26/08/2015
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Prof. Marcel Santos Silva
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Como os roteadores são os dispositivos de
backbone de intranets grandes e da Internet,
eles operam na camada 3 do modelo OSI,
tomando decisões com base nos endereços
de rede (na Internet, usando o Internet
Protocol, ou IP).
As duas principais funções dos roteadores
são:


◦ A seleção dos melhores caminhos dos pacotes de
dados que são recebidos
◦ A comutação de pacotes para a interface de saída
apropriada.

Embora os roteadores possam ser usados
para segmentar os dispositivos de LAN, seu
principal uso é como dispositivos de WAN.
Os roteadores têm interfaces de LAN e WAN.
As tecnologias WAN são frequentemente
usadas para conectar roteadores.
A comunicação é feita através de conexões
de WAN, e criam sistemas autônomos e o
backbone da Internet.
Os roteadores realizam isso criando tabelas
de roteamento e trocando as informações de
rede contidas dentro delas com outros
roteadores.
Você pode configurar as tabelas de
roteamento, mas, geralmente, elas são
mantidas dinamicamente usando-se um
protocolo
de
roteamento
que
troca
informações sobre a topologia (caminho) da
rede com outros roteadores.
O roteamento é a principal forma utilizada na
Internet para a entrega de pacotes de dados
entre hosts (equipamentos de rede de uma
forma
geral,
incluindo
computadores,
roteadores e etc.)
1
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

O modelo de roteamento utilizado é o do
salto-por-salto (hop-by-hop), onde cada
roteador que recebe um pacote de dados,
abre-o, verifica o endereço de destino no
cabeçalho IP, calcula o próximo salto que vai
deixar o pacote um passo mais próximo de
seu destino e entrega o pacote neste
próximo salto.
Tabelas de roteamento são registros de
endereços de destino associados ao número
de saltos até ele, podendo conter varias
outras informações.





Este processo se repete até a entrega do
pacote ao seu destinatário.
No entanto, são necessários dois elementos:
tabelas de roteamento e protocolos de
roteamento.
Quando um pacote chega em uma das
interfaces do roteador, ele analisa a sua
tabela de roteamento, para verificar se na
tabela existe uma rota para a rede de
destino.
Pode ser uma rota direta ou então para
qual roteador o pacote deve ser enviado.
Protocolos de roteamento determinam o
conteúdo das tabelas de roteamento, ou seja,
são eles que ditam a forma como a tabela é
montada e de quais informações ela é
composta.
2
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
Vamos imaginar a situação de uma empresa
que tem a matriz em SP e uma filial no RJ. O
objetivo é conectar a rede local da matriz em
SP com a rede local da filial no RJ, para
permitir a troca de mensagens e documentos
entre os dois escritórios.
◦ Primeiro passo: contratar um link de comunicação
entre os dois escritórios.
◦ Instalar em cada escritório um Roteador.
◦ Os roteadores devem ser configurados para que seja
possível a troca de informações entre as duas redes.
3
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
Rede de SP: Esta rede utiliza um esquema de
endereçamento 10.10.10.0, com máscara de
subrede
255.255.255.0.
Observe
que
embora, teoricamente, seria uma rede Classe
A, estamos utilizando uma máscara de
subrede classe C. Na prática, é uma rede
Classe C, pois, consideramos a Máscara de
Subrede como critério para definir a classe
de rede e não as faixas teóricas.


Rede de RJ: Esta rede utiliza um esquema de
endereçamento 10.10.20.0, com máscara de
subrede 255.255.255.0.
Observe que embora, teoricamente, seria
uma rede Classe A, estamos utilizando uma
máscara de subrede classe C.
Roteadores
Cada roteador possui duas interfaces. Uma é a
chamada interface de LAN (rede local), a qual
conecta o roteador com a rede local. A outra é
a interface de WAN (rede de longa distância), a
qual conecta o roteador com o link de dados
(LP – Link Privado). Na interface de rede local,
o roteador deve ter um endereço IP da rede
interna.
No roteador de SP, o endereço é 10.10.10.1.
Não é obrigatório, mas é um padrão
normalmente adotado, utilizar o primeiro
endereço da rede para o Roteador. No
roteador do RJ, o endereço é 10.10.20.1

Rede dos roteadores: Para que as interfaces
externas dos roteadores possam se comunicar,
eles devem fazer parte de uma mesma rede,
isto é, devem compartilhar um esquema de
endereçamento comum. As interfaces externas
dos roteadores (interfaces WAN), fazem parte
da rede 10.10.30.0, com máscara de subrede
255.255.255.0.
Com isso temos, na prática três redes,
conforme resumido a seguir:
◦ SP: 10.10.10.0/255.255.255.0
◦ RJ: 10.10.20.0/255.255.255.0
◦ Interfaces
WAN
Roteadores: 10.10.30.0/255.255.255.0

dos
Na prática é como se a rede 10.10.30.0 fosse
uma “ponte” entre as duas outras redes.
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





O computador SP-01 é o computador de origem e o
computador RJ-02 é o computador de destino. A primeira
ação do TCP/IP é fazer os cálculos para verificar se os
dois computadores estão na mesma rede.


Feitos os cálculos, o TCP/IP chega a conclusão de que os
dois computadores pertencem a redes diferentes: SP-01
pertence a rede 10.10.10.0 e RJ-02 pertence a rede
10.10.20.0.
O roteador de SP tem, em sua tabela de roteamento, a
informação de que pacotes para a rede 10.10.20.0
devem ser encaminhados pela interface 10.10.30.1. É
isso que ele faz, ou seja, encaminha os pacotes através
da interface de WAN: 10.10.30.1.

Os pacotes de dados chegam na interface 10.10.30.1 e
são enviados, através do link de comunicação, para a
interface 10.10.30.2, do roteador do RJ.
No roteador do RJ chega o pacote de informações com o
IP de destino: 10.10.20.12. O roteador precisa consultar
a sua tabela de roteamento e verificar se ele conhece um
caminho para a rede 10.10.20.0.
Para que a resposta possa ir do computador RJ-02 de
volta para o computador SP-01, um caminho precisa ser
encontrado, para que os pacotes de dados possam ser
roteados do RJ para SP. Para tal todo o processo é
executado novamente, até que a resposta chegue ao
computador SP-01.
A chave toda para o processo de roteamento é o
software presente nos roteadores, o qual atua com base
em tabelas de roteamento.

Como os computadores pertencem a redes diferentes, os
dados devem ser enviados para o Roteador.
No roteador de SP chega o pacote de informações com o
IP de destino: 10.10.20.12. O roteador precisa consultar a
sua tabela de roteamento e verificar se ele conhece um
caminho para a rede 10.10.20.0.
O roteador do RJ tem, em sua tabela de roteamento, a
informação de que pacotes para a rede 10.10.20.0
devem ser encaminhados pela interface de LAN
10.10.20.1, que é a interface que conecta o roteador a
rede local 10.10.20.1. O pacote é enviado, através da
interface 10.10.20.1, para o barramento da rede local.
Todos os computadores recebem os pacotes de dados e
os descartam, com exceção do computador 10.10.20.12
que é o computador de destino.
MODOS DE CONFIGURAÇÃO :
roteador> - Modo Usuário
roteador# - Modo Privilegiado
roteador(config)# - Modo Global
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
MODO USUÁRIO




enable - Entra no modo de configuração
privilegiado (ena)

disable Sai do modo de configuração
privilegiado



MODO CONFIGURAÇÃO GLOBAL:

enable secret - Define a senha de enable

hostname - Define o "nome" do roteador
interface f0/0 – Entra no modo de
configuração da interface fastethernet 0/0


MODO CONFIGURAÇÃO GLOBAL:
ip route 192.168.0.0 255.255.255.0
172.16.1.1 – cria uma rota estática para a
rede 192.168.0.0, através de 172.16.1.1
MODO PRIVILEGIADO :
? - Mostra os comandos disponíveis
configure terminal - Entra no modo de
configuração global (config t)
clock set – Configura a data e hora no
equipamento
reload – Reinicia o roteador
MODO CONFIGURAÇÃO DE INTERFACE
description - Coloca uma descrição na
interface
end - Volta para o modo privilegiado
exit - Sai do modo de configuração de
Interface
ip address 5.5.5.5 255.255.255.0 Configura o IP e máscara na interface
shutdown - Desabilita a interface
no shutdown – Habilita a interface
A principal função da camada de rede é rotear
pacotes da máquina de origem para a máquina de
destino.
Na maioria das subredes, os pacotes necessitarão
de vários hops para cumprir o trajeto.
O algoritmo de roteamento é a parte do software
da camada de rede responsável pela decisão
sobre a linha de saída a ser usada na transmissão
do pacote de entrada.
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Se a subrede utilizar datagramas internamente, essa
decisão deverá ser tomada mais de uma vez para
cada pacote de dados recebido, pois a melhor rota
pode ter sido alterada desde a última vez.
Pode-se dizer que um roteador tem dois processos
em seu interior.
Encaminhamento: para cada pacote que chega, o
roteador procura nas tabelas de roteamento sua
linha de saída.
Se a subrede utilizar circuitos virtuais internamente,
as decisões de roteamento serão tomadas somente
quando um novo circuito virtual estiver sendo
estabelecido. Também chamado roteamento por
sessão, pois uma rota permanece em vigor durante
toda uma sessão do usuário.
Outro processo é responsável pelo preenchimento e
pela atualização das tabelas de roteamento. É
nesse processo que o algoritmo de roteamento
entra em cena.
37
38
Os algoritmos de roteamento podem ser agrupados em
duas classes principais: adaptativos e não adaptativos.
Os algoritmos não adaptativos não baseiam
suas decisões de roteamento em medidas
ou estimativas do tráfego e da topologia
atuais. Em vez disso, a escolha da rota a ser
utilizada é previamente calculada off-line.
Esse procedimento é chamado roteamento
estático.
Os algoritmos adaptativos mudam suas decisões de
roteamento para refletir mudanças na topologia e,
normalmente, também no tráfego.
Os algoritmos adaptativos obtêm suas informações de
roteadores adjacentes ou de todos os roteadores e da
unidade métrica utilizada para a otimização (por exemplo,
distância, número de hops ou tempo de trânsito estimado).
Esse procedimento é chamado roteamento dinâmico.
39
40
Os protocolos de roteamento utilizados em redes pertencem a
duas categorias:
O processo de roteamento dinâmico utiliza
protocolos para encontrar e atualizar tabelas de
roteamento de roteadores.


IGP (Interior Gateway Protocol): RIP, IGRP, EIGRP, OSPF.
EGP (Exterior Gateway Protocol): BGP
Protocolos IGP são usados para troca de informações entre
roteadores pertencentes a um mesmo Sistema Autônomo, que
é uma coleção de redes sob um mesmo domínio administrativo.
Os principais protocolos de roteamento são:
 RIP (Routing Information Protocol);
 IGRP (Interior Gateway Routing Protocol);
 EIGRP (Enhanced Interior Gateway Protocol);
 OSPF (Open Shortest Path First);
 BGP (Border Gateway Protocol).
Já protocolos EGP são utilizados para comunicação entre
roteadores pertencentes a Sistemas Autônomos diferentes.
41
42
7
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Os protocolos de roteamento podem ser de três classes, de acordo
com o algoritmo que utilizam:
É importante ressaltar a diferença entre protocolo de roteamento
e protocolo roteável:
Protocolo roteável é aquele que fornece informação adequada
em seu endereçamento de rede para que seus pacotes sejam
roteados, como o TCP/IP e o IPX.
Vetor distância – Protocolos de roteamento classificados nessa
categoria utilizam a distância à uma rede para definição do
melhor caminho. A distância é medida de acordo com o número
de roteadores que o pacote percorre até o destino (hop). Exemplo:
RIP e IGRP.
Protocolo de roteamento possui mecanismos para o
compartilhamento de informações de rotas entre os
dispositivos de roteamento de uma rede, permitindo o
roteamento dos pacotes de um protocolo roteável.
Estado do link – Protocolos de roteamento classificados nessa
categoria utilizam diversos fatores do nó, como banda
disponível, processamento, por exemplo, para identificar o
melhor caminho. Exemplo: OSPF.
Exemplo de protocolo de roteamento: RIP, IGRP, EIGRP, OSPF,
etc.
Híbrido – Protocolos de roteamento classificados nessa categoria
possuem características de ambas as classes anteriores.
Exemplo: EIGRP.
43
44
Os protocolos baseados no algoritmo vetor-distância partem do
princípio de que cada roteador do Sistema Autônomo (AS), deve
conter uma tabela informando todas as possíveis rotas dentro
deste SA. A partir desta tabela o algoritmo escolhe a melhor rota
e o enlace que deve ser utilizado. Estas rotas formam uma
tabela. Cada uma destas rotas contém as seguintes informações:
O protocolo RIP (Routing Information Protocol) utiliza o
algoritmo vetor-distância. Este algoritmo é responsável
pela construção de uma tabela que informa as rotas
possíveis dentro do Sistema Autônomo.
O protocolo RIP utiliza o conceito broadcast, desta forma um
roteador envia sua tabela para todos os seus vizinhos em
intervalos predefinidos de tempo (geralmente 30 segundos).

Estas mensagens fazem com que os roteadores vizinhos
atualizem suas tabelas e que por sua vez serão enviadas
aos seus respectivos vizinhos.




Endereço -> IP da rede;
Roteador -> Próximo roteador da rota de destino;
Interface -> O enlace utilizado para alcançar o próximo
roteador da rota de destino;
Métrica -> Número indicando a distância da rota (0 a 15),
sendo uma rota métrica 16 considerada uma rota infinita;
Tempo -> Quando a rota foi atualizada pela última vez;
45
O OSPF é um protocolo especialmente projetado para o ambiente
TCP/IP, para ser usado internamente ao Sistema Autônomo (SA).
Sua transmissão é baseada no Link State Routing Protocol
(Estado de Link) e a busca pelo menor caminho é computada
localmente, usando o algoritmo Shortest Path First - SPF.
46
A maior vantagem do OSPF é que ele é eficiente em vários
pontos: requer pouquíssima sobrecarga de rede mesmo em
interconexões de redes muito grandes, pois os roteadores que
usam OSPF trocam informações somente sobre as rotas que
sofreram alterações e não toda a tabela de roteamento, como é
feito com o uso do RIP.
Algoritmo
O SPF funciona de modo diferente do vetor-distância, ao invés
de ter na tabela as melhores rotas, todos os nós possuem
todos os links da rede.
Sua maior desvantagem é a complexidade: requer planejamento
adequado e é mais difícil de configurar e administrar do que o
protocolo RIP.
Cada rota contém o identificador de interface, o número do
enlace e a distância ou métrica. Com essas informações os
nós (roteadores) descobrem sozinhos a melhor rota.
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Convergência rápida e sem loop
Caminhos Múltiplos
Enquanto o RIP converge proporcionalmente ao número de nós
da rede, o OSPF converge em uma proporção logarítmica ao
número de enlaces. Isto torna a convergência do OSPF muito
mais rápida. Além disso, no protocolo RIP, a mensagem é
proporcional ao número de destinos, sendo assim se a rede é
muito grande, cada mensagem terá de ser subdividida em
vários pacotes, diminuindo mais ainda a velocidade de
convergência.
Nem sempre a melhor rota entre X e Y deve ser a única
utilizada, pois isso pode implicar em sua sobrecarga. Análises
matemáticas provaram que a divisão do tráfego em duas
rotas é mais eficiente. Por isso o OSPF utiliza esse método
de divisão de caminhos.
Essa divisão é realizada por um algoritmo muito complexo, pois,
como dificilmente uma fonte e um destino tem duas rotas
possíveis exatamente iguais, é feita uma análise se as rotas são
suficientemente iguais. Além disso, deve-se decidir a fração do
tráfego que deve ser enviado em cada uma delas.
49
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O OSPF permite a divisão de uma rede em áreas e torna
possível o roteamento dentro de cada área e entre as
diferentes áreas, usando os chamados roteadores de
borda. Com isso, usando o OSPF, é possível criar redes
hierárquicas de grande porte, sem que seja necessário que
cada roteador tenha uma tabela de roteamento gigantesca,
com rotas para todas as redes, como seria necessário no
caso do RIP.
O RIP possui uma fácil implementação, além de utilizar
menos processamento para os roteadores, sendo
implementado com bons resultados para redes de
pequeno porte. Para redes maiores, o OSPF leva a
vantagem no tempo de convergência e na escolha das
rotas, sendo mais vantajoso neste caso.
Outro problema, para a implementação do protocolo OSPF,
alguns roteadores, principalmente os de menor poder de
processamento e os mais antigos, não estão aptos a
utilizar o protocolo OSPF, enquanto o protocolo RIP é
implementado pela grande maioria dos roteadores.
51
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Configurar OSPF em um roteador consiste
em dois passos:
53
•
Ativar o processo de roteamento OSFP e
atribuir uma identificação de processo;
•
Dizer ao processo de roteamento OSPF em
quais interfaces ele deve atuar.
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Identificação do Processo OSPF
A ID (identificação) do processo é um valor número que irá identificar de maneira
única o roteamento OSPF. Esta identificação é válida somente para uso local e
não conflita com ID de outro roteador.
Sobre o Comando de Network
O comando “network” é utilizado para identificar as interfaces nos roteadores que
irão participar do roteamento OSPF, e para atribuir estas interfaces à área OSPF
em si. A existência de múltiplas áreas se deve a necessidade de colocarmos
limites na troca de informações entre os roteadores.
Um roteador que tem todas as suas interfaces numa
mesma área é chamado de Internal Router (IR), e
um roteador que tem suas interfaces em múltiplas
áreas é chamado de Area Border Router (ABR), e
tem o dever de repassar toda a informação de tabela
das outras áreas.
Normalmente, toda informação é concentrada no
backbone, também chamado de área 0 e daí
repassada para outras áreas, que têm que estar
fisicamente conectadas a ele.
55
56
57
58
No exemplo acima pode-se então perceber que os roteadores ABR são os
roteadores cisco1 e cisco2. E tanto o cisco 4000 quanto o cisco3 são do tipo IR.
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A Internet é criada por uma interconexão de
redes pertencentes a Provedores de Internet
(ISPs). Essas redes de ISPs conectam-se umas
com as outras para fornecer acesso a milhões
de usuários.



Um switch recebe um quadro e regenera
cada bit do quadro para a porta de destino
apropriada.
Este dispositivo é utilizado para segmentar
uma rede em múltiplos domínios de colisão.
Diferente do hub, o switch reduz as colisões
na LAN. Cada porta do switch cria um
domínio de colisão separado.
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


Os roteadores são dispositivos primários
usados para interconectar redes.
Cada porta de um roteador conecta-se com
uma rede diferente e roteia pacotes entre as
redes.
Os roteadores possuem a capacidade de
separar domínios de broadcast e domínios de
colisão.
Roteadores  interconectam diferentes
tecnologias de rede , segmentam domínios
de broadcast e mantêm um formato de
quadro comum entre interfaces LAN e WAN.

Os fatores adicionais na escolha de um
roteador incluem:
◦ Capacidade de Expansão;
◦ Meios físicos;
◦ Recursos do Sistema Operacional.



Os dispositivos de rede, como roteadores e
switches,
são
fornecidos
tanto
em
configurações
físicas
fixas
quanto
modulares.
As configurações fixas possuem um
número e tipo específico de portas ou
interfaces.
Os dispositivos modulares têm slots de
expansão que oferecem flexibilidade para a
adição de novos módulos conforme a
evolução das necessidades.
Dependendo da versão do SO, o roteador é
capaz de suportar recursos e serviços,
como:
Segurança;
Qualidade de Serviço (QoS);
Voz sobre IP (VOIP);
Roteamento com múltiplos protocolos da
camada 3;
◦ Serviços especiais como Network Address
Translation (NAT) ou Tradução de Endereços
de Rede, e Dynamic Host Configuration
Protocol (DHCP).
◦
◦
◦
◦
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




Interfaces LAN – Ethernet  A interface
Ethernet é usada para conectar cabos para
dispositivos LAN, como computadores e
switches.

Esta interface também pode ser usada para
conectar roteadores entre si.
Interfaces WAN – Seriais  As interfaces
seriais WAN são usadas para conectar
dispositivos WAN à CSU/DSU.
Uma CSU/DSU é um dispositivo usado para
fazer a conexão física entre as redes de
dados e os circuitos dos provedores WAN.
◦ Significa Unidade de Serviço de Canal/Unidade de
Serviço de Dados - é um dispositivo que converte
os sinais digitais gerados pelo computador para
sinais
digitais
utilizados
no
ambiente
de comunicação síncrona.
Interface de Console  A interface de
console é a interface principal para a
configuração inicial de um roteador ou
switch gerenciável.
Também é um meio importante para a
resolução de problemas.


Por definição, os links WAN podem estenderse por distâncias extremamente longas.
As conexões WAN entre redes assumem
algumas formas, incluindo:
◦ Conectores RJ11 de linhas telefônicas para conexões
dial-up ou DSL (Digital Subscriber Line);
◦ Conexões seriais de 60 pinos.
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


Os termos a seguir descrevem os tipos de
dispositivos que mantêm o link entre um
dispositivo emissor e um receptor:
Data Terminal Equipment (DTE) - Equipamento
de Terminal de Dados.
Dispositivo que recebe serviços de clocking de
outro dispositivo e os ajusta conforme
apropriado. Normalmente, este dispositivo é o
da extremidade do consumidor ou usuário
final de acesso WAN do link.
Data Communication Equipment (DCE) Equipamento de Comunicação de Dados.
Dispositivo que fornece serviços de clocking
para outro dispositivo. Normalmente, este
dispositivo é o provedor final de acesso WAN
do link.
Faixa de IPs da Rede A
Faixa de IPs da Rede B
Equipamento
IP
Máscara de Rede
Equipamento
IP
Máscara de Rede
PC0
192.168.100.1
255.255.255.0
PC0
192.168.200.1
255.255.255.0
PC1
192.168.100.2
255.255.255.0
PC1
192.168.200.2
255.255.255.0
PC2
192.168.100.3
255.255.255.0
PC2
192.168.200.3
255.255.255.0
PC3
192.168.100.4
255.255.255.0
PC3
192.168.200.4
255.255.255.0
Printer0
192.168.100.10
255.255.255.0
Printer0
192.168.200.10 255.255.255.0
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




Utilizando o Packet Tracer, implementar
seguintes atividades:
Exemplo 01;
Atividade 01 – Roteamento Estático.
as
Enviar para o e-mail [email protected]
Até as 19:00 horas do dia 02/08/2015.
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