Protocolos de roteamento

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Protocolos de Roteamento
Resumo do capítulo 7 do Livro:
Filippetti, Marco Aurélio
CCNA 4.1 – Guia Completo de Estudo. Florianópolis: Visual Books, 2008
ATENÇÃO: PRATICAMENTE TODO O TEXTO AQUI ENCONTRADO FOI RETIRADO
COMO ESTÁ NO LIVRO. FIZ APENAS ALGUMAS ALTERAÇÕES. RECOMENDO
FORTEMENTE A COMPRA DO LIVRO, POIS É UMA ÓTIMA FONTE DE REFERÊNCIA.
ps. existem versões mais atuais do livro, como estamos estudando a teoria, o conteúdo desta edição
mais antiga que possuo é suficiente. Este resumo não é adequado para estudar para a certificação,
pois é baseado em uma versão antiga do livro - que é baseado em uma versão antiga da certificação.
Introdução
Uma definição de roteamento: Um conjunto de regras que definem como dados originados
em uma determinada subrede devem alcançar uma outra.
Para partir de uma rede e alcançar outra, um roteador precisa fazer o direcionamento
(repasse) do pacote, analisando seu cabeçalho e consultando sua tabela de roteamento.
O processo de roteamento
O processo de roteamento é efetuado para se transmitir um pacote de dados de um host em
uma rede para um host em outra. Em uma rede sem roteadores, não existe roteamento. Qualquer
rede que não está diretamente conectada a um roteador é uma rede remota, que chamarei neste
resumo de rede externa. 
Para fazer o roteamento o roteador deve conhecer:
• Endereço de destino
• Roteadores vizinhos
• Rotas possíveis para redes externas
• Melhor rota para cada rede externa
• Como manter as informações de rotas
Importante!
O roteador “aprende” sobre redes externas através da comunicação
com roteadores vizinhos (roteamento dinâmico) ou através do
administrador (roteamento estático)
Com os dados sobre as redes externas, o roteador cria uma tabela de roteamento (ou tabela
de repasse), que descreve como chegar a estas redes externas. 
Lembrando que o roteador já sabe os dados das redes aos quais ele está diretamente conectado, pois
ele tem um endereço em cada uma dessas redes e, com as informações de máscara, é capaz de saber
que qualquer host dentro dessa subrede está acessível daquela porta que está conectada àquela rede.
Se a rede não estiver diretamente conectada, o roteador precisa descobrir o caminho para
encontrá-la. Para isto faz uso do roteamento dinâmico, estático ou default (padrão). 
Nota: uma rota padrão é um rota que será utilizada para uma rede que não está em
nenhuma linha da tabela de roteamento, ou seja, se a rede de destino não consta na
tabela de roteamento do roteador, ele irá enviar o datagrama para sua rota padrão (ou
rota default). É como se fosse o gateway de um roteador (se não sei para onde enviar,
vou mandar pra alguém que sabe, no caso o roteador indicado na rota padrão).
No roteamento estático, o administrador cria as tabelas de roteamento de todos os roteadores
da rede manualmente. No roteamento dinâmico, os algoritmos de roteamento são utilizados para se
comunicar com roteadores vizinhos e gerar a tabela de roteamento automaticamente. Assim os
roteadores trocam informações periodicamente e, em caso de mudanças (queda de um link, por
exemplo), os roteadores são informados automaticamente e se ajustam à nova situação. No caso do
roteamento estático, as mudanças devem ser feitas manualmente pelo administrador em todos os
roteadores da rede.
Processo de rotamento, exemplo:
Observe a figura 7.2 na página à seguir. Vamos explicar passo a passo o que acontece quando o
Host A tenta se comunicar com o Host B através de um ping.
Figura 1: O roteador já conhece as redes 192.0.2.0/25
e 192.0.2.128/25, pois está diretamente conectado a
estas através das interfaces Fa0/0 e Fa0/1
respectivamente
1. Um usuário no Host A digita o comando ping 172.16.20.2 via linha de comando. Uma
pacote ICMP é gerado no Host A
2. O protocolo IP determina se o destino está na mesma rede ou não, através do endereço de A
e da máscara de subrede configurada, ele determina que B não está na mesma subrede, então
o pacote deve ser encaminhado para o roteador (default gateway) na configuração do host. 
3. Para o Host A enviar um pacote para o roteador, ele precisa saber o endereço MAC da
interface do roteador conectada à rede local. Para obter esse endereço, o host faz uma
consulta no cache ARP, utilizando o endereço IP do default-gateway de sua configuração de
rede.
4. Caso o endereço IP da interface do roteador não esteja no cache, ele irá enviar uma
mensagem ARP via broadcast para descobrir o MAC do endereço 172.16.10.1. É por esse
motivo que normalmente o primeiro ping expira (timeout) e os seguintes são bem sucedidos.
Uma vez que o MAC fique armazenado no cache do ARP, não ocorrem mais timeout’s.
5. A interface E0 do roteador responde o ARP request para o Host A, então A passa a ter o
endereço MAC de E0 e guarda em seu cache ARP. A camada de rede pode agora passar o
datagrama contendo o ICMP echo request (ping) para a camada de enlace, com o endereço
IP de destino (Host B) e origem (Host A).
6. A camada de enlace agora cria o quadro com o endereço MAC de origem (Host A) e destino
(Interface E0 do roteador)
7. A camada de enlace passa os dados do quadro à camada física, que codifica os dados e os
transmite no meio.
8. A interface E0 do roteador recebe os dados, a camada de enlace monta o quadro, verifica o
endereço MAC de destino, para assegura-se de que o quadro é para àquela interface, faz o
cálculo do CRC para verificar que o quadro chegou sem erros, então entrega para o procolo
de rede no roteador
9. O protocolo IP verifica o IP de destino (que, não sendo pra ele deve ser encaminhado à rede
de destino). Assim o roteador consulta sua tabela de roteamento e descobre que a rede de
destino está conectada à interface E1.
10. Agora o roteador repassa o datagrama à interface E1, que precisa criar o quadro, cujo
endereço MAC de destino é o do Host B. Assim o roteador checa sua tabela ARP, tal qual o
Host A fez para enviar o pacote para o roteador. O roteador então, de posse do endereço
MAC de B (seja por que estava no cache, ou porque também teve que enviar um ARP
request via broadcast), encaminha o quadro via interface E1.
11. O Host B ao receber o quadro, verifica endereço MAC, CRC, entrega à camada de rede, que
verifica o enderço IP de destino. Se o IP bate com o do Host B, o IP o entrega ao ICMP, que
pode então responder o ping. Assim o processo se reinicia, porém na direção oposta, até que
a resposta do ping chegue ao Host A.
Neste exemplo, a tabela de roteamento possui apenas os endereços das redes diretamente
conectadas. Imagine agora que tenhamos uma rede mais complexa, adicionando mais 3 rotadores.
Na figura temos 3 roteadores conectados através de interfaces WAN (conexões seriais S0-S0
e S1-S1) e o roteador 2621A conectado ao 2501A através de uma rede Ethernet. Cada roteador tem
então, uma conexão WAN (serial) e uma Ethernet conectada (com exceção do 2621A, que possui
somente a ethernet). 
Primeiramente os endereços das interfaces devem ser preenchidos nos roteadores. A tabela a
seguir indica o endereçamento:
nota: no livro é mostrado como configurar todas as interfaces de cada um dos
roteadores, já vimos em sala este assunto.
Após configurar todos os endereços das interfaces dos roteadores, cada roteador pode se
comunicar com seu vizinho, porém o roteador 2501B não pode se comunicar com o 2621A, por
exemplo, pois não existem rotas definidas para eles na tabela de roteamento.
Então, após configurar todas as interfaces, a comunicação é possível somente entre
roteadores vizinhos. Se uma mensagem tem como destino um host que não é conhecido na tabela de
roteamento, o pacote é simplesmente descartado. Não há envio de mensagens de broadcast ou
qualquer outro esquema para descobrir a rota, como é feito em uma rede local com o ARP. 
Nota:por que isto acontece? Primeiro que mensagens de broadcast não passam de uma
rede para outra (roteadores segmentam domínios de broadcast). Segundo se um
esquema parecido com um broadcast fosse realizado, essa mensagem teria que ser
repassada de roteador em roteador até encontrar a rede de destino? Imagine a
quantidade de tráfego na internet só tentando encontrar as redes de destino. Por isso são
implementados os algoritmos de roteamento.
Como então configurar os roteadores para que suas tabelas incluam os endereços das redes
externas? Podemos fazer de 3 maneiras e entender esses diferentes modos é essencial para que a
melhor maneira seja escolhida. Os métodos são: roteamento estático, dinâmico e default (padrão).
Roteamento Estático
Vantagens:
• Menor utilização de processamento (menor overhead da cpu do roteador)
• Não há utilização de largura de banda entre os roteadores
◦ Como os roteadores não trocam mensagens entre si, tudo que se transmite entre
eles são dados efetivos
• Segurança
◦ o administrador possui total controle do processo de roteamento
Desvantagens:
• Administrador precisa conhecer totalmente a rede
• Alterações devem ser feitas manualmente em cada um dos roteadores
• Não é viável para redes de grande porte
Para adicionar redes estaticamente em um roteador, utiliza-se o comando ip route:
ip route [rede_destino] [máscara] [endereço_próximo_salto ou interface_saida] 
[distância_administrativa] [permanent]
onde:
• rede_destino: Endereço da rede que você está adicionando à tabela de roteamento
• máscara: Máscara da rede de destino
• endereço_proximo_salto: endereço da interface do próximo roteador no caminho para a rede
de destino. Cada roteador é considerado um salto. Ou seja, contém o endereço IP da
interface do roteador ao qual ele está diretamente conectado que sabe como encaminhar o
pacote.
• interface_saida: pode ser utilizado ao invés do IP do próximo salto se a conexão com o outro
roteador for uma serial ponto a ponto (normalmente uma WAN), pois sendo ponto a ponto,
só há um destinatário do outro lado. Não funciona se o destino for uma LAN (como
ethernet, por exemplo).
• distância_administrativa: por padrão uma rota estática tem distância administrativa 1. Esse
valor diz quão confiável é uma rota. Este valor é opcional no comando.
• Permanent: se a interface for desativada, ou a comunicação cair, a rota será descartada após
um tempo. Se adicionar essa opção a rota será mantida, não importa o que aconteça.
No livro é mostrado agora como configurar cada um dos roteadores, mostrarei aqui somente
a configuração de um deles. Se você entendeu tudo até aqui e vem acompanhando as aulas,
conseguirá configurar todos os outros.
Configuração de roteamento estático no roteador 2521A
Para configurar o roteamento é necessário adicionar à tabela de roteamento as redes aos
quais o roteador não está diretamente conectado. No exemplo nós temos 5 redes: 172.16.10.0,
172.16.20.0, 172.16.30.0, 172.16.40.0 e 172.16.50.0. O roteador só está conectado diretamente à
rede 172.16.10.0, então devemos incluir os endereços das outras redes em sua tabela de roteamento.
A seguir, seguem os comandos. Note que cada rota estática envia os pacotes para o endereço
172.16.10.2, pois esse é o endereço do próximo salto para qualquer uma das outras redes, pois é o
único roteador conectado ao roteador que estamos configurando.
Nota: não abordarei aqui o básico, pois já foi visto em sala. Quando o prompt indicar
(config), por exemplo, é porque estamos no modo de configuração via terminal –
configure terminal
(config)# ip route 172.16.20.0 255.255.255.0 172.16.10.2
(config)# ip route 172.16.30.0 255.255.255.0 172.16.10.2
(config)# ip route 172.16.40.0 255.255.255.0 172.16.10.2
(config)# ip route 172.16.50.0 255.255.255.0 172.16.10.2
Após a configuração, utilize o comando show ip route ou show running-config para verificar as
rotas configuradas.
Este roteador agora possui todas as informações para se comunicar com as outras redes,
porém se os outros roteadores não forem configurados, a volta não é possível, então nada
funcionará. 
Nota: configure os outros roteadores
Note que após configurar todos os roteadores, a tabela de roteamento em todos eles será
exatamente igual. Verifique com o comando show ip route. A única diferença será por conta
do tipo de rota (S, para estática ou C para diretamente conectada) e por qual destino se
alcança determinada rede. Mas observe que em todos estarão configuradas exatamente as
mesmas redes.
Roteamento Default (Padrão)
O roteamento default é usado para redes que não estão na tabela de roteamento. Lembra que a regra
geral é: se não tiver um caminho descartar o pacote. O roteamento default altera isto, ao invés de
descartar, encaminhe para uma interface específica de saída (por exemplo, uma interface conectada
à internet ou a um roteador que talvez conheça a rota para aquele destino).
Rotas default só devem ser usadas sozinhas, isto é, a única linha da tabela de roteamento é
uma rota default, em redes Stub. Uma rede stub é uma rede que possui somente uma interface de
saída.
Figura 2: Exemplo de uma rede Stub. O roteador Router0 possui
apenas uma saída, conectada ao modem DSL
Figura 3: Entendendo uma rede Stub
Oberve a figura 3. A rede 192.168.10.0 é uma rede stub, pois o roteador RouterA só possui uma
saída através de RouterB. A tabela de roteamento em A poderia ser feita somente com uma entrada
default, já que tudo que vier da rede 192.168.10.1 para qualquer outra rede, deve seguir para o
RouterB. Já a rede 192.168.30.0 possuí duas saídas, se o destino for a rede 192.168.10.1 o RouterB
deve encaminhar para o Router A, se não for para esta rede, aí sim uma rota default pode ser
utilizada para enviar para a internet.
Nada impede que rotas default sejam utilizadas em roteadores com mais de uma interface de saída,
porém, não se deve utilizar apenas roteamento default neste caso. Uma combinação de roteamento
default com um dos outros dois tipos (estático ou dinâmico), pode funcionar perfeitamente bem.
Isto porque roteadores utilizam a rota default apenas em último caso. Se existir uma rota mais
específica, esta será preferida. Por este motivo, rotas default são também conhecidas como “rotas de
último recurso” (last resource gateway). 
Nota: você deve ter notado isto no comando show ip route
A sintaxe da configuração de uma rota defaul é:
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 [proximo_salto ou interface_de_saida]
Vamos voltar à figura 3. As redes nesta figura são: 192.168.10.0, 192.168.20.0, 192.168.30.0
e 192.168.40.0. Então os dois roteadores devem conhecer ao menos estas 4 redes para que o
roteamento aconteça de forma satisfatória.
Analisando o RouterA, vimos que ele já conhece as redes às quais está diretamente
conectado, ou seja, 192.168.10.0 e 192.168.20.0, logo faltam 2 redes que podemos adicionar:
ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 192.168.20.2
ip route 192.168.40.0 255.255.255.0 192.168.20.2
E no RouterB devemos adicionar apenas a rede 192.168.10.0, que é a única das 4 à qual ele não está
diretamente conectado
ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.20.1
Assim as LANs conseguem se comunicar, mas da forma que está, ninguém consegue chegar
à internet. Então devemos criar uma rota padrão, indicando para onde devem ser enviados todos os
pacotes que não são para nenhuma das redes conhecidas:
RouterA: ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 serial0/0
RouterB: ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 FastEthernet0/1
Obs.: foram usados os endereços das interfaces, mas poderia ter sido utilizando também o endereço
do próximo salto sem problemas. Mas na figura não temos o endereço IP do firewall, por exemplo.
As tabelas de roteamento dos roteadores ficaram como na figuraa seguir. Note que agora o
Gateway of last resort está setado. Note também que a rota está indicada com S*, o que indica uma
rota default.
Nota: como falei anteriormente, ao invés de fazer o citado no livro, no RouterA,
poderíamos ter somente uma rota padrão, pois a rede conectada é uma rede stub.
Porém, a rigor, a maneira mais correta seria como no livro. Tente imaginar como ficaria
a tabela de roteamento se o Router A tivesse apenas uma rota default. Este é um bom
exercício para descobrir se entendeu tudo direitinho até aqui.
Roteamento Dinâmico
Vantagens:
• Simplifica o gerenciamento da rede
• Viável em redes de grande porte
Desvantagens
• Utiliza largura de banda nos links entre roteadores
• requer processamento pela CPU do roteador
• Menor controle do roteamento entre as redes
O processo de roteamento dinâmico utiliza protocolos para encontrar e atualizar tabelas de
roteamento de roteadores. Este modo é mais simples que o roteamento estático, porém você paga
por essa simplicidade. O roteamento utiliza largura de banda, pois mensagens são trocada entre os
roteadores, além de exigir que certo processamento seja feito na CPU do roteador.
Os 4 protocolos de roteamento abordados no livro (que são cobrados no CCNA) são RIP
(Routing Information Protocol), IGRP (Interior Gateway Rouging Protocol), OSPF (Open Shortest
Path First) e o EIGRP (Enhanced Interior Gateway Rouging Protocol). Os protocolos IGRP e
EIGRP são proprietários da Cisco, e você não os encontrará em roteadores de fabricantes diferentes.
Os protocolos citados acima são protocolos da categoria IGP (Interior Gateway Protocol) e
são utilizados no roteamento entre roteadores pertencentes a um mesmo Sistema Autônomo (AS),
que é uma coleção de redes sobre o mesmo domínio administrativo. Esses protocolos também são
conhecidos como Intra-AS. Já protocolos (EGP – Exterior Gateway Protocol) são utilizados na
comunicação entre roteadores pertencentes a diferentes AS. Esses protocolos também são
conhecidos como Inter-SA. O protocolo EGP utilizado na internet é o BGP (Border Gateway
Protocol).
	Introdução
	O processo de roteamento
	Roteamento Estático
	Configuração de roteamento estático no roteador 2521A
	Roteamento Default (Padrão)
	Roteamento Dinâmico