Roteadores: Teoria & Tecnologias

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Roteadores:

Teoria & Tecnologias

(2)

UDESC UDESC Roteadores Tecnologias Tendências HW SW Conceitos Componentes Funcionalidades Teoria

(3)

Origens



O primeiro roteador foi o IMP -

_The



O protocolo de comunicação está

especificado na RFC 1

http://www.ietf.org/rfc/rfc1.txthttp://www.ietf.org/rfc/rfc1.txt



O primeiro nó de comutação de pacotes

era um com interfaces seriais especiais de

alta velocidade

(4)

 A primeira A primeira comunicação entre os comunicação entre os IMPs foram as 3 IMPs foram as 3 primeiras letras da primeiras letras da palavra "login." A palavra "login." A

maquina SRI travou

depois do 'g'

Leonard-Kleinrock e o IMP 1

 Mini-comp Honeywell DDP-516,Mini-comp Honeywell DDP-516,

Os IMPs comutaram pacotes durante 20 anos na ARPANet

Interface Message

Processor (1969)

(5)

Roteador - conceito



ISO: Roteador é um

relay de

camada 3



“

É um dispositivo de repasse de

datagramas entre redes que não

podem entregar diretamente os

frames”.

(6)

Posição do router em relação ao

modelo OSI

(7)

Router x Gateway ?

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UDESC UDESC

Camada de rede

Tabela de rotas Protocolos de Roteamento Seleçao de caminho •RIP, OSPF, BGP Protocolo IP •convenções de endereçamento •Formato dos datagramas

•convenções de utilização dos pacotes

ICMP protocol

•error reporting •router

“signaling”

Camada deTransporte: TCP, UDP

Camada de enlace physical layer Network layer LLC MAC ARP

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Protocolos – Visão mais detalhada

Roteamento,

controle e

(10)

UDESC UDESC Mem Componentes I nterfaces Switch fabric CPU Sistema OP Flash RAM NVRAM ROM Comutação Configuração WAN LAN VTYs AUX Console WEB,FTP, TFTP fim aula 17

(11)

Componentes de

comutação

(12)

UDESC UDESC

Funções na porta de entrada



Busca na tabela de rota

uma porta de saída



Se demorar, (não ‘line

speed’), gera fila

sempre que a taxa de

chegada é elvada

Camada física: bit-level reception

Data link layer: e.g., Ethernet

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Roteamento

 O roteamento de datagramas em uma rede pode O roteamento de datagramas em uma rede pode

ser definido como:

 O conjunto de tarefas de mover um pacote IP, O conjunto de tarefas de mover um pacote IP,  De roteador em roteador (hop-by-hop)De roteador em roteador (hop-by-hop)

 Até a rede de destino, Até a rede de destino,

(14)

UDESC UDESC

Os caminhos são determinados

pela construção de uma tabela

(15)

Fontes de Informação para

montar a tabela

 Determinar caminho exige avaliar a topologiaDeterminar caminho exige avaliar a topologia  Para avaliar, o roteador elabora uma tabela de Para avaliar, o roteador elabora uma tabela de

rotas seguindo informações oriundas de 3 fontes:

 Redes diretamente conectadas: Inseridas na tabela Redes diretamente conectadas: Inseridas na tabela

assim que a interface fica UP

 rota estática ou roteamento não adaptativo: Anunciadas Anunciadas

pelo administrador

 Rotas dinâmicas (ou adaptativas)Rotas dinâmicas : Aprendidas :

dinamicamente através dos protocolos de roteamento que estão executando no roteador

(16)

UDESC UDESC

Funções do roteador



Pré-requisitos:

 Deve estar com a suíte de protocolo(s) ativa;  Capacidade para se comunicar com seus

dispositivos vizinhos;



Funções do roteador

 Conhecer o endereço de destino;

 Identificar a fonte de informação do caminho Descobrir possíveis rotas;

 Selecionar a melhor rota;

(17)

Funções dos protocolos



decidir

método de enviar

atualizações (Broad, multi, unicast)



Verificar o

conhecimento que está

contido

nessas atualizações

_{nessas atualizações}



Quando enviar

esse conhecimento



Como localizar os destinatários

das atualizações

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Roteamento IP cerutti 18

Distance vector X link state



A abordagem do roteamento de vetores de

distância (distance vectors)

 determina a direção (vetor) determina a direção (vetor)

 e a distância de todos os links na internetwork. e a distância de todos os links na internetwork.



A abordagem do link state

 (também chamado de (também chamado de shortest path firstshortest path first) )

 recria a topologia exata da internetwork inteira recria a topologia exata da internetwork inteira

(ou de pelo menos da parte onde o roteador

está situado).

(19)

Atributos das técnicas de

roteamento

(20)

Protocolos distance vector



Routing Information Protocol (RIP v1

e v2) for IP (RFC 2453)



Xerox Networking System's XNS RIP



Novell's IPX RIP



Cisco's Internet Gateway Routing

Protocol (IGRP)



DEC's DNA Phase IV



AppleTalk's Routing Table

Maintenance Protocol (RTMP)

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Características



Periodicamente envia

atualizações de rotas para todos

os vizinhos



Por difusão (broadcasting) de

toda a tabela de rotas.

(22)

Atualizações periódicas

Periodic updates

significa que no final de um

certo período



Atualizações serão transmitidas



Esse período varia tipicamente de:

 10 seconds for AppleTalk's RTMP 10 seconds for AppleTalk's RTMP  a 90 seconds for Cisco's IGRP. a 90 seconds for Cisco's IGRP.



Um problema aqui é a frequencia:



Atualizar com muita frequencia pode

causar congestionamento



Se a frequencia for muito pequena, o

tempo de convergencia pode ser

inaceitável.

(23)

Link State Routing

Protocols

 A informação disponível pelos protocolos de vetor A informação disponível pelos protocolos de vetor

de distância podem ser comparados com

de distância podem ser comparados com as as sinalizações em uma rodovia

sinalizações em uma rodovia

 Os protocolos de estado dos enlaces possuem Os protocolos de estado dos enlaces possuem

informações que

informações que são como um mapa rodoviário são como um mapa rodoviário completo para a sua área

completo para a sua área de atuação de atuação

 Suas decisões dificilmente são enganosas, pois Suas decisões dificilmente são enganosas, pois

possuem as últimas informações

possuem as últimas informações sobre toda a sobre toda a sua rede

sua rede, recebida de todos os seu pares., recebida de todos os seu pares.

 Os estados dos enlaces de cada região também Os estados dos enlaces de cada região também

são mapeados.

(24)

link state routing protocols



Open Shortest Path First (OSPF) for IP

(RFC 2328)



The ISO's Intermediate System to

Intermediate System (IS-IS) for CLNS

and IP



DEC's DNA Phase V



Novell's NetWare Link Services

Protocol (NLSP)

(25)

Distâncias administrativas

(26)

UDESC UDESC

Roteamento e comutação



O mecanismo de aprendizado e

manutenção do conhecimento da

topologia de rede é considerado

como função de roteamento



O movimento real do tráfego



(da interface de entrada para uma

interface de saída)



é considerada uma função de

comutação

(27)

Roteamento e Comutação

Detalhes internos das funções de roteamento e comutação

(28)

Entrega direta=rede local

“Carteiro”

Envelope

Digital

(29)

Frames e datagramas

durante o percurso

Os frames mudam, os datagramas

(30)

30 30

Um roteador

A camada de enlace

remove o cabeçalho e o trailer O router A

recebe o frame na camada 2

(31)

“Problema do

peixe”

Métricas

• Tamanho do caminho (hop count)Tamanho do caminho (hop count)

• Reliability (confiabilidade)_{Reliability (confiabilidade)} • Delay (atraso)_{Delay (atraso)}

• Bandwidth (banda _{Bandwidth (banda} •Load (carga)_{Load (carga)}

(32)

UDESC UDESC

Autonomous Systems

IANA – Internet Assigned Numbers



Authority (http://www.iana.org)



É responsável por alocar números dos



autonomous systems



Os Automonous System são designados



com um número de 16 bits



Protegem o crescimento e divulgação das

tabelas

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Intra-AS and Inter-AS routing

Host h2 a b b a a C A B d _c A.a A.c C.b B.a c b Host h1 roteamento No interior do AS A Inter-AS routing between A and B roteamento no interior do AS B

Relação entre LAN / WAN?

(34)

cerutti 34

Conhecimento da rede =

Convergência

 O conhecimento precisa refletir uma visão consistente e O conhecimento precisa refletir uma visão consistente e

exata da nova topologia.

 Essa visão é chamada de Essa visão é chamada de convergênciaconvergência..

 Quando todos os roteadores em uma rede operam com o Quando todos os roteadores em uma rede operam com o

mesmo conhecimento,

 diz-se que a internetwork diz-se que a internetwork convergiuconvergiu. .

 A convergência rápida é um A convergência rápida é um recurso de rede desejávelrecurso de rede desejável, ,  porque porque reduz o período de temporeduz o período de tempo

 no qual os roteadores continuariam a tomar decisões de no qual os roteadores continuariam a tomar decisões de

roteamento

(35)

(36)

UDESC UDESC

Tecnologias

HW Tecnologias Tendências SW Transceivers ASI Cs Virtualizações Adição de cabeçalhos Conversões Filtros QoS VPN MPLS PAT NAT Marcações Reservas Roteamento Óptico Metro-Eth FXO/S

802.1p, Virtual Gateway Protocol Tunelamento, IGMP-Mcast, runking

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IETF Routing Area Working Group

 ccampccampCommon Control and Measurement PlaneCommon Control and Measurement Plane  forcesforcesForwarding and Control Element SeparationForwarding and Control Element Separation  idridrInter-Domain RoutingInter-Domain Routing

 isisisisIS-IS for IP InternetsIS-IS for IP Internets

 l1vpnl1vpnLayer 1 Virtual Private NetworksLayer 1 Virtual Private Networks  manetmanetMobile Ad-hoc NetworksMobile Ad-hoc Networks

 mplsmplsMultiprotocol Label SwitchingMultiprotocol Label Switching  ospfospfOpen Shortest Path First IGPOpen Shortest Path First IGP  pcepcePath Computation ElementPath Computation Element

 pimpimProtocol Independent MulticastProtocol Independent Multicast

 rpsecrpsecRouting Protocol Security RequirementsRouting Protocol Security Requirements  rtgwgrtgwgRouting Area Working GroupRouting Area Working Group