Roteadores
Roteadores são pontes que operam na camada de Rede do
modelo OSI. Tomando como base o protocolo mais usado
hoje em dia, o TCP/IP, o protocolo IP é o responsável por criar
o conteúdo dessa camada.
Isso significa que os roteadores não analisam os quadros
físicos que estão sendo transmitidos, mas sim os datagramas
produzidos pelo protocolo de alto nível.
Roteadores
No caso do TCP/IP, os roteadores são capazes de ler e
analisar os datagramas IP contidos nos quadros transmitidos
pela rede. O papel fundamental do roteador é poder
escolher um caminho para o datagrama chegar até o seu
destino. Em redes grandes pode haver mais de um caminho,
e o roteador é o elemento responsável por tomar a decisão
de qual caminho percorrer. Em outras palavras, o roteador é
um dispositivo responsável por interligar redes diferentes.
Roteadores
Como você pode perceber, há dois caminhos para conectar
um micro da rede 1 com um micro da rede 5: através do
roteador 2 ou através do roteador 4.
Roteadores
Os roteadores podem decidir qual caminho tomar através de
critérios, que define o caminho mais curto, ou o caminho
mais descongestionado.
A grande diferença entre a ponte e um roteador é que o
endereçamento que a ponte utiliza é o endereçamento
usado na camada de Link de Dados do modelo OSI, ou seja, o
endereçamento MAC das placas de rede, que é um
endereçamento físico.
Roteadores
O roteador por operar na camada de Rede, usa o sistema de
endereçamento dessa camada, que é um endereçamento
lógico. No caso do TCP/IP, esse endereçamento é o IP.
Em grandes redes, como a internet, é praticamente
impossível para uma ponte saber os endereços MAC de todas
as placas de rede existentes na rede. Assim, os roteadores
operam com os endereços lógicos, que trabalham em uma
estrutura onde o endereço físico não é importante e a
conversão do endereço lógico para o físico é feita somente
quando o datagrama chega á rede de destino.
Roteadores
A vantagem do uso de endereços lógicos em redes grandes é
que eles são mais fáceis de serem organizados
hierarquicamente, isto é, de uma forma padronizada. Mesmo
que um roteador não saiba onde está fisicamente localizada
uma máquina que possua um determinado endereço, ele
envia o pacote de dados para outro roteador que tenha
probabilidade de saber onde esse pacote deve ser entregue.
Esse processo continua até o pacote atingir a rede de
destino, onde o pacote atingirá a máquina de destino.
Roteadores
Outra vantagem é que no caso da troca do endereço físico
de uma máquina na rede, isso não faz com que o endereço
lógico dessa máquina seja alterado.
Outro ponto importante é o fato de que os roteadores são
capazes de fragmentar os datagramas recebidos, com isso,
esse dispositivo é capaz de interligar duas redes que
possuam arquiteturas diferentes.
Roteadores
É importante notar, que o papel do roteador é interligar
redes diferentes, enquanto que o papel de repetidores, hubs,
pontes e switches é de interligar segmentos pertencentes a
uma mesma rede.
Roteadores
Protocolos
Os roteadores possuem uma tabela interna que lista as
redes que eles conhecem, chamada de tabela de
roteamento. Essa tabela possui uma entrada informando o
que fazer quando chegar um datagrama com um endereço
desconhecido. Essa entrada é chamada como rota default ou
default gateway.
Roteadores
Protocolos
Assim, ao receber um datagrama destinado a uma rede que
ele conhece, o roteador envia esse datagrama a essa rede,
através do caminho conhecido. Caso ele receba um
datagrama destinado a uma rede cujo caminho ele não
conhece, esse datagrama é enviado para o roteador listado
como sendo o default gateway. Este roteador irá encaminhar
o datagrama usando o mesmo processo até o datagrama
atingir o destinatário ou acabar seu tempo de vida, o que
ocorrer primeiro.
Roteadores
Protocolos
Algumas redes não possuem ligação com a internet e por
esse motivo suas tabelas de roteamento não precisam de
constante atualização e por isso são chamadas de tabelas
estáticas.
Já em redes grandes como a internet, a tabela de
roteamento precisa ser alterada de tempos em tempos, de
forma a refletir as novas condições da rede. Essa alteração é
feita automaticamente pelos roteadores, eles comunicam
entre si com frequência, informando as alterações ocorridas
na estrutura física da rede. Aqui as tabelas são dinâmicas.
Roteadores
Protocolos
Essa comunicação é feita usando-se um protocolo de
roteamento. Cada protocolo de alto nível possui o seu
próprio protocolo de roteamento.
O protocolo de roteamento pode operar de duas formas:
informando o menos caminho para tingir uma rede ou
informando o melhor caminho, que nem sempre é o menor,
em geral é o caminho menos congestionado. Protocolos que
operam dessa forma são classificados como sendo baseados
no estado de link.
Roteadores
Protocolos
Os protocolos de roteamento baseados na distância mais
conhecidos são o RIP (usado pelo IP e pelo IPX) e o RTMP
(usado pelo AppleTalk). Os protocolos de roteamento
baseados no estado do link mais conhecidos são o OSPF
(usado pelo IP), o NLSP (usado pelo IPX) e o PNNI (usado pelo
ATM).
Roteadores
Configuração de roteamento
Como falamos anteriormente, o gateway é uma porta de
saída da rede, que é usada quando o roteador não conhece o
endereço de destino de um datagrama. Dentro de uma rede
contendo vários roteadores, cada roteador poderá usar um
default gateway diferente.
Roteadores
Configuração de roteamento
Quando alguma máquina da rede 2 enviar um datagrama, o
roteador 2 irá analisá-lo para enviá-lo ao destino. Se for um
datagrama destinado à própria rede 2, esse datagrama não
sai dessa rede e é encaminhado para a máquina de destino.
Caso o datagrama possua um endereço de destino
desconhecido, o roteador irá encaminhá-lo para o seu
default gateway, que é a porta LAN do roteador 1.
Roteadores
Configuração de roteamento
O roteador 1, então, analisará o datagrama. Se esse
datagrama possui um endereço conhecido, isto é, é um
datagrama destinado à rede 1, então o roteador 1 o entrega.
Caso contrário, o roteador 1 enviará o datagrama para o seu
default gateway ( o provedor no qual ele está ligado). E esse
procedimento continua até o datagrama chegar ao seu
destino.
Roteadores
Exercícios:
1. Defina roteadores.
2. Qual a principal diferença entre um roteador e uma
ponte?
3. O que é e como funciona uma tabela de roteamento
dinâmico?
4. O que é e para que serve o default gateway em
roteadores?