Nível. de Rede. Rede. Nível de Rede

(1)

Disciplina

Disciplina:

: Redes de Computadores I

Nível de Rede

Profa. Débora Christina Muchaluat Saade

deborams@telecom.uff.br

N

Ní

ível

vel de

de Rede

Rede

Profa. D

Profa. Déébora Christina Muchaluat Saadebora Christina Muchaluat Saade

deborams

@telecom.

uff

.

br

5

Redes de Computadores I Redes de Computadores I

N

í

vel de Rede

Endere

ç

amento

Roteamento

Transmissão de unidades de

dados do servi

ç

o de rede

Segmenta

ç

ão e blocagem

Detec

ç

ão e recupera

ç

ão de erros

Seq

ü

encia

ç

ão

Controle de congestionamento

Servi

ç

os

•

orientado à

orientado

à

conexão

•

não orientado à

não orientado

à

conexão

Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico

(2)

6

fig 5-1

7

Implementation of Connectionless Service

Routing within a

(3)

8

9

Comparison of Virtual

-

Circuit and Datagram Subnets

(4)

10

HierHieráárquicorquico

HorizontalHorizontal

Mapeamento do SAP de Rede no endereMapeamento do SAP de Rede no endereçço o da esta

da estaççãoão

•

• VinculaVinculaçção diretaão direta

–

– tabelas de conversãotabelas de conversão

•

• VinculaVinculaçção dinâmicaão dinâmica

–

– Protocolo de resoluProtocolo de resoluçção de endereão de endereççosos

13 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Algoritmos de Roteamento

Para qual linha de sa

í

da do roteador deve ser

encaminhado um pacote recebido?

Conexão de Circuito Virtual x Datagrama

Roteador Cab. L₁ L₂ L3 L0

(5)

14 • • corretocorreto • • simplessimples • • robustorobusto •

• estestáávelvel •

• justojusto • • óótimotimo

O que otimizar?O que otimizar?

•

• minimizar a distância percorrida por cada pacoteminimizar a distância percorrida por cada pacote •

• minimizar o retardo mminimizar o retardo méédio dos pacotesdio dos pacotes •

• maximizar a vazão (maximizar a vazão (throughputthroughput) total da rede) total da rede •

• minimizar o nminimizar o núúmero de saltos (mero de saltos (hopshops))

Algoritmos de Roteamento

Analogia com estudo de grafos

•

Roteador = Nó

Roteador = N

ó

•

Enlace = Aresta

Medidas de custo nos enlaces

•

valor unitá

valor unit

ário (salto ou

rio (salto ou

hop

)

•

distância

•

tempo mé

tempo m

édio de espera na fila de transmissão +

dio de espera na fila de transmissão +

tempo de transmissão propriamente dito

•

capacidade de transmissão

•

(6)

19 A B C D E F H 5 7 9 2 2 1 3 2 1 ₂ 2 G 20 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

The Optimality Principle

(a)

(7)

21

Diversos algoritmos na literatura para Diversos algoritmos na literatura para computar o caminho mais curto entre dois n

computar o caminho mais curto entre dois nóós s

de um grafo [Tanenbaum 1996, Dijkstra 1959]

BaseiaBaseia--se no uso de uma mse no uso de uma méétrica:trica:

•

• nnúúmero de saltos (hops)mero de saltos (hops) •

• distânciadistância •

• capacidade de transmissãocapacidade de transmissão •

• tempo mtempo méédio de espera na fila de transmissão + dio de espera na fila de transmissão +

tempo de transmissão propriamente dito

•

• custo da linha de comunicacusto da linha de comunicaççãoão

22

Caminho mais Curto

-

Dijkstra

Cada n

ó

tem um r

ó

tulo que pode ser:

•

tentativa

•

permanente

o r

ó

tulo mant

é

m a menor distância ao n

ó

origem

usando o melhor caminho conhecido

(inicialmente

é

infinito)

quando descobre

-

se que a distância ao n

ó

origem

é

a menor dentre as tentativas, faz

-

se o r

ó

tulo

permanente

(8)

23 A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) 24 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Caminho mais Curto

A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -)

Vizinhos: B, C

Tentativas:

Permanentes: A

(9)

26 A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (2, A) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -)

Vizinhos: C

Tentativas: B

Permanentes: A

Caminho mais Curto

A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (2, A) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -)

Vizinhos:

Tentativas: B, C

Permanentes: A

(10)

28 A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (2, A) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -)

Vizinhos: D, F

Tentativas: C

Permanentes: A, B

Caminho mais Curto

A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (2, A) (4, B) (∞∞∞∞, -)

Vizinhos: F

Tentativas: C, D

Permanentes: A, B

(11)

30 A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (11, B) (2, A) (4, B) (∞∞∞∞, -)

Vizinhos:

Tentativas: C, D, F

Permanentes: A, B

Caminho mais Curto

A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (11, B) (2, A) (4, B) (∞∞∞∞, -)

Vizinhos: C, E

Tentativas: C, F

Permanentes: A, B, D

(12)

32 A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (11, B) (2, A) (4, B) (∞∞∞∞, -)

Vizinhos: E

Tentativas: C, F, E

Permanentes: A, B, D

Caminho mais Curto

A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (11, B) (2, A) (4, B) (7, D)

Vizinhos:

Tentativas: C, F, E

Permanentes: A, B, D

(13)

34 A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (∞∞∞∞, -) (∞∞∞∞, -) (11, B) (2, A) (4, B) (7, D)

Vizinhos: G

Tentativas: F, E

Permanentes: A, B, D, C

Caminho mais Curto

A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (12, C) (∞∞∞∞, -) (11, B) (2, A) (4, B) (7, D)

Vizinhos:

Tentativas: F, E, G

Permanentes: A, B, D, C

(14)

36 A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (12, C) (∞∞∞∞, -) (11, B) (2, A) (4, B) (7, D)

Vizinhos: F, G

Tentativas: F, G

Permanentes: A, B, D, C, E

Caminho mais Curto

A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (12, C) (∞∞∞∞, -) (9, E) (2, A) (4, B) (7, D)

Vizinhos: G

Tentativas: F, G

Permanentes: A, B, D, C, E

(15)

38 A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (8, E) (∞∞∞∞, -) (9, E) (2, A) (4, B) (7, D)

Vizinhos:

Tentativas: F, G

Permanentes: A, B, D, C, E

Caminho mais Curto

A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (8, E) (∞∞∞∞, -) (9, E) (2, A) (4, B) (7, D)

Vizinhos: H

Tentativas: F

Permanentes: A, B, D, C, E, G

(16)

40 A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (8, E) (9, G) (9, E) (2, A) (4, B) (7, D)

Vizinhos:

Tentativas: F, H

Permanentes: A, B, D, C, E, G

Caminho mais Curto

A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (8, E) (9, G) (9, E) (2, A) (4, B) (7, D)

Vizinhos:

Tentativas: F

Permanentes: A, B, D, C, E, G, H

(17)

42 A B C D E F H 5 7 9 2 2 2 3 2 1 ₁ 2 G (5, A) (8, E) (9, G) (9, E) (2, A) (4, B) (7, D)

Vizinhos:

Tentativas: F

Permanentes: A, B, D, C, E, G, H

Algoritmos de Roteamento

BaseiamBaseiam--se em uma estrutura de dados se em uma estrutura de dados chamada

chamada TABELA de ROTASTABELA de ROTASque possui os que possui os

campos:

•

• endereendereçço de destinoo de destino •

• custo do caminho (mais curto) atcusto do caminho (mais curto) atééo destinoo destino •

• linha de salinha de saíídada

ClassificamClassificam--se de acordo com a forma de se de acordo com a forma de atualiza

atualizaçção da tabela:ão da tabela:

•

• Não adaptativos (EstNão adaptativos (Estááticos ou por Rota Fixa)ticos ou por Rota Fixa) •

(18)

46

mais alteradas

Caminhos alternativos são utilizados apenas em

caso de falhas

Aspectos negativos

•

Probabilidade alta de uma m

á

utilizaç

utiliza

ção dos meios

ão dos meios

de comunica

de comunicaç

ção

ão

•

Dificuldade para manutenç

Dificuldade para manuten

ção e gerência

ão e gerência

Flooding

A B C D E F H H A

(19)

48 A B C D E F H H A 49 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Flooding

A B C D E F H H A H A

(20)

50 A B C D E F H H A H A H A H A 52 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Flooding

Crescimento exponencial do nCrescimento exponencial do núúmero de pacotes na redemero de pacotes na rede

Exige a utilizaExige a utilizaçção de algum mecanismo de descarte dos ão de algum mecanismo de descarte dos pacotes para evitar que pacotes fiquem eternamente

pacotes para evitar que pacotes fiquem eternamente

circulando na rede

•

• Contador de saltos no cabeContador de saltos no cabeççalho de cada pacotealho de cada pacote

•

• NNóóguarda a informaguarda a informaçção dos pacotes que jão dos pacotes que jááforam repassados foram repassados por ele

por ele

•

• Selective floodingSelective flooding

Pouco prPouco práático, portico, poréém m úútil em algumas aplicatil em algumas aplicaççõesões

•

• AplicaAplicaçções militares (robustez do flooding ões militares (robustez do flooding éédesejdesejáável)vel)

•

• AtualizaAtualizaçção de bancos de dados distribuão de bancos de dados distribuíídosdos •

• MMéétrica de avaliatrica de avaliaçção para outros algoritmos de roteamento ão para outros algoritmos de roteamento

(sempre utiliza o caminho mais curto, pois usa todos os

caminhos em paralelo)

(21)

55

topol

ó

gico da rede, ou mesmo com a carga na

rede

Atualiza

ç

ão peri

ó

dica das tabelas de rota

•

Modo distribuí

Modo distribu

ído

do

60

Redes de Computadores I Redes de Computadores I Algoritmos de Roteamento Dinâmicos

Algoritmos de Roteamento Dinâmicos

Modo Distribu

í

do

Os n

ó

s trocam entre si suas respectivas

informa

ç

ões locais para c

á

lculo das tabelas de

rota.

•

Envio de informaç

Envio de informa

ções pode ser feito

ões pode ser feito

–

–PeriodicamentePeriodicamente –

–Em resposta a alteraEm resposta a alteraçções nas informaões nas informaçções dos enlacesões dos enlaces

Exemplos de algoritmos

•

Distance Vector

•

(22)

61

Distance Vector

Tamb

é

m conhecido pelos nomes de

•

Algoritmo de roteamento de Bellman-

Algoritmo de roteamento de Bellman

-Ford

Ford

•

Algoritmo de roteamento de Ford-

Algoritmo de roteamento de Ford

-Fulkerson

Fulkerson

Algoritmo de roteamento utilizado pelos

primeiros protocolos de n

í

vel de rede

•

“Antigo

“

Antigo”

”

algoritmo de roteamento da ARPANET

(at

(até

é

1979)

•

RIP (Routing Information Protocol, RFC 1058)

•

IPX (primeiras versões)

•

(23)

64 A B C -0 0 C C -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B D D Des Des -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ Lin Lin C C L3 L2 L1 -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ C C -0 0 A A -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B D D Des Des -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ Lin Lin C C CC ∞∞∞∞∞∞∞∞ - -0 0 B B D D ∞∞∞∞∞∞∞∞ - -D L4 -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ C C -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B D D Des Des -0 0 Lin Lin C C 65 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Distance Vector

Cada nCada nóópossui:possui:

•

• identificador identificador úúniconico

•

• custo de cada enlacecusto de cada enlace

O nO nóótransmite o seu vetor de distâncias (com destino/custo) para transmite o seu vetor de distâncias (com destino/custo) para cada um dos seus vizinhos sempre que o seu vetor se modifica (ou

cada um dos seus vizinhos sempre que o seu vetor se modifica (ou

periodicamente)

Cada nCada nóómantmantéém o vetor de distâncias mais recente enviado por m o vetor de distâncias mais recente enviado por

cada um de seus vizinhos

Cada nCada nóócalcula o seu prcalcula o seu próóprio vetor de distâncias, minimizando o prio vetor de distâncias, minimizando o

custo para cada destino

O vetor de distâncias O vetor de distâncias éérecalculado sempre que:recalculado sempre que:

•

• um vizinho enviar um vetor de distâncias contendo informaum vizinho enviar um vetor de distâncias contendo informaçções ões

diferentes das anteriores

•

• houver a queda em um enlace para um vizinho. Nesse caso, o vetorhouver a queda em um enlace para um vizinho. Nesse caso, o vetorde de

distâncias desse vizinho

distâncias desse vizinho éédescartado para que o vetor de distâncias do descartado para que o vetor de distâncias do

n

(24)

66 A B C -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B C C Des Des -0 0 Lin Lin C C 9 3 5 -0 0 A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B C C Des Des -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ Lin Lin C C -0 0 B B C C ∞∞∞∞∞∞∞∞ - -67 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Distance Vector

A B C -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A A -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B C C Des Des -0 0 Lin Lin C C 9 3 5 -0 0 A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B C C Des Des -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ Lin Lin C C -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ A A -0 0 B B C C Des Des -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ Lin Lin C C

(25)

68 A B C -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A A -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B C C Des Des -0 0 Lin Lin C C 9 3 5 -0 0 A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B C C Des Des -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ Lin Lin C C -0 0 B B C C ∞∞∞∞∞∞∞∞ - -C (3) 0 0 C C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B 69 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Distance Vector

A B C -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B C C Des Des -0 0 Lin Lin C C 9 3 5 -0 0 A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B C C Des Des -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ Lin Lin C C -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A A -0 0 B B C C Des Des C C 3 3 Lin Lin C C C (3) 0 0 C C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ A A C C Des Des

(26)

70 A B C -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B C C Des Des -0 0 Lin Lin C C 9 3 5 -0 0 A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B C C Des Des -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ Lin Lin C C -0 0 B B C C 33 CC C (3) 0 0 C C ∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B 71 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Distance Vector

A B C -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A A -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B C C Des Des -0 0 Lin Lin C C 9 3 5 -0 0 A A -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B C C Des Des -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ Lin Lin C C C (9) -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ A A -0 0 B B C C Des Des C C 3 3 Lin Lin C C C (3) 0 0 C C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ A A C C Des Des 0 0 C C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ A A C C Des Des

(27)

72 A B C -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B C C Des Des -0 0 Lin Lin C C 9 3 5 -0 0 A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B C C Des Des C C 9 9 Lin Lin C C C (9) -0 0 B B C C 33 CC C (3) 0 0 C C ∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B 0 0 C C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ A A C C Des Des 73 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Distance Vector

A B C -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B C C Des Des -0 0 Lin Lin C C 9 3 5 -0 0 A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B C C Des Des C C 9 9 Lin Lin C C C (9) -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A A -0 0 B B C C Des Des C C 3 3 Lin Lin C C C (3) 0 0 C C ∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B ∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A A C C Des Des 0 0 C C ∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B ∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A A C C Des Des

(28)

74 A B C -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B C C Des Des -0 0 Lin Lin C C 9 3 5 -0 0 A A -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B C C Des Des C C 9 9 Lin Lin C C B (5) C (9) -0 0 B B C C 33 CC C (3) 0 0 C C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B 0 0 C C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ A A C C Des Des 3 3 C C 0 0 B B ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ A A C C Des Des 75 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Distance Vector

A B C -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A A -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B C C Des Des -0 0 Lin Lin C C 9 3 5 -0 0 A A B B 5 5 B B C C Des Des B B 8 8 Lin Lin C C B (5) C (9) -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A A -0 0 B B C C Des Des C C 3 3 Lin Lin C C C (3) 0 0 C C ∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ B B ∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A A C C Des Des 0 0 C C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ B B ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ A A C C Des Des 3 3 C C 0 0 B B ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A A C C Des Des

(29)

76 A B C B B 8 8 A A B B 3 3 B B C C Des Des -0 0 Lin Lin C C 9 3 5 8 8 C C 5 5 B B 0 0 A A C C Des Des 3 3 C C 0 0 B B 5 5 A A C C Des Des A (9) B (3) -0 0 A A B B 5 5 B B C C Des Des B B 8 8 Lin Lin C C 3 3 C C 0 0 B B 5 5 A A C C Des Des 0 0 C C 3 3 B B 8 8 A A C C Des Des B (5) C (9) -0 0 B B C C 33 CC CC 88 5 5 B B A (5) 0 0 C C 3 3 B B C (3) 77 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Distance Vector

Vantagens

• •

Simplicidade

•

Tempo de convergência baixo quando a rede opera

bem

Principal desvantagem

•

Tempo de convergência muito alto quando ocorrem

problemas na rede

–

–Problema da contagem para infinito (countProblema da contagem para infinito (count--toto--infinity infinity

problem

(30)

79 A B C -0 0 C C Des

Des CC LinLin

1 1 C C C C Des Des B C C Des Des B B 2 2 Lin Lin C C 1 1 C C C C Des Des B C C Des Des C C 1 1 Lin Lin C C 0 0 C C C C Des Des C 2 2 C C C C Des Des A 80 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Distance Vector

A B C -0 0 C C Des

Des CC LinLin

1 1 C C C C Des Des B C C Des Des B B 2 2 Lin Lin C C 1 1 C C C C Des Des B C C Des Des C C 1 1 Lin Lin C C 0 0 C C C C Des Des C 2 2 C C C C Des Des A

(31)

81 A B C -0 0 C C Des

Des CC LinLin C C Des Des B B 2 2 Lin Lin C C 1 1 C C C C Des Des B C C Des Des C C 1 1 Lin Lin C C 2 2 C C C C Des Des A 82 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Distance Vector

A B C -0 0 C C Des

Des CC LinLin C C Des Des B B 2 2 Lin Lin C C 1 1 C C C C Des Des B C C Des Des A A 3 3 Lin Lin C C 2 2 C C C C Des Des A

(32)

83 A B C -0 0 C C Des

Des CC LinLin C C Des Des B B 2 2 Lin Lin C C 1 1 C C C C Des Des B C C Des Des A A 3 3 Lin Lin C C 2 2 C C C C Des Des A 84 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Distance Vector

A B C -0 0 C C Des

(33)

85 A B C -0 0 C C Des

Des CC LinLin C C Des Des B B 4 4 Lin Lin C C 3 3 C C C C Des Des B C C Des Des A A 3 3 Lin Lin C C 2 2 C C C C Des Des A 86 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Distance Vector

A B C -0 0 C C Des

(34)

87

Diversas propostas para melhorar a questão Diversas propostas para melhorar a questão do tempo de convergência [Perlman 1999]

do tempo de convergência [Perlman 1999]

•

Split Horizon

: a distância ao n

ó

X

não

é

reportada na linha por onde

pacotes com destino X são

encaminhados

–

poison reverse:

a distância

é

reportada como sendo infinito

Nenhuma das propostas resolve a questão Nenhuma das propostas resolve a questão satisfatoriamente satisfatoriamente 92 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Distance Vector

–

Split Horizon & Poison Reverse

A B C -0 0 C C Des

Des CC LinLin

∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ C C C C Des Des B C C Des Des B B 2 2 Lin Lin C C 1 1 C C C C Des Des B C C Des Des C C 1 1 Lin Lin C C 0 0 C C C C Des Des C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ C C C C Des Des A

(35)

93 A B C -0 0 C C Des

Des CC LinLin

∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ C C C C Des Des B C C Des Des B B 2 2 Lin Lin C C 1 1 C C C C Des Des B C C Des Des C C 1 1 Lin Lin C C 0 0 C C C C Des Des C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ C C C C Des Des A 94 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Distance Vector

–

Split Horizon & Poison Reverse

A B C -0 0 C C Des

Des CC LinLin C C Des Des B B 2 2 Lin Lin C C 1 1 C C C C Des Des B C C Des Des C C 1 1 Lin Lin C C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ C C C C Des Des A

(36)

95 A B C -0 0 C C Des

Des CC LinLin C C Des Des B B 2 2 Lin Lin C C 1 1 C C C C Des Des B C C Des Des -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ Lin Lin C C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ C C C C Des Des A 96 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Distance Vector

–

Split Horizon & Poison Reverse

A B C -0 0 C C Des

Des CC LinLin C C Des Des B B 2 2 Lin Lin C C 1 1 C C C C Des Des B C C Des Des -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ Lin Lin C C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ C C C C Des Des A

(37)

97 A B C -0 0 C C Des

Des CC LinLin C C Des Des -∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ Lin Lin C C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ C C C C Des Des B C C Des Des -∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞ Lin Lin C C ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ C C C C Des Des A 98 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Link State

(38)

99

retardos medidos experimentalmente) são

distribu

í

dos para cada roteador

Depois de possuir o mapa completo da topologia,

cada roteador pode rodar o algoritmo de

Dijkstra para encontrar o caminho mais curto

para cada outro roteador

100 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Link State

Cada roteador deveCada roteador deve

1.

1. Descobrir os seus vizinhos e aprender seus endereDescobrir os seus vizinhos e aprender seus endereçços de os de rede

rede

2.

2. Determinar o custo para alcanDeterminar o custo para alcanççar cada um deles.ar cada um deles.

3.

3. Construir um pacote, denominado Construir um pacote, denominado link state packetlink state packet––LSPLSP, ,

contendo uma lista dos vizinhos com os respectivos custos.

4.

4. Difundir seu LSP para todos os outros roteadores da rede, Difundir seu LSP para todos os outros roteadores da rede, armazenando os mais recentes LSPs recebidos dos demais

armazenando os mais recentes LSPs recebidos dos demais

roteadores.

5.

5. Computar a melhor rota (caminho mais curto) para cada um Computar a melhor rota (caminho mais curto) para cada um dos roteadores.

(39)

101

•

Troca de pacotes especiais de identificaç

Troca de pacotes especiais de identifica

ção (pacotes

ão (pacotes

HELLO

)

LANs conectando roteadores

•

Considerar a LAN como um nó

Considerar a LAN como um n

ó

artificial (

LAN

designated router

)

(a)

(a)Nine routers and a LAN. Nine routers and a LAN. (b)(b)A graph model of A graph model of (a).(a).

103

Link State

Determinando o custo de cada linha

Exemplo com custo=retardo:

•

Pacote especial ECHO é

Pacote especial ECHO

é

enviado em cada linha

•

Outra ponta deve respondê-

Outra ponta deve respondê

-lo imediatamente

lo imediatamente

•

retardo medido é

retardo medido

é

dividido por 2

•

teste realizado vá

teste realizado v

árias vezes, e depois a m

rias vezes, e depois a mé

édia

dia é

é

computada

•

considera ou não o tempo de espera na fila (carga

do enlace)

(40)

105

Um nUm nóógera um novo LSP em vgera um novo LSP em váárias situarias situaçções:ões:

•

• PeriodicamentePeriodicamente

•

• Logo que descobre um novo vizinhoLogo que descobre um novo vizinho

•

• Logo que Logo que ““caicai””um enlace de comunicaum enlace de comunicaçção com um vizinho ão com um vizinho

•

• Logo que o custo de um enlace para um vizinho existente Logo que o custo de um enlace para um vizinho existente éé alterado alterado Custo Custo Endere Endereçço do o do Vizinho Vizinho … … … … Custo Custo Endere Endereçço do o do Vizinho Vizinho Tempo de vida Tempo de vida N

Núúmero de seqmero de seqüüênciaência (Identifica

(Identificaçção do não do nóó))

Formato do LSP 106 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Link State

Difusão do LSP

Parte mais complexa e cr

í

tica do algoritmo

•

Garantir uma consistência nos conjuntos de LSPs

de cada n

de cada nó

ó

•

Evitar que os LSPs se multipliquem de uma forma

desordenada

•

Garantir a confiabilidade (correç

Garantir a confiabilidade (corre

ção e ordena

ão e ordenaç

ção)

ão)

na entrega dos LSPs

Evitar a propaga

ç

ão dos LSPs utilizando

informa

ç

ões de roteamento da rede para não

criar um problema recursivo

•

(41)

108

cada pacote contcada pacote contéém um nm um núúmero de seqmero de seqüüência (32 bits) ência (32 bits)

incrementado a cada novo LSP enviado

roteadores guardam pares (roteador_origem, roteadores guardam pares (roteador_origem, n

núúmero_seqmero_seqüüência) que recebemência) que recebem

quando chega um LSP:quando chega um LSP:

•

• se for novo (nse for novo (núúmero de seqmero de seqüüência maior que o ência maior que o

armazenado) ,

armazenado) , ééencaminhado em todas as portas exceto a encaminhado em todas as portas exceto a de origem

de origem

•

• se for duplicata, se for duplicata, éédescartadodescartado

•

• se tiver nse tiver núúmero de seqmero de seqüüência menor que o armazenado ência menor que o armazenado para aquela origem,

para aquela origem, éédescartado como obsoleto.descartado como obsoleto.

110 Redes de Computadores I Redes de Computadores I Problemas: Problemas: •

• reiniciar nreiniciar núúmero de seqmero de seqüüênciaência •

• se um roteador falhar, perderia a seqse um roteador falhar, perderia a seqüüência e pacotes seriam ência e pacotes seriam

encarados como duplicata

•

• erro de transmissão no nerro de transmissão no núúmero de seqmero de seqüüênciaência

SoluSoluçção: ão:

•

• tempo de vida no pacote, decrementado por cada roteador tempo de vida no pacote, decrementado por cada roteador que o repassa ou o est

que o repassa ou o estááarmazenando armazenando •

• quando a idade chegar a zero, o roteador deleta os dados quando a idade chegar a zero, o roteador deleta os dados associados ao LSP (vizinhos e custos) e retransmite o

associados ao LSP (vizinhos e custos) e retransmite o

cabe

cabeççalho do LSP para cada um de seus vizinhosalho do LSP para cada um de seus vizinhos •

• todo LSP deve ser reconhecido (ack), para isso, cada todo LSP deve ser reconhecido (ack), para isso, cada roteador quarda dois flags para cada linha de sa

roteador quarda dois flags para cada linha de saíída para da para cada LSP (um indica que o LSP deve ser retransmitido e o

cada LSP (um indica que o LSP deve ser retransmitido e o

outro indica que um

outro indica que umackackdeve ser enviado)deve ser enviado)

Link State

Difusão do LSP

(42)

112 LSP Roteador_origem n_seq tempo_de_vida Flags Send Ack Vizinho_1 1 0 Vizinho_2 0 1 Vizinho_3 0 0

Tabela em cada roteador para manter o controle de envio e recebimentos de LSPs 113 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Link State

C

á

lculo das Rotas

Feito baseando

-

se no conjunto de LSPs recebidos

Cada roteador constr

ó

i a topologia completa

Algoritmo normalmente utilizado

é

o algoritmo

de Dijkstra, executado localmente, para

descobrimento do caminho mais curto

(43)

114 A B C C C A A B B D D Des

Des CC LinLin 9 2 5 C C A A B B D D 2 2 C C 5 5 A A C C Des Des 2 2 D D 2 2 B B 9 9 A A C C Des Des B C C C B B D D D ₂ C C A A B B D D Des

Des CC LinLin

2 2 C C C C Des Des D 9 9 C C 5 5 B B C C Des Des A _C_C ₂₂ 5 5 A A C C Des Des 2 2 D D 2 2 B B 9 9 A A C C Des Des B C 2 2 C C C C Des Des D 9 9 C C 5 5 B B C C Des Des A 2 2 C C 5 5 A A C C Des Des B 2 2 D D 2 2 C C C C Des Des D 2 2 C C 5 5 A A C C Des Des B 9 9 C C 5 5 B B C C Des Des A 2 2 D D 2 2 B B 9 9 A A C C Des Des C 2 2 C C C C Des Des D 115 Redes de Computadores I Redes de Computadores I

Link State

A B C -0 0 C C B B 7 7 A A B B 2 2 B B D D Des Des D D 2 2 Lin Lin C C 9 2 5 B B 7 7 C C -0 0 A A B B 5 5 B B D D Des Des B B 9 9 Lin Lin C C C C 2 2 C C A A 5 5 A A -0 0 B B D D Des Des C C 4 4 Lin Lin C C D ₂ C C 2 2 C C C C 9 9 A A C C 4 4 B B D D Des Des -0 0 Lin Lin C C A 2 2 C C 5 5 A A C C Des Des 2 2 D D 2 2 B B 9 9 A A C C Des Des B C 2 2 C C C C Des Des D 9 9 C C 5 5 B B C C Des Des A 2 2 C C 5 5 A A C C Des Des B 9 9 C C 5 5 B B C C Des Des A 2 2 D D 2 2 B B 9 9 A A C C Des Des C 2 2 C C C C Des Des D 2 2 C C 5 5 A A C C Des Des 2 2 D D 2 2 B B 9 9 A A C C Des Des B C 2 2 C C C C Des Des D 9 9 C C 5 5 B B C C Des Des A 2 2 C C 5 5 A A C C Des Des B 9 9 C C 5 5 B B C C Des Des A 2 2 D D 2 2 B B 9 9 A A C C Des Des C 2 2 C C C C Des Des D