topologia da rede livre de qualquer tipo de “loop” e de escolher a melhor rota para o destino.
Construa a tabela do roteadores A, D e E.
RDCP | MODELO OSI | Camada de Rede
Roteamento IP
Já temos os roteadores com os devidos endereços preenchidos, agora faremos o roteamento estático. É bem simples, apenas temos que ter as respostas para as questões:
 Para onde deseja ir?(o pacote precisa chegar onde?)
 Para ir para esse local qual o caminho mais próximo?
 Indo por este caminho qual será meu primeiro salto para chegar até o destino?
Seguindo o raciocínio de que se deseja ir para um local e está se traçando uma rota para se chegar nele. Vamos então responder essas questões para o roteador B, partindo do pressuposto de que o primeiro destino será chegar no roteador A.
Vamos para as perguntas básicas:
 Para onde se deseja ir? O pacote precisa chegar onde?
O pacote precisa chegar na LAN do roteador A, ou seja, na rede 192.168.3.0/24.
 Para ir para este local, qual o caminho mais próximo?
Indo diretamente para o roteador A.
 Indo por este caminho, qual será meu primeiro salto para chegar até o destino?
A WAN do roteador B que está ligada com o roteador A.
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Roteamento IP
Tabela de Rotas: Roteador B
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Roteamento IP
Tabela de Rotas: Roteador A
A tabela de rotas do roteador A está criada, note que há uma rota com destino “0.0.0.0”, essa rota é chamada de rota padrão, que dever ser usada sempre em cenário onde o roteador não tem opção de entrega para múltiplos caminhos; note que o único caminho de saída para qualquer rede é através do roteador B.
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Roteamento IP
De acordo com a imagem monte as tabelas de rotas referente aos roteadores C, D, E.
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Roteamento IP
Roteamento Dinâmico:
Os protocolos de roteamento são utilizado com a finalidade de facilitar as tarefas administrativas e aumentar a escalabilidade das redes. Existem dois tipos de algoritmos de roteamento que são utilizado pelos protocolos de roteamento dinâmico.
 Vetor de Distância(Distance Vector) – utilizado pelo RIP V1 e V2, IGRP e EIGRP
 Estado de Link(Link State) – Utilizado pelo OSPF, EIGRP, BGP.
Os protocolos de roteamento são comumente associados com a camada de rede. Esses protocolos utilizam a camada de rede como um mecanismo de entrega e troca de informações de roteamento.
RDCP | MODELO OSI | Camada de Rede
Roteamento IP
Roteamento com Classe Cheia:
Alguns protocolos de roteamento baseados no algoritmo de vetor de distância têm um problema relacionado a máscara de sub-rede. Sabemos que existem máscaras de rede de classe cheia(255.255.255.0 classe C) e temos endereços com máscara quebrada, que seria uma classe não cheia (255.255.248.0). Alguns deste protocolos que usam o vetor de distância não conseguem repassar informações relacionadas à máscara de sub-rede durante a rotina periódica de atualização de rotas. Como a máscara não é enviada é necessário que o protocolo de roteamento use a padronização de classes A,B e C.
Desta forma quando um roteador, que está rodando um protocolo como o RIP, recebe uma atualização de roteamento, ele vai cumprir a seguinte lógica:
RDCP | MODELO OSI | Camada de Rede
Roteamento IP
Roteamento com Classe Cheia:
Se 
 (identificador de rede da informação de roteamento recebida) = (identificador de rede da interface a qual recebeu a informação)
Então
 Aplique a mesma máscara usada na interface recebida
Se não	
 Aplique a máscara baseada na classe do endereço recebido
 Desperdício de endereços IP
RDCP | MODELO OSI | Camada de Rede
Roteamento IP
Roteamento com Classe Não Cheia:
Neste modelo a troca de informações inclui máscara de sub-rede. Tudo que era desvantagem na classe cheia passa a ser vantagem aqui.
Este tipo de roteamento tem uma idéia lógica que se aplica a realidade prática das redes, ou seja, nem todas as redes tem a mesma máscara. Com o uso destas máscaras diferentes, temos a máscara de sub-rede de tamanho variado(VLSM)
 Menor uso da largura de banda;
 as atualizações só são enviadas quando há mudanças na rede
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Roteamento IP
Protocolos baseados em Vetor de Distância(Distance Vector)
Os protocolos baseados em vetor de distância são geralmente utilizados em pequenas e médias implementações de rede.
Mesmo a rede estando estável, os protocolos baseados em vetor de distância enviam atualizações periódicas para seus vizinhos diretamente conectados, e nestas atualizações toda a tabela de roteamento é enviada e não somente a mudança específica na tabela.
Esta atualização periódica acontece quando um determinado tempo específico expira. Neste processo, após o roteador receber estas atualizações de tabela de roteamento, ele então atualiza as entradas da sua própria tabela de roteamento e em seguida envia a tabela com as novas modificações.
A métrica utilizada para o Distance Vector é a quantidade de saltos, em alguns casos é composta também pela velocidade da banda.
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Roteamento IP
Protocolos baseados em Vetor de Distância(Distance Vector)
Vejamos um comparativo dos protocolos baseados em vetor de distância e suas devidas métricas.
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Roteamento IP
Protocolos baseados em Estado de Link(Link State)
Os protocolos em estado de link, são ao contrário dos baseados em vetor de distância. Para começar o início das vantagens temos de imediato o fato de não enviar atualizações periódicas para os vizinhos. Este processo de roteamento envia uma mensagem imediatamente ao identificar um problema, sem ter que esperar que um determinado tempo expire. Isto é chamado de Atualização Incremental. Está atualização por sua vez contém somente informações relevantes àquela alteração ocorrida. Por sua vez, o roteador que recebe permanece em estado de escuta caso as mudanças sugeridas já existam nele.
As atualizações só são enviadas quando ocorre uma mudança na rede, então são enviadas publicações do Estado de Link ou LSA(Link State Advertisements) com as devidas mudanças. Cada dispositivo recebe uma LSA efetua uma cópia dele, faz a devida atualização topológica da rede no seu banco de dados e encaminha esta LSA para todos os seus vizinhos.
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Protocolos baseados em Estado de Link(Link State)
Cada dispositivo recebe uma LSA efetua uma cópia dele, faz a devida atualização topológica da rede no seu banco de dados e encaminha esta LSA para todos os seus vizinhos.
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Protocolos baseados em Vetor de Distância(Distance Vector)
Vejamos um comparativo dos protocolos baseados em vetor de distância e suas devidas métricas.
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Roteamento IP
Convergência
Uma das principais tarefas atribuídasao processo de roteamento é manter a rede totalmente livre de possíveis loop e manter um único caminho para possíveis destinos de uma rede lógica. Com a utilização dos protocolos de roteamento, a carga de administração das tabelas de roteamento ficam menores, já que as tabelas são sincronizadas pelo seu protocolo de uso. Quando estas tabelas estão devidamente sincronizadas com rotas para todos os destinos alcançáveis da rede, dizemos que a tabela está convergida.
Convergência é a atividade que é associada com o processo de sincronização das tabelas após a mudança na rede.
Dependendo do protocolo utilizado essa convergência(atualização) pode ser maior ou menor.
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Principais protocolos de roteamento.
Protocolos de roteamento são os responsáveis por “sincronizar” a tabela de rotas entre seus roteadores vizinhos.
RIP
O Rip(Routing Information Protocol) foi originado pelos serviços de redes da Xerox(XNS – Xerox Network Services), e se tornou popular devido à inclusão no Berkeley(BSD 4.2) como um serviço ou daemon como são chamados os serviços no mundo Unix. Como Vimos existem dois tipos de RIP; o versão 1 e o versão 2. Vejamos os dois.
O RIP envia toda sua tabela de roteamento para todas as interfaces ativas a cada 30s. O RIP, por ser um protocolo totalmente baseado no vetor de distância, utiliza a contagem de saltos como métrica para determinar o melhor caminho para chegar a uma rede remota. Porém o número de máximo de saltos permitido é de 15; com isso se um roteador estiver no décimo sexto salto ele será considerado como inalcançável.
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Principais protocolos de roteamento.
Devido a estes tipos de limitações e outros que ainda vem por aí, o RIP é aconselhável apenas para pequenas e médias redes. (Outra desvantagem que do RIP v1 que foi suprida no RIP v2 é que ele suporta apenas Classe Cheia).
Atualizações
O conceito de aprendizagem de rotas, que vimos para os protocolos de vetor de distância é totalmente real para o RIP. Ele utiliza exatamente o que foi estabelecido naquele tipo de roteamento. Neste processo de aprendizagem há uma confiança mútua entre os roteadores.
Em caso onde há múltiplas rotas para se chegar ao mesmo local o protocolo de roteamento usa a métrica para dar prioridade à rota mais otimizada. Se a métrica for a mesma ele vai utilizar a distância administrativa e determinar o melhor caminho para a rede remota.
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Principais protocolos de roteamento.
IGRP
O protocolo de Roteamento de Gateway Interior ou IGRP(Interior Gateway Routing Protocol) é um protocolo de roteamento que foi desenvolvido pela Cisco Systems em meados dos anos 80. A Cisco teve como principal ovjetivo no projeto IGRP a concepção de um protocolo robusto para roteamento dentro de um sistema autônomo(AS). Na realidade a Cisco criou o IGRP também com o intuito de suprir deficiências do RIP.
Como vimos O IGRP é um protocolo baseado em veto de distância. Com um máximo de contagem de saltos que ultrapassa em muito o RIP, totalizando 255 saltos. 
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Principais protocolos de roteamento.
Protocolos de roteamento são os responsáveis por “sincronizar” a tabela de rotas entre seus roteadores vizinhos.
Outra vantagem do IGRP quando comparado ao RIP é a composição da métrica; o IGRP usa a largura de banda e o tempo de espera da linha como metragem padrão para determinar o melhor caminho para chegar ao destino.
O IGRP envia sua tabela de rotas a cada 90 segundos.
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Principais protocolos de roteamento.
OSPF
O OSPF é baseado em estado de link, e ganha várias vantagens com isso quando comparado ao RIP. Ao passo que o RIP é um protocolo leve para o roteador e pesado para a rede devido a suas propagações, o OSPF é leve para a redes, porém pesado para o roteador(consome muita CPU)
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Principais protocolos de roteamento.
OSPF
Veja Figura:
 Vizinhos: São considerados vizinhos os roteadores que estiverem utilizando o protocolo OSPF e compartilhando entre si a mesma área através de uma das interfaces do roteador.
 Roteador Designado(DR): Roteador Eleito para gerenciar a troca de informações e atualizações topológicas da rede.
 Roteador Designado de Backup(BDR): Trabalha sob demanda ficando na escuta e atuando diretamente em caso de falha do DR
Hello: São pacotes usado para eleger o DR e BDR, formar a tabela de vizinhos e permitir atualizações periódicas.
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Principais protocolos de roteamento.
OSPF
Sincronismo
Um roteador que detecta a mudança na sua tabela anuncia par ao DR. O DR por sua vez propaga para todos os outros, 
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Principais protocolos de roteamento.
EIGRP
A Cisco Systems criou o EIGRP como uma iniciativa de ter um protocolo mais robusto e hierárquico, e para isso pegou o melhor que havia nos dois mundos: um pouco de Distance Vector e um pouco de Link State. O EIGRP pode ser considerado um protocolo híbrido, pois tem características marcantes dos dois mundos. Vejamos:
 Rápida Convergência(propagação)
 Requer menos CPU do roteador
 Utiliza as mesmas métricas compostas do IGRP.
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Principais protocolos de roteamento.
EIGRP
Assim como o OSPF, o EIGRP é composto por diversas tabelas de controle, onde temos as tabelas de vizinhos, roteamento e topologia. O banco de dados de topologia conhece todas as rotas métricas, e é ele que abastece a tabela de roteamento que por sua vez recebe estas informações já com os devidos cálculos de melhor caminho.
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Principais protocolos de roteamento.
EIGRP
O EIGRP tem vários pacotes que são usados entre os roteadores vizinhos. Vejamos:
 Hello: usado para fazer o sincronismo entre os roteadores vizinhos.
 Update: Atualiza as tabelas de roteamento.
 Query: Pergunta a roteadores vizinhos sobre novas informações de roteamento.
 Reply: Resposta de um roteador vizinho a informação de roteamento requisitado.
 ACK: Confirmação de entrega.
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Principais protocolos de roteamento.
BGP
Border Gateway Protocol se constitui o protocolo de roteamento exterior utilizado atualmente na Internet. BGP é essencialmente um algoritmo vetor-distância(Distance Vector). A função primária dos sistemas BGP é trocar informações sobre rotas de redes com outros sistemas BGP.
A regra básica está em informar apenas aos Sistemas Autônomos vizinhos as rotas que ele mesmo utiliza. Esta informação é suficiente para construir grafos de conectividade entre sistemas autônomos.
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Principais protocolos de roteamento.
BGP
Funcionamento:
a) Dois sistemas autônomos formam uma conexão de protocolo de transporte. 
b) Trocam mensagens para abrir e conferir os parâmetros de conexão. 
c) Inicialmente, trocam todas as tabelas de roteamento entre si. 
d) Após, apenas atualizações destas tabelas são enviadas. 
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