Routing e Protocolos - o que são?

● Routing

Encaminhamento de pacotes, ou seja, corresponde ao processo de reencaminhamento de pacotes, que se baseia no endereço IP e na máscara de rede dos mesmos.

Há dois tipos de routing:
→ Routing Estático – responsável por descrever um conjunto de caminhos estáticos e são normalmente introduzidos no router pelo administrador.
→Routing Dinâmico – responsável por resolver o problema de falhas numa ligação em rede.


● Protocolos

Na comunicação de dados e na interligação em rede, o protocolo corresponde a um padrão que especifica o formato e as regras a serem seguidas.

Equipamentos de Routing

→ Router
→ Repetidores
→ Hub
→ Switch
→Pontes ou Bridges
→ Gateway
→Brouter

Protocolos de Routing

→ IGP - Interior Gateway Protocol
● RIP
● IGRP
● EIGRP
● OSPF
● HELLO
● Exchange
● Flooding
→ EGP – Exterior Gateway Protocol
● EGP
● BGP

Equipamentos de Routing - Definições

● Router

Dispositivo usado para estabelecer a comunicação entre diferentes redes de computadores. Este equipamento determina a comunicação entre computadores distantes entre si e até mesmo com protocolos de comunicação diferentes.
Há dois tipos de router:
→ Router de Ponta – liga o cliente à internet.
→ Router Núcleo – serve exclusivamente para transmitir informações entre dois ou mais routers.
Exemplo de um Router

● Repetidores

Dispositivo usado para a interligação de redes idênticas, uma vez que têm a função de amplificar e regenerar electricamente os sinais transmitidos através do meio físico.
Exemplo de um Repetidor
● Hub
O Hub, ou também conhecido como "concentrador" é um aparelho que interliga diversos computadores que podem estar ligados externamente a diferentes redes, tais como: LAN, MAN e WAN.
Numa rede, o Hub funciona como a peça central, pois recebe os sinais transmitidos pelas estações e transmite-os novamente para outras estações.





Exemplos de Hub's

● Switch
Dispositivo utilizado em redes de computadores para reencaminhar frames entre os diversos nós. Os Switchs possuem diversas portas, tal como os Hub e a principal diferença entre os dois é que o switch segmenta a rede internamente, uma vez que cada porta corresponde a um determinado segmento. Desta forma não ocorrerão colisões entre os pacotes de cada um dos segmentos.
Exemplo de um Switch
●Pontes ou Bridges

Termo utilizado para designar um dispositivo que liga duas redes informáticas que usam protocolos distintos.
Exemplo de Pontes ou Bridges
● Gateway

Dispositivo intermediário, que geralmente é destinado:
→ a interligar redes;
→ a separar domínios de colisão;
→ traduzir protocolos.


Exemplo de um Gateway
● Brouter

Dispositivos híbridos que combinam as características das Pontes ou Bridges e dos Routers. São, então, dispositivos para ligação de redes informáticas que incorporam as funcionalidades de Pontes ou Bridges e de Routers. No entanto, os Brouters possuem um número limitado de Protocolos e trabalham por encaminhamento sempre que possível.


Exemplo de um Brouter

Protocolos de Routing - Definições e Características

→ No inicio a troca da informação de encaminhamento era feita através do protocolo '''GGP''' (Gateway to Gateway Protocol).

→ Seguidamente, o número de gateways aumentou e, consequentemente, a dimensão da tabela de encaminhamento também aumentou. O número de actualizações, o número de quebra de linhas e o número de gateways a ligarem e a desligarem, também aumentou. Tudo isto influenciava o aumento de comunicação entre os gateways para se adaptarem a cada uma das alterações.

→ Surgiu então o modelo hierárquico – a Internet foi dividida entre diversos Sistemas Autónomos com a atribuição de um número único a cada um desses sistemas.

→ Como estes gateways necessitavam de trocar informação foi criado o “EGP” - Exterior Gateway Protocol. Os nós dentro do mesmo Sistema Autónomo eram chamados de gateways internas e o protocolo de comunicação entre elas foi chamado de “IGP” - Interior Gateway Protocol.
● RIP – Routing Information Protocol

Desenvolvido pela Xerox Corporation no início dos anos 80 para ser utilizado nas redes Xerox Network Systems (XNS).
É um protocolo de encaminhamento que é responsável por manter as tabelas de encaminhamento entre os routers da mesma rede sempre actualizadas.
O RIP determina o melhor caminho entre dois pontos, tendo em conta somente o número de saltos (hops) entre eles. Esta técnica ignora outros factores que fazem diferença nas linhas entre os dois pontos. Factores esses tais como a velocidade e utilização das mesmas e outras métricas que podem fazer diferença na determinação do melhor percurso entre dois pontos.



Exemplo do protocolo RIP

Características:

→ A métrica é simples e não tem em consideração factores como capacidade ou a carga de um link;
→ A métrica limita a rede a 15 hops - O RIP utiliza uma única métrica para encaminhamento e para medir a distância entre a rede de origem e a de destino;
→ Duas máquinas directas, estão à distância de um salto;
→ O tempo de convergência (número de ciclos) em certas circunstâncias pode ser significativo;
→ Sem a versão 2, não suporta VLSM - variable length subnetmasks nem CIDR - Classless Inter-Domain Routing;
→ Guardam-se sempre os melhores caminhos e evita oscilações entre caminhos com a mesma distância;
→ Esquece um caminho se não souber nada, após 180 segundos;
→ Boas notícias voam, as más arrastam-se.
●IGRP – Internet Group Routing Protocol

Protocolo de encaminhamento que veio colmatar algumas das limitações do RIP.
Possui métrica composta; o tráfico pode ser dividido em várias rotas com métricas dentro de um determinado intervalo; várias características foram introduzidas para fornecer maior estabilidade em situações de mudança da topologia da rede (ligações que deixam de estar funcionais, por exemplo), com o objectivo de prevenir o aparecimento dos loops.


Exemplo do protocolo IGRP
Características:

→ Baixo overhead, isto é, o IGRP não utiliza uma largura de banda maior do que a necessária para as suas funções;
→ Divisão do tráfico entre várias rotas paralelas quando são aproximadamente iguais;
→ Não podem haver loops;
→ Encaminhamento estável até mesmo numa rede grande e complexa;
→ Capacidade de manipulação de múltiplos tipos de serviços com um conjunto simples de informações;
→ Resposta rápida nas mudanças de topologia da rede;
→ Contabilização de taxas de erros e nível de tráfico em diferentes caminhos.
● EIGRP – Enhanced Interior Gateway Routing Protocol

Um desenvolvimento, realizado pela CISCO a partir do protocolo IGRP para suportar redes grandes, complexas e críticas.
O EIGRP combina protocolos de encaminhamento baseados no Distance-Vector Routing com os mais recentes protocolos baseados no algoritmo de Link-State.
Uma desvantagem do EIGRP, assim como do IGRP, é o facto de ambos serem da propriedade da Cisco Systems.

Exemplo do protocolo EIGRP
Características:
→ Suporta agregação e VLSM;
→ Suporta mais do que um sistema autónomo (conjunto de routers que partilham informação) por router;
→ Utiliza o algoritmo DUAL (Diffusing Update Algorithm) para efectuar as actualizações;
→ Envia a máscara de subrede nas actualizações;
→ Convergência rápida;
→ Uso eficiente da largura de banda;
→ Envia toda a tabela de encaminhamento no inicio. Depois apenas as alterações são divulgadas.
● Protocolo OSPF - Open Shortest Path First

O OSPF é um protocolo complexo que requer uma topologia hierárquica. Quer isto dizer que se não se planear desde o início a organização da rede,o endereçamento, entre outros, poderão surgir problemas delicados.
Foi especificamente projectado para operar com redes grandes e divulgado de modo a não ser necessário pagar direitos.
Para além disso, Calcula encaminhamentos baseado nos endereços IP destino (não suporta outros protocolos).


Exemplo do protocolo OSPF


Características:

→As redes podem ser divididas em sub-redes e áreas;
→Suporte de percursos para hosts, sub-redes e redes especificas;
→Troca de informação entre gateways é autenticada;
→Permite ligações virtuais entre gateways, ainda que não coincidam com as físicas;
→Diminui número de mensagens;
→Encaminhamento por tipo de serviço;
→Divulga informação que foi adquirida externamente;
→Possibilidade de configuração de uma topologia virtual de rede, independente da topologia das ligações físicas;
→Em redes estáveis, as maiores actualizações ocorrem uma vez em cada 30 minutos.
PROTOCOLOS UTILIZADOS PELO OSPF:

● Protocolo Hello
Usa uma métrica de encaminhamento baseada em atrasos e não em contadores de hops.
Tem duas funções:
→ sincronização dos relógios de um conjunto de equipamentos;
→ cálculo pelos equipamentos participantes dos caminhos de menor atraso.


● ProtocoloExchange
Sincroniza as bases de dados entre os vários routers.

● Protocolo Flooding
Anuncia alterações na Tipologia
● EGP – Exterior Gateway Protocol

Tem como objectivo Informar um determinado dispositivo da rede IP de como encontrar outras redes IP.
Permite que um dispositivo reconheça a direcção da rede.
Dois dispositivos de rede em dois sistemas autónomos diferentes podem compartilhar informações de reconhecimentos via EGP.



Exemplos do protocolo EGP

Características:

→Propagação de alterações;
→Verifica se um vizinho está activo recorrendo a tentativas;
→Não interpreta as distâncias recebidas pelo routing e updates que não pertencem ao mesmo sistema autónomo;

→Só se utiliza um caminho entre sistemas autónomos;
→Tem dificuldade na escolha de caminhos alternativos;
→Restringe a topologia a uma árvore sem ligações adicionais entre diferentes sistemas autónomos;
→Alterações contínuas levam a destabilizar algoritmos de vector-distance;
→Em relação à conectividade universal falha caso o núcleo principal também falhe.

● BGP – Border Gateway Protocol

Este protocolo mantém uma tabela de endereços IP que relaciona a atingibilidade entre sistemas autónomos.
Organiza a rede em classes de rede, de forma a diminuir a dimensão das tabelas de encaminhamento.


O BGP é constituído por duas partes:

→ O Interior Border Gateway Protocol (IBGP), é utilizado dentro de um único sistema autónomo;
→ O Exterior Border Gateway Protocol (EBGP), é utilizado entre vários sistemas autónomos.


Componentes:

→ Conjunto de rotas para cada extremo BGP;
→ Um mecanismo de políticas de entrada para filtrar estas rotas e para manipular os seus atributos;
→ Um processo de decisão que escolhe as rotas a usar;
→ Conjunto de rotas para consumo do router;
→ Um mecanismo de políticas de saída para filtrar estas rotas e para manipular os seus atributos;
→ Um conjunto de rotas para anunciar a cada extremo BGP.



Exemplo do protocolo BGP

Características:

→ O BGP evoluiu de forma a suportar agregação de rotas e redução de informação de encaminhamento;
→ Permite a agregação de rotas;
→ Não impõe restrições à topologia da rede;
→ Reduz a informação de encaminhamento;
→ Evita ciclos de encaminhamento;
→ Possui políticas de encaminhamento;
→ As políticas de encaminhamento não são definidas no protocolo BGP. São configuradas nos routers e dependem da implementação em questão;
→ Descreve todo o caminho percorrido pelas mensagens de actualização, e não apenas a distância;
→ Usa TCP para transportar as suas mensagens;
→ É um PVP (Path Vector Protocol).