Roteamento Estático e Dinâmico
Roteamento Estático e Dinâmico

Roteamento Estático e Dinâmico

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Estático ou dinâmico?

O tópico anterior discutiu as maneiras como um roteador cria sua tabela de roteamento. Portanto, agora você sabe que o roteamento, assim como o endereçamento IP, pode ser estático ou dinâmico. Você deve usar roteamento estático ou dinâmico? A resposta é as duas coisas! O roteamento estático e dinâmico não são mutuamente exclusivos. Em vez disso, a maioria das redes usa uma combinação de protocolos de roteamento dinâmico e rotas estáticas.

Rotas Estáticas

Rotas estáticas são comumente usadas nos seguintes cenários:

  • Como uma rota padrão, encaminhamento de pacotes para um provedor de serviços
  • Para rotas fora do domínio de roteamento e não aprendidas pelo protocolo de roteamento dinâmico
  • Quando o administrador da rede deseja definir explicitamente o caminho para uma rede específica
  • Para roteamento entre redes stub

As rotas estáticas são úteis para redes menores com apenas um caminho para uma rede externa. Eles também fornecem segurança em uma rede maior para certos tipos de tráfego ou links para outras redes que precisam de mais controle.

Protocolos de roteamento dinâmico

Os protocolos de roteamento dinâmico ajudam o administrador da rede a gerenciar o processo demorado e preciso de configuração e manutenção de rotas estáticas. Os protocolos de roteamento dinâmico são implementados em qualquer tipo de rede que consiste em mais do que apenas alguns roteadores. Os protocolos de roteamento dinâmico são escalonáveis ​​e determinam automaticamente as melhores rotas se houver uma alteração na topologia.

Os protocolos de roteamento dinâmico são comumente usados ​​nos seguintes cenários:

  • Em redes que consistem em mais do que apenas alguns roteadores
  • Quando uma mudança na topologia da rede exige que a rede determine automaticamente outro caminho
  • Para escalabilidade. Conforme a rede cresce, o protocolo de roteamento dinâmico aprende automaticamente sobre quaisquer novas redes.

A tabela mostra uma comparação de algumas diferenças entre o roteamento dinâmico e estático.

RecursoRoteamento DinâmicoRoteamento Estático
Complexidade de configuraçãoIndependente do tamanho da redeAumenta com o tamanho da rede
Mudanças de topologiaAdapta-se automaticamente às mudanças de topologiaIntervenção do administrador necessária
EscalabilidadeAdequado para topologias de rede simples a complexasAdequado para topologias simples
SegurançaA segurança deve ser configuradaA segurança é inerente
Uso de recursosUsa CPU, memória e largura de banda do linkSem recursos adicionais necessários
Previsibilidade do caminhoA rota depende da topologia e do protocolo de roteamento usadoDefinido explicitamente pelo administrador

Evolução do roteamento dinâmico

Os protocolos de roteamento dinâmico têm sido usados ​​em redes desde o final dos anos 1980. Um dos primeiros protocolos de roteamento foi o RIP. O RIPv1 foi lançado em 1988, mas alguns dos algoritmos básicos do protocolo foram usados ​​na Rede de Agências de Projetos de Pesquisa Avançada (ARPANET) já em 1969.

Conforme as redes evoluíram e se tornaram mais complexas, novos protocolos de roteamento surgiram. O protocolo RIP foi atualizado para RIPv2 para acomodar o crescimento no ambiente de rede. No entanto, o RIPv2 ainda não se adapta às implementações de rede maiores de hoje. Para atender às necessidades de redes maiores, dois protocolos de roteamento avançados foram desenvolvidos: OSPF e Sistema Intermediário para Sistema Intermediário (IS-IS). A Cisco desenvolveu o Interior Gateway Routing Protocol (IGRP), que mais tarde foi substituído pelo Enhanced IGRP (EIGRP), que também se adapta bem em implementações de rede maiores.

Além disso, havia a necessidade de conectar os diferentes domínios de roteamento de diferentes organizações e fornecer roteamento entre eles. O Border Gateway Protocol (BGP), o sucessor do Exterior Gateway Protocol (EGP), é usado entre provedores de serviços de Internet (ISPs). O BGP também é usado entre ISPs e algumas organizações privadas para trocar informações de roteamento.

A figura mostra a linha do tempo de quando os vários protocolos foram introduzidos.

Evolução do roteamento dinâmico

Para oferecer suporte à comunicação IPv6, versões mais recentes dos protocolos de roteamento IP foram desenvolvidas, conforme mostrado na linha IPv6 da tabela.

A tabela classifica os protocolos de roteamento atuais. Os Interior Gateway Protocols (IGPs) são protocolos de roteamento usados para trocar informações de roteamento dentro de um domínio de roteamento administrado por uma única organização. Existe apenas um EGP e é o BGP. O BGP é usado para trocar informações de roteamento entre diferentes organizações, conhecidas como sistemas autônomos (AS). O BGP é usado por ISPs para rotear pacotes pela Internet. Os protocolos de roteamento de vetor de distância, link-state e vetor de caminho referem-se ao tipo de algoritmo de roteamento usado para determinar o melhor caminho.

Conceitos de protocolo de roteamento dinâmico

Um protocolo de roteamento é um conjunto de processos, algoritmos e mensagens usados ​​para trocar informações de roteamento e preencher a tabela de roteamento com a escolha dos melhores caminhos. O objetivo dos protocolos de roteamento dinâmico inclui o seguinte:

  • Descoberta de redes remotas
  • Manter informações de roteamento atualizadas
  • Escolha do melhor caminho para as redes de destino
  • Capacidade de encontrar um novo melhor caminho se o caminho atual não estiver mais disponível

Os principais componentes dos protocolos de roteamento dinâmico incluem o seguinte:

  • Estruturas de dados – Os protocolos de roteamento normalmente usam tabelas ou bancos de dados para suas operações. Essas informações são mantidas na RAM.
  • Mensagens de protocolo de roteamento – Os protocolos de roteamento usam vários tipos de mensagens para descobrir roteadores vizinhos, trocar informações de roteamento e outras tarefas para aprender e manter informações precisas sobre a rede.
  • Algoritmo – Um algoritmo é uma lista finita de etapas usadas para realizar uma tarefa. Os protocolos de roteamento usam algoritmos para facilitar as informações de roteamento e para a determinação do melhor caminho.

Os protocolos de roteamento permitem que os roteadores compartilhem dinamicamente informações sobre redes remotas e ofereçam automaticamente essas informações para suas próprias tabelas de roteamento. Clique em Play para ver uma animação deste processo.

Os protocolos de roteamento determinam o melhor caminho, ou rota, para cada rede. Essa rota é então oferecida à tabela de roteamento. A rota será instalada na tabela de roteamento se não houver outra fonte de roteamento com um AD inferior. Um benefício principal dos protocolos de roteamento dinâmico é que os roteadores trocam informações de roteamento quando há uma alteração de topologia. Essa troca permite que os roteadores aprendam automaticamente sobre novas redes e encontrem caminhos alternativos quando houver uma falha de link para uma rede atual.

Protocolo de roteamento dinâmico de demonstração

Melhor caminho

Antes que um caminho para uma rede remota seja oferecido à tabela de roteamento, o protocolo de roteamento dinâmico deve determinar o melhor caminho para essa rede. A determinação do melhor caminho pode envolver a avaliação de vários caminhos para a mesma rede de destino e a seleção do caminho ideal ou mais curto para alcançar essa rede. Sempre que existem vários caminhos para a mesma rede, cada caminho usa uma interface de saída diferente no roteador para chegar a essa rede.

O melhor caminho é selecionado por um protocolo de roteamento com base no valor ou métrica que ele usa para determinar a distância para alcançar uma rede. Uma métrica é o valor quantitativo usado para medir a distância a uma determinada rede. O melhor caminho para uma rede é o caminho com a menor métrica.

Os protocolos de roteamento dinâmico normalmente usam suas próprias regras e métricas para construir e atualizar as tabelas de roteamento. O algoritmo de roteamento gera um valor, ou uma métrica, para cada caminho pela rede. As métricas podem ser baseadas em uma única característica ou em várias características de um caminho. Alguns protocolos de roteamento podem basear a seleção de rotas em várias métricas, combinando-as em uma única métrica.

A tabela a seguir lista os protocolos dinâmicos comuns e suas métricas.

Protocolo de RoteamentoMétrica
Routing Information Protocol (RIP)A métrica é “contagem de saltos”. Cada roteador ao longo de um caminho adiciona um salto à contagem de saltos. Máximo de 15 saltos permitidos.
Open Shortest Path First (OSPF)A métrica é o “custo”, que se baseia na largura de banda cumulativa da origem ao destino. Os links mais rápidos têm custos mais baixos em comparação com os links mais lentos (custo mais alto).
Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)Ele calcula uma métrica com base na largura de banda mais lenta e nos valores de atraso. Também pode incluir carga e confiabilidade no cálculo da métrica.

A animação na figura destaca como o caminho pode ser diferente dependendo da métrica usada. Se o melhor caminho falhar, o protocolo de roteamento dinâmico selecionará automaticamente um novo melhor caminho, se houver.

Melhor caminho de demonstração

Balanceamento de carga

O que acontece se uma tabela de roteamento tiver dois ou mais caminhos com métricas idênticas para a mesma rede de destino?

Quando um roteador tem dois ou mais caminhos para um destino com métricas de custo iguais, o roteador encaminha os pacotes usando os dois caminhos igualmente. Isso é chamado de balanceamento de carga de custo igual. A tabela de roteamento contém a única rede de destino, mas tem várias interfaces de saída, uma para cada caminho de custo igual. O roteador encaminha os pacotes usando as interfaces de saída múltiplas listadas na tabela de roteamento.

Se configurado corretamente, o balanceamento de carga pode aumentar a eficácia e o desempenho da rede.

O equilíbrio de carga de custo igual é implementado automaticamente por protocolos de roteamento dinâmico. Ele é habilitado com rotas estáticas quando há várias rotas estáticas para a mesma rede de destino usando roteadores de próximo salto diferentes.

Balanceamento de carga de demonstração

Nota: Apenas EIGRP suporta balanceamento de carga de custo desigual.

A animação na figura fornece um exemplo de balanceamento de carga de custo igual.

A figura é uma animação com quatro roteadores R1, R2, R3 e R4 interconectados entre si com conexões de 52 Mbps. Um PC rotulado como PC1 é conectado a R1 e um segundo PC rotulado como PC2 é conectado a R3. Quando a animação é executada, os pacotes do PC1 seguem vários caminhos através dos roteadores para o PC2, o que ilustra o equilíbrio de carga de custo igual, uma vez que todos os roteadores têm velocidades de conexão iguais.

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