TCP/IP � um acr�nimo para o termo Transmission Control Protocol/Internet Protocol Suite, dois dos mais importantes protocolos que conformam a pilha de protocolos usados na Internet. O protocolo IP, base da estrutura de comunica��o da Internet � um protocolo baseado no paradigma de chaveamento de pacotes (packet-switching).
Os protocolos TCP/IP podem ser utilizados sobre qualquer estrutura de rede, seja ela simples como uma liga��o ponto-a-ponto ou uma rede de pacotes complexa. Como exemplo, pode-se empregar estruturas de rede como Ethernet, Token-Ring, FDDI, PPP, ATM, X.25, Frame-Relay, barramentos SCSI, enlaces de sat�lite, liga��es telef�nicas discadas e v�rias outras.
A arquitetura TCP/IP, assim como a OSI, realiza a divis�o de fun��es do sistema de comunica��o em estruturas de camadas.
Camada de Enlace:
A camada de enlace � respons�vel pelo envio de datagramas constru�dos pela camada de Rede. Esta camada realiza tamb�m o mapeamento entre um endere�o de identifica��o do n�vel de rede para um endere�o f�sico ou l�gico.
Os protocolos deste n�vel possuem um esquema de identifica��o das m�quinas interligadas por este protocolo. Por exemplo, cada m�quina situada em uma rede Ethernet, Token-Ring ou FDDI possui um identificador �nico chamado endere�o MAC ou endere�o f�sico que permite distinguir uma m�quina de outra, possibilitando o envio de mensagens espec�ficas para cada uma delas. Tais rede s�o chamadas redes locais de computadores.
Camada de Rede (ou Inter-Rede):
Esta camada realiza a comunica��o entre m�quinas vizinhas atrav�s do protocolo IP. Para identificar cada m�quina e a pr�pria rede onde essas est�o situadas, � definido um identificador, chamado endere�o IP, que � independente de outras formas de endere�amento que possam existir nos n�veis inferiores. No caso de existir endere�amento nos n�veis inferiores � realizado um mapeamento para possibilitar a convers�o de um endere�o IP em um endere�o deste n�vel.
Dentre os v�rios protocolos existentes nesta camada, tais como o ICMP e o IGMP, o protocolo IP � o mais importante pois implementa a fun��o mais importante desta camada que � a pr�pria comunica��o inter-redes. Para isto ele realiza a fun��o de roteamento que consiste no transporte de mensagens entre redes e na decis�o de qual rota uma mensagem deve seguir atrav�s da estrutura de rede para chegar ao destino.
O protocolo IP utiliza a pr�pria estrutura de rede dos n�veis inferiores para entregar uma mensagem destinada a uma m�quina que est� situada na mesma rede que a m�quina origem. Por outro lado, para enviar mensagem para m�quinas situadas em redes distintas, ele utiliza a fun��o de roteamento IP. Isto ocorre atrav�s do envio da mensagem para uma m�quina que executa a fun��o de roteador. Esta, por sua vez, repassa a mensagem para o destino ou a repassa para outros roteadores at� chegar no destino.
Camada de Transporte:
Esta camada re�ne os protocolos que realizam as fun��es de transporte de dados fim-a-fim, ou seja, considerando apenas a origem e o destino da comunica��o, sem se preocupar com os elementos intermedi�rios. A camada de transporte possui dois protocolos que s�o o UDP (User Datagram Protocol) e TCP (Transmission Control Protocol).
O protocolo UDP realiza apenas a multiplexa��o para que v�rias aplica��es possam acessar o sistema de comunica��o de forma coerente.
O protocolo TCP realiza, al�m da multiplexa��o, uma s�rie de fun��es para tornar a comunica��o entre origem e destino mais confi�vel. S�o responsabilidades desse protocolo: o controle de fluxo, o controle de erro, a sequencia��o e a multiplexa��o de mensagens.
Camada de Aplica��o:
A camada de aplica��o re�ne os protocolos que fornecem servi�os de comunica��o ao sistema ou ao usu�rio. Pode-se separar os protocolos de aplica��o em protocolos de servi�os b�sicos ou protocolos de servi�os para o usu�rio:
Protocolos de servi�os b�sicos, que fornecem servi�os para atender as pr�prias necessidades do sistema de comunica��o TCP/IP: DNS, BOOTP, DHCP.
Protocolos de servi�os para o usu�rio: FTP, HTTP, Telnet, SMTP, POP3, IMAP, TFTP, NFS, NIS, LPR, LPD, ICQ, RealAudio, Gopher, Archie, Finger, SNMP e outros.
Eu vou começar fazendo uma pergunta: “Sua Rede Utiliza Algum dos Protocolos de Roteamento IP? Seja para IPv4 ou IPv6?”
Mesmo que você acredite que não precisa aprender tal assunto, por exemplo, por ter uma rede com apenas uma saída de Internet configurada via rota estática, saiba que a longo prazo (se você pensa em ter uma carreira próspera) esse conhecimento pode fazer a diferença em sua vida profissional na área de Infra de TI e Redes.
Pois ninguém nasceu enraizado…
… e crescer como pessoa e profissional é quase que um objetivo comum a toda humanidade, por isso mesmo temos que estar preparados para desafios maiores.
E no que saber o que é e quando utilizar os principais protocolos de roteamento IP vai me ajudar nesse crescimento?
SIMPLES: se a vaga requer conhecimentos desse tipo é porque ela é média, grande ou está em fase de crescimento… Portanto ótimas oportunidades te aguardam nesse ambiente! E se você já está nessa realidade profissional, conhecimentos adicionais podem garantir crescimento e promoções.
Além disso, esse conhecimento é cobrado em diversas provas de certificação de vários fabricantes, assim como em concursos públicos da área de Infraestrutura de Rede!
Portando preste bem atenção, anote se for possível e saia na frente!
Qual a Função de dos Protocolos de Roteamento IP
Para que os dispositivos de uma rede possam se comunicar entre as diferentes redes em uma Intranet ou na Internet um dispositivo de camada 3 (Rede ou Internet) deve fazer o roteamento dos pacotes.
Quem faz essa função são Roteadores e Switches Layer-3, ou seja, eles tem a função encaminhar os pacotes recebidos em uma interface para outra interface de saída que “conheça” a rede de destino para qual o pacote está sendo enviado.
Esse processo pode ser chamado também de “comutação” ou “chaveamento” em algumas bibliografias, pois o pacote é comutado ou chaveado para uma interface de saída.
Essa análise sobre as redes que um roteador ou até mesmo um terminal (endpoint) tem conhecimento é realizada através da consulta à “tabela de roteamento” IP de cada dispositivo.
Portanto, nos equipamentos que atuam na camada 3 do modelo OSI (como por exemplo, roteadores, switches camada 3 e até mesmo os computadores) existe uma tabela que contém as redes que cada dispositivo conhece, as entradas nessa tabela chamamos de “rotas”.
Uma rota deve conter pelo menos três informações básicas (podendo ter mais):
- Rede de destino
- Máscara ou prefixo
- Interface ou endereço IP de saída, a qual tem alcance à rede de destino
Basicamente existem três maneiras de realizar o roteamento, através de:
- Roteamento estático
- Rotas padrões
- Roteamento dinâmico
O roteamento estático e padrão são manuais e geralmente são configurados via Rotas Estáticas, as quais são entradas manuais que “ensinam” ao roteador como encontrar uma rede remota.
Já os protocolos de roteamento IP dinâmicos não precisam da influência do administrador de Redes para descoberta dos melhores caminhos ou rotas até os destinos remotos.
Vamos ver a seguir os protocolos de roteamento IP dinâmicos com mais detalhes, afinal é o objetivo do artigo.
Funcionamento Geral dos Protocolos de Roteamento IP Dinâmicos
Quando temos uma topologia mais complexa o uso de protocolos de roteamento dinâmico é mais aconselhável, mas porque?
Imagine a inserção ou alteração dos elementos de rede manualmente, suponha que existam 100 rotadores na Rede e você adiciona ou altera alguma coisa? Loucura certo?
Com os protocolos de roteamento IP dinâmicos essa inserção ou remoção de rotas ou até mesmo dispositivos na rede fica bem mais simples e repassadas automaticamente para os demais dispositivos pelo elemento que sofreu a alteração, portanto, o que você muda em um é repassado dinamicamente para todos os outros.
O funcionamento macro dos protocolos de roteamento é bem semelhante, pois eles são processos habilitados nos roteadores que coletam informações das suas redes diretamente conectadas e repassam essas informações aos outros roteadores.
Com isso, um banco de dados é criado, analisado e através de um parâmetro de decisão chamado “métrica” a melhor rota é inserida na tabela de roteamento.
Além disso, os protocolos de roteamento devem atuar sobre alterações na rede por motivos de problemas, tais como a queda de um link de uma operadora ou um dispositivo que saiu do ar por falta de energia elétrica.
Nesses casos, a indisponibilidade daquelas redes deve ser refletida para todos os dispositivos.
Tipos de Protocolos de Roteamento IP Dinâmicos
Basicamente os protocolos de roteamento IP dinâmicos podem ser classificados pela área de abrangência e forma de funcionamento.
Por abrangência eles podem ser:
- IGP: Interior Gateway Protocol ou
- EGP: Exterior Gateway Protocol
O protocolos de roteamento IGP são utilizados dentro da Rede do provedor de serviço ou Rede corporativa.
São exemplos de IGP: RIP, OSPF, IS-IS, IGRP e EIGRP.
Já o EGP é utilizado na Internet, ou seja, entre Sistemas Autônomos. Atualmente o protocolo BGP é utilizado como EGP na Internet.
Além disso, esses mesmos protocolos tem um “jeito” de funcionar que depende do algoritmo que utiliza para descoberta de rotas e troca de informações de roteamento.
Temos os seguintes tipos de funcionamento:
- Protocolos Vetor de Distância ou Distance Vector (exemplos: RIP e IGRP)
- Protocolos Link State ou de estado de enlace (exemplos: OSPF e IS-IS)
- Protocolos Híbridos ou vetor de distância avançado (exemplo: EIGRP)
- Protocolos Path Vector (exemplo: BGP)
O funcionamento dos tipos 1, 3 e 4 são semelhantes, pois eles não conhecem a topologia da rede e sim qual o melhor próximo salto (seus vizinhos).
Já o estado de enlace (2) monta um banco de dados topológico, conhecendo a rede ou área como um todo.
Protocolos de Roteamento IP, Internet e Redes Corporativas
Atualmente na Internet o protocolo de roteamento utilizado entre os sistemas autônomos é o BGP.
Já nas Redes Corporativas utilizamos o RIP, OSPF ou IS-IS que são protocolos abertos, ou seja, funcionam entre fabricantes diferentes, e existe também um protocolo proprietário do fabricante Cisco que é muito famoso chamado EIGRP.
Um ou mais processos de roteamento podem ser ativados em um roteador, sendo que eles irão trocar informações e escolher internamente suas melhores rotas para cada destino baseado em uma “métrica” padrão que depende de cada protocolo.
Por exemplo, no RIP a melhor rota é a que tem menos saltos até o destino, já para o OSPF a melhor rota é a que tem menor custo (conta baseada no somatório da velocidade de cada link até o destino) sendo que a rota que tem a menor métrica (menor valor calculado) é considerada vencedora.
Caso tenhamos apenas um protocolo de roteamento habilitado essa rota, a que tem a menor métrica, é instalada na tabela de roteamento.
Quando temos mais de um protocolo de roteamento, ou seja, várias fontes de entrada para uma mesma rota vinda de diferentes protocolos, a distância administrativa ou custo é utilizado como critério de desempate.
Por exemplo, vamos supor que o RIP tem distância administrativa 120 e o OSPF 110 e ambos aprendem uma rota para a rede 192.168.0.0, qual delas o roteador instala na tabela de roteamento?
Será a aprendida via OSPF porque ela tem menor distância administrativa.
Na tabela de roteamento podemos ter várias rotas parecidas com prefixos diferentes, por exemplo, uma rota para a rede 192.168.0.0 com o prefixo /16 apontando para a interface 1 e outra rota para a rede 192.168.0.0 com o prefixo /24 apontando para a interface 2. Se calcularmos os IPs que cada prefixo possui teremos que:
- Dentro do /16 temos os IPs de 192.168.0.0 até 192.168.255.255
- Dentro do /24 temos os IPs de 192.168.0.0 até 192.168.0.255
Note que a faixa de 0.0 até 0.255 está dentro das duas rotas, mas qual o roteador irá escolher quando um IP de destino for, por exemplo, 192.168.0.1?
Essa decisão sempre é tomada pelo prefixo mais longo, em inglês “longest prefix match”, ou seja, quanto maior o prefixo maior é a probabilidade daquela faixa de IP ser encontrada naquela interface saída, por ele ser mais específico.
Portanto, no exemplo acima os pacotes serão enviados para a Interface 2!
Em outras palavras para clarear as coisas, quando falamos em prefixo mais longo estamos falando de máscara de subrede, ou seja, a interface 2 tem uma máscara de subrede /24 que é mais longa que a /16 da interface 1.
Isso quer dizer que a rede /24 será mais específica do que a /16, como temos menos hosts nessa subrede a probabilidade de se encontrar o host nessa rede será maior.
O que Melhora na Rede com um Protocolo de Roteamento?
Os ganhos são proporcionais a complexidade da sua rede.
Por exemplo, imagine que qualquer alteração de rede configurada com rota estática precisaria ser analisada e alterada roteador a roteador, um por um.
Como já citado anteriormente, imagine uma rede com mais de cem roteadores?
Além disso, os protocolos de roteamento dinâmico tem a capacidade de ajustar automaticamente quando problemas na rede ocorrem, claro que precisa ser planejada a redundância antes, mas você não precisaria reconfigurar nada para que uma nova rota seja descoberta e instalada nas tabelas de roteamento em TODA A REDE.
Outra vantagem é que os protocolos suportam o balanceamento de cargas sem precisar de dispositivos adicionais, existem algumas considerações e limitações, mas muita economia pode ser feita com o uso dos protocolos de roteamento na mão de um administrador de redes experiente.
Resumindo, NÃO TEM COMO FUGIR… quanto maior a rede maior a necessidade de protocolos de roteamento para garantir o funcionamento dela!
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Com isso finalizamos mais um artigo!
Agradeço sua paciência e dedicação por ter chegado até aqui, pois saiba que muita gente lê o primeiro parágrafo apenas…
… portanto se você me acompanhou até aqui está de parabéns!
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