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Duas funções do roteador
Antes que um roteador encaminhe um pacote para qualquer lugar, ele deve determinar o melhor caminho para o pacote seguir. Este tópico explica como os roteadores fazem essa determinação.
Os switches Ethernet são usados para conectar dispositivos finais e outros dispositivos intermediários, como outros switches Ethernet, à mesma rede. Um roteador conecta várias redes, o que significa que ele tem várias interfaces, cada uma pertencendo a uma rede IP diferente.
Quando um roteador recebe um pacote IP em uma interface, ele determina qual interface usar para encaminhar o pacote ao destino. Isso é conhecido como roteamento. A interface que o roteador usa para encaminhar o pacote pode ser o destino final ou pode ser uma rede conectada a outro roteador que é usada para alcançar a rede de destino. Cada rede à qual um roteador se conecta normalmente requer uma interface separada, mas nem sempre é o caso.
As funções principais de um roteador são determinar o melhor caminho para encaminhar pacotes com base nas informações de sua tabela de roteamento e encaminhar pacotes para seu destino.
Exemplo de funções de roteador
O roteador usa sua tabela de roteamento IP para determinar qual caminho (rota) usar para encaminhar um pacote. Clique em Reproduzir na figura para seguir um pacote do PC de origem ao PC de destino. Observe como R1 e R2 usam suas respectivas tabelas de roteamento de IP para determinar primeiro o melhor caminho e, em seguida, encaminhar o pacote.
Melhor caminho é igual a correspondência mais longa
O que significa que o roteador deve determinar o melhor caminho na tabela de roteamento? O melhor caminho na tabela de roteamento também é conhecido como a correspondência mais longa. A correspondência mais longa é um processo que o roteador usa para encontrar uma correspondência entre o endereço IP de destino do pacote e uma entrada de roteamento na tabela de roteamento.
A tabela de roteamento contém entradas de rota que consistem em um prefixo (endereço de rede) e comprimento do prefixo. Para que haja uma correspondência entre o endereço IP de destino de um pacote e uma rota na tabela de roteamento, um número mínimo de bits da extrema esquerda deve corresponder entre o endereço IP do pacote e a rota na tabela de roteamento. O comprimento do prefixo da rota na tabela de roteamento é usado para determinar o número mínimo de bits da extrema esquerda que devem corresponder. Lembre-se de que um pacote IP contém apenas o endereço IP de destino e não o comprimento do prefixo.
A correspondência mais longa é a rota na tabela de roteamento que tem o maior número de bits correspondentes da extrema esquerda com o endereço IP de destino do pacote. A rota com o maior número de bits equivalentes da extrema esquerda, ou a correspondência mais longa, é sempre a rota preferida.
Nota: O termo comprimento de prefixo será usado para se referir à parte da rede dos endereços IPv4 e IPv6.
Exemplo de correspondência mais longa de endereço IPv4
Na tabela, um pacote IPv4 possui o endereço IPv4 de destino 172.16.0.10. O roteador tem três entradas de rota em sua tabela de roteamento IPv4 que correspondem a este pacote: 172.16.0.0/12, 172.16.0.0/18 e 172.16.0.0/26. Das três rotas, 172.16.0.0/26 tem a correspondência mais longa e seria escolhida para encaminhar o pacote. Lembre-se de que para qualquer uma dessas rotas ser considerada uma correspondência, deve haver pelo menos o número de bits correspondentes indicados pela máscara de sub-rede da rota.
| Endereço IPv4 de destino | Endereço em binário |
|---|---|
| 172.16.0.10 | 10101100.00010000.00000000.00001010 |
| Entrada de rota | Comprimento do prefixo / prefixo | Endereço em binário |
|---|---|---|
| 1 | 172.16.0.0/12 | 10101100.00010000.00000000.00001010 |
| 2 | 172.16.0.0/18 | 10101100.00010000.00000000.00001010 |
| 3 | 172.16.0.0/26 | 10101100.00010000.00000000.00001010 |
Exemplo de correspondência mais longa de endereço IPv6
Na tabela, um pacote IPv6 possui o endereço IPv6 de destino 2001: db8: c000 :: 99. Este exemplo mostra três entradas de rota, mas apenas duas delas são uma correspondência válida, com uma delas sendo a correspondência mais longa. As duas primeiras entradas de rota têm comprimentos de prefixo que possuem o número necessário de bits correspondentes, conforme indicado pelo comprimento do prefixo. A primeira entrada de rota com um comprimento de prefixo de / 40 corresponde aos 40 bits da extrema esquerda no endereço IPv6. A segunda entrada de rota tem um comprimento de prefixo de / 48 e todos os 48 bits correspondem ao endereço IPv6 de destino e é a correspondência mais longa. A terceira entrada de rota não é uma correspondência porque seu prefixo / 64 requer 64 bits correspondentes. Para que o prefixo 2001: db8: c000: 5555 :: / 64 seja uma correspondência, os primeiros 64 bits devem ser o endereço IPv6 de destino do pacote. Apenas os primeiros 48 bits correspondem, portanto, essa entrada de rota não é considerada uma correspondência.
Para o pacote IPv6 de destino com o endereço 2001: db8: c000 :: 99, considere as três entradas de rota a seguir:
| Entrada de rota | Comprimento do prefixo / prefixo | Combina? |
|---|---|---|
| 1 | 2001:db8:c000::/40 | Correspondência de 40 bits |
| 2 | 2001:db8:c000::/48 | Correspondência de 48 bits (correspondência mais longa) |
| 3 | 2001:db8:c000:5555::/64 | Não corresponde a 64 bits |
Construir a Tabela de Roteamento
Uma tabela de roteamento consiste em prefixos e seus comprimentos de prefixo. Mas como o roteador aprende sobre essas redes? Como R1 na figura preenche sua tabela de roteamento?
Redes da perspectiva de R1
As redes na topologia são destacadas e rotuladas da perspectiva de R1. Todas as redes IPv4 e IPv6 destacadas em amarelo são redes conectadas diretamente. Todas as redes IPv4 e IPv6 destacadas em azul são redes remotas.
Clique em cada botão para obter mais informações sobre as diferentes maneiras como um roteador aprende as rotas.
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