Introdução ao Roteamento e ao Encaminhamento de Pacotes Protocolos e Conceitos de Roteamento – Capítulo 1 ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 1 Objetivos Identificar um roteador como um computador usando um SO (Sistema Operacional [Operating System]) e um hardware projetados para o processo de roteamento. Demonstrar a capacidade de configurar dispositivos e aplicar endereços. Descrever a estrutura de uma tabela de roteamento. Descrever como um roteador determina um caminha e comuta pacotes. ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 2 Roteadores são Computadores Propósito de um Roteador •Computadores especializados em encaminhar pacotes em uma rede de dados •Responsáveis em interconectar redes, através da seleção do melhor caminho para o encaminhamento do pacote até o destino Roteadores são o centro da rede •Geralmente possuem 2 conexões Conexões WAN (Conexão a um ISP) Conexão LAN ISP – Internet Service Provider Ver item 1.1.1 (4) ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 3 Roteadores são Computadores O dado é enviado na forma de pacotes entre 2 dispositivos finais Roteadores são utilizados para direcionar os pacotes para o destino correto ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 4 Roteadores são Computadores O roteador examina o endereço IP de destino do pacote e determina o melhor caminho com auxílio da tabela de roteamento ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 5 Roteadores são Computadores Sistema Operacional (IOS) • Gerencia os recursos de hardware e de software do roteador, inclusive a alocação de memória, os processos, a segurança e os sistemas de arquivos • Multitarefa • Diferentes imagens para diferentes modelos e funcionalidades • Quanto mais recursos, maior a imagem • Armazenado na Flash e executado na RAM • Interface própria (CLI) ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 6 Roteadores são Computadores A interface do roteador é um conector físico que habilita o roteador a enviar e receber pacotes Cada interface conecta a uma rede diferente Consiste em um socket ou jack encontrado do lado externo do roteador Tipos de interfaces do roteador: • Ethernet • Fastethernet • Serial • DSL • ISDN • Cable ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 7 Roteadores são Computadores Dois grupos principais de interfaces Interfaces LAN: Utilizadas para conectar o roteador a uma LAN Possuem endereço de camada 2 (MAC address) Pode ser atribuido endereços de camada 3 (Endereço IP) Usualmente consistem em conectores RJ-45 (fêmea) Interfaces WAN: Utilizadas para conectar os roteadores a redes externas que interconectam LANs Dependendo da tecnologia WAN, endereços de camada 2 podem ser utilizados Utiliza endereço de camada 3 (Endereço IP) ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 8 Roteadores são Computadores Roteadores e a Camada de Rede Roteadores utilizam o endereço IP de destino para encaminhar pacotes O caminho que o pacote segue é determinado depois que o roteador consulta as informações da tabela de roteamento Depois que o roteador determina o melhor caminho O pacote é encapsulado em um frame O frame é então colocado no meio físico em foma de bits ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 9 Roteadores são Computadores Roteadores operam nas camadas 1, 2 e 3 O roteador recebe uma fluxo de bits codificados Bits são decodificados e passados para a camada 2 O roteador desencapsula o quadro O restante do pacote é passado para a camada 3 -A decisão de roteamento é realizada nesta camada através da verificação do endereço IP de destino O pacote então é encapsulado e enviado para pela interface de saída ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 10 Configuração e Endereçamento Implementando um esquema básico de endereçamento (Documentação) Ao projetar uma nova rede ou mapear uma rede existente, deve-se fornecer as seguintes informações na forma de documento: -Desenho da topologia ilustra as conexões físicas –Tabela de endereços que fornece as seguintes informações: Nome do Dispositivo Interfaces utilizadas Endereços IP ITE PC v4.0 Chapter 1 Gateway Padrão © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 11 Estrutura da Tabela de Roteamento A Tabela de Roteamento é armazenada na RAM e contém informações sobre: Redes diretamente conectadas – ocorre quando o dispositvo é conectado a outra interface de roteador Redes conectadas remotamente – uma rede que não está diretamente conectada a uma interface particular do roteador Informações detalhadas sobre as redes como endereços de rede e máscara de sub-rede e endereços IP do próximo salto Show ip route – comando utilizado para visualizar a tabela de roteamento ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 12 Estrutura da Tabela de Roteamento Adicionando uma rede conectada à tabela de roteamento -Interfaces do roteador Cada interface do roteador é membro de uma rede diferente São ativadas utilizando o comando no shutdown Para que rotas estáticas e dinâmicas existam na na tabela de roteamento, deve-se ter redes diretamente conectadas ao dispositivo Atividade 1.3.2 (2) ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 13 Estrutura da Tabela de Roteamento Rotas Estáticas na tabela de roteamento -Incluem: Endereço de rede e máscara de sub-rede e endereço IP do próximo salto ou interface de saída -Denotada com o código S na tabela de roteamento -Tabelas de roteamento devem conter redes diretamente conectadas utilizadas para conectar a redes remotas antes de ser possível usar rotas estáticas ou Quando utilizar rotas estáticas -Quando a rede consiste de poucos roteadores -A rede está conectada na internet somente através de um ISP -Topologia Hub & spoke utilizada em grandes redes Atividade 1.3.3 (2) ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 14 Estrutura da Tabela de Roteamento Rotas Conectadas e Estáticas ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 15 Estrutura da Tabela de Roteamento Protocolos de Roteamento Dinâmico -Utilizado para adicionar redes remotas na tabela de roteamento -Utilizados para descobrir redes -Utilizados para atualizar e manter tabelas de roteamento Descoberta Automática de Redes -Roteadores podem descobrir novas redes através do compartilhamento das informações da tabela de roteamento ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 16 Estrutura da Tabela de Roteamento Mantendo Tabelas de Roteamento -Protocolos de Roteamento Dinâmico são utilizados para compartilhar informações de roteamento com outros roteadores e manter atualizada a tabela de roteamento Protocolos de Roteamento. Exemplos: -RIP -IGRP -EIGRP -OSPF -IS-IS -BGP Atividade 1.3.4 (2) ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 17 Estrutura da Tabela de Roteamento 3 Princípios da Tabela de Roteamento Todos os roteadores tomam suas decisões sozinhos com base nas informações presentes em sua própria tabela de roteamento O fato de um roteador ter determinadas informações em sua tabela de roteamento não significa que todos os roteadores tenham as mesmas informações A tabela de roteamento indica como alcançar o destino, mas não como voltar até a origem Ver animação 1.3.5 (1) ITE PC v4.0 Chapter 1 Atividade 1.3.5 (2) © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 18 Estrutura da Tabela de Roteamento Efeito dos 3 princípios da Tabela de Roteamento -Pacotes são encaminhados através da rede de roteador em roteador, salto a salto. -Pacotes podem tomar o caminho “X” até o destino e retornar através do caminho “Y” (Roteamento Assimétrico) ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 19 Determinação do Caminho e Comutação A Métrica é um valor numérico utilizado pelos protocolos de roteamento para determinar o melhor caminho para um destino –Quanto menor o valor da métrica melhor o caminho 2 tipos de métricas utilizadas são: -Contagem de saltos – é o número de roteadores que um pacote deve atravesar para alcançar o destino -Bandwidth – é a “velocidade” de um link também conhecido como a capacidade do link ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 20 Determinação do Caminho e Comutação Métrica de mesmo custo é uma condição onde um roteador possui multiplos caminhos para o mesmo destino no qual todos com a mesma métrica Para resolver este dilema, o roteador utilizará Balanceamento de Carga de mesmo custo. Significa que o roteador enviará pacotes através das múltiplas interfaces de saída listadas na tabela de roteamento Atividades 1.4.2 (2) e 1.4.3 (2) ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 21 Determinação do Caminho e Comutação Determinação do caminho é um processo utilizado pelo roteador para obter o melhor caminho até o destino Uma das três determinações de caminho resulta da pesquisa: Rede diretamente conectada Rede remota Nenhuma rota determinada ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 22 Determinação do Caminho e Comutação Função de comutação de um roteador é o processo utilizado para comutar o pacote de uma interface de chegada para uma interface de saída no mesmo dispositivo -O seguinte acontecerá com um pacote recebido por um roteador: O cabeçalho de camada 2 é removido Analisa endereço IP de destino localizado no cabeçalho da camada 3 para obter o melhor caminho até o destino Re-encapsula o pacote de camada 3 em um quadro de camada 2 Encaminha o quadro pela interface de saída ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 23 Determinação do Caminho e Comutação Quando um pacote viaja de um dispositivo de rede a outro -O endereço IP de origem e de destino NUNCA muda -O endereço MAC de origem e de destino MUDA quando o pacote é encaminhado de um roteador ao outro -O campo TTL é decrementado em um a cada salto até o valor alcançar zero, ponto no qual o roteador descarta o pacote (previne que o pacote fique em loop na rede) ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 24 ITE PC v4.0 Chapter 1 © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 25