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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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