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Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 CCT0300 – PROTOCOLOS DE REDES E DE COMPUTADORES Aula 13 Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Objetivo O aluno deverá ser capaz de: • Entender o funcionamento básico do roteador; • Compreender os princípios de roteamento e comutação; • Entender o funcionamento de uma tabela de roteamento e rota default; • Conhecer alguns comandos ligados a parâmetros de roteamento; • Compreender a necessidade funcionalidade do endereço de loopback; • Compreender as diferenças entre o roteamento estático e dinâmico. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Conteúdo • Unidade 5 – Conceitos gerais de roteamento • 5.1 Conceitos de roteamento e encaminhamento; • 5.2 Principio de funcionamento de um roteador; • 5.3 Funções de um roteador (tratamento do pacote); • 5.4 Roteamento e comutação; • 5.5 Construção e utilização da tabela de roteamento; • 5.6 Roteamento estático e dinâmico. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteadores são Computadores • Sistema Operacional, CPU, RAM, ROM • ARPANET - Primeira rede de comutação de pacotes operacional do mundo e a antecessora da Internet atual Leonard Kleinrock e o primeiro IMP — Primeiro roteador: IMP (Interface Message Processor) • Minicomputador Honeywell 316, esse computador deu vida à ARPANET no dia 30 de agosto de 1969. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Como um Computador • Os dados são enviados em forma de pacotes entre os dois dispositivos finais • Os roteadores são usados para direcionar o pacote para o seu destino Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Como um Computador • Roteadores examinam o endereço IP de destino de um pacote e determinam o melhor caminho, contando com a ajuda da tabela de roteamento. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteadores - Centro da Rede • Roteadores encaminham pacotes da origem ao destino final. • Conectam múltiplas redes: — Várias interfaces pertencentes a uma rede IP diferente (LAN, WAN) • Rede de destino final do pacote • Rede com o endereço IP de destino desse pacote • Rede conectada a outro roteador, usado para alcançar a rede de destino. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteadores - Determinam o Melhor Caminho • Responsabilidade Principal dos Roteadores: — Determinar o melhor caminho para enviar os pacotes — Encaminhar os pacotes através da interface correta ? ? Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteadores - Determinam o Melhor Caminho ? A tabela de roteamento é um mapa usado para determinar o melhor caminho Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteadores - Determinam o Melhor Caminho L2 IP TCP DATA L2 O quadro é enviado para o gateway default (R1) O host determina que a rede de destino é diferente da sua rede Dados para o Host 192.168.3.22 / 24 Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 L2 IP TCP DATA L2 IP TCP DATA O roteador desencapsula o quadro e usa o endereço IP de destino para encontrar a rede destino na sua tabela de roteamento Dados para o Host 192.168.3.22 / 24 Ele encontra que a rede 192.168.3.0 pode ser alcançada via endereço 192.168.2.2 na rede 192.168.2.0. Ele também encontra que os quadros destinados a rede 192.168.2.0 serão encaminhados pela interface Serial0/0/0. O quadro é encapsulado e encaminhado pela porta Serial0/0/0. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 L2 IP TCP DATA L2 IP TCP DATA O roteador desencapsula o quadro e usa o endereço IP de destino para encontrar a rede de destino na tabela de roteamento Dados para o Host 192.168.3.22 / 24 O quadro é encapsulado e encaminhado pela porta FastEthernet0/0. Ele encontra que a rede 192.168.3.0 está diretamente conectada na interface FastEthernet0/0. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador – CPU e Memória • Componentes do roteador: — Central Processing Unit (CPU) — Random Access Memory (RAM) — Read Only Memory (ROM) — Flash Memory (Flash) — Nonvolatile Random Access Memory (NVRAM) — Interfaces Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador – CPU e Memória • Unidade Central de Processamento – CPU — Executa instruções do sistema operacional, como inicialização de sistema, funções de roteamento e de comutação. • Memória de Acesso Aleatório (RAM), armazena: — Tabela de roteamento. — Cache ARP. — Buffer de pacotes. — Arquivo de configuração em execução que o IOS do roteador está usando atualmente - running-config. — Perde seu conteúdo quando o roteador é desligado ou reiniciado. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador – CPU e Memória • RAM Não Volátil (NVRAM) — Armazena o arquivo startup-config — Não perde suas informações quando a energia é desligada. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador – CPU e Memória • Memória flash (Flash) — Armazena o sistema operacional - IOS — Permite atualização sem remover ou substituir os chips no processador — Não perde seu conteúdo quando o roteador é desligado ou reiniciado. — Placas SIMMs ou PCMCIA. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador – CPU e Memória • Read Only Memory (ROM) — Mantém instruções para diagnóstico power-on self test (POST) — Armazena os programas de bootstrap e Software de diagnóstico básico e uma versão dimensionada do IOS — Usa firmware, que é o software incorporado no circuito integrado. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 IOS - Sistema operacional de Internet • Gerencia os recursos de hardware e de software do roteador. — Alocação de memória — Processos — Segurança — Sistemas de arquivos • Há muitas imagens diferentes do IOS. — Uma imagem do IOS é um arquivo que reside na flash e contém todo o IOS para aquele roteador — A imagem irá variar dependendo do modelo e dos recursos do IOS Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Processo de Inicialização • Quatro Fases Principais: — POST — Bootstrap — IOS — Configuração Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Processo de Inicialização • Passo 1: Executando o Auto-teste de inicialização - POST (Power On Self Test) Executa o diagnóstico a partir da ROM em vários componentes de hardware (CPU,RAM, NVRAM). Depois que o POST for concluído, o roteador irá executar o programa de bootstrap. POST ROM 1. Executa POST Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Processo de Inicialização • Passo 2: Carregando o programa de bootstrap O programa é copiado da ROM para a RAM. Executado pela CPU. Sua principal tarefa é localizar o IOS e carregá-lo na RAM. Bootstrap ROM 2. Carrega Bootstrap Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Processo de Inicialização • Passo 3: Localizando o IOS Armazenado na memória flash, mas também pode ser armazenado em outros locais como um servidor TFTP. Se uma imagem completa do IOS não puder ser localizada, uma versão dimensionada do IOS será copiada da ROM para a RAM Bootstrap ROM 2. Carrega Bootstrap • Passo 4: Carregando o IOS Copia o IOS para a RAM para execução pela CPU Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Processo de Inicialização • Passo 5: Localiza o arquivo de configuração O programa de bootstrap irá pesquisar o arquivo de configuração de inicialização (startup-config), na NVRAM. Se não houver oarquivo de configuração, o roteador procura um servidor TFTP. Se um servidor TFTP não for encontrado, o roteador aceitará a entrada da Console. Configuração NVRAM TFTP Server Console 5. Localiza o Arquivo de Configuração Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Processo de Inicialização • Passo 5: Localizando o arquivo de configuração Se o roteador detectar a existência de um enlace ativo para outro roteador configurado, ele enviará um broadcast à procura de um arquivo de configuração no enlace ativo. Configuração NVRAM TFTP Server Console 5. Localiza o Arquivo de Configuração %Error opening tftp://255.255.255.255/network-config (Timed out) Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Processo de Inicialização • Step 6: Carregando a configuração inicial ou entrando em modo setup • Se um arquivo de configuração de inicialização estiver localizado na NVRAM, o IOS irá carregá-lo na RAM como running-config e executar os comandos no arquivo, uma linha por vez. • Se o arquivo de configuração de inicialização não puder ser localizado, o roteador irá solicitar ao usuário o acesso ao modo de configuração (setup mode). • Se o modo de configuração não é usado, o IOS cria um running-config padrão e a entrada é aceita da console. 6. Executa o Arquivo de Configuração ou entra no modo “Setup”. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Processo de Inicialização POST ROM 1. Executa POST Bootstrap ROM 2. Carrega Bootstrap Cisco IOS TFTP Server Flash 3. Localiza IOS 4. Carrega IOS Configuração NVRAM TFTP Server Console 5. Localiza o Arquivo de Configuração 6. Executa o Arquivo de Configuração ou entra em modo “Setup”. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Verificação do Processo de Inicialização • O comando show version exibe informações sobre: Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Interfaces • Portas de gerenciamento: — Conectores físicos usados para gerenciar o roteador. — Console e Auxiliar • Interface: — Conector físico no roteador cujo propósito principal é receber e encaminhar pacotes. — Ethernet, Seriais, … Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Interfaces • Porta Console: — Usada para conectar um terminal, ou mais frequentemente um PC que executa software emulador de terminal. — Deve ser usada durante a configuração inicial do roteador. • Porta Auxiliary (AUX) : — Nem todos os roteadores têm portas auxiliares. — Às vezes, a porta auxiliar pode ser usada de maneira semelhante a uma porta console. Console Auxiliar Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Interfaces • Roteadores possuem múltiplas interfaces para conectar múltiplas redes. — Vários tipos de redes. — Diferentes tipos de meio físico e conectores. — Diferentes tipos de interfaces. Ethernet Serial Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Interfaces Cada Interface no roteador: - Pertence a uma rede diferente - É membro ou host numa rede diferente - Tem endereço IP numa rede diferente Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Interfaces Pertencem a Redes Diferentes • Interfaces LAN — Ethernet — Fast Ethernet • Usadas para conectar o roteador a rede local — Semelhante a conexão da placa de rede Ethernet do PC • Endereço MAC de camada 2 • Participa da rede local Ethernet da mesma forma que qualquer outro host na rede local — Normalmente usa conector RJ-45 (UTP). • Roteador a Switch: cabo direto • Roteador a Roteador: cabo cross-over • PC a Roteador: cabo cross-over Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Interfaces Pertencem a Redes Diferentes • Interfaces WAN: — Serial — ISDN — Frame Relay • Usadas para conectar roteadores a redes externas, normalmente a uma grande distância geográfica. — O encapsulamento de Camada 2 pode ser de tipos diferentes (PPP, Frame Relay, HDLC). • Semelhante a interfaces de rede local, cada interface WAN tem seu próprio endereço IP e máscara de sub-rede, o que a identifica como um membro de uma rede específica. Os endereços MAC são usados em interfaces de rede local, como Ethernet, não sendo usados em interfaces WAN. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Interfaces Pertencem a Redes Diferentes • Um roteador é considerado um dispositivo de Camada 3 porque sua decisão primária de encaminhamento se baseia nas informações no pacote IP da Camada 3, mais especificamente o endereço IP de destino. • Esse processo é conhecido como roteamento. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteadores - Operam nas Camadas 1, 2 e 3 • Um roteador toma sua decisão primária de encami-nhamento na Camada 3. • Participa dos processos das camadas 1 e 2 Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteadores - Operam nas Camadas 1, 2 e 3 • O roteador encapsula o pacote IP da Camada 3 na porção de dados de um quadro de enlace de dados da Camada 2, apropriado à interface de saída. • O quadro de Camada 2 é codificado em sinais físicos da Camada 1 usados para representar bits no enlace físico. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Introdução ao Roteamento e ao Encaminhamento de Pacotes Configuração CLI e Endereçamento Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Introdução ao Roteamento e ao Encaminhamento de Pacotes Configuração básica do roteador Uma configuração básica do roteador deve conter o seguinte: – Nome do Roteador - Nome do host deve ser único. – Banner – No mínimo, deve alertar contra o uso não autorizado. – Passwords – Use senhas fortes. – Configuração de Interface: – Especificar o tipo de interface, o endereço IP e a máscara de sub-rede. – Descrever o objetivo da interface. – Emitir o comando no shutdown. – Se for interface serial DCE emitir comando clock rate. Depois de concluir as configurações básicas as seguintes tarefas devem ser concluídas: – Verificar a configuração básica e operação do roteador. – Salvar as alterações em um roteador. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Introdução ao Roteamento e ao Encaminhamento de Pacotes Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Introdução ao Roteamento e ao Encaminhamento de Pacotes Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Configuração Básica • Modos de Usuário e Privilegiado: – Usuário - Permite exibir o estado do roteador, mas não modificar sua configuração • Privilegiado - Permite ao usuário fazer alterações na configuração do roteador. • Configuração do Nome do Host: Router(config)# hostname [name] Router> modo usuário Router> enable Router# modo privilegiado Router# configure terminal Router(config)# exit Router# config t Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Configuração Básica • Configuração de Senhas: Senha de modo privilegiado: Router(config)# enable secret [password] Senha de Console: Router(config)# line console 0 Router(config-line)# password [password] Router(config-line)# login Senha de Telnet: Router(config)# line vty 0 4 Router(config-line)# password [password] Router(config-line)# login Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Configuração Básica • Configuração de Mensagem de Banner - message-of-the-day (motd) : Router(config)# banner motd[# message #] Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Configuração Básica • Configuração das Interfaces: Router(config)# interface [type][number] Router(config-if)# ip address [address] [mask] Router(config-if)# description [description] Router(config-if)# no shutdown • Cada interface deve pertencer a uma rede diferente. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador - Configuração Básica • Verificando a Configuração:: Router# show running-config Router# show ip route (ver tabela ip) Router# show ip interface brief (ver todas as interfaces) Router# show interfaces • Salvando a Configuração: Router# copy running-config startup-config Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Tabela de Endereços Dispositivo Interface Endereço IP Máscara de Sub- rede Gateway Padrão R1 Fa0/0 192.168.1.1 255.255.255.0 N/A S0/0/0 192.168.2.1 255.255.255.0 N/A R2 Fa0/0 192.168.3.1 255.255.255.0 N/A S0/0/0 192.168.2.2 255.255.255.0 N/A PC1 N/A 192.168.1.10 255.255.255.0 192.168.1.1 PC2 N/A 192.168.3.10 255.255.255.0 192.168.3.1 Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador R1 - Configuração Básica • Configuração do Nome de Host: Router> Router>enable Router# Router#configure terminal Router(config)#hostname R1 R1(config)# Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador R1 - Configuração Básica • Configuração da Senha de modo Privilegiado: R1(config)#enable secret senha Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador R1 - Configuração Básica • Configuração de Senhas: R1(config)#line console 0 R1(config-line)#password senha R1(config-line)#login R1(config)#line vty 0 4 R1(config-line)#password senha R1(config-line)#login R1(config-line)#exit Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador R1 - Configuração Básica • Configuração da Mensagem de Banner: — Entre com uma menssagem de texto. — Termine com o caracter ‘#’. R1(config)#banner motd # ****************************************** WARNING!! Unauthorized Access Prohibited!! ****************************************** # R1(config)# Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador R1 - Configuração Básica • Configuração da Interface WAN: R1(config)#interface Serial0/0/0 R1(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 R1(config-if)#description Link to R2 R1(config-if)#clockrate 64000 (Apenas DCE) R1(config-if)#no shutdown Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador R1 - Configuração Básica • Configuração da Interface WAN: R1(config)#interface FastEthernet0/0 R1(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 R1(config-if)#description R1 LAN R1(config-if)#no shutdown Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador R1 - Configuração Básica • Cada Interface pertence a redes separadas: R1(config)#interface FastEthernet0/1 R1(config-if)#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0 192.168.1.0 overlaps with FastEthernet0/0 R1(config-if)#no shutdown 192.168.1.0 overlaps with FastEthernet0/0 FastEthernet0/1: incorrect IP address assignment Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador R1 - Configuração Básica • Verificando a Configuração Básica do Roteador: R1#show running-config ! version 12.3 ! hostname R1 ! interface FastEthernet0/0 description R1 LAN ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 ! interface Serial0/0 Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador R1 - Configuração Básica • Salvando a Configuração: R1#copy running-config startup-config R1#show startup-config ! version 12.3 ! hostname R1 ! interface FastEthernet0/0 description R1 LAN ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteador R1 - Configuração Básica • Mostrando a tabela de Roteamento R1# show ip route Codes: C – connected(diretamente conectada) , S - static . . (Output Omitted) . Gateway of last resort is not set C 192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0 C 192.168.2.0/24 is directly connected, Serial0/0/0 Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Introdução ao Roteamento e ao Encaminhamento de Pacotes Construindo a Tabela de Roteamento Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Tabela de Roteamento - Introdução • Uma tabela de roteamento é um arquivo de dados na RAM usada para armazenar informações de rota sobre: — Redes conectadas diretamente — Redes remotas • Contém associações de rede/próximo salto Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Redes Diretamente Conectadas • Uma rede conectada diretamente é uma rede acoplada diretamente a uma das interfaces do roteador • Quando ativada, ela é adicionada na tabela de roteamento Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Redes Diretamente Conectadas Códigos: Indica como a rota foi aprendida Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Redes Diretamente Conectadas Código Endereço de Rede e Máscara de Sub-rede Interface de Saída Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Redes Remotas • Uma rede remota é uma rede que não está conectada diretamente ao roteador. — Redes remotas são adicionadas à tabela de roteamento usando dois métodos: • Protocolos de Roteamento Dinâmico: — Rotas para redes remotas que foram aprendidas automaticamente pelo roteador. • Rotas Estáticas: — Rotas configuradas manualmente. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Redes Remotas • Antes de qualquer roteamento estático ou dinâmico ser configurado: — O roteador conhece apenas as suas próprias redes conectadas diretamente — Únicas redes exibidas na tabela de roteamento. — As rotas estáticas e dinâmicas não podem existir na tabela de roteamento sem redes conectadas diretamente do próprio roteador. • O roteador não poderá enviar pacotes por uma interface se ela não estiver habilitada com um endereço IP e uma máscara de sub-rede. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteamento Estático • Uma rota estática é definida usando: — Endereço de rede e a máscara de sub-rede da rede remota. — Endereço IP do roteador do próximo salto. • rotas estáticas são denotadas com o código S na tabela de roteamento. Rotas estáticas são examinadas com mais detalhes no próximo capítulo. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteamento Dinâmico • R1 aprendeu automaticamente a rede 192.168.4.0/24 de R2 pelo protocolo de roteamento dinâmico RIP (Routing Information Protocol). RIP será totalmente abordado em capítulos posteriores. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteamento Dinâmico • Roteamento Dinâmico significa: — Rotas são aprendidas automaticamente de outros roteadores. — Cada roteador descobre automaticamente seus roteadores vizinhos — Roteadores trocam informações da tabela de roteamento Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Tabela de Roteamento - Princípios • Três princípios relativos a tabelas de roteamento que irão ajudar a compreender, configurar e solucionar problemas de roteamento: — Cada roteador toma sua decisão sozinho, com base nas informações presentes em sua própria tabela de roteamento. — O fato de um roteador ter determinadas informações em sua tabela de roteamento não significa que todos os roteadores tenham as mesmas informações.— As informações de roteamento sobre um caminho de uma rede para outra não fornecem informações de roteamento sobre o caminho inverso ou de retorno. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Tabela de Roteamento - Princípios PC1 “pinga” PC2 R1 encaminha o pacote para R2. R2 encaminha o pacote para R3. R3 encaminha o pacote para PC2. PC2 responde ao “ping” R3 NÃO tem uma rota de volta para PC1. R3 descarta o pacote. Erro no “ping” Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Roteamento Assimétrico • Roteadores não necessariamente têm as mesmas informações em suas tabelas de roteamento — Pacotes podem atravessar a rede em uma direção. — E retornar por outro. • Roteamento Assimétrico é mais comum na Internet, que usa o protocolo de roteamento BGP, do que na maioria das redes internas. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Introdução ao Roteamento e ao Encaminhamento de Pacotes Funções de Determinação de Caminho e Comutação Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Formato do Pacote IP - Internet Protocol • Endereço de camada 3: — Endereço de Origem: Endereço do host de origem — Endereço de Destino: Endereço do host de destino — Não muda durante o encaminhamento dos dados Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 • Endereços de camada 2: — Endereço de origem: Interface de envio — Endereço de Destino: Interface de Destino — Interface-a-Interface na mesma rede • Muda de rede para rede Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 • Se há múltiplos caminhos para a rede: — Determinar o melhor caminho envolve a avaliação de vários caminhos para a mesma rede de destino e selecionar o caminho “ótimo” para alcançar essa rede. — Cada caminho usa uma interface de saída diferente. — Depende do protocolo de roteamento. • Métrica (valor) que o protocolo usa para determinar a distância até a rede de destino • O melhor caminho é o que tem a métrica mais baixa Melhor Caminho e Métricas Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 • Contagem de saltos: — Número de roteadores que um pacote deve percorrer até alcançar seu destino. — Melhor caminho é determinado pelo menor número de saltos (menor métrica), ou seja, a melhor rota. — Routing Information Protocol (RIP). Comparando a Contagem de Saltos e as Métricas de Largura de Banda • Largura de banda : — Capacidade de dados de um enlace, às vezes conhecida como a velocidade do enlace. — Melhor caminho é determinado pelo caminho com um acúmulo de enlaces com os maiores valores de largura de banda, ou os enlaces mais rápidos. — Open Shortest Path First (OSPF). Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Comparando a Contagem de Saltos e as Métricas de Largura de Banda Usando RIP: A menor contagem de saltos é 2 O pacote será encaminhado de R1 a R3 Usando OSPF: Baseado na largura de banda, o pacote será encaminhado de R1 para R2 para R3. Mais saltos, porém enlaces rápidos. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Balanceamento de Custo Igual O que acontece se um roteador tem múltiplos caminhos com a mesma métrica para a mesma rede de destino? O roteador encaminhará o pacote, alternando entre as interfaces de custo igual. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Encaminhamento de Pacotes • Duas Funções: — Determinação de caminho — Comutação Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Determinação do Caminho • Processo de como o roteador determina que caminho usar ao encaminhar um pacote. — O roteador pesquisa sua tabela de roteamento em busca de um endereço de rede correspondente ao endereço IP de destino do pacote. — Uma das três determinações de caminho é resultante dessa pesquisa: • Rede conectada diretamente. • Rede remota. • Nenhuma rota determinada. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Determinação do Caminho • Rede conectada diretamente: — R1 recebe um pacote destinado a PC1. — R1 olha na tabela de roteamento e determina que a rede de destino está na saída da sua porta FastEthernet — O pacote é encaminhado diretamente para o dispositivo com o endereço IP de destino do pacote. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Determinação do Caminho • Rede Remota: — R1 recebe um pacote de PC1 cujo destino é PC2 — R1 olha na sua tabela de roteamento e determina que o caminho para a rede de destino é via porta WAN — O pacote é encaminhado para outro roteador. Redes remotas podem apenas ser alcançadas por outro roteador. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Determinação do Caminho • Nenhuma rota determinada: — R1 recebe um pacote de PC1 cujo destino é PC2. — R1 olha na tabela de roteamento e não pode encontrar um caminho para a rede diretamente conectada ou a rede remota. — Se o roteador não tem uma rota padrão, o pacote é descartado. O roteador envia uma mensagem ICMP inalcançável para o endereço IP de origem do pacote ? Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação • Host X envia um pacote para o Host Y. • Um roteador normalmente envia um pacote de um enlace de dados a outro, usando duas funções básicas: — Função de determinação de caminho — – Roteamento — Função comutação – ----Encaminhamento de pacotes • Veremos os estágios desse roteador para determinar a rota e comutar este pacote Lembre-se: Dois endereços são necessários para mover o pacote da origem ao destino • Endereço MAC • Endereço IP Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação Layer 2 Destination Layer 2 Source Layer 3 Destination Layer 3 Source A111 H111 192.168.4.10 192.168.1.10 Como o Host X sabe encaminhar o pacote para o Roteador A e não diretamente para o Host Y? Host X inicia encapsulando o pacote com o endereço IP do Host Y e o endereço MAC do Roteador A Como o Host X obtém o endereço de camada 2 do Roteador A? Host X determina que o destino NÃO está na mesma rede. O pacote é encaminhado para o gateway padrão Interroga o roteador pelo seu endereço MAC Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação Agora o que acontece? Layer 2 Destination Layer 2 Source Layer 3 Destination Layer 3 Source A111 H111 192.168.4.10 192.168.1.10 Roteador A recebe o pacote na porta fa0/0. Roteador A usa o endereço IP de destino para buscar na sua tabela de roteamento pela rede192.168.4.0/24. Ele encontra que existe um endereço de próximo salto 192.168.2.2 e uma porta de saída fa0/1. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação Layer 2 Destination Layer 2 Source Layer 3 Destination Layer 3 Source A111 H111 192.168.4.10 192.168.1.10 Agora o que acontece? Roteador A sabe que a porta de saída é uma interface Ethernet Roteador A verifica a tabela ARP do endereço IP de B e seu MAC associado. Se a entrada não existir na tabela, o roteador A envia uma solicitação ARP e o roteador B devolve uma resposta. Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação 192.168.1.10 192.168.4.10 A222 B111 Layer 3 Source Layer 3 Destination Layer 2 Source Layer 2 Destination O roteador A agora tem todas as informações necessárias para encaminhar o pacote. Ele sabe que o endereço de destino MAC é B111 e que a porta de saída é fa0/0. O roteador A reencapsula o quadro, mudando o endereço de camada 2 e encaminha o quadro pela interface fa0/1.Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação 192.168.1.10 192.168.4.10 A222 B111 Layer 3 Source Layer 3 Destination Layer 2 Source Layer 2 Destination Note que o endereço de camada 3 do pacote não troca. Também note que a tabela de roteamento foi usada para encontrar: O endereço de camada 3 do próximo salto O endereço de camada 2 do próximo salto A porta de saída usada para encaminhar o quadro Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação 192.168.1.10 192.168.4.10 A222 B111 Layer 3 Source Layer 3 Destination Layer 2 Source Layer 2 Destination Roteador B recebe o pacote Agora o que acontece? Roteador B usa o endereço IP de destino para buscar em sua tabela de roteamento pela rede 192.168.4.0/24. Ele encontra que existe um endereço de próximo salto 192.168.3.2 e uma porta de saída s0/1 – uma interface serial Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação Roteado B sabe que a porta de saída é uma interface serial Agora o que acontece? Uma vez que a interface de saída é uma interface serial, não uma interface Ethernet, o roteador B não precisa de um endereço de camada 2 para o próximo salto. 192.168.1.10 192.168.4.10 A222 B111 Layer 3 Source Layer 3 Destination Layer 2 Source Layer 2 Destination Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação 192.168.1.10 192.168.4.10 A222 B111 Layer 3 Source Layer 3 Destination Layer 2 Source Layer 2 Destination Quando a interface é uma conexão serial ponto-a- ponto, o processo da tabela de roteamento não verifica o endereço IP de próximo salto O roteador B agora encapsula o pacote IP no quadro de enlace de dados próprio, usando o encapsulamento serial próprio (HDLC, PPP, etc.). Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação O endereço de camada 2 é configurado como um broadcast O endereço de camada 2 de origem é o endereço da porta de saída do roteador B – a origem do quadro Finalmente, o quadro é encaminhado para fora da interface s0/1 no roteador B 192.168.1.10 192.168.4.10 B222 FFFF Layer 3 Source Layer 3 Destination Layer 2 Source Layer 2 Destination Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação O roteador C recebe o quadro na interface serial s0/1 Agora o que acontece? O roteador C usa o endereço IP para buscar na sua tabela de roteamento pela rede192.168.4.0/24. Ele encontra que a rede é uma rede diretamente conectada com a interface de saída fa0/0. 192.168.1.10 192.168.4.10 B222 FFFF Layer 3 Source Layer 3 Destination Layer 2 Source Layer 2 Destination Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação O roteador C percebe que este endereço IP de destino está na mesma rede da sua interface e pode enviar um pacote diretamente ao destino e não a outro roteador Uma vez que a interface de saída está numa rede Ethernet diretamente conectada, o roteador C deve obter o endereço MAC de destino 192.168.1.10 192.168.4.10 B222 FFFF Layer 3 Source Layer 3 Destination Layer 2 Source Layer 2 Destination Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação O roteador C verifica na tabela ARP todas as entradas. Se a entrada não está na tabela, o roteador C enviará uma mensagem pela interface fa0/0 - “Qual é o endereço MAC para este endereço IP?” Host Y enviará uma mensagem informando: “Este é o endereço MAC que você busca.” 192.168.1.10 192.168.4.10 B222 FFFF Layer 3 Source Layer 3 Destination Layer 2 Source Layer 2 Destination Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação O roteador C encapsula o quadro Ethernet com o endereço MAC de destino do Host Y. O endereço de origem de camada 2 é o endereço MAC da interface fa0/0 do roteador. O quadro é encaminhado para fora da porta fa0/0 para o host de destino – Host Y. 192.168.1.10 192.168.4.10 C222 H222 Layer 3 Source Layer 3 Destination Layer 2 Source Layer 2 Destination Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 Função de Comutação Passo Layer 2 Destination Layer 2 Source Layer 3 Destination Layer 3 Source Host X para Router A A111 H111 192.168.4.10 192.168.1.10 Router A para Router B B111 A222 192.168.4.10 192.168.1.10 Router B para Router C FFFF B222 192.168.4.10 192.168.1.10 Router C para Host Y H222 C222 192.168.4.10 192.168.1.10 Protocolos de Redes e de Computadores AULA 13 AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO.
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