DC-UFRPE/Licenciatura Plena em Computação/Redes de Computadores/Protocolo de Roteamento

Roteamento

O processo de roteamento é efetuado para se transmitir um pacote de dados de um dispositivo em uma rede para um dispositivo em outra. Se a sua rede não possui routers, então você não está, de fato, roteando. O papel dos routers é direcionar o tráfego para todas as redes em uma internetwork . Para ser capaz de efetuar o roteamento de pacotes, o router deve ter conhecimento de, no mínimo, o seguinte:

• Endereço de destino
• Routers vizinhoa
• Rotas possíveis às redes remotas
• Melhor rota para cada rede rede remota
• Como manter e verificar informações relativas ao roteamento.

O router "aprende" sobre redes remotas através da comunicação com routers vizinhos (roteamento dinamico) ou através do administrador (roteamento estático), O router, então cria uma tabela de roteamento que descreve como encontrar tais redes remotas. Por padrão, o router já possui conhecimento sobre todas as redes que se encontram diretamente conectadas, Caso a rede não se encontra diretamente conectada, ele deve descobrir o caminho para alcança-la. seja via roteamento dinâmico, estático ou default.

Roteamento estático é o processo de criação de tabelas de rotas (routing tables) pelo administrador, manualmente. Já o roteamento dinâmico utiliza protocolos de roteamento (routing protocols) para se comunicar com routers vizinhos e, automaticamente, gerar tal tabela . Nesse processo, todos os routers pertencentes à rede atualizam suas tabelas entre si após um intervalo constante de tempo. Se uma mudança ocorrer na rede, os protocolos de roteamento informam automaticamente todos os routers conectados sobre a mudança. Caso o processamento estático esteja sendo utilizado, o administrador deve, a cada mudança na rede, atualizar as tabelas de rotas de todos os routers da rede manualmente.

Roteamento estático

O roteamento estático é um tipo de técnica de roteamento de rede. O roteamento estático não é um protocolo de roteamento; em vez disso, é a configuração manual e seleção de uma rota de rede, geralmente gerenciada pelo administrador da rede. É empregado em cenários em que se espera que os parâmetros de rede e o ambiente permaneçam constantes.

O roteamento estático só é ideal em algumas situações. Degradação, latência e congestionamento da rede são consequências inevitáveis ​​da natureza não flexível do roteamento estático, porque não há ajuste quando a rota principal não está disponível.

Rotas estáticas são comumente usadas nos seguintes cenários:

• Como uma rota padrão, encaminhamento de pacotes para um provedor de serviços
• Para rotas fora do domínio de roteamento e não aprendidas pelo protocolo de roteamento dinâmico
• Quando o administrador da rede deseja definir explicitamente o caminho para uma rede específica
• Para roteamento entre redes stub

As rotas estáticas são úteis para redes menores com apenas um caminho para uma rede externa. Eles também fornecem segurança em uma rede maior para certos tipos de tráfego ou links para outras redes que precisam de mais controle.

O processo de configuração de uma rota estática vai depender especificadamente do sistema operacional (SO) em uso no dispositivo/fabricante. Os dados básicos necessários para este processo:

1. Rede de destino, endereço da rede que você está adicionando à tabela de roteamento,
2. Mascara de rede, mascara em uso na rede.
3. Endereço do próximo salto, endereço do ponto que receberá o pacote e o enviará à rede destino. Trata-se da interface do router de próximo ponto.
4. Interface de saída, pode ser utilizada no lugar do endereço do próximo ponto apenas em conexões seriais ponto a ponto.
5. Distancia administrativa, por default rotas estáticas possuem uma distância administrativas de 1.

Vantagens

• Redução do Overhead na CPU do router;
• Não há utilização de largura de banda entre routers;
• Segurança, o administrador possui total controle do processo de roteamento.

Desvantagens

• O administrador precisa, efetivamente, possuir um profundo conhecimento global da rede;
• Se uma rede for adicionada à internetwork, o administrador deve, manualmente, adicionar a rota de como alcança-la em cada um dos routers;
• Não é viável a redes de grande porte.

Roteamento Dinâmico

O processo de roteamento dinâmico utiliza protocolos para encontrar e atualizar tabelas de roteamento de routers. Esse modo é muito mais simples que o roteamento estático, porém, você paga por essa simplicidade. O roteamento dinâmico utiliza largura de banda (bandwitch) em links inter-routers, além de exigir que o processamento seja feito pela CPU do router.

Um protocolo de roteamento (routing protocol) define as regras a serem utilizadas por um router quando este se comunica com routers vizinhos . Entre alguns protocolos podemos citar:

• RIP, Router Information Protocol
• IGRP , Interior Gateway Routing Protocol
• OSPF, Open Shortest Path Files
• INTEGRATED IS-IS (Intermediate System to Intermediate System
• EIGRP, Enhanced Interior Gateway
• BGP, Border Gateway Protocol

Existem 2 categorias de roteadores utilizados em internetworks: o IGP (Interior Gateway Protocol) e EGP (Exterior Gateway Protocol) . Protocolos IGP são usados para troca de informações entre routers pertencentes ao mesmo Sistema Autônomo (AS - Autonomous System)[3], que é uma coleção de redes sob um mesmo domínio administrativo. Já protocolos EGP são utilizados para comunicação entre routers pertencentes a ASs distintos.

Vantagens

• Simplifica o gerenciamento da rede;
• Viável em redes de grande porte.

Desvantagens

• Utiliza largura de banda nos links entre routers;
• Requer processamento pela CPU do router;
• Menor controle da internetwork.

Protocolos de Roteamento

RIP

O RIP foi desenvolvido pela Xerox Corporation no inicio dos anos 80 para ser utilizada nas redes Xerox Network Systems (XNS), é o protocolo intradominio mais comum, e disponível na grande maioria das versões mais atuais do sistema operacional UNIX.

Um de seus benefícios é a facilidade de configuração, além disso, seu algoritmo não necessita grande poder de computação, funciona bem em pequenos ambientes, porem apresenta limitações quando utilizado em redes grandes. Outra deficiência do RIP é a lenta convergência, um grande consumido de largura de banda, pois a cada 30 segundos, ele faz um broadcast de sua tabela de roteamento.

IGRP

O IGRP também foi criado pela Cisco nos anos 80, resolveu grande parte dos problemas associados ao uso do roteamento interno. O algoritmo utilizado pelo IGRP determina o melhor caminho entre dois pontos dentro de uma rede examinando a largura de banda e o atraso das redes entre roteadores, converge mais rapidamente que o RIP, evitando loops de roteamento, e não tem a limitação de saltos entre roteadores viabilizando a implementação de redes grandes.

EIGRP

A Cisco aprimorou ainda mais o protocolo IGRP para suportar redes grandes, complexas e criticas, e criou o Enhanced IGRP. Combina protocolos de roteamento baseados em Vetor de Distancia com os mais recentes protocolos baseados no algoritmo de Estado de Enlace (Link-State). Ele também proporciona economia de trafego por limitar a troca de informações de roteamento aquelas que foram alteradas, uma desvantagem do EIGRP, assim como do IGRP, é que ambos são de propriedade da Cisco, não sendo amplamente disponíveis fora dos equipamentos deste fabricante.

OSPF

Foi desenvolvido pelo IETF (Internet Engineering Task Force) como substituto para o protocolo RIP. Caracteriza-se por ser um protocolo intra-dominio, hierárquico, baseado no algoritmo de Estado de Enlace (Link-State) e foi especificamente projetado para operar com redes grandes.

O OSPF suporta roteamento hierárquico de dois níveis, possibilitando a divisão em áreas de roteamento. Uma área de roteamento é tipicamente uma coleção de uma ou mais sub-redes intimamente relacionadas. Esta hierarquia permite a consolidação dos endereços por área, reduzindo o tamanho das tabelas de roteamento. Redes pequenas podem operar utilizando uma única área OSPF.[RFC 1583].

Integrated IS-IS

O IS-IS [OSI 10589], assim como o OSPF, é um protocolo intradomínio, hierárquico e que utiliza o algoritmo de Estado de Enlace. Pode trabalhar sobre varias sub-redes, inclusive fazendo broadcasting para LANs, WANs e links ponto-a-ponto.

O Integrated IS-IS é uma implementação do IS-IS que, alem dos protocolos OSI, atualmente também suporta o IP. Como outros protocolos integrados de roteamento, o IS-IS convoca todos os roteadores a utilizar um único algoritmo de roteamento.

Para rodar o Integrated IS-IS, os roteadores também precisam suportar protocolos como ARP, ICMP e End System-to-Intermediate System (ES-IS).

BGP

O BGP [RFCs 1771,1772,1773,1774,1657] assim como o EGP, é um protocolo de roteamento interdominios, criado para uso nos roteadores principais da Internet, foi projetado para evitar loops de roteamento em topologias arbitrarias, o mais serio problema de seu antecessor, o EGP (Exterior Gateway Protocol). Outro problema que o EGP não resolve – e é abordado pelo BGP é o do Roteamento Baseado em Política (policy-based routing), um roteamento com base em um conjunto de regras nao-tecnicas, definidas pelos Sistemas Autônomos. A ultima versão do BGP, o BGP4, foi projetado para suportar os problemas causados pelo grande crescimento da Internet.