O roteamento na Internet

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Julho 2018

O que são os roteadores

Os roteadores são dispositivos que permitem escolher o caminho que os datagramas percorrerão para chegar ao destino. São máquinas que têm várias placas de rede, cada uma conectada a uma rede diferente. Assim, na configuração mais simples, o roteador tem apenas que ver em que rede se encontra um computador para lhe entregar os datagramas provenientes do remetente. No entanto, na Internet, o esquema é muito mais complexo porque o número de redes às quais o roteador está conectado é geralmente considerável, assim como as redes às quais o roteador está conectado podem estar conectadas com outras redes que o roteador não conhece diretamente. Desta forma, os roteadores funcionam graças à tabelas e protocolos de direcionamento, de acordo com o seguinte modelo:

O roteador recebe uma trama que provém de uma máquina conectada a uma das redes à qual está conectada e os datagramas são transmitidos à camada IP e o roteador reconhece o cabeçalho do datagrama. Se o endereço IP de destino pertencer a uma das redes às quais uma das interfaces do roteador está associada, a informação deverá ser enviada à camada 4 depois do cabeçalho IP ter sido retirado. Se o endereço IP de destino fizer parte de uma rede diferente, o roteador consultará a sua tabela de encaminhamento e definirá o caminho a seguir para um endereço determinado. O roteador enviará o datagrama graças à placa de rede conectada à rede na qual o roteador decidirá enviar o pacote.

Como são as entregas de informações

Existem duas possibilidades, quando o emissor e o destinatário pertencem à mesma rede, neste caso fala-se de entrega direta. Ou, se existe, pelo menos, um roteador entre o remetente e o destinatário, neste caso fala-se de entrega indireta.

Entrega indireta

No caso da entrega indireta, o papel do roteador, principalmente o da tabela de encaminhamento, é muito importante, porque o funcionamento do roteador é determinado pela maneira segundo a qual esta tabela de encaminhamento foi criada. Se a tabela de roteamento for introduzida manualmente pelo administrador, fala-se de roteamento estático (viável para pequenas redes) e, se o roteador construir ele mesmo a tabela de roteamento, em função das informações que recebe (através de protocolos de encaminhamento), fala-se de roteamento dinâmico.

Como é a tabela de roteamento

A tabela de roteamento é uma tabela de correspondência entre o endereço da máquina visada e o núcleo (elo) seguinte, ao qual o roteador deve entregar a mensagem. Na realidade, basta que a mensagem seja entregue na rede que contém a máquina, por isso não é necessário armazenar o endereço IP completo da máquina: só a rede do endereço IP (ou seja, o ID da rede) precisa ser armazenado.

A tabela de roteamento é uma tabela que contém pares de endereços:

Endereço de destinoEndereço do próximo roteador diretamente acessívelInterface

Graças a esta tabela, o roteador, conhecendo o endereço o destinatário encapsulado na mensagem, vai saber para qual interface enviar a mensagem (o que equivale a saber qual placa de rede utilizar) e a qual roteador, diretamente acessível na rede à qual esta placa está conectada, entregar o datagrama.

Este mecanismo, que consiste em conhecer unicamente o endereço do próximo núcleo conduzindo ao destino, é chamado de roteamento por saltos sucessivos (next-hop routing). Contudo, pode acontecer que o destinatário pertença a uma rede não indicada na tabela de encaminhamento. Neste caso, o roteador utiliza a gateway.

Veja, abaixo, de maneira simplificada, o aspecto de uma tabela de roteamento:

Endereço de destinoEndereço do próximo roteador diretamente acessívelInterface
194.56.32.124 131.124.51.1082
110.78.202.15 131.124.51.1082
53.114.24.239194.8.212.63
187.218.176.54129.15.64.871

A mensagem é transmitida de roteador em roteador por saltos sucessivos, até que o destinatário pertença a uma rede diretamente conectada ao roteador. Nesse momento, o roteador entrega diretamente a mensagem à máquina visada.

No caso do roteamento estático, é o administrador que atualiza a tabela de roteamento.
No caso do roteamento dinâmico, ao contrário, um protocolo chamado protocolo de roteamento permite a atualização automática da tabela para que ela sempre tenha uma rota ideal.

Os protocolos de roteamento

A Internet é um conjunto de redes conectadas. Mas, nem todos os roteadores fazem o mesmo trabalho, tudo se passa de acordo com o tipo de rede na qual eles se encontram:



Existe diversos níveis de roteadores (switchs) que funcionam com protocolos diferentes: os roteadores núcleos que são roteadores principais, porque são eles que conectam as diferentes redes; os roteadores externos, que permitem uma conexão das redes autônomas entre si, que funcionam com um protocolo chamado EGP (Exterior Gateway Protocol) e que evoluem pouco a pouco conservando a mesma denominação; os roteadores internos, que permitem o roteamento das informações dentro de uma rede autônoma, trocando as informações graças a protocolos chamados IGP (Interior Gateway Protocol), como o RIP e o OSPF.

O protocolo RIP

O protocolo RIP (Routing Information Protocol - Protocolo de encaminhamento de informação) também chamado de protocolo de tipo Vetor Distância, o que significa que cada roteador comunica aos outros roteadores a distância que os separa (o número de saltos que os separa). Assim, quando o roteador recebe uma destas mensagens, ele aumenta esta distância de 1 e comunica a mensagem aos roteadores diretamente acessíveis. Desta forma, os roteadores podem conservar a rota ideal de uma mensagem, armazenando o endereço do roteador seguinte na tabela de encaminhamento, de modo que o número de saltos possa atingir uma rede, no mínimo. Contudo, este protocolo considera apenas a distância entre duas máquinas em termos de saltos, mas não considera o estado da conexão para escolher a melhor banda larga possível.

O protocolo OSPF

O OSPF (Open Shortest Path First) é mais eficiente do que o RIP e, aos poucos, está tomado o seu lugar. É um protocolo do tipo route link (Protocolo de estado das conexões), o que significa que, contrariamente ao RIP, ele não envia aos roteadores adjacentes o número de saltos que os separam, mas sim, o estado da conexão que os separa. Desta maneira, cada roteador é capaz de elaborar um mapa do estado da rede e pode escolher, a qualquer momento, a rota mais adequada para uma determinada mensagem.

Além disso, este protocolo evita roteadores intermediários que aumentam o número de saltos, o que se traduz por uma informação menos abundante, para ter uma banda larga melhor do que com o RIP.

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Última modificação: 3 de julho de 2017 às 14:47 por Pedro.CCM.

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