Aula 11 Redes de Computadores

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