Aula 01: Camada de rede
PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO
APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA;
1
PRÓXIMOS PASSOS RECONHECER CAMADA
DE REDES;
2
RECONHECER CAMADA DE REDE NA INTERNET.
3
Estrutura do conteúdo
Contextualização
Para entender o funcionamento de uma rede de computadores é importante compreender os serviços da camada de rede, os protocolos de apoio ao IP e os algoritmos de roteamento intra e interdomínio na internet.
Assim, é fundamental a compreensão do funcionamento da camada de redes, seus protocolos e a técnicas de roteamento.
Para desenvolver nosso conhecimento do repasse de pacotes, analisaremos as estruturas internas, sua organização e o funcionamento do roteador, descrevendo detalhadamente o repasse de pacotes na internet.
Investigaremos o endereçamento da camada de rede e a fragmentação.
Estudaremos os protocolos e algoritmos de roteamento.
Ementa
Camada de Redes;
Protocolos IP e ICMP;
Endereçamento IPv4;
Roteamento e Algoritmos;
Protocolos de Roteamento Intra-SA e Inter-SA;
Configuração de Roteadores.
Estrutura do conteúdo
Objetivos
• Reconhecer serviços da camada de rede;
• Analisar os conceitos de repasse e roteamento, estabelecimento de conexão e modelos de serviço;
• Reconhecer um roteador, elementos de comutação e portas e demais características técnicas;
• Identificar o protocolo IP: com repasse e endereçamento na internet (IPv4);
• Identificar o protocolo ICMP;
Objetivos
• Distinguir os tipos e algoritmos de roteamento (vetor de distância e estado do enlace) e suas métricas;
• Reconhecer roteamento Unicast e construção de tabelas de roteamento;
• Identificar as características do roteamento na internet (Intra e Inter-SA);
• Identificar Protocolos de Roteamento (OSPF, RIP e BGP).
Estrutura do conteúdo
Conteúdo programático
1- A Camada de Rede — Introdução 1.1 - Serviços de Rede
1.2 - Protocolo IP
1.2.1 - Formato do Datagrama
1.2.2. Conceitos básicos de endereçamento 1.2.3 Endereçamento IPV4
1.2.4 Determinação de blocos de endereços 1.2.5 Implementação de sub-redes
1.2.6 Sub-redes de tamanho variável (VLSM) 1.2.7 Roteamento interdomínio sem classe (CIDR) 1.2.8 Sumarização
1.3 - Protocolo ICMP
1.3.1 Tipos de mensagem 1.3.2 Ping
1.3.3 Trace route e tracert
Conteúdo programático
2. Utilização e operação de roteadores 2.1 Hardware de um roteador
2.2 Sistema operacional para roteadores
2.3 Configurações gerais em roteadores
Estrutura do conteúdo
Conteúdo programático
3 - Conceitos básicos de roteamento 3.1 – Fundamentos
3.1.1 Tipos de Roteamento 3.1.2 Requisitos de roteamento 3.1.3 Métricas de roteamento 3.2 - Conceito de sistema autônomo (SA)
3.2.1 - Roteamento intra-AS e seus protocolos 3.2.2 - Roteamento Inter-AS e seus protocolos 3.3 - Algoritmos de Roteamento
3.2.1 - Algoritmo do Estado de Enlace (OSPF)
3.2.2 - Algoritmo de Vetor de Distância (RIP)
Conteúdo programático
4. Configuração do roteamento.
4.1 Configuração e verificação de roteamento estático 4.2 Configuração e verificação de roteamento default 4.3 Análise das tabelas de roteamento
4.4 Sumarização de rotas 4.5 Roteamento dinâmico
4.5.1 Configurando e verificando o protocolo RIP 4.5.2 Configurando e verificando o protocolo OSPF 4.5.3 Sumarização automática de rotas
4.6 Tradução de endereços (NAT)
Procedimentos de ensino
• Aulas expositivas dialogadas com quadro branco e/ou equipamento de projeção;
• Aulas expositivas com dinâmica, através da participação cooperativa da turma com leitura de textos relacionados à camada de redes e aos protocolos de roteamento;
• Resolução de exercícios práticos utilizando simuladores de redes com ênfase em configuração do
roteador e dos protocolos de roteamento.
• 3 etapas: Avaliação 1 (AV1), Avaliação 2 (AV2) e Avaliação 3 (AV3);
• Através de provas teóricas, provas práticas, e realização de projetos ou outros trabalhos, (atividades acadêmicas de ensino de acordo com a disciplina);
• A soma da atividades para o grau final com máximo de 10. Caso a disciplina contemple outras atividades acadêmicas de ensino, estas não poderão ultrapassar 20% da composição do grau final;
• A AV1 contemplará o conteúdo da disciplina até a sua realização;
• As AV2 e AV3 abrangerão todo o conteúdo da disciplina.
Procedimentos de avaliação
• Para aprovação na disciplina o aluno deverá:
1. Resultado ≥ 6,0, (média aritmética entre os graus das avaliações), com as duas maiores notas obtidas dentre as três etapas de avaliação. A média aritmética é o grau final na disciplina;
2. Obter grau ≥ a 4,0 em, pelo menos, duas das três avaliações;
3. Frequentar, no mínimo, 75% das aulas ministradas.
COMER, D. E. Redes de computadores e internet. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2007.
FILIPPETTI, Marco Aurélio. CCNA 4.1 — Guia completo de estudo. Florianópolis: Visual Books, 2008.
KUROSE, James F. e ROSS, Keith W. Redes de computadores e a internet: uma abordagem top-down. 5. ed.
São Paulo: Addison Wesley, 2010.
Bibliografia complementar
FOROUZAN, Behrouz A. Comunicação de dados e redes de computadores. 4. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 2008.
KUROSE, J.F., Ross, K.W., Redes de computadores e a internet. 5. ed. São Paulo: Peasron., 2006.
LEINWAND, Allan; PINSKY, Bruce. Como configurar roteadores Cisco. Rio de Janeiro: Ciência Moderna, 2002.
NASCIMENTO, Marcelo B. do; TAVARES, Alexei C. Roteadores e switches — Guia de configuração para certificação CCNA. Rio de Janeiro: Ciência Moderna, 2006.
PAQUET, Catherine; TEARE, Diane. Construindo redes cisco escaláveis. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2003.
Camada de rede
H Intra-
Rede 5 Intra- Rede 2 Rede 3
G
G G
G
Intra- Rede 1
Intra- Rede 4
G
H
H
H H
H
H H
Inter-rede
H: host G: gateway Nenhuma tecnologia de rede
atende a todas as exigências das
aplicações, mas a interconexão
global é desejada.
São necessários mecanismos para:
• Endereçamento único na camada de inter-rede;
• Resolução de endereços entre endereços inter-rede e endereços de intra-rede (por exemplo, MAC);
• Escolha de caminho (roteamento);
• Troca de informações de roteamento;
• Negociação de parâmetros de Qualidade de Serviço (QoS);
• Controles de tráfego e de congestionamento.
Camada de rede
São necessários mecanismos para:
• Função: determinar o roteamento dos pacotes da origem até o destino.
• Unidade de dados: pacote.
• Opera de duas maneiras:
• circuito virtual: serviços com conexão (X.25 e ATM);
• datagrama: serviços sem conexão (IP).
No caso da internet:
• É implementado apenas o serviço de datagrama;
• Serviço não confiável, de melhor esforço (best effort service).
Datagrama
• não estabelece conexão;
• cada pacote possui endereço origem e destino;
• os pacotes podem percorrer rotas diferentes;
• não garante a ordem ou mesmo a entrega de pacotes;
• não verifica se houve algum erro de transmissão;
• se o roteador cair, somente os pacotes enfileirados é que serão perdidos;
• os congestionamentos são difíceis de evitar, pois não existe reserva de recursos.
Camada de rede
Circuito Virtual
• estabelece uma conexão inicialmente;
• cada pacote possui o nr. do circuito virtual (ou canal lógico);
• os pacotes percorrem o circuito preestabelecido;
• garante a ordem ou mesmo a entrega de pacotes;
• verifica se houve algum erro de transmissão;
• se o comutador cair, as tabelas dos circuitos virtuais são perdidas;
• os congestionamentos são fáceis de evitar, pois existe reserva de recursos (largura de banda)
antecipadamente.
Datagrama X Circuito Virtual
Comparação entre os serviços de roteamento:
DATAGRAMA CIRCUITO VIRTUAL
ESTABELECIMENTO DE CONEXÃO Não necessário Obrigatório
PROCESSAMENTO NO ROTEADOR Maior a cada pacote Maior no estabelecimento da conexão
ENDEREÇAMENTO Completo em cada pacote Identificador de conexão
INFORMAÇÃO DE ESTADO DE CONEXÃO Desnecessária Para cada CV estabelecido
ROTEAMENTO No envio de cada pacote No estabelecimento da conexão
EFEITO NA FALHA DE ROTEADORES Menor Maior (restabelecimento de conexões)
CONTROLE DE CONGESTIONAMENTO Mais difícil Buffers pré-alocados
SEQUENCIAMENTO DE PACOTES No destino Garantido
PERDAS Maiores Menores
