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08 Algoritimosde roteamento Protocolos de roteamento

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AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO 
Aula 08: Algoritimos de roteamento 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Temas/objetivos desta Aula 
TIPOS DE ALGORITMOS 
DE ROTEAMENTO; 
1 
PRÓXIMOS 
PASSOS 
MÉTRICAS DE ALGORITMOS 
 DE ROTEAMENTO; 
2 
DISTÂNCIA 
ADMINISTRATIVA. 
3 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Algoritmo de Roteamento 
• É responsável por determinar para qual porta de saída um pacote ou pedido de conexão 
deve ser endereçado. 
 
• Atributos desejáveis: 
Correção: não cometer erros; 
Simplicidade: pouca complexidade; 
Robustez: recuperação rápida após erros e mudanças; 
Equidade: todos têm direito de usar a rede; 
Otimalidade: determinação da melhor rota. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Algoritmo de Roteamento 
• Determina a rota (melhor) para um dado destino; 
• Rede é representada por um grafo: 
• nós do grafo: nós da rede (roteadores); 
• arestas do grafo: enlaces da rede (normalmente associados a um custo/peso). 
• Classificação: 
• centralizado ou distribuído; 
• estático ou dinâmico; 
• load-sensitive ou load-insensitive. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Centralizado X Distribuído 
• Centralizado: 
• usa informação global da rede para determinar as rotas (mapa da rede); 
• computação centralizada em um site ou replicada nos demais nós; 
• exemplo: link state algorithm. 
• Distribuído: 
• determinação da rota é iterativa e distribuída; 
• informação apenas dos vizinhos (partial information); 
• nós não sabem o caminho completo, apenas o próximo passo até o destino; 
• exemplo: distance vector algoritm. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Estáticos X Dinâmicos 
• Estáticos (não adaptativo): 
• Não utilizam de medidas ou estimativa do tráfego corrente; 
• Não utilizam de informações sobre a topologia atual da rede; 
• O cálculo de rotas é realizado em off-line e carregado nos nós; 
• Mudanças de rota requerem intervenção humana; 
• Exemplos: Shortest path e Flooding 
• Dinâmicos (adaptativos): 
• O cálculo de rotas é baseado em informações atualizadas; 
• As decisões sobre o cálculo das rotas são alteradas de acordo com mudanças na topologia 
e no tráfego; 
• Normalmente empregam algum tipo de métrica associada às rotas; 
• Exemplos: Distance vector e Link state 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Load Insensitive X Load Sensitive 
• Load insensitive: 
• não alteram as rotas em função da carga na rede; 
• custos dos enlaces não dependem do congestionamento observado. 
• Load sensitive: 
• custo dos enlaces varia com o estado da rede; 
• rotas dependem do congestionamanto; 
• novas rotas evitam os hot-spots; 
• otimização, porém podem causar grandes oscilações. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Algoritmos Dinâmicos de Roteamento 
• Distance Vector: 
• Foi o algoritmo de roteamento original da Internet; 
• Baseia-se na manutenção de uma tabela atualizada com os custos dos melhores 
caminhos para cada destino na rede e qual o enlace a ser utilizado; 
• Esses custos são medidos em hops (saltos); 
• As tabelas são trocadas entre nós vizinhos a certa frequência; 
• A capacidade e o tráfego do enlace não são levados em conta. 
 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Protocolos de roteamento dinâmico 
• Funções dos protocolos de 
roteamento dinâmico: 
• Compartilhar 
dinamicamente informações 
entre roteadores; 
• Atualizar automaticamente 
a tabela de roteamento 
quando há mudanças 
na topologia; 
• Determinar o melhor 
caminho para um destino. 
 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Protocolos de roteamento dinâmico 
• A finalidade de um protocolo de roteamento dinâmico é: 
• Descobrir redes remotas; 
• Manter atualizadas as informações de roteamento 
• Escolher o melhor caminho para redes de destino; 
• Habilidade para encontrar um “melhor caminho” novo se o atual não estiver disponível 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Protocolos de roteamento dinâmico 
• Vantagens do roteamento estático: 
• Processamento mínimo da CPU; 
• Mais fácil para o administrador entender; 
• Fácil de configurar; 
• Mais seguro. 
• Desvantagens de roteamento estático: 
• Mudanças na rede requerem reconfiguração manual; 
• Não ajusta bem em grandes topologias; 
• Requer conhecimento completo da rede inteira para implementação adequada. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Protocolos de roteamento dinâmico 
Os componentes principais de protocolos de roteamento dinâmico incluem: 
• Estruturas de dados — os protocolos de roteamento geralmente usam tabelas ou bancos 
de dados para suas operações. Essas informações são mantidas na RAM; 
• Mensagens do protocolo de roteamento — os protocolos de roteamento usam vários 
tipos de mensagens para descobrir roteadores vizinhos, trocar informações de 
roteamento e outras tarefas para aprender e manter informações precisas sobre a rede. 
• Algoritmo — os protocolos de roteamento usam algoritmos para facilitar as informações 
de roteamento para a determinação do melhor caminho. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Protocolos de roteamento dinâmico 
• Vantagens do roteamento dinâmico: 
• Compartilhar automaticamente informações sobre redes remotas; 
• Determinar o melhor caminho para cada rede e adicionar essas informações às suas tabelas de roteamento; 
• Em comparação com o roteamento estático, os protocolos de roteamento dinâmico exigem menos 
sobrecarga administrativa; 
• Ajude o administrador de rede a gerenciar o processo demorado de configurar e manter rotas estáticas. 
• Desvantagens do roteamento dinâmico: 
• Dedique a parte dos recursos de roteadores para a operação do protocolo, incluindo o tempo de CPU e a 
largura de banda do link de rede. 
• Momentos em que o roteamento estático é mais apropriado. 
 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Roteamento dinâmico v. estático 
• As redes normalmente utilizam uma combinação de roteamento estático e dinâmico. 
• O roteamento estático tem vários usos principais: 
• Fornecer facilidade de manutenção da tabela de roteamento em redes menores que não devem crescer 
significativamente; 
• Roteamento para uma rede stub: 
• uma rede com apenas uma rota padrão de saída e nenhum conhecimento sobre redes remotas. 
• Acessando um único roteador padrão: 
• usado para representar um caminho para qualquer rede que não tenha uma correspondência na 
tabela de roteamento. 
 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Roteamento dinâmico v. estático 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Roteamento dinâmico v. estático 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Rotas aprendidas estaticamente - Exemplo de rotas estáticas 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Roteamento Dinâmico 
Geralmente, as operações de um protocolo de roteamento dinâmico podem ser descritas da 
seguinte forma: 
1. O roteador envia e recebe mensagens de roteamento em suas interfaces; 
2. O roteador compartilha mensagens e informações de roteamento com outros roteadores 
que estão usando o mesmo protocolode roteamento; 
3. Os roteadores trocam informações de roteamento para aprender sobre as redes remotas; 
4. Quando um roteador detecta uma alteração de topologia, o protocolo de roteamento 
pode anunciar essa alteração para outros roteadores. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Roteamento Dinâmico - Funcionamento 
• R1 adiciona a rede 10.1.0.0 disponível 
por meio da interface FastEthernet 0/0 
e 10.2.0.0 está disponível pela interface 
serial 0/0/0; 
• R2 adiciona a rede 10.2.0.0 disponível 
por meio da interface serial 0/0/0 e 
10.3.0.0 está disponível por meio da 
interface serial 0/0/1; 
• R3 adiciona a rede 10.3.0.0 disponível 
por meio da interface serial 0/0/1 e 
10.4.0.0 está disponível por meio da 
interface FastEthernet 0/0. 
Roteadores que executam RIPv2 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Fundamentos de operação do protocolo de roteamento - Descoberta de rede 
R1: 
• Envia uma atualização sobre a rede 
10.1.0.0 da interface Serial0/0/0; 
• Envia uma atualização sobre a rede 
10.2.0.0 da interface FastEthernet0/0; 
• Recebe a atualização de R2 sobre a rede 
10.3.0.0 com métrica 1; 
• Armazena a rede 10.3.0.0 na tabela de 
roteamento com métrica 1. 
Roteadores que executam RIPv2 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Fundamentos de operação do protocolo de roteamento - Descoberta de rede 
R2: 
• Envia uma atualização sobre a rede 10.3.0.0 da interface Serial 0/0/0; 
• Envia uma atualização sobre a rede 10.2.0.0 da interface Serial 0/0/1; 
• Recebe uma atualização de R1 sobre a rede 10.1.0.0 com métrica 1; 
• Armazena a rede 10.1.0.0 na tabela de roteamento com métrica 1; 
• Recebe uma atualização de R3 sobre a rede 10.4.0.0 com métrica 1; 
• Armazena a rede 10.4.0.0 na tabela de roteamento com métrica 1. Roteadores que executam RIPv2 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Fundamentos de operação do protocolo de roteamento - Descoberta de rede 
R3: 
• Envia uma atualização sobre a rede 10.4.0.0 
da interface Serial 0/0/1; 
• Envia uma atualização sobre a rede 10.3.0.0 
de FastEthernet0/0; 
• Recebe uma atualização de R2 sobre a rede 
10.2.0.0 com métrica 1; 
• Armazena a rede 10.2.0.0 na tabela de 
roteamento com métrica 1. 
Roteadores que executam RIPv2 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Fundamentos de operação do protocolo de roteamento 
Trocar as informações de roteamento 
R1: 
• Envia uma atualização sobre a rede 10. 1. 0. 0 da interface 
serial 0/0/0; 
• Envia uma atualização sobre as redes 10. 2. 0. 0 e 10. 3. 0. 0 da 
interface FastEthernet0/0; 
• Recebe uma atualização de R2 sobre a rede 10. 4. 0. 0 com 
uma métrica 2; 
• Armazena a rede 10. 4. 0. 0 na tabela de roteamento com métrica 2; 
• A mesma atualização do R2 contém informações sobre a rede 10. 3. 
0. 0 com a métrica 1. Não há alterações; portanto, as informações de 
roteamento continuam as mesmas. 
Roteadores que 
executam RIPv2 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Fundamentos de operação do protocolo de roteamento 
Trocar as informações de roteamento 
R2: 
• Envia uma atualização sobre as redes 10. 3. 0. 0 e 10. 4. 0. 0 da 
interface serial 0/0/0; 
• Envia uma atualização sobre as redes 10. 1. 0. 0 e 10. 2. 0. 0 da 
interface serial 0/0/1; 
• Recebe uma atualização de R1 sobre a rede 10. 1. 0. 0. Não há 
alterações; portanto, as informações de roteamento continuam 
as mesmas; 
• Recebe uma atualização de R3 sobre a rede 10. 4. 0. 0. Não há 
alterações; portanto, as informações de roteamento continuam 
as mesmas. 
Roteadores que 
executam RIPv2 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Fundamentos de operação do protocolo de roteamento 
Trocar as informações de roteamento 
R3: 
• Envia uma atualização sobre a rede 10. 4. 0. 0 da interface 
serial 0/0/1; 
• Envia uma atualização sobre as redes 10. 2. 0. 0 e 10. 3. 0. 0 da 
interface FastEthernet0/0; 
• Recebe uma atualização de R2 sobre a rede 10. 1. 0. 0 com 
uma métrica 2; 
• Armazena a rede 10. 1. 0. 0 na tabela de roteamento com métrica 2; 
• A mesma atualização do R2 contém informações sobre a rede 10. 2. 
0. 0 com a métrica 1. Não há alterações; portanto, as informações de 
roteamento continuam as mesmas. 
Roteadores que 
executam RIPv2 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Fundamentos de operação do protocolo de roteamento - Obtendo a convergência 
• Convergência da rede quando todos os roteadores têm informações completas e precisas sobre a rede; 
• O tempo de convergência é o tempo que o roteador leva para compartilhar informações, calcular os 
melhores caminhos e atualizar suas tabelas de roteamento; 
• Uma rede não estará totalmente operacional até que tenha realizado a convergência; 
• As propriedades de convergência incluem a velocidade da propagação de informações de roteamento e 
o cálculo de caminhos melhores. A velocidade da propagação se refere à quantidade de tempo levado 
para roteadores dentro da rede encaminharem informações de roteamento; 
• Geralmente, protocolos mais antigos, como o RIP, demoram a convergir, ao passo que os protocolos 
modernos, como OSPF, convergem mais rapidamente. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Tipos de protocolos de roteamento - Classificando protocolos de roteamento 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Tipos de protocolos de roteamento - Protocolos de roteamento IGP e EGP 
Protocolos Internos de Gateway (IGP) 
• Usados para roteamento dentro 
de um AS; 
• Incluem RIP, EIGRP, OSPF e IS-IS; 
 
Protocolos Externos de Gateway (EGPs) 
• Usados para roteamento entre AS; 
• Protocolo de roteamento oficial 
usado pela internet. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Tipos de protocolos de roteamento 
Tipos de protocolos de roteamento de vetor distância 
IGPs IPv4 de vetor distância: 
• RIPv1 — Protocolo legado de 
primeira geração; 
• RIPv2 — Protocolo de roteamento 
de vetor distância simples. 
Para R1, 172.16.3.0/24 está a um 
salto (de distância) e pode ser 
acessado por meio de R2 (vetor). 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Tipos de protocolos de roteamento - Protocolos de roteamento classful 
Os protocolos de roteamento classful não enviam informações de máscara de sub-rede nas atualizações 
de roteamento: 
• Somente RIPv1 e IGRP são classful; 
• Criados quando os endereços de rede são alocados com base em classes (classe A, B ou C); 
• Não podem fornecer mascaramento de sub-rede de tamanho variável (VLSM) e roteamento 
entre domínios classless (CIDR); 
• Criam problemas em redes não contíguas. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Tipos de protocolos de roteamento - Protocolos de roteamento classful 
• Os protocolos de roteamento classless incluem informações de máscara de sub-rede nas atualizações 
de roteamento: 
• RIPv2, EIGRP, OSPF e IS_IS; 
• Suporte para VLSM e CIDR; 
• Protocolos de roteamento IPv6. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Tipos de protocolos de roteamento 
Características de protocolo de roteamento 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Tipos de protocolos de roteamento - Métricas de protocolo de roteamento 
Uma métrica é um valor mensurável atribuído pelo protocolo de roteamento a rotas diferentes com 
base na utilidade da rota: 
• Usada paradeterminar o “custo” geral de um caminho da origem para o destino; 
• Os protocolos de roteamento determinam o melhor caminho com base na rota com o 
menor custo. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Tipos de protocolos de roteamento - Métricas de protocolo de roteamento 
Métricas usadas por protocolos de roteamento IP: 
• Largura de Banda; 
• Custo; 
• Atraso; 
• Contagem de saltos; 
• Carga; 
• Confiabilidade. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Métricas de protocolos de roteamento 
• O campo de métrica na tabela de roteamento; 
• Métricas usadas pelos protocolos 
de roteamento: 
• RIP – contagem de saltos 
• OSPF – custo, largura de banda 
 (implementação da Cisco) 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Métricas de protocolos de roteamento 
• Balanceamento de carga 
• Esta é a capacidade de um 
roteador para distribuir os 
pacotes entre múltiplos 
caminhos de mesmocusto. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Distâncias administrativas de um roteador 
• Propósito de uma métrica 
• É um valor calculado, utilizado 
para determinar o melhor 
caminho para um destino. 
• Propósito da Distância Administrativa 
• É um valor numérico que 
especifica a preferência de uma 
determinada rota. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Distâncias administrativas de um roteador 
• Identificando a Distancia Administrativa (AD) na tabela de roteamento 
• É o primeiro número entre parênteses na tabela de roteamento. 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Distâncias administrativas de um roteador 
• Protocolos de roteamento dinâmico 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Distâncias administrativas de um roteador 
• Redes diretamente conetadas 
• Têm o padrão de AD de 0 
• Rotas estáticas 
• A distância administrativa de rotas estáticas tem valor padrão de 1 
 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Distâncias administrativas de um roteador 
• Rotas diretamente conectadas 
• Imediatamente aparecem na tabela de encaminhamento, logo que a interface é configurada: 
AULA 08 : ALGORITIMOS DE ROTEAMENTO 
 
 
Protocolos de roteamento 
Assuntos da próxima aula: 
 
 
 
AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO. 
Vetor de distâncias.

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