015 - Conhecimentos Básicos de Roteamento IP

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Conhecimentos Básicos de Roteamento IP 
 
Prefácio 
O encaminhamento de dados e comutação introduziu as operações de camada de 
link de dados, e em particular a função do IEEE 802 baseada em padrões como o de 
suporte ao mecanismo de comunicação subjacente, sobre o qual os conjuntos de 
protocolo da camada superior geralmente operam. Com a introdução do roteamento, 
o físico que define os protocolos da camada superior e a comunicação internetwork 
são estabelecidas. Um domínio de rede empresarial normalmente consiste de 
múltiplas redes, para a qual decisões de roteamento são necessárias para garantir 
que rotas ideais sejam usadas, a fim de encaminhar pacotes IP (datagramas) para 
destinos de rede pretendidos. Essa seção apresenta as fundações, nas quais tal 
roteamento IP é baseado. 
 
Objetivos 
Após completar essa seção, os estudantes serão capazes de: 
● Explicar os princípios que administram as decisões do roteamento IP. 
● Explicar os requerimentos básicos para o encaminhamento de pacotes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Moacyr Regys 
 
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Sistemas Autônomos 
 
● Uma rede IP, ou redes, operados por um ou mais operadores com uma política 
que determina como as decisões de roteamento são feitas. 
 
Uma rede corporativa geralmente pode ser entendida como uma instância de um 
sistema autônomo. Conforme definido no RFC 1030, um sistema autônomo ou AS, 
como também é comumente conhecido, é um grupo conectado de um ou mais 
prefixos de IP executados por um ou mais operadores de rede que possui uma política 
de roteamento ÚNICA e CLARAMENTE DEFINIDA. 
O conceito de sistemas autônomos originalmente considerava a existência de um 
único protocolo de roteamento, no entanto, à medida que as redes evoluíram, é 
possível suportar vários protocolos de roteamento que operam entre si através da 
injeção de rotas de um protocolo para outro. Uma política de roteamento pode ser 
entendida como um conjunto de regras que determinam como o tráfego é gerenciado 
em um sistema autônomo, ao qual um ou vários operadores devem aderir. 
 
 
 
 
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Domínio Broadcast e Rede de Área Local 
 
 
Os princípios que envolvem a comutação lidaram principalmente com o 
encaminhamento de tráfego dentro do escopo de uma rede de área local (LAN) e do 
gateway, que até agora definiu os limites do domínio de broadcast. Os roteadores são 
a forma principal do dispositivo da camada de rede usado para definir o gateway de 
cada rede local e ativar a segmentação de rede IP. Os roteadores geralmente 
funcionam como um meio de rotear pacotes de uma rede local para a seguinte, 
contando com o endereçamento IP para definir a rede IP à qual os pacotes são 
destinados. 
 
 
 
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Decisões de Roteamento 
 
● Os Roteadores são responsáveis pelo processo de fazer decisões que 
determinam o caminho, através do qual, os pacotes são encaminhados. 
 
O roteador é responsável por determinar o caminho de encaminhamento, através do 
qual, os pacotes devem ser enviados em direção a um determinado destino. É 
responsabilidade de cada roteador tomar decisões sobre como os dados são 
encaminhados. Onde um roteador possui vários caminhos para um determinado 
destino, são tomadas decisões de rota com base em cálculos para determinar o 
melhor salto seguinte para o destino pretendido. As decisões que governam a rota 
que deve ser tomada podem variar dependendo do protocolo de roteamento em uso, 
dependendo, em última análise, das métricas de cada protocolo para tomar decisões 
em relação a diversos fatores, como largura de banda e contagem de saltos. 
 
 
 
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Tabela de Roteamento IP 
 
● A tabela de roteamento IP lista as redes que são alcançáveis através do 
roteador. Pacotes que não têm caminho, são descartados imediatamente. 
 
Os roteadores encaminham pacotes com base em tabelas de roteamento e uma base de 
informações de encaminhamento (FIB) e mantêm pelo menos uma tabela de roteamento e 
um FIB. Os roteadores selecionam rotas com base em tabelas de roteamento e encaminham 
pacotes com base no FIB. Um roteador usa uma tabela de roteamento local para armazenar 
rotas de protocolo e rotas preferenciais. O roteador envia as rotas preferenciais ao FIB para 
orientar o encaminhamento de pacotes. O roteador seleciona rotas de acordo com as 
prioridades de protocolos e custos armazenados na tabela de roteamento. Uma tabela de 
roteamento contém dados importantes para cada pacote IP. 
O destino e a máscara são usados em conjunto para identificar o endereço IP de destino ou 
o segmento de rede de destino em que o host ou o roteador de destino reside. O campo 
protocolo (Proto) indica o protocolo através do qual as rotas são aprendidas. A preferência 
(Pre) especifica o valor da preferência que está associado ao protocolo, e é usada para decidir 
qual protocolo é aplicado à tabela de roteamento em que dois protocolos oferecem rotas 
semelhantes. O roteador seleciona a rota com a preferência mais alta (o menor valor) como 
a rota ideal. 
Um valor de custo representa a métrica usada para distinguir quando várias rotas para o 
mesmo destino têm a mesma preferência, a rota com o menor custo é selecionada como a 
rota ideal. Um valor do próximo salto indica o endereço IP do próximo dispositivo ou gateway 
da camada de rede pelo qual um pacote IP passa. No exemplo dado, o próximo salto de 
127.0.0.1 refere-se à interface local do dispositivo como sendo o próximo salto. Finalmente, 
o parâmetro de interface indica a interface de saída através da qual um pacote IP é 
encaminhado. 
 
 
 
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Decisões de Roteamento - Preferência 
 
 
Uma tabela de roteamento pode conter as rotas originárias de vários protocolos para 
um determinado destino. Nem todos os protocolos de roteamento são considerados 
iguais, e onde a correspondência mais longa de várias rotas de protocolos de 
roteamento diferentes para o mesmo destino é igual, uma decisão deve ser tomada 
com relação a qual protocolo de roteamento (incluindo rotas estáticas) terá 
precedência. 
Somente um protocolo de roteamento, de uma vez, determina a rota ideal para um 
destino. Para selecionar a rota ideal, cada protocolo de roteamento (incluindo a rota 
estática) é configurado com uma preferência (quanto menor o valor, maior a 
preferência). Quando várias fontes de informações de roteamento coexistem, a rota 
com a preferência mais alta é selecionada como a rota ideal, e adicionada à tabela 
de roteamento local. 
No exemplo, são definidos dois protocolos que fornecem um meio de descoberta da 
rede 10.1.1.0 através de dois caminhos diferentes. O caminho definido pelo protocolo 
RIP parece fornecer uma rota mais direta para o destino pretendido, no entanto, 
devido ao valor da preferência, a rota definida pelo protocolo OSPF é preferida e, 
portanto, instalada na tabela de roteamento como a rota escolhida. Um resumo dos 
valores de preferência padrão de alguns mecanismos de roteamento comuns é 
fornecido para fornecer um entendimento da ordem de preferência padrão. 
 
 
 
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Decisões de Roteamento - Métrica 
 
 
 
Nos casos em que a rota não pode ser distinguida por um valor de preferência ou de 
correspondência mais longa, a métrica de custo é tomada como tomador de decisão 
na identificação da rota que deve ser instalada na tabela de roteamento. Custo 
representa o comprimento de um caminho para uma rede de destino. 
Cada segmento fornece um valor da métrica de Custo ao longo de um caminho 
combinado para identificar o custo da rota. Outro fator comum é a largura de banda 
da rede, na qual o mecanismo de custo às vezes se baseia. Um link com uma 
velocidade (capacidade) mais alta representa um valor de custo mais baixo, 
permitindo a preferência de um caminho em detrimento de outro, enquanto links de 
velocidade igual recebem um custo equilibrado para fins de balanceamento de carga 
eficiente. Uma métrica mais baixa sempre tem precedência e, portanto, a métrica 50, 
comomostrado no exemplo, define a rota ideal para o destino especificado, para o 
qual uma entrada pode ser encontrada na tabela de roteamento. 
 
 
 
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Estabelecendo Tabela de Roteamento IP 
 
 
 
 
Usando a “preferência” e o “custo”, a tabela de roteamento IP pode ser estabelecida. 
E a tabela de roteamento IP pode ser dividida em três tipos, com base em fontes 
diferentes. 
Rotas diretas 
Rotas estáticas 
Rotas dinâmicas 
 
 
 
 
 
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Decisões de Roteamento - Longest Match 
 
● Rotas para o mesmo destino de rede serão inicialmente comparadas e 
escolhidas baseadas em uma longest match (correspondência mais longa). 
 
Para permitir que os pacotes cheguem ao destino pretendido, os roteadores devem 
tomar decisões específicas sobre as rotas aprendidas e quais dessas rotas são 
aplicadas. É provável que um roteador aprenda sobre o caminho para um 
determinado destino de rede por meio de informações de roteamento que são 
anunciadas pelos roteadores vizinhos. De forma alternativa, é possível que as rotas 
aplicadas estaticamente sejam implementadas manualmente através da intervenção 
do administrador. 
Cada entrada na tabela FIB contém a interface física ou lógica através da qual um 
pacote é enviado para alcançar o próximo roteador. Uma entrada também indica se o 
pacote pode ser enviado diretamente para um host de destino em uma rede 
conectada diretamente. O roteador executa uma operação "AND" no endereço de 
destino no pacote e na máscara de rede de cada entrada na tabela FIB. 
Depois, o roteador compara o resultado da operação "AND" com as entradas na 
tabela FIB para encontrar uma correspondência. O roteador escolhe a rota ideal para 
encaminhar pacotes de acordo com a melhor ou com a correspondência “mais longa”. 
No exemplo, existem duas entradas na rede 10.1.1.0 com um próximo salto de 
20.1.1.2. O encaminhamento para o destino de 10.1.1.1 resultará na aplicação do 
princípio de correspondência mais longa, para o qual o endereço de rede 10.1.1.0/30 
fornece a correspondência mais longa. 
 
 
 
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Requisitos de Encaminhamento da Tabela de Roteamento 
 
● O encaminhamento de pacotes requer que o destino seja conhecido, assim 
como a interface de encaminhamento e o próximo salto. 
A capacidade de um roteador de encaminhar um pacote IP para um determinado 
destino requer que certas informações de encaminhamento sejam conhecidas. 
Qualquer roteador que deseja encaminhar um pacote IP deve primeiro estar ciente 
de um endereço de destino válido para o qual o pacote deve ser encaminhado, isso 
significa que uma entrada deve existir na tabela de roteamento que o roteador seja 
capaz de consultar. Essa entrada também deve identificar a interface através da qual 
os pacotes IP devem ser transmitidos e o próximo salto ao longo do caminho, para o 
qual o pacote deve ser recebido antes da consulta para a próxima decisão de 
encaminhamento. 
 
 
 
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Revisão 
● Qual é a ordem na qual as decisões de roteamento são feitas? 
● O que a preferência representa? 
1. As decisões de roteamento são tomadas inicialmente com base no valor de 
correspondência mais longo, independentemente do valor de preferência atribuído às 
rotas para a mesma rede. Se o valor de correspondência mais longo para duas rotas 
para o mesmo destino for igual, a preferência será usada; quando a preferência 
também for igual, a métrica será usada. Nos casos em que o valor da métrica também 
é o mesmo, os protocolos geralmente aplicam uma forma de balanceamento de carga 
de dados nos links de custo igual. 
2. A preferência é normalmente usada para denotar a confiabilidade de uma rota 
sobre rotas que podem ser consideradas menos confiáveis. No entanto, os 
fornecedores de equipamentos de roteamento podem atribuir diferentes valores de 
preferência para protocolos suportados no produto de cada fornecedor. Os valores de 
preferência de alguns protocolos de roteamento comuns suportados pelos 
dispositivos de roteamento Huawei podem ser encontrados nesta seção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tradução: Yanne S. 
Moodle Huawei© 2019 
Angel C. 
Prof. Moacyr Regys