Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
CCT0008 – REDES DE COMPUTADORES Aula 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Objetivos O aluno deverá ser capaz de: • Explicar o conceito de tabelas de rotas; • Comparar protocolos de roteamento estático e dinâmico; • Diferenciar os tipos de protocolos de roteamento dinâmico; • Interpretar como um pacote é transmitido, entre origem e destino, através das redes de computadores Redes de Computadores • Mensagens > aplicação • Segmentos > transporte - Portas • Pacote > Camada de Rede - IP • Quadro > Enlace - MAC Dois níveis de endereçamento permitem a comunicação em redes heterogêneas. MAC – Apenas no domínio de Broadcast (mesmo enlace) – Endereço físico IP - Qualquer rede – Endereço Lógico Roteamento AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos E Quadro Aplicação Transporte Rede Física Modelo TCP/IP Mensagem Segmento Pacote Cabeçalho de transporte Mensagem Cabeçalho de enlace Cabeçalho de redeCabeçalho de transporte Mensagem Cabeçalho de redeCabeçalho de transporte Mensagem Camadas Encapsulamento Redes de Computadores Pacotes são referenciados por ENDEREÇOS IP Quadros são referenciados por ENDEREÇOS MAC Roteamento AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos E Quadro Aplicação Transporte Rede Física Modelo TCP/IP Mensagem Segmento Pacote Cabeçalho de transporte Mensagem Cabeçalho de enlace Cabeçalho de redeCabeçalho de transporte Mensagem Cabeçalho de redeCabeçalho de transporte Mensagem Camadas Encapsulamento Redes de Computadores Roteamento • As mensagens produzidas na camada de aplicação são passadas para a camada de transporte que as encapsula em segmentos. • Em seguida é necessário que haja algum protocolo capaz de endereçar cada segmento. • Nas camadas inferiores, rede e enlace, os segmentos são encapsulados, em pacotes e quadros. • A existência de duas camadas que endereçam conteúdos é um dos fatores que permitem a comunicação de dados entre redes heterogêneas. AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Roteamento Ethernet Origem P1 Destino HDLC P1 ATM P1 ADSL P1 WiFi P1 • Pacote – conteúdo íntegro fim a fim • Quadro – alterado a cada segmento • Percurso do Pacote > Encapsulamento em diversos quadros diferentes AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Roteamento AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Roteamento • Através dos percurso o pacote passa por alguns roteadores e cada um realiza a comutação entre os canais baseado no endereço de rede destino definido no cabeçalho. AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Funcionamento do roteador Fases recebimento AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Funcionamento do roteador Fases desmontagem do quadro de entrada AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Funcionamento do roteador Fases comparação da tabela com endereço do pacote AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Funcionamento do roteador Fases Decisão da porta de saída - repasse AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Funcionamento do roteador Fases novo enlace na porta selecionada AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Roteamento Como decidir o caminho? AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Roteamento Como decidir o caminho? • O endereço de destino do pacote determina a porta de saída. • Múltiplos caminhos podem levar ao destino final • Roteadores devem possuir dados para definir suas decisões. Caminho mais longo Logo ali ? AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Roteamento Como decidir o caminho? Roteadores devem possuir tabelas associando suas portas com as redes de destino. Ser 2 Eth0 – 10.0.0.0/24 Eth1 – 192.168.0.0/24 Ser0 – 200.20.0.0/16 Ser1 - *.*.*.* AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores O que é um bom caminho? • Bom caminho > “menor custo”. • De 172.20.0.0/23 (X) para 172.30.0.0/23 (Y) - Muitos caminhos entre as duas redes - Cada caminho tem um custo. - Um dos caminhos é o de menor custo. Custos • tamanho físico do enlace • a taxa de transmissão congestionamento AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Tabelas de roteamento Estática Dinâmica AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Algoritmos de roteamento • Classificações (Kurose): - Algoritmo de roteamento global ou descentralizado; - Algoritmo de roteamento estáticos ou dinâmico; - Algoritmo de roteamento sensível à carga ou insensível á carga; AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Roteamento estático • As rotas mudam lentamente. • Configuração manual das rotas com tabelas definidas manualmente pelo administrador da rede. • Abrangência apenas dentro da rede de uma organização (mesma gerência) AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Algoritmo de roteamento dinâmico • Alteram as tabelas de roteamento conforme mudam as cargas, o tráfego ou a topologia de rede. • Mudanças são reação direta à mudança de topologia de rede ou de custos dos enlaces. • Suscetíveis a problemas como loops de roteamento e oscilação de rotas. AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Algoritmos de roteamento dinâmicos Algoritmo Global ou centralizado • Global - Cálculo do caminho de menor custo baseados no conhecimento completo e global sobre a rede. - Exige obter informações antes de realmente realizar o cálculo. • Algoritmos denominados de estado de enlace (link-state – LS) AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Algoritmos de roteamento dinâmicos Algoritmo descentralizado • Descentralizado - Cálculo do caminho de menor custo é interativo e distribuído. - Nenhum nó tem informação completa - Cada nó sabe apenas os custos dos enlaces diretamente ligados a ele. - A informação é passada aos vizinhos • Um exemplo é o algoritmo de vetor de distâncias (distance-vector algorithm – DV) AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Algoritmos de roteamento dinâmicos Algoritmos sensíveis à carga • Sensíveis à Carga - Os custos de enlace variam dinamicamente para refletir o nível corrente de congestionamento no enlace subjacente. - Caso haja um alto custo associado ao enlace congestionado, o algoritmo tenderá a escolher rotas que evitem esse enlace congestionado. • Insensíveis à carga - Não levam em consideração o custo - O custo de um enlace não reflete explicitamente seu nível de congestionamento corrente. AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Protocolos de roteamento • Troca de informações entre roteadores • Montagem dinâmica das tabelas de rotas • Novos caminhos, caminhos obstruídos ou congestionamentos geram novas tabelas e informações a outros roteadores. AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Roteamento na Internet • Internet - conjunto heterogêneo de roteadores com o mesmo algoritmo de roteamento. • Várias redes interconectadas com diferentes algoritmos internos. • Para reduzir a complexidade da gestão e de autonomia das redes, os roteadores foram agrupados formando um sistema autônomos (AS). • Cada AS é um grupo de roteadores sob o mesmo controle administrativo, operado pelo mesmoISP ou numa mesma rede corporativa. AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Roteamento na Internet • Sistema Autônomo (AS) - Dentro do AS o algoritmo é denominado protocolo de roteamento intra-AS - A conexão de vários AS é feita por um algoritmo comum a todos. • Este roteadores são denominados de roteadores de borda (gateway routers). AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Roteamento na Internet • Entre vários AS é necessário obter informações sobre as condições dos AS vizinhos e propagar as informações entre os roteadores internos ao AS. • O protocolo de roteamento inter-AS propaga as informações. • Para que dois ou mais AS troquem informações é necessário executem o mesmo protocolo de roteamento Inter-AS. AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Protocolos de roteamento intra-AS • Um protocolo de roteamento intra-AS é usado para determinar como é executado o roteamento dentro do sistema Autônomo (AS). • Os protocolos de roteamento intra-AS são chamados protocolos de roteadores internos (IGP) AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Protocolos de roteamento intra-AS RIP (Routing Information Protocol) • Protocolo de roteamento dinâmico de vetor de distância. • Geralmente utilizado em redes menores AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Protocolos de roteamento intra-AS OSPF (Open shortest path first) • Protocolo de roteamento dinâmico de estado de enlace. • Geralmente é utilizado na internet. • Mais eficiente que o RIP. AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Protocolos de roteamento intra-AS IS - IS (Intermediate System to Intermediate System) • Protocolo de roteamento dinâmico de estado de enlace. • Geralmente é utilizado em redes de grande porte AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Protocolos de roteamento intra-AS EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) • Protocolo de roteamento dinâmico de estado de enlace. • Desenvolvido pela Cisco AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Protocolo de roteamento Inter-AS • O BGP é um protocolo de vetor à distância - Serve para troca de informações de roteamento entre sistemas autônomos. • Responsável por - Determinação dos caminhos entre origem e destino que abrangem vários ASs. - O protocolo utilizado na Internet é o BGP (Border Gateway Protocol). AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Gateway • Gateway: - Define para onde o host deve enviar os pacotes destinados a outra rede - O gateway é o endereço da porta do roteador conectada à sua LAN. • Ao configurar os hosts de uma rede é necessário definir: - Endereço IP - Máscara de sub-rede - Gateway AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Gateway • O endereço do gateway definido no host orienta o protocolo arp para preencher o campo MAC de destino do quadro que encapsula o pacote. • Para pacotes direcionados a outras redes o arp utiliza o MAC do gateway nos quadros. • Não confundir com o endereço do pacote que não é modificado • Um host pode ser configurado com mais de um gateway: - um padrão (default) e - outros para associar a outros roteadores ligados a diferentes redes AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores NAT – Network address translator • Rede Interna - endereços privados (10.*, 172.16. até 172.31 e 192.168.* - pacotes não são admitidos na internet. • Os endereços de origem dos pacotes devem ser substituídos por endereços válidos. • O NAT, habilitado no roteador, substitui o endereço de todos os pacotes de saída pelo seu próprio endereço válido da porta de saída. AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Redes de Computadores Protocolo roteável e não roteável • Protocolos não roteável - pilhas de protocolos que não dão suporte ao roteamento por não possuir endereços na camada de rede. - Exemplo: NetBEUI (comunicação apenas dentro de um domínio de broadcast). • TCP/IP e IPX/SPX, por exemplo, podem ser roteados por possuírem suporte a endereçamento na camada de rede. AULA 11: Roteamento: Algoritmo e Protocolos Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29 Slide 30 Slide 31 Slide 32 Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37 Slide 38 Slide 39
Compartilhar