cap 1

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Características de uma rede
As redes tiveram um impacto significativo em nossas vidas. Elas mudaram a forma como vivemos, trabalhamos e nos divertimos.
As redes permitem a nossa comunicação, colaboração e interação de maneiras que nós nunca fizemos antes. Usamos a rede de várias maneiras, incluindo aplicativos Web, telefonia IP, videoconferência, jogos interativos, comércio eletrônico, educação etc.
Como mostrado na figura, várias estruturas principais e características relacionadas ao desempenho são mencionadas durante a discussão de redes:
	Topologia - Há topologias físicas e lógicas. A topologia física é a organização de cabos, dispositivos de rede e sistemas finais. Descreve como os dispositivos de rede estão interconectados realmente com fios e cabos. A topologia lógica é o caminho sobre o qual os dados são transferidos em uma rede. Descreve como os dispositivos de rede são conectados aos usuários de rede.
	Velocidade - A velocidade é uma medida da taxa de dados em bits por segundo (b/s) de um link especificado na rede.
	Custo - O custo indica a despesa geral para a compra de componentes de rede e instalação e manutenção da rede.
	Segurança - A segurança indica o grau de proteção da rede, incluindo as informações que são transmitidas pela rede. O assunto segurança é importante e as técnicas e práticas estão em constante transformação. Pense na segurança sempre que forem executadas ações que afetem a rede.
	Disponibilidade – A disponibilidade é a probabilidade de a rede estar disponível para uso quando necessário.
	Escalabilidade - A escalabilidade indica o grau de facilidade da rede para acomodar mais usuários e requisitos de transmissão de dados. Se um projeto de rede for otimizado para atender apenas às necessidades atuais, talvez seja muito difícil e caro atender às necessidades novas quando a rede crescer.
	Confiabilidade - A confiabilidade indica o quão confiáveis são os componentes que formam a rede, como roteadores, switches, computadores e servidores. A confiabilidade é medida frequentemente como uma probabilidade de falha ou como o tempo médio entre falhas (MTBF).
Essas características e atributos fornecem um meio para comparar soluções de rede diferentes.
Observação: embora o termo “velocidade” seja comumente usado ao fazer referência à largura de banda da rede, isso não é tecnicamente preciso. A velocidade real em que os bits são transmitidos não varia no mesmo meio. A diferença na largura de banda se deve ao número de bits transmitidos por segundo, não à velocidade com que trafegam pelo meio com ou sem fio.
Por que roteamento?
Como clicar em um link em um navegador Web retorna as informações desejadas em apenas alguns segundos? Embora existam muitos dispositivos e tecnologias que trabalham em colaboração para permitir isso, o principal dispositivo é o roteador. Um roteador simplesmente conecta uma rede à outra.
A comunicação entre redes não seria possível sem um roteador que determina o melhor caminho para o destino e encaminha o tráfego para o próximo roteador ao longo desse caminho. O roteador é responsável pelo roteamento de tráfego entre redes.
Na topologia na figura, os roteadores interconectam as redes em locais diferentes. Quando um pacote chega em uma interface de roteador, esse roteador usa a tabela de roteamento para determinar como alcançar a rede destino. O destino do pacote IP pode ser um servidor da Web em outro país ou um servidor de e-mail na rede local. É responsabilidade dos roteadores entregar os pacotes com eficiência. A eficiência das comunicações entre redes depende, em grande parte, da capacidade dos roteadores de encaminhar pacotes da maneira mais eficiente possível.
Os roteadores são computadores
A maioria dos dispositivos com capacidade de rede (por exemplo, computadores, tablets e smartphones) exige os seguintes componentes para operar, como mostrado na Figura 1:
	Unidade central de processamento (CPU)
	Sistema operacional (SO)
	Memória e armazenamento (RAM, ROM, NVRAM, flash, disco rígido)
Um roteador é basicamente um computador especializado. Exige uma CPU e memória para armazenar dados temporária e permanentemente para executar instruções do sistema operacional, como a inicialização do sistema, funções de roteamento e funções de switching.
Observação: os dispositivos Cisco utilizam o Cisco Internetwork Operating System (IOS) como o software do sistema.
A memória do roteador é classificada como volátil ou não volátil. A memória volátil perde seu conteúdo quando a energia é desligada, mas a memória não volátil não perde seu conteúdo quando a energia é desligada.
A tabela na figura 2 resume os tipos de memória do roteador, a volatilidade e os exemplos do que é armazenado em cada um.
Diferentemente de um computador, um roteador não tem adaptadores de vídeo ou adaptadores de placa de som. Em vez disso, os roteadores têm portas e placas de interface de rede especializadas para interconectar dispositivos a outras redes. A figura 3 identifica algumas dessas portas e interfaces.
Redes de interconexão de roteadores
A maioria dos usuários não têm conhecimento da presença de vários roteadores na sua própria rede ou na Internet. Os usuários esperam poder acessar as páginas Web, enviar e-mails e fazer download de música, quer o servidor seja acessado em sua própria rede ou em outra rede. Os profissionais de rede sabem que o roteador é responsável por encaminhar pacotes de rede para rede, da origem até o destino final.
Um roteador conecta diversas redes, o que significa que tem várias interfaces e que cada uma pertence a uma rede IP diferente. Quando um roteador recebe um pacote IP em uma interface, ele determina qual interface usar para encaminhar o pacote ao destino. A interface que o roteador usa para encaminhar o pacote pode ser o destino final ou pode ser uma rede conectada a outro roteador usado para acessar a rede destino.
Na animação na figura 1, R1 e R2 são responsáveis por receber o pacote em uma rede e encaminhá-lo por outra rede para a rede destino.
Cada rede à qual o roteador se conecta normalmente exige uma interface separada. Essas interfaces são usadas para conectar uma combinação de redes locais (LANs) e de redes de longa distância (WANs). Em geral, as LANs são redes Ethernet que contêm dispositivos, como PCs, impressoras e servidores. As WANs são usadas para conectar redes em uma área geográfica ampla. Por exemplo, uma conexão WAN é usada para conectar uma LAN à rede do provedor de serviços de Internet (ISP).
Observe que cada local na figura 2 requer o uso de um roteador para interconexão com outros locais. Até mesmo o escritório doméstico requer um roteador. Nessa topologia, o roteador localizado no escritório doméstico é um dispositivo especializado que executa vários serviços para a rede residencial.
Os roteadores escolhem os melhores caminhos
As principais funções de um roteador são:
	Determinar o melhor caminho para enviar pacotes
	Enviar pacotes a seu destino
O roteador usa a tabela de roteamento para determinar o melhor caminho para encaminhar um pacote. Quando o roteador recebe um pacote, ele examina o endereço destino do pacote e usa a tabela de roteamento para procurar o melhor caminho para essa rede. A tabela de roteamento também inclui a interface a ser usada para encaminhar pacotes para cada rede conhecida. Quando uma correspondência é encontrada, o roteador encapsula o pacote no quadro do link de dados de saída ou da interface de saída e o pacote é encaminhado para o destino.
É possível que um roteador receba um pacote encapsulado em um tipo de quadro de link de dados e encaminhe o pacote de uma interface que use outro tipo de quadro de link de dados. Por exemplo, um roteador pode receber um pacote em uma interface Ethernet, mas deve encaminhar o pacote de uma interface configurada com o Protocolo ponto-a-ponto (PPP). O encapsulamento de link de dados depende do tipo de interface no roteador e do tipo de meio em que ele se conecta. As diferentes tecnologias de link de dados às quais um roteador pode se conectarincluem Ethernet, PPP, Frame Relay, DSL e sem fio (802.11 Bluetooth etc.).
A animação na figura segue um pacote do PC de origem para o PC de destino. Observe que é responsabilidade do roteador descobrir a rede destino em sua tabela de roteamento e encaminhar o pacote a seu destino. Neste exemplo, o roteador R1 recebe o pacote encapsulado em um quadro Ethernet. Após o encapsulamento do pacote, R1 usa o endereço IP destino do pacote para procurar um endereço de rede correspondente na tabela de roteamento. Depois que um endereço de rede destino for encontrado na tabela de roteamento, R1 encapsulará o pacote em um quadro PPP e o encaminhará para R2. Um processo similar é executado por R2.
Observação: os roteadores usam rotas estáticas e protocolos de roteamento dinâmico para encontrar redes remotas e criar suas tabelas de roteamento.
Mecanismos de encaminhamento de pacotes
Os roteadores suportam três mecanismos de encaminhamento de pacotes:
	Switching de processos - Um mecanismo antigo de encaminhamento de pacotes ainda disponível para roteadores Cisco. Quando um pacote chega em uma interface, ele é encaminhado ao plano de controle onde a CPU associa o endereço destino a uma entrada em sua tabela de roteamento e depois determina a interface de saída e encaminha o pacote. É importante entender que o roteador faz isso para todos os pacotes, mesmo que o destino seja o mesmo para um fluxo de pacotes. Esse mecanismo de switching de processos é muito lento e raramente implementado nas redes modernas.
	Switching rápido - Esse é um mecanismo comum de encaminhamento de pacotes que usa um cache de switching rápido para armazenar informações do próximo salto. Quando um pacote chega em uma interface, ele é encaminhado ao plano de controle onde a CPU procura uma correspondência no cache de switching rápido. Se não estiver lá, seu switching de processos e encaminhamento serão realizados na interface de saída. As informações de fluxo do pacote também são armazenadas no cache de switching rápido. Se outro pacote que vai para o mesmo destino chegar em uma interface, as informações do próximo salto no cache serão reutilizadas sem intervenção da CPU.
	Cisco Express Forwarding (CEF) - O CEF é o mecanismo mais recente e preferencial de encaminhamento de pacotes do Cisco IOS. Assim como o switching rápido, o CEF cria uma Base de informações de encaminhamento (FIB) e uma tabela de adjacências. No entanto, as entradas da tabela não são acionadas por pacote como o switching rápido, mas acionadas por alterações quando algo muda na topologia de rede. Portanto, quando uma rede tiver convergido, a FIB e as tabelas de adjacências conterão todas as informações que um roteador terá que considerar ao encaminhar um pacote. A FIB contém pesquisas reversas previamente computadas, informações do próximo salto para as rotas incluindo a interface e as informações de Camada 2. O Cisco Express Forwarding é o mecanismo mais rápido de encaminhamento e a escolha preferencial em roteadores Cisco.
As Figuras 1 a 3 ilustram as diferenças entre os três mecanismos de encaminhamento de pacotes. Vamos imaginar um fluxo de tráfego que consiste em cinco pacotes e todos vão para o mesmo destino. Como mostrado na figura 1, com o switching de processos, cada pacote deve ser processado pela CPU separadamente. Compare isso com o switching rápido, como mostrado na figura 2. Com o switching rápido, observe como somente o primeiro pacote de um fluxo tem o switching de processos realizado e é adicionado ao cache de switching rápido. Os quatro pacotes seguintes são processados rapidamente com base nas informações do cache de switching rápido. Por fim, na figura 3, o CEF cria a FIB e as tabelas de adjacências, após a convergência da rede. Todos os cinco pacotes são processados rapidamente no plano de dados.
Uma analogia comum usada para descrever os três mecanismos de encaminhamento de pacotes é a seguinte:
	O switching de processos resolve um problema executando cálculos, mesmo que o problema seja idêntico.
	O switching rápido resolve um problema executando cálculos uma vez e lembrando da resposta para os problemas idênticos subsequentes.
	O CEF resolve cada possível problema com antecedência em uma planilha.
Conectar-se a uma rede
Os dispositivos de rede e os usuários finais geralmente se conectam a uma rede usando uma conexão Ethernet cabeada ou sem fio. Consulte a figura como um exemplo de topologia de referência. As LANs na figura servem de exemplo de como os usuários e os dispositivos de rede podem se conectar a redes.
Os dispositivos de escritório residencial podem se conectar da seguinte maneira:
	Laptops e tablets se conectam sem fio a um roteador residencial.
	Uma impressora de rede se conecta usando um cabo Ethernet para a porta do switch no roteador residencial.
	O roteador residencial se conecta ao modem a cabo do provedor de serviços usando um cabo Ethernet.
	O modem a cabo se conecta à rede do provedor de serviços de Internet (ISP).
Os dispositivos da filial se conectam da seguinte maneira:
	Os recursos corporativos (isto é, servidores de arquivos e impressoras) se conectam a switches de camada 2 usando cabos Ethernet.
	Os computadores desktop e os telefones de Voz sobre IP (VoIP) se conectam aos switches de Camada 2 usando cabos Ethernet.
	Laptops e smartphones se conectam em modo sem fio a pontos de acesso sem fio (WAPs)
	Os WAPs se conectam aos switches com cabos Ethernet.
	Os switches de camada 2 se conectam a uma interface Ethernet no roteador de borda usando cabos Ethernet. Um roteador de borda é um dispositivo que fica na borda ou no limite de uma rede e cria rotas entre essa e outra rede, por exemplo, entre uma rede local e uma WAN.
	O roteador de borda se conecta a um provedor de serviços (SP) de WAN.
	O roteador de borda também se conecta ao provedor para fins de backup.
Os dispositivos do local central se conectam da seguinte maneira:
	Os computadores desktop e os telefones VoIP se conectam a switches de camada 2 usando cabos Ethernet.
	Os switches de camada 2 se conectam de modo redundante a switches de camada 3 multicamada usando cabos de fibra óptica Ethernet (conexões laranja).
	Os switches multicamada de Camada 3 se conectam a uma interface Ethernet no roteador de borda usando cabos Ethernet.
	O servidor corporativo do site é conectado com um cabo Ethernet para a interface do roteador de borda.
	O roteador de borda se conecta a um SP de WAN.
	O roteador de borda também se conecta ao provedor para fins de backup.
Nas LANs da filial e central, os hosts são conectados diretamente ou indiretamente (via WAPs) à infraestrutura de rede usando um switch de Camada 2.
Gateways padrão
Para permitir o acesso à rede, os dispositivos devem ser configurados com informações de endereço IP para identificar os itens apropriados de:
	Endereço IP - Identifica um host exclusivo em uma rede local.
	Máscara de sub-rede - Identifica com qual sub-rede da rede o host pode se comunicar.
	Gateway padrão – Identifica o endereço IP do roteador para enviar um pacote quando o destino não estiver na mesma sub-rede da rede local.
Quando um host envia um pacote a um dispositivo que está na mesma rede IP, o pacote simplesmente é encaminhado da interface do host para o dispositivo destino.
Quando um host envia um pacote a um dispositivo em uma rede IP diferente, o pacote é encaminhado para o gateway padrão, pois um dispositivo de host não pode se comunicar diretamente com os dispositivos fora da rede local. O gateway padrão é o destino que roteia o tráfego da rede local para dispositivos em redes remotas. Ele é frequentemente usado para conectar uma rede local à Internet.
O gateway padrão é, geralmente, o endereço da interface do roteador conectado à rede local. O roteador mantém entradas da tabela de roteamento de todas as redes conectadas, assim como entradas de redes remotas e determina o melhor caminho para acessar esses destinos.
Por exemplo, se o PC1 enviar um pacote ao servidor da Web localizado em 172.16.1.99,descobrirá que o servidor da Web está na rede local e, portanto, deverá enviar o pacote ao endereço MAC (Controle de acesso ao meio) do seu gateway padrão. A unidade de dados do protocolo (PDU) do pacote na figura identifica o IP origem e destino e os endereços MAC.
Observação: um roteador também é configurado geralmente com seu próprio gateway padrão. Isso é conhecido como Gateway de último recurso.
Endereçamento de rede do documento
Ao projetar uma nova rede ou mapear uma rede existente, documente a rede. No mínimo, a documentação deve identificar:
	Nomes de dispositivo
	Interfaces usadas no projeto
	Endereços IP e máscaras de sub-rede
	Endereços de gateway padrão
Como mostra a figura, essas informações são capturadas com a criação de dois documentos de rede úteis:
	Diagrama de topologia - Fornece uma referência visual que indica a conectividade física e o endereçamento lógico de Camada 3. Criado frequentemente com o uso de software, como o Microsoft Visio.
	Uma tabela de endereçamento - Uma tabela que captura nomes de dispositivo, interfaces, endereços IPv4, máscaras de sub-rede e endereços de gateway padrão.
Ative o IP em um host
Informações de endereço IP podem ser atribuídas a um host de uma destas formas:
	Estaticamente - As informações corretas de endereço IP, máscara de sub-rede e gateway padrão são atribuídas manualmente ao host. O endereço IP do servidor DNS também precisa ser configurado.
	Dinamicamente - As informações de endereço IP são fornecidas por um servidor usando o protocolo DHCP. O servidor DHCP fornece um endereço IP, uma máscara de sub-rede e um gateway padrão válidos para os dispositivos finais. Outras informações podem ser fornecidas pelo servidor.
As Figuras 1 e 2 fornecem exemplos de configurações de endereços IPv4 estático e dinâmico.
Os endereços atribuídos estaticamente geralmente são usados para identificar recursos de rede específicos, como servidores de rede e impressoras. Também podem ser usados em redes menores com poucos hosts. No entanto, a maioria dos dispositivos de host adquire as informações de endereço IPv4 acessando um servidor DHCPv4. Nas grandes empresas, são implementados servidores DHCPv4 dedicados que fornecem serviços a muitas LANs. Em uma configuração de filial menor ou de pequeno escritório, os serviços DHCPv4 podem ser fornecidos por um switch Cisco Catalyst ou por um Cisco ISR.
LEDs do dispositivo
Computadores host conectados a uma rede cabeada usando uma interface de rede e um cabo Ethernet RJ-45. A maioria das interfaces de rede tem um ou dois indicadores de link de LED ao lado da interface. Geralmente, um LED verde significa uma boa conexão, enquanto um LED verde piscando indica atividade de rede.
Se a luz do link não estiver acessa, poderá haver um problema com o cabo de rede ou a própria rede. A porta de switch onde a conexão termina também terá um LED indicador aceso. Se uma ou ambas as extremidades não estiverem acesas, tente um cabo de rede diferente.
Observação: a função real dos LEDs varia entre fabricantes de computadores.
Da mesma forma, os dispositivos de infraestrutura de rede normalmente usam vários indicadores de LED para fornecer uma exibição rápida de status. Por exemplo, um switch Cisco Catalyst 2960 tem vários LEDs de status para ajudar a monitorar a atividade e o desempenho do sistema. Esses LEDs geralmente se tornam verde quando o switch está funcionando normalmente e âmbar quando há um defeito.
Os ISRs Cisco utilizam vários indicadores de LED para fornecer informações de status. Um roteador Cisco 1941 é mostrado na figura. Os LEDs no roteador ajudam o administrador de rede a realizar solução básica de problemas. Cada dispositivo tem um conjunto exclusivo dos LEDs. Consulte a documentação específica de cada dispositivo para obter uma descrição precisa dos LEDs.
Acesso de console
Em um ambiente de produção, os dispositivos de infraestrutura são geralmente acessados de modo remoto usando os protocolos SSH ou HTTPS. O acesso do console somente é necessário durante a configuração inicial de um dispositivo ou em caso de falha do acesso remoto.
O acesso do console requer:
	Cabo de console – cabo serial RJ-45-para-DB-9 ou um cabo serial USB.
	Software de emulação de terminal - Tera Term, PuTTY, HyperTerminal
O cabo está conectado entre a porta serial do host e a porta de console no dispositivo. A maioria dos computadores e notebooks não inclui mais portas seriais integradas. Se o host não tiver uma porta serial, a porta USB poderá ser utilizada para estabelecer uma conexão de console. Um adaptador de porta serial compatível com USB-para-RS-232 é necessário durante o uso da porta USB.
O Cisco ISR G2 suporta uma conexão de console serial USB. Para estabelecer a conectividade, um USB Tipo A para USB Tipo B (USB mini B) é necessário, bem como um driver de dispositivo do sistema operacional. Esse driver de dispositivo está disponível em www.cisco.com. Embora esses roteadores tenham duas portas de console, somente uma porta de console pode estar ativa por vez. Quando um cabo é conectado à porta de console USB, a porta RJ-45 fica inativa. Quando o cabo USB é removido da porta USB, a porta RJ-45 é ativada.
A tabela na figura 1 resume os requisitos da conexão de console. A figura 2 exibe as várias portas e cabos necessários.
Ativar o IP em um switch
Os dispositivos de infraestrutura de rede exigem que os endereços IP habilitem o gerenciamento remoto. Usando o endereço IP do dispositivo, o administrador de rede pode se conectar remotamente ao dispositivo usando telnet, SSH, HTTP ou HTTPS.
Um switch não tem uma interface dedicada à qual um endereço IP possa ser atribuído. Em vez de isso, as informações de endereço IP são configuradas na interface virtual denominada interface virtual comutada (SVI).
Por exemplo, na Figura 1, a SVI no switch S1 de Camada 2 recebe o endereço IP 192.168.10.2/24 e um gateway padrão de 192.168.10.1.
Use o Verificador de sintaxe na figura 2 para configurar o switch S2 de Camada 2.
Defina configurações básicas do roteador.
Roteadores e switches Cisco têm muito em comum. Eles suportam um sistema operacional modal semelhante, estruturas de comando semelhantes e muitos dos mesmos comandos. Além disso, os dois dispositivos têm etapas semelhantes de configuração inicial.
Por exemplo, as seguintes tarefas de configuração sempre devem ser executadas:
	Nomear o dispositivo – (Figura 1) Distingue-o de outros roteadores.
	Acesso de gerenciamento de segurança – (Figura 2) Protege EXEC privilegiado, usuário EXEC e acesso remoto.
	Configurar um banner – (Figura 3) Fornece a notificação legal de acesso não autorizado.
Sempre salve as alterações em um roteador, como mostra a Figura 4, e verifique a configuração básica e as operações do roteador.
Use o Verificador de sintaxe na figura 5 para configurar o roteador R2.
Configurar uma interface de roteador IPv4
Um recurso diferenciador entre switches e roteadores é o tipo de interfaces suportadas por cada um. Por exemplo, os switches de camada 2 suportam redes locais e, portanto, têm várias portas FastEthernet ou Gigabit Ethernet.
Os roteadores suportam LANs e WANs e podem interconectar diferentes tipos de redes; portanto, suportam muitos tipos de interfaces. Por exemplo, ISRs G2 têm uma ou duas interfaces Gigabit Ethernet integradas e slots High-Speed WAN Interface Card (HWIC) para acomodar outros tipos de interfaces de rede, incluindo serial, DSL e as interfaces do cabo.
Para estar disponível, uma interface deve estar:
	Configurado com um endereço IP e uma máscara de sub-rede – Use o comando de configuração de interface endereço ip Ip-address subnet-mask.
	Ativada - Por padrão, as interfaces de LAN e WAN não estão ativadas (desligadas). Para ativar uma interface, use o comando no shutdown. (Isso é similar à energização na interface.) A interface também deve ser conectada a outro dispositivo (hub, switch ou outro roteador) para que a camada física esteja ativa.
Como opção, a interface também pode ser configurada com uma breve descrição de até 240 caracteres.É uma boa prática configurar uma descrição em cada interface. Em redes de produção, os benefícios de descrições de interface são percebidos rapidamente conforme ajudam na solução de problemas e na identificação de informações de contato e uma conexão de terceiros.
Dependendo do tipo de interface, parâmetros adicionais talvez sejam necessários. Por exemplo, no ambiente de laboratório, a interface serial que se conecta à extremidade do cabo serial chamada DCE precisa ser configurada com o comando clock rate.
Observação: o uso acidental do comando clock rate em uma interface DTE gera uma mensagem informativa “%Error: This command applies only to DCE interface”.
As Figuras 1 a 3 fornecem exemplos de configuração das interfaces de roteador de R1. Na Figura 3, observe que o estado de Serial0/0/0 é “down”. O status será alterado para “up” quando a interface de Serial0/0/0 em R2 estiver configurada e ativada.
Use o Verificador de sintaxe na figura 4 para configurar o roteador R2.
Configurar uma interface de roteador IPv6
Configurar uma interface IPv6 é semelhante a configurar uma interface para IPv4. A maioria dos comandos de configuração e de verificação de IPv6 no Cisco IOS é muito semelhante às suas contrapartes IPv4. Em muitos casos, a única diferença é o uso de ipv6 em vez de ip nos comandos.
Uma interface IPv6 deve ser:
	Configurado com endereço IPv6 e máscara de sub-rede – Use o comando de configuração de interface ipv6 address ipv6-address/tamanho do prefixo [link-local | eui-64] .
	Ativada - A interface deve ser ativada com o comando no shutdown.
Observação: uma interface pode gerar seu próprio endereço link local IPv6 sem ter um endereço unicast global usando o comando de configuração de interface ipv6 enable.
Diferentemente do IPv4, as interfaces IPv6 normalmente têm mais de um endereço IPv6. No mínimo, um dispositivo IPv6 deve ter um endereço link local IPv6, mas provavelmente também terá um endereço global unicast IPv6. O IPv6 também suporta a capacidade de uma interface de ter vários endereços globais unicast IPv6 da mesma sub-rede. Os seguintes comandos podem ser usados para criar estaticamente um endereço unicast global ou IPv6 de link local:
	ipv6 address ipv6-address/tamanho do prefixo - Cria um endereço IPv6 global unicast conforme especificado.
	ipv6 address ipv6-address/tamanho do prefixo eui-64 – Configura um endereço IPv6 unicast global com um identificador (ID) da interface nos 64 bits de ordem inferior do endereço IPv6 usando o processo EUI-64.
	ipv6 address ipv6-address/tamanho do prefixo link-local – Configura um endereço link local estático na interface que é usado no lugar do endereço link local. O endereço é configurado automaticamente quando o endereço IPv6 unicast global for atribuído à interface ou ativado com o uso do comando de interface ipv6 enable. Lembre-se: o comando de interface ipv6 enable é usado para criar automaticamente um endereço link local IPv6, quer ou não um endereço IPv6 unicast global tenha sido atribuído.
Na topologia de exemplo mostrada na figura 1, R1 deve ser configurado para oferecer suporte aos seguintes endereços de rede IPv6:
	2001:0DB8:ACAD:0001:/64 ou equivalente 2001:DB8:ACAD:1::/64
	2001:0DB8:ACAD:0002:/64 ou equivalente 2001:DB8:ACAD:2::/64
	2001:0DB8:ACAD:0003:/64 ou equivalente 2001:DB8:ACAD:3::/64
Quando o roteador é configurado usando o comando de configuração global ipv6 unicast-routing, o roteador começa a enviar mensagens de anúncio de roteador ICMPv6 da interface. Isso permite que um PC conectado à interface configure automaticamente um endereço IPv6 e defina um gateway padrão sem precisar dos serviços de um servidor DHCPv6. Como alternativa, um PC conectado à rede IPv6 pode ter o endereço IPv6 configurado manualmente, como mostrado na Figura 2. Observe que o endereço de gateway padrão configurado para PC1 é o endereço IPv6 unicast global da interface GigabitEthernet 0/0 de R1.
As interfaces do roteador na topologia de exemplo devem ser configuradas e ativadas conforme mostrado nas Figuras 3 a 5.
Use o Verificador de sintaxe na figura 6 para configurar endereços IPv6 unicast globais no roteador R2.
Configurar uma interface de loopback IPv4
Outra configuração comum de roteadores Cisco IOS é a ativação de uma interface de loopback.
A interface de loopback é uma interface lógica interna ao roteador. Ela não é atribuída a uma porta física e, portanto, nunca será conectada a nenhum outro dispositivo. Ela é considerada uma interface de software que é colocada automaticamente em um estado “up”, desde que o roteador esteja funcionando.
A interface de loopback é útil para testar e gerenciar um dispositivo Cisco IOS, pois assegura que pelo menos uma interface esteja sempre disponível. Por exemplo, ela pode ser usada para fins de teste, como o teste de processos de roteamento internos, com a emulação de redes atrás do roteador.
Além disso, um endereço IPv4 atribuído à interface de loopback pode ser significativo para processos no roteador que usam uma interface IPv4 para fins de identificação, como o processo de roteamento Open Shortest Path First (OSPF). Ao ativar uma interface de loopback, o roteador usará o endereço de interface de loopback sempre disponível para identificação, em vez de um endereço IP atribuído a uma porta física que poderá ficar inoperante.
Permitir e atribuir um endereço de loopback é simples:
Router(config)# interface loopback number
Router(config-if)# endereço IP ip-address subnet-mask
Router(config-if)# exit
Várias interfaces de loopback podem ser ativadas em um roteador. O endereço IPv4 de cada interface de loopback deve ser exclusivo e não utilizado por nenhuma outra interface.
Verificar as configurações de interface
Há vários comandos show que podem ser usados para verificar a operação e a configuração de uma interface. Os três comandos seguintes são especialmente úteis para identificar rapidamente o status da interface:
	show ip interface brief – Exibe um resumo de todas as interfaces que incluem o endereço IPv4 da interface e do status operacional atual.
	show ip route – Exibe o conteúdo da tabela de roteamento IPv4 armazenada na RAM. No Cisco IOS 15, as interfaces ativas devem aparecer na tabela de roteamento com duas entradas relativas identificadas pelo código 'C' (Conectado) ou 'L' (Local). Nas versões anteriores do IOS, apenas uma única entrada com o código 'C' será exibida.
	show running-config interface interface-id - Exibe os comandos configurados na interface especificada.
A figura 1 exibe a saída do comando show ip interface brief. A saída revela que as interfaces da LAN e o link de WAN estão ativados e operacionais como indicado pelo status de “ativado” e pelo protocolo de “ativado”. Uma saída diferente indicaria um problema de configuração ou cabeamento.
Observação: na figura 1, a interface Embedded-Service-Engine0/0 é exibida porque os ISRs G2 têm CPU dual core na placa-mãe. A interface Embedded-Service-Engine0/0 está fora do escopo deste curso.
A Figura 2 mostra a saída do comando show ip route. Observe as três entradas de rede diretamente conectadas e as três entradas de interface de rota de host local. Uma rota de host local tem uma distância administrativa de 0. Também tem uma máscara de /32 para IPv4 e uma máscara de /128 para IPv6. A rota de host local é para rotas no roteador que possuem endereço IP. É usada para permitir que o roteador processe os pacotes destinados a esse IP.
A Figura 3 exibe a saída do comando show running-config interface. A saída exibe os comandos atuais configurados na interface especificada.
Os dois seguintes comandos são utilizados para coletar informações mais detalhadas de interface:
	show interfaces – Exibe as informações de interface e a contagem de fluxo de pacotes para todas as interfaces no dispositivo.
	show ip interface – Exibe as informações relacionadas de IPv4 para todas as interfaces de um roteador.
Use o Verificador de sintaxe nas Figuras 4 e 5 para verificar as interfaces em R1.
Verificar as configurações de interface IPv6
Oscomandos para verificar a configuração da interface IPv6 são semelhantes aos comandos usados para IPv4.
O comando show ipv6 interface brief na Figura 1 exibe um resumo de cada uma das interfaces. A saída “up/up” na mesma linha do nome da interface indica o estado da interface de Camada 1/Camada 2. Isso é o mesmo que as colunas de status e de protocolo no comando IPv4 equivalente.
A saída indica dois endereços IPv6 configurados por interface. Um endereço é o endereço IPv6 unicast global que foi inserido manualmente. O outro endereço, que começa com FE80, é o endereço unicast link local para a interface. Um endereço link local será automaticamente adicionado a uma interface sempre que um endereço unicast global for atribuído. Uma interface de rede IPv6 é necessária para ter um endereço link local, mas não necessariamente um endereço unicast global.
A saída do comando show ipv6 interface gigabitethernet 0/0 mostrada na Figura 2 exibe o status da interface e todos os endereços IPv6 pertencentes à interface. Junto com o endereço link local e o endereço unicast global, a saída inclui os endereços multicast atribuídos à interface, começando com o prefixo FF02.
O comando show ipv6 route mostrado na Figura 3 pode ser usado para verificar se as redes IPv6 e os endereços de interface IPv6 específicos foram instalados na tabela de roteamento IPv6. O comando showipv6route exibirá apenas redes IPv6, e não as redes IPv4.
Na tabela de roteamento, um 'C' ao lado de uma rota indica que essa é uma rede diretamente conectada. Quando a interface de um roteador está configurada com um endereço unicast global e se encontra no estado “up/up”, o prefixo IPv6 e o comprimento do prefixo são adicionados à tabela de roteamento IPv6 como uma rota conectada.
O endereço IPv6 unicast global configurado na interface também é instalado na tabela de roteamento como uma rota local. A rota local tem um prefixo /128. As rotas locais são usadas pela tabela de roteamento para processar, de modo eficiente, pacotes com o endereço da interface do roteador como destino.
O comando ping para IPv6 é idêntico ao comando usado com IPv4, exceto pelo fato de que um endereço IPv6 é usado. Como mostrado na Figura 4, o comando ping é usado para verificar a conectividade de Camada 3 entre R1 e PC1.
Filtrar saída do comando show
Por padrão, os comandos que geram várias telas de saída são pausados após 24 linhas. No final da saída pausada, o texto --More-- é exibido. Pressione Enter para exibir a próxima linha e pressione a barra de espaço para exibir o próximo conjunto de linhas. Use o comando terminal length para especificar o número de linhas a serem exibidas. Um valor de 0 (zero) impede o roteador de pausar entre as telas de saída.
Outro recurso muito útil que melhora a experiência do usuário na interface de linha de comando (CLI) é a filtragem da saída do comando show. Os comandos de filtragem podem ser usados para exibir seções específicas de saída. Para ativar o comando de filtragem, insira um caractere de pipe (|) após o comando show e insira um parâmetro de filtragem e uma expressão de filtragem.
Os parâmetros de filtragem que podem ser configurados após o pipe incluem:
	section - Mostra toda a seção que começa com a expressão de filtragem
	include - Inclui todas as linhas de saída que correspondem à expressão de filtragem
	exclude - Exclui todas as linhas de saída que correspondem à expressão de filtragem
	begin - Mostra todas as linhas de saída de um certo ponto, começando com a linha que corresponde à expressão de filtragem
Observação: os filtros de saída podem ser usados em combinação com qualquer comando show.
As Figuras 1 a 4 fornecem exemplos de vários filtros de saída.
Use o Verificador de sintaxe na figura 5 para filtrar saídas.
Recurso de histórico de comandos
O recurso de histórico de comandos é útil, pois armazena temporariamente a lista de comandos executados a serem chamados novamente.
Para lembrar dos comandos no buffer de histórico, pressione Ctrl + P ou a tecla de seta para cima. A saída do comando começa com o comando mais recente. Repita a sequência de teclas para lembrar dos comandos mais antigos sucessivamente. Para voltar aos comandos mais recentes no buffer de histórico, pressione Ctrl + N ou a tecla de seta para baixo. Repita a sequência de teclas para lembrar dos comandos mais recentes sucessivamente.
Por padrão, o histórico de comandos está ativo e o sistema registra as últimas 10 linhas de comando no seu buffer de histórico. Use o comando EXEC privilegiado show history para exibir o conteúdo do buffer.
Também é prático aumentar o número de linhas de comando que o buffer de histórico registra durante a sessão do terminal atual apenas. Use o comando EXEC usuário terminal history size para aumentar ou diminuir o tamanho do buffer.
A figura 1 exibe um exemplo dos comandos terminal history size e show history.
Use o Verificador de sintaxe na figura 2 para praticar os dois comandos EXEC.
Função de switching do roteador
A principal função de um roteador é encaminhar pacotes ao destino. Isso é feito com o uso de uma função de switching, que é o processo utilizado por um roteador para aceitar um pacote em uma interface e encaminhá-lo de outra interface. Uma responsabilidade essencial da função de switching é encapsular os pacotes no tipo de quadro de link de dados apropriado para o próximo enlace de dados.
Observação: neste contexto, o termo “switching” significa literalmente mover pacotes da origem para o destino e não deve ser confundido com a função de um switch de Camada 2.
Depois que o roteador determinar a interface de saída utilizando a função de determinação do caminho, ele deverá encapsular o pacote no quadro de enlace de dados da interface de saída.
O que um roteador faz com um pacote recebido de uma rede e destinado a outra rede? O roteador executa as três etapas principais seguintes:
Passo 1. Desencapsula o trailer e o cabeçalho do quadro da Camada 2 para expor o pacote da Camada 3.
Passo 2. Examina o endereço IP destino do pacote IP para encontrar o melhor caminho na tabela de roteamento.
Passo 3. Se o roteador localizar um caminho para o destino, encapsulará o pacote de Camada 3 em um novo quadro de Camada 2 e encaminhará o quadro da interface de saída.
Como mostrado na figura, os dispositivos têm endereços IPv4 de Camada 3 e as interfaces Ethernet têm endereços de enlace de dados de Camada 2. Por exemplo, o PC1 é configurado com um endereço IPv4 192.168.1.10 e um endereço MAC de exemplo de 0A-10. À medida que um pacote vai do dispositivo origem para o dispositivo destino, os endereços IP de Camada 3 não são alterados. Isso ocorre porque a PDU da Camada 3 não se altera. No entanto, os endereços de link de dados da Camada 2 mudam a cada salto quando o pacote é desencapsulado e encapsulado novamente em um novo quadro da Camada 2 por cada roteador.
É comum que os pacotes exijam o encapsulamento em um tipo de quadro de Camada 2 diferente daquele que foi recebido. Por exemplo, um roteador pode receber um quadro encapsulado Ethernet em uma interface FastEthernet e processar esse quadro para ser enviado para fora da interface serial.
Observe na figura que as portas entre R2 e R3 não têm endereços MAC associados. Isso ocorre porque esse é um link serial. Os endereços MAC são exigidos somente em redes de multiacesso, como Ethernet. Um link serial é uma conexão ponto a ponto e usa um quadro diferente da Camada 2 que não exige o uso de um endereço MAC. Neste exemplo, quando os quadros Ethernet são recebidos em R2 da interface Fa0/0, destinada para o PC2, eles são desencapsulados e encapsulados novamente para a interface serial, como um quadro encapsulado de Protocolo de ponto a ponto (PPP). Quando R3 recebe o quadro PPP, ele é encapsulado de novo e depois novamente encapsulado em um quadro Ethernet com um endereço MAC de destino de 0B-20, antes de ser encaminhado pela interface Fa0/0.
Enviar um pacote
Na animação na figura, PC1 está enviando um pacote a PC2. PC1 deverá determinar se o endereço IPv4 destino está namesma rede. PC1 determina sua própria sub-rede executando a operação AND em seu próprio endereço IPv4 e máscara de sub-rede. Isso produz o endereço de rede ao qual PC1 pertence. Em seguida, PC1 executa essa mesma operação AND usando o endereço IPv4 destino do pacote e a máscara de sub-rede PC1.
Se o endereço de rede destino estiver na mesma rede do PC1, então o PC1 não usará o gateway padrão. Em vez disso, PC1 se refere ao seu cache ARP para o endereço MAC do dispositivo com o endereço IPv4 destino. Se o endereço MAC não estiver no cache, PC1 gerará uma solicitação ARP para adquirir o endereço para concluir o pacote e enviá-lo ao destino. Se o endereço de rede destino estiver em uma rede diferente, PC1 encaminhará o pacote ao seu gateway padrão.
Para determinar o endereço MAC do gateway padrão, PC1 examina sua tabela ARP para obter o endereço IPv4 do gateway padrão e seu endereço MAC associado.
Se uma entrada ARP não existir na tabela ARP do gateway padrão, PC1 enviará uma solicitação ARP. O roteador R1 retorna uma resposta ARP. PC1 pode encaminhar o pacote ao endereço MAC do gateway padrão, a interface Fa0/0 do roteador R1.
Um processo similar é usado para pacotes IPv6. Em vez do processo ARP, a resolução de endereço IPv6 usa mensagens ICMPv6 de solicitação de vizinho e anúncio de vizinho. Mapeamentos de endereços IPv6-para-MAC são mantidos em uma tabela semelhante ao cache ARP cache, denominada cache vizinh
Encaminhar ao próximo salto
Os seguintes processos ocorrem quando R1 recebe o quadro Ethernet do PC1:
1. R1 examina o endereço MAC destino, que associa o endereço MAC da interface de recebimento, FastEthernet 0/0. R1, portanto, copia o quadro no seu buffer.
2. R1 identifica o campo Tipo de Ethernet como 0x800, o que significa que o quadro Ethernet contém um pacote IPv4 na parte de dados do quadro.
3. R1 desencapsula o quadro Ethernet.
4. Como o endereço IPv4 destino do pacote não corresponde a nenhuma das redes diretamente conectadas de R1, R1 consulta a tabela de roteamento para rotear o pacote. R1 procura na tabela de roteamento um endereço de rede que inclua o endereço IPv4 destino do pacote como endereço de host nessa rede. Neste exemplo, a tabela de roteamento tem uma rota para a rede 192.168.4.0/24. O endereço IPv4 destino do pacote é 192.168.4.10, que é um endereço de host IPv4 nessa rede.
A rota que R1 encontra para a rede 192.168.4.0/24 tem um endereço IPv4 do próximo salto de 192.168.2.2 e uma interface de saída FastEthernet 0/1. Isso significa que o pacote IPv4 é encapsulado em um quadro Ethernet novo com o endereço MAC destino do endereço IPv4 do roteador do próximo salto.
Como a interface de saída está em uma rede Ethernet, R1 deve resolver o endereço IPv4 do próximo salto com um endereço MAC destino usando o ARP:
1. R1 pesquisa o endereço IPv4 do próximo salto de 192.168.2.2 em seu cache ARP. Se a entrada não estiver no cache ARP, R1 enviará uma solicitação ARP de sua interface FastEthernet 0/1 e R2 enviará uma resposta ARP. Em seguida, R1 atualizará o seu cache ARP com uma entrada para 192.168.2.2 e o endereço MAC associado.
2. O pacote IPv4 agora é encapsulado em um quadro Ethernet novo e encaminhado da interface FastEthernet 0/1 de R1.
A animação na figura ilustra como R1 encaminha o pacote para R2.
Roteamento de pacotes
Os seguintes processos ocorrem quando R2 recebe o quadro na interface Fa0/0:
1. R2 examina o endereço MAC destino, que associa o endereço MAC da interface de recebimento, FastEthernet 0/0. R2, portanto, copia o quadro no seu buffer.
2. R2 identifica o campo Tipo de Ethernet como 0x800, o que significa que o quadro Ethernet contém um pacote IPv4 na parte de dados do quadro.
3. R2 desencapsula o quadro Ethernet.
4. Como o endereço IPv4 destino do pacote não corresponde a nenhum dos endereços de interface de R2, R2 consulta sua tabela de roteamento para rotear o pacote. R2 procura na tabela de roteamento o endereço IPv4 destino do pacote usando o mesmo processo de R1.
A tabela de roteamento do R2 tem uma rota para a rede 192.168.4.0/24, com o endereço IPv4 do próximo salto de 192.168.3.2 e uma interface de saída serial 0/0/0. Como a interface de saída não é uma rede Ethernet, R2 não precisa resolver o endereço IPv4 do próximo salto com um endereço MAC destino.
5. O pacote IPv4 agora está encapsulado em um novo quadro de enlace de dados e enviou a interface de saída serial 0/0/0.
Quando a interface é uma conexão serial ponto-a-ponto (P2P), o roteador encapsula o pacote IPv4 no formato apropriado de quadro de enlace de dados usado pela interface de saída (HDLC, PPP etc.). Como não há endereços MAC nas interfaces seriais, R2 define o endereço destino de enlace de dados para um equivalente de um broadcast.
A animação na figura ilustra como R2 encaminha o pacote para R3.
Alcançar o destino
Os seguintes processos ocorrem quando o quadro chega em R3:
1. R3 copia o quadro PPP de link de dados em seu buffer.
2. R3 desencapsula o quadro PPP de enlace de dados.
3. R3 procura na tabela de roteamento o endereço IPv4 destino do pacote. A tabela de roteamento tem uma rota para uma rede diretamente conectada em R3. Isso significa que o pacote pode ser enviado diretamente ao dispositivo destino e não precisa ser enviado para outro roteador.
Como a interface de saída é uma rede Ethernet conectada diretamente, R3 deverá resolver o endereço IPv4 destino do pacote com um endereço MAC destino:
1. R3 procura o endereço IPv4 destino do pacote no cache ARP. Se a entrada não estiver no cache ARP, R3 enviará uma solicitação ARP de sua interface FastEthernet 0/0. O PC2 enviará uma resposta ARP com seu endereço MAC. Em seguida, R3 atualiza seu cache ARP com uma entrada para 192.168.4.10 e o endereço MAC retornado na resposta ARP.
2. O pacote IPv4 é encapsulado em um novo quadro de enlace de dados Ethernet e enviado da interface FastEthernet 0/0 de R3.
3. Quando PC2 recebe o quadro, examina o endereço MAC destino, que associa o endereço MAC da interface de recebimento, sua placa de rede (NIC) Ethernet. PC2, portanto, copia o resto do quadro no seu buffer.
4. PC2 identifica o campo Tipo de Ethernet como 0x800, o que significa que o quadro Ethernet contém um pacote IPv4 na parte de dados do quadro.
5. PC2 desencapsula o quadro Ethernet e passa o pacote IPv4 ao processo IPv4 do sistema operacional.
A animação na figura ilustra como R3 encaminha o pacote a PC2.
Decisões de roteamento
A principal função de um roteador é determinar o melhor caminho a ser usado para enviar pacotes. Para determinar o melhor caminho, o roteador procura na sua tabela de roteamento um endereço de rede que corresponda ao endereço IP destino do pacote.
A tabela de roteamento busca resultados em uma das três determinações de caminho:
	Rede diretamente conectada - Se o endereço IP destino do pacote pertencer a um dispositivo em uma rede que esteja diretamente conectada a uma das interfaces do roteador, o pacote será encaminhado diretamente ao dispositivo destino. Isso significa que o endereço IP destino do pacote é um endereço de host na mesma rede da interface do roteador.
	Rede remota - Se o endereço IP destino do pacote pertencer a uma rede remota, o pacote será encaminhado a outro roteador. As redes remotas podem ser acessadas somente com o encaminhamento de pacotes para outro roteador.
	Nenhuma rota determinada - Se o endereço IP destino do pacote não pertencer a uma rede conectada ou remota, o roteador determinará se há um Gateway de último recurso disponível. Um Gateway de último recurso é estabelecido quando uma rota padrão é configurada ou aprendida em um roteador. Se houver uma rota padrão, o pacote será encaminhado para o Gateway de último recurso. Se o roteador não tiver uma rota padrão, o pacote será descartado.
O fluxograma de lógica na figura ilustra o processo de decisão de encaminhamento de pacote do roteador.
Melhor caminho
Determinar o melhor caminho envolve a avaliação de vários caminhos para a mesma rede destino e selecionar o caminho ideal ou menor para acessar essa rede. Sempre que houver várioscaminhos para a mesma rede, cada caminho usará uma interface diferente de saída no roteador para acessar essa rede.
O melhor caminho é selecionado por um protocolo de roteamento com base no valor ou métrica que utiliza para determinar a distância para acessar uma rede. Uma métrica é o valor quantitativo usado para medir a distância para uma determinada rede. O melhor caminho para uma rede é o caminho com a métrica mais baixa.
Os protocolos de roteamento dinâmico normalmente usam suas próprias regras e métricas para criar e atualizar as tabelas de roteamento.  O algoritmo de roteamento gera um valor ou uma métrica, para cada caminho através da rede. As métricas podem ser baseadas em uma única característica ou em várias características de um caminho. Alguns protocolos de roteamento podem basear a seleção da rota em várias métricas, combinando-as em uma única métrica.
Veja a seguir alguns protocolos dinâmicos e as métricas que usam:
	Routing Information Protocol (RIP) - Contagem de saltos
	Open Shortest Path First (OSPF) - O custo da Cisco com base na largura de banda cumulativa da origem para o destino
	Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) - Largura de banda, atraso, carga, confiabilidade
A animação na figura destaca como o caminho pode ser diferente, dependendo da métrica usada.
Equilíbrio de carga
O que acontecerá se uma tabela de roteamento tiver dois ou mais caminhos com métricas idênticas à mesma rede destino?
Quando um roteador tem dois ou mais caminhos para um destino com métricas de custo igual, o roteador encaminha os pacotes usando ambos os caminhos da mesma forma. Isso será chamado de balanceamento de carga de custo igual. A tabela de roteamento contém a única rede destino, mas tem várias interfaces de saída, uma para cada caminho de custo igual. O roteador encaminha pacotes usando as várias interfaces de saída listadas na tabela de roteamento.
Se configurado corretamente, o balanceamento de carga pode aumentar a eficácia e o desempenho da rede. O balanceamento de carga de custo igual pode ser configurado para usar protocolos de roteamento dinâmico e rotas estáticas.
Observação: somente o EIGRP suporta balanceamento de carga de custo desigual.
A animação na figura fornece um exemplo de balanceamento de carga de custo igual.
Distância Administrativa
É possível que um roteador esteja confilsso ocorrer, a tabela de roteamento poderá ter mais de uma origem de rota para a mesma rede destino. Por exemplo, se o RIP e o EIGRP estiverem configurados em um roteador, ambos os protocolos de roteamento poderão aprender a mesma rede destino. Entretanto, cada protocolo de roteamento poderá escolher outro caminho para acessar o destino com base nas métricas do protocolo de roteamento. O RIP escolhe um caminho com base na contagem de saltos, enquanto o EIGRP escolhe um caminho com base em sua métrica composta. Como o roteador sabe qual rota deve usar?
O CISCO IOS usa o que é conhecido como a distância administrativa (AD) para determinar a rota a instalar na tabela de roteamento IP. A AD representa a “confiabilidade” da rota; quanto menor a AD, mais confiável a origem da rota. Por exemplo, uma rota estática tem a AD de 1, enquanto uma rota descoberta por EIGRP tem um AD de 90. Dadas duas rotas separadas para o mesmo destino, o roteador escolhe a rota com a AD mais baixa. Quando um roteador tem a opção de uma rota estática e de uma rota EIGRP, a rota estática tem precedência. De modo semelhante, uma rota conectada diretamente com AD 0 tem precedência sobre uma rota estática com AD 1.
A figura lista vários protocolos de roteamento e seus ADs associados.
A tabela de roteamento
A tabela de roteamento de um roteador armazena informações sobre:
	Rotas diretamente conectadas - Essas rotas vêm das interfaces do roteador ativas. Os roteadores adicionam uma rota diretamente conectada quando uma interface está configurada com um endereço IP e está ativada.
	Rotas remotas - Essas são redes remotas conectadas a outros roteadores. As rotas para essas redes podem ser configuradas estaticamente ou ser dinamicamente aprendidas através de protocolos de roteamento dinâmico.
Especificamente, uma tabela de roteamento é um arquivo de dados na RAM que é usado para armazenar informações sobre redes diretamente conectadas e remotas. A tabela de roteamento contém a rede ou associações do próximo salto. Essas associações informam ao roteador que um determinado destino pode ser acessado de modo ideal com o envio do pacote a um roteador específico que representa o próximo salto no caminho até o destino final. A associação do próximo salto também pode ser a interface de saída para o próximo destino.
A figura identifica as redes diretamente conectadas e as redes remotas do roteador R1.
Origens da tabela de roteamento
Em um roteador Cisco, o comando show ip route pode ser usado para exibir a tabela de roteamento IPv4 de um roteador. Um roteador fornece informações adicionais de rota, incluindo como a rota foi aprendida, há quanto tempo a rota está na tabela e que interface específica usar para acessar um destino predefinido.
As entradas na tabela de roteamento podem ser adicionadas como:
	Interfaces de rota local - Adicionadas quando uma interface está configurada e ativa. Essa entrada é exibida apenas no IOS 15 ou posterior para rotas IPv4 e todas as versões do IOS para rotas IPv6.
	Interfaces diretamente conectadas - Adicionadas à tabela de roteamento quando uma interface está configurada e ativa.
	Rotas estáticas - Adicionadas quando uma rota é configurada manualmente e a interface de saída está ativa.
	Protocolo de roteamento dinâmico - Adicionado quando protocolos de roteamento que aprendem dinamicamente sobre a rede, como EIGRP ou OSPF, são implementados e redes são identificadas.
As origens das entradas da tabela de roteamento são identificadas por um código. O código identifica como a rota foi aprendida. Por exemplo, os códigos comuns incluem:
	L - Identifica o endereço atribuído à interface de um roteador. Isso permite que o roteador determine com eficiência quando recebe um pacote para a interface, em vez de ser encaminhado.
	C – Identifica uma rede diretamente conectada.
	S - Identifica uma rota estática criada para acessar uma rede específica.
	D - Identifica uma rede dinamicamente aprendida de outro roteador usando EIGRP.
	O - Identifica uma rede dinamicamente aprendida de outro roteador usando o protocolo de roteamento OSPF.
A figura mostra a tabela de roteamento de R1 em uma rede simples.
Entradas de roteamento de rede remota
Como um administrador de rede, é essencial saber interpretar o conteúdo das tabelas de roteamento IPv4 e IPv6. A figura exibe uma entrada de tabela de roteamento IPv4 em R1 para a rota para a rede remota 10.1.1.0.
A entrada identifica as seguintes informações:
	Origem da rota - identifica como a rota foi reconhecida.
	Rede de destino - identifica o endereço da rede remota.
	Distância administrativa - identifica a confiabilidade da origem da rota. Valores menores indicam a origem de rota preferencial.
	Métrica - identifica o valor designado para acessar a rede remota. Valores mais baixos indicam rotas preferidas.
	Próximo salto - Identifica o endereço IPv4 do próximo roteador ao qual encaminhar o pacote.
	Registro de data e hora - identifica quanto tempo se passou desde que a rota foi aprendida.
	Interface de saída - identifica a interface de saída para usar para encaminhar um pacote para o destino final.
Interfaces diretamente conectadas
Um roteador recém-implementado, sem nenhuma interface configurada, tem uma tabela de roteamento vazia, como mostra a figura.
Antes do estado da interface ser considerado up/up e adicionado à tabela de roteamento IPv4, a interface deve:
	Receber um endereço IPv4 ou IPv6 válido
	Ser ativado com o comando no shutdown
	Receber um sinal portador de outro dispositivo (roteador, switch, host etc.)
Quando a interface estiver ativada, a rede dessa interface será adicionada à tabela de roteamento como uma rede diretamenteconectada.
Exemplo de IPv6 diretamente conectado
O exemplo na figura 1 mostra as etapas de configuração das interfaces diretamente conectadas de R1 com os endereços IPv6 indicados. Observe que as mensagens informativas das Camadas 1 e 2 são geradas à medida que cada interface é configurada e ativada.
O comando show ipv6 route mostrado na Figura 2 é usado para verificar se as redes IPv6 e os endereços de interface IPv6 específicos foram instalados na tabela de roteamento IPv6. Como IPv4, um 'C' ao lado de uma rota indica que essa é uma rede diretamente conectada. Um 'L' indica a rota local. Em uma rede IPv6, a rota local tem um prefixo de /128. As rotas locais são usadas pela tabela de roteamento para processar eficientemente pacotes com um endereço destino da interface do roteador.
Observe que há também uma rota instalada na rede FF00::/8. Essa rota é necessária para o roteamento multicast.
A figura 3 mostra como o comando show ipv6 route pode ser combinado com um destino de rede específico para exibir os detalhes de como essa rota foi aprendida pelo roteador.
A Figura 4 mostra como a conectividade com o R2 pode ser verificada usando o comando ping.
Na Figura 5, observe o que acontece quando a interface G0/0 LAN do R2 é o destino do comando ping. Os pings não obtiverem êxito. Isso ocorreu porque R1 não tem uma entrada na tabela de roteamento para acessar a rede 2001:DB8:ACAD:4::/64.
R1 precisa de mais informações para acessar uma rede remota. As entradas de rota de rede remota podem ser adicionados à tabela de roteamento usando:
	Roteamento estático
	Protocolos de roteamento dinâmico
Rotas estáticas
Após a configuração de interfaces diretamente conectadas e sua adição à tabela de roteamento, o roteamento estático ou dinâmico poderá ser implementado.
As rotas estáticas são configuradas manualmente. Elas definem um caminho explícito entre dois dispositivos de rede. Diferentemente de um protocolo de roteamento dinâmico, as rotas estáticas não são automaticamente atualizadas e deverão ser reconfiguradas manualmente se a topologia da rede for alterada. Os benefícios do uso de rotas estáticas incluem a segurança aprimorada e a eficiência de recurso. As rotas estáticas usam menos largura de banda do que os protocolos de roteamento dinâmico, nenhum ciclo de CPU é usado para calcular e comunicar rotas. A principal desvantagem de usar rotas estáticas é a falta de reconfiguração automática, caso a topologia da rede seja alterada.
Existem dois tipos comuns de rotas estáticas na tabela de roteamento:
	Rota estática para uma rede específica
	Rota estática padrão
Uma rota estática pode ser configurada para acessar uma rede remota específica. As rotas IPv4 estáticas são configuradas usando o seguinte comando:
Router(config)# ip route network mask { IP do próximo salto | exit-intf }
Uma rota estática é identificada na tabela de roteamento com o código 'S'.
Uma rota estática padrão é semelhante a um gateway padrão em um host. A rota estática padrão especifica o ponto de saída a ser usado quando a tabela de roteamento não contiver um caminho para a rede destino. Uma rota estática padrão é útil quando um roteador tem apenas um ponto de saída para outro, como quando o roteador se conecta a um roteador ou provedor de serviços central.
Para configurar uma rota estática padrão IPv4, use o seguinte comando:
Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 { exit-intf | IP do próximo salto }
A figura apresenta um cenário simples de como rotas padrão e estáticas podem ser aplicadas.
Rotas estáticas
Após a configuração de interfaces diretamente conectadas e sua adição à tabela de roteamento, o roteamento estático ou dinâmico poderá ser implementado.
As rotas estáticas são configuradas manualmente. Elas definem um caminho explícito entre dois dispositivos de rede. Diferentemente de um protocolo de roteamento dinâmico, as rotas estáticas não são automaticamente atualizadas e deverão ser reconfiguradas manualmente se a topologia da rede for alterada. Os benefícios do uso de rotas estáticas incluem a segurança aprimorada e a eficiência de recurso. As rotas estáticas usam menos largura de banda do que os protocolos de roteamento dinâmico, nenhum ciclo de CPU é usado para calcular e comunicar rotas. A principal desvantagem de usar rotas estáticas é a falta de reconfiguração automática, caso a topologia da rede seja alterada.
Existem dois tipos comuns de rotas estáticas na tabela de roteamento:
	Rota estática para uma rede específica
	Rota estática padrão
Uma rota estática pode ser configurada para acessar uma rede remota específica. As rotas IPv4 estáticas são configuradas usando o seguinte comando:
Router(config)# ip route network mask { IP do próximo salto | exit-intf }
Uma rota estática é identificada na tabela de roteamento com o código 'S'.
Uma rota estática padrão é semelhante a um gateway padrão em um host. A rota estática padrão especifica o ponto de saída a ser usado quando a tabela de roteamento não contiver um caminho para a rede destino. Uma rota estática padrão é útil quando um roteador tem apenas um ponto de saída para outro, como quando o roteador se conecta a um roteador ou provedor de serviços central.
Para configurar uma rota estática padrão IPv4, use o seguinte comando:
Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 { exit-intf | IP do próximo salto }
A figura apresenta um cenário simples de como rotas padrão e estáticas podem ser aplicadas.
Exemplos de rotas IPv6 estáticas
Como o IPv4, o IPv6 suporta rotas estáticas e rotas estáticas padrão. Eles são usados e configurados como rotas estáticas IPv4.
Para configurar uma rota estática IPv6 padrão, use o comando de configuração global ipv6 route ::/0 {ipv6-address | interface-type interface-number}.
A figura 1 mostra a configuração de uma rota estática padrão em R1 para a interface serial 0/0/0.
Observe na saída mostrada na figura 2 que a configuração de rota estática padrão gerou uma entrada de 'S 'na tabela de roteamento. O ‘S’ significa que a origem de rota é uma rota estática. Diferentemente da rota IPv4 estática, não há asterisco (*) ou Gateway de último recurso identificado explicitamente.
Como o IPv4, as rotas estáticas são rotas configuradas explicitamente para acessar uma rede remota específica. As rotas IPv6 estáticas são configuradas usando o comando de configuração global ipv6 route ipv6-prefix/tamanho do prefixo {ipv6-address|interface-type interface-number} .
O exemplo na figura 3 mostra a configuração de duas rotas estáticas R2 para acessar as duas LANs em R1. A rota para 2001:0DB8:ACAD:2::/64 LAN é configurada com uma interface de saída, enquanto a rota para a LAN 2001:0DB8:ACAD:1::/64 é configurada com o endereço IPv6 do próximo salto. O endereço IPv6 do próximo salto pode ser um IPv6 unicast global ou endereço link local.
A figura 4 mostra a tabela de roteamento com as rotas estáticas novas instaladas.
A figura 5 confirma a conectividade de rede remota com a LAN 2001:0DB8:ACAD:4::/64 em R2 de R1.
Roteamento Dinâmico
Os protocolos de roteamento dinâmico são usados pelos roteadores para compartilhar informações sobre o alcance e o status das redes remotas. Os protocolos de roteamento dinâmico executam várias atividades, incluindo descoberta de rede e manutenção de tabelas de roteamento.
A avaliação da rede é a capacidade de um protocolo de roteamento de compartilhar informações sobre as redes que ele conhece com outros roteadores que também estão usando o mesmo protocolo de roteamento. Em vez de depender de rotas estáticas configuradas manualmente para redes remotas em cada roteador, um protocolo de roteamento dinâmico permite que os roteadores aprendam automaticamente sobre essas redes de outros roteadores. Essas redes, e o melhor caminho para cada uma, são adicionados à tabela de roteamento do roteador e identificadas como uma rede aprendida por um protocolo de roteamento dinâmico específico.
Durante a descoberta de rede, os roteadores trocam rotas e atualizam suas tabelas de roteamento. Os roteadores convergiram depois que completaram a troca ea atualização de suas tabelas de roteamento. Os roteadores mantêm as redes em suas tabelas de roteamento.
A figura apresenta um cenário simples de como dois roteadores vizinhos trocariam informações de roteamento inicialmente. Nessa troca simplificada, R1 se apresenta e fornece as redes que pode acessar. R2 responde com sua lista de redes.
Protocolos de roteamento IPv4
Um roteador que executa um protocolo de roteamento dinâmico não somente determina o melhor caminho para uma rede, como também determinará o melhor caminho novo se o caminho inicial se tornar inutilizável (ou se a topologia mudar). Por esses motivos, os protocolos de roteamento dinâmico têm uma vantagem em relação às rotas estáticas. Os roteadores que usam protocolos de roteamento dinâmico compartilham automaticamente informações de roteamento com outros roteadores e compensam qualquer alteração de topologia sem envolver o administrador da rede.
Os roteadores Cisco podem suportar uma variedade de protocolos de roteamento dinâmico IPv4, incluindo:
	EIGRP - Enhanced Interior Gateway Routing Protocol
	OSPF - Open Shortest Path First
	IS-IS - Intermediate System-to-Intermediate System
	RIP - Routing Information Protocol
Para determinar quais protocolos de roteamento são suportados pelo IOS, use o comando router ? no modo de configuração global como mostrado na figura.
Exemplos de roteamento dinâmico IPv4
Neste exemplo de roteamento dinâmico, vamos supor que R1 e R2 foram configurados para suportar o protocolo de roteamento dinâmico EIGRP. Os roteadores também anunciam redes diretamente conectadas. R2 anuncia que esse é o gateway padrão para outras redes.
A saída na figura exibe a tabela de roteamento de R1 depois que os roteadores trocaram atualizações e convergiram. . Junto com as interfaces conectada e de link local, há três entradas ‘D’ na tabela de roteamento.
	A entrada que começa com 'D*EX' identifica que a origem dessa entrada era EIGRP ('D'). A rota é uma candidata a uma rota padrão ('*') e a rota é uma rota externa ('*EX') encaminhada por EIGRP.
	As outras duas entradas 'D' são rotas instaladas na tabela de roteamento com base na atualização de R2 que anuncia suas LANs.
Protocolos de roteamento IPv6
Como mostra a figura, os dispositivos ISR suportam protocolos de roteamento IPv6 dinâmico, incluindo:
	RIPng (RIP nova geração)
	OSPFv3
	EIGRP para IPv6
O suporte para protocolos de roteamento dinâmico IPv6 depende do hardware e da versão do IOS. A maioria das modificações nos protocolos de roteamento deve suportar os endereços IPv6 mais longos e as estruturas diferentes de cabeçalho.
Para permitir que roteadores IPv6 encaminhem tráfego, defina o comando de configuração global ipv6 unicast-routing.
Exemplos de roteamento dinâmico IPv6
Os roteadores R1 e R2 foram configurados com o protocolo de roteamento dinâmico EIGRP para IPv6. (Esse é o equivalente IPv6 de EIGRP para IPv4).
Para exibir a tabela de roteamento de R1, digite o comando show ipv6 route, como mostrado na figura. A saída na figura exibe a tabela de roteamento de R1 depois que os roteadores trocaram atualizações e convergiram. . Juntamente com as rotas conectadas e locais, há duas entradas 'D' (rotas EIGRP) na tabela de roteamento.
Capítulo 1: Conceitos de Roteamento
Há várias estruturas principais e características relacionadas ao desempenho mencionadas durante a discussão de redes: topologia, velocidade, custo, segurança, disponibilidade, escalabilidade e confiabilidade.
Roteadores e switches Cisco têm muito em comum. Eles suportam um sistema operacional modal semelhante, estruturas de comando semelhantes e muitos dos mesmos comandos. Um recurso diferenciador entre switches e roteadores é o tipo de interfaces suportadas por cada um. Após a configuração de uma interface em ambos os dispositivos, os comandos show adequados precisam ser usados para verificar uma interface em funcionamento.
A principal função de um roteador é conectar várias redes e encaminhar pacotes de uma rede para a próxima. Isso significa que um roteador tem geralmente várias interfaces. Cada interface é um membro ou um host em uma rede IP diferente.
O CISCO IOS usa o que é conhecido como a distância administrativa (AD) para determinar a rota a instalar na tabela de roteamento IP. A tabela de roteamento é uma lista de redes conhecidas pelo roteador. A tabela de roteamento inclui endereços de rede para suas próprias interfaces, que são as redes conectadas diretamente, bem como os endereços de rede para redes remotas. Uma rede remota é uma rede que pode ser acessada somente com o encaminhamento do pacote para outro roteador.
As redes remotas são adicionados à tabela de roteamento de duas maneiras: pelo administrador da rede ao configurar manualmente as rotas estáticas ou pela implementação de um protocolo de roteamento dinâmico. As rotas estáticas não têm tanta sobrecarga quanto os protocolos de roteamento dinâmico; no entanto, as rotas estáticas poderão exigir mais manutenção se a topologia mudar constantemente ou estiver instável.
Os protocolos de roteamento dinâmico se ajustam automaticamente às mudanças sem qualquer intervenção do administrador. Os protocolos de roteamento dinâmico exigem mais processamento de CPU e também usam uma determinada quantidade de capacidade de link para roteamento de atualizações e mensagens. Em muitos casos, uma tabela de roteamento conterá rotas estáticas e dinâmicas.
Os roteadores tomam uma decisão primária de encaminhamento na Camada 3, a camada de rede. No entanto, as interfaces do roteador participam das Camadas 1, 2 e 3. Os pacotes IP de Camada 3 são encapsulados em um quadro de link de dados de Camada 2 e codificados em bits na Camada 1. As interfaces do roteador participam dos processos de Camada 2 associados com seu encapsulamento. Por exemplo, uma interface Ethernet em um roteador participa do processo ARP como outros hosts nessa LAN.
A tabela de roteamento IP da Cisco não é um banco de dados simples. A tabela de roteamento é uma estrutura hierárquica usada para acelerar o processo de pesquisa para encontrar rotas e encaminhar pacotes.
Os componentes da tabela de roteamento de IPv6 são muito semelhantes aos da tabela de roteamento de IPv4. Por exemplo, ela é preenchida com interfaces diretamente conectadas, rotas estáticas e rotas dinamicamente aprendidas.