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Fontes de rota
Como um roteador sabe para onde pode enviar pacotes? Ele cria uma tabela de roteamento baseada na rede em que está localizado.
Uma tabela de roteamento contém uma lista de rotas para redes conhecidas (prefixos e comprimentos de prefixo). A fonte desta informação é derivada do seguinte:
- Redes conectadas diretamente
- Rotas estáticas
- Protocolos de roteamento dinâmico
Na figura, R1 e R2 estão usando o protocolo de roteamento dinâmico OSPF para compartilhar informações de roteamento. Além disso, R2 é configurado com uma rota estática padrão para o ISP.
Clique em cada botão para ver a tabela de roteamento completa para cada roteador depois que as redes diretamente conectadas, o roteamento estático e o roteamento dinâmico forem configurados. O restante deste tópico demonstrará como essas tabelas são preenchidas.
Nas tabelas de roteamento para R1 e R2, observe que as origens de cada rota são identificadas por um código. O código identifica como a rota foi aprendida. Por exemplo, os códigos comuns incluem o seguinte:
- L – Identifica o endereço atribuído a uma interface de roteador. Isso permite que o roteador determine com eficiência quando ele recebe um pacote para a interface em vez de ser encaminhado.
- C – Identifica uma rede conectada diretamente.
- S – Identifica uma rota estática criada para alcançar uma rede específica.
- O – Identifica uma rede aprendida dinamicamente de outro roteador usando o protocolo de roteamento OSPF.
- * – Esta rota é candidata a uma rota padrão.
Princípios da tabela de roteamento
Existem três princípios de tabela de roteamento, conforme descrito na tabela. Esses são problemas que são resolvidos pela configuração adequada de protocolos de roteamento dinâmico ou rotas estáticas em todos os roteadores entre os dispositivos de origem e de destino.
| Princípio da Tabela de Roteamento | Exemplo |
|---|---|
| Cada roteador toma suas decisões sozinho, com base nas informações que possui em sua própria tabela de roteamento. | R1 só pode encaminhar pacotes usando sua própria tabela de roteamento. R1 não sabe quais rotas estão nas tabelas de roteamento de outros roteadores (por exemplo, R2). |
| As informações em uma tabela de roteamento de um roteador não correspondem necessariamente à tabela de roteamento de outro roteador. | Só porque R1 tem rota em sua tabela de roteamento para uma rede na internet via R2, isso não significa que R2 conheça essa mesma rede. |
| As informações de roteamento sobre um caminho não fornecem informações de roteamento de retorno. | R1 recebe um pacote com o endereço IP de destino do PC1 e o endereço IP de origem do PC3. Só porque R1 sabe como encaminhar o pacote para fora de sua interface G0 / 0/0, não significa necessariamente que ele sabe como encaminhar pacotes originados do PC1 de volta para a rede remota do PC3. |
Entradas da tabela de roteamento
Como administrador de rede, é fundamental saber como interpretar o conteúdo das tabelas de roteamento IPv4 e IPv6. A figura exibe as entradas da tabela de roteamento IPv4 e IPv6 em R1 para a rota para a rede remota 10.0.4.0/24 e 2001: db8: acad: 4 :: / 64. Ambas as rotas foram aprendidas dinamicamente a partir do protocolo de roteamento OSPF.
Na figura, os números identificam as seguintes informações:
- Origem da rota – Identifica como a rota foi aprendida.
- Rede de destino (prefixo e comprimento do prefixo) – Identifica o endereço da rede remota.
- Distância administrativa – identifica a confiabilidade da origem da rota. Os valores mais baixos indicam a origem da rota preferida.
- Métrica – Identifica o valor atribuído para alcançar a rede remota. Valores mais baixos indicam rotas preferidas.
- Next-hop – Identifica o endereço IP do próximo roteador para o qual o pacote será encaminhado.
- Carimbo de data e hora da rota – Identifica quanto tempo se passou desde que a rota foi aprendida.
- Interface de saída – Identifica a interface de saída a ser usada para os pacotes de saída alcançarem seu destino final.
Nota: O comprimento do prefixo da rede de destino especifica o número mínimo de bits da extrema esquerda que devem corresponder entre o endereço IP do pacote e a rede de destino (prefixo) para que esta rota seja usada.
Redes diretamente conectadas
Antes que um roteador possa aprender sobre qualquer rede remota, ele deve ter pelo menos uma interface ativa configurada com um endereço IP e máscara de sub-rede (comprimento do prefixo). Isso é conhecido como uma rede conectada diretamente ou uma rota conectada diretamente. Os roteadores adicionam uma rota conectada diretamente à sua tabela de roteamento quando uma interface é configurada com um endereço IP e é ativada.
Uma rede conectada diretamente é denotada por um código de status C na tabela de roteamento. A rota contém um prefixo de rede e comprimento de prefixo.
A tabela de roteamento também contém uma rota local para cada uma de suas redes diretamente conectadas, indicada pelo código de status L. Este é o endereço IP que é atribuído à interface nessa rede diretamente conectada. Para rotas locais IPv4, o comprimento do prefixo é / 32 e para rotas locais IPv6, o comprimento do prefixo é / 128. Isso significa que o endereço IP de destino do pacote deve corresponder a todos os bits na rota local para que essa rota seja compatível. O objetivo da rota local é determinar com eficiência quando ela recebe um pacote para a interface em vez de um pacote que precisa ser encaminhado.
Redes diretamente conectadas e rotas locais são mostradas na saída a seguir.
R1# show ip route
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
(Output omitted)
C 10.0.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0/0
L 10.0.1.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0/0
R1#
R1# show ipv6 route
IPv6 Routing Table - default - 10 entries
Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, U - Per-user Static route
(Output omitted)
C 2001:DB8:ACAD:1::/64 [0/0]
via GigabitEthernet0/0/0, directly connected
L 2001:DB8:ACAD:1::1/128 [0/0]
via GigabitEthernet0/0/0, receive
R1#Rotas Estáticas
Depois que as interfaces conectadas diretamente são configuradas e adicionadas à tabela de roteamento, o roteamento estático ou dinâmico pode ser implementado para acessar redes remotas.
As rotas estáticas são configuradas manualmente. Eles definem um caminho explícito entre dois dispositivos de rede. Ao contrário de um protocolo de roteamento dinâmico, as rotas estáticas não são atualizadas automaticamente e devem ser reconfiguradas manualmente se a topologia da rede mudar. Os benefícios do uso de rotas estáticas incluem segurança aprimorada e eficiência de recursos. As rotas estáticas usam menos largura de banda do que os protocolos de roteamento dinâmico, e nenhum ciclo de CPU é usado para calcular e comunicar as rotas. A principal desvantagem de usar rotas estáticas é a falta de reconfiguração automática se a topologia da rede mudar.
O roteamento estático tem três usos principais:
- Ele fornece facilidade de manutenção da tabela de roteamento em redes menores que não devem crescer significativamente.
- Ele usa uma única rota padrão para representar um caminho para qualquer rede que não tenha uma correspondência mais específica com outra rota na tabela de roteamento. As rotas padrão são usadas para enviar tráfego para qualquer destino além do próximo roteador upstream.
- Ele faz o roteamento de e para redes stub. Uma rede stub é uma rede acessada por uma única rota e o roteador tem apenas um vizinho.
A figura mostra um exemplo de redes stub. Observe que qualquer rede conectada a R1 teria apenas uma maneira de alcançar outros destinos, seja para redes conectadas a R2 ou para destinos além de R2. Isso significa que as redes 10.0.1.0/24 e 10.0.2.0/24 são redes stub e R1 é um roteador stub.
Neste exemplo, uma rota estática pode ser configurada em R2 para alcançar as redes R1. Além disso, como R1 tem apenas uma maneira de enviar tráfego não local, uma rota estática padrão pode ser configurada em R1 para apontar para R2 como o próximo salto para todas as outras redes.
Rotas estáticas na tabela de roteamento IP
Para demonstrar o roteamento estático, a topologia na figura é simplificada para mostrar apenas uma LAN conectada a cada roteador. A figura mostra as rotas estáticas IPv4 e IPv6 configuradas em R1 para alcançar as redes 10.0.4.0/24 e 2001: db8: acad: 4 :: / 64 em R2. Os comandos de configuração são apenas para demonstração e são discutidos em outro módulo.
A saída mostra as entradas de roteamento estático IPv4 e IPv6 em R1 que podem alcançar as redes 10.0.4.0/24 e 2001: db8: acad: 4 :: / 64 em R2. Observe que ambas as entradas de roteamento usam o código de status S, indicando que a rota foi aprendida por uma rota estática. Ambas as entradas também incluem o endereço IP do roteador do próximo salto, via endereço IP. O parâmetro estático no final do comando exibe apenas rotas estáticas.
R1# show ip route static
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
(output omitted)
10.0.0.0/8 is variably subnetted, 8 subnets, 2 masks
S 10.0.4.0/24 [1/0] via 10.0.3.2
R1# show ipv6 route static
IPv6 Routing Table - default - 8 entries
Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, U - Per-user Static route
(output omitted)
S 2001:DB8:ACAD:4::/64 [1/0]
via 2001:DB8:ACAD:3::2Protocolos de roteamento dinâmico
Os protocolos de roteamento dinâmico são usados por roteadores para compartilhar automaticamente informações sobre a acessibilidade e o status de redes remotas. Os protocolos de roteamento dinâmico executam várias atividades, incluindo descoberta de rede e manutenção de tabelas de roteamento.
Vantagens importantes dos protocolos de roteamento dinâmico são a capacidade de selecionar um melhor caminho e a capacidade de descobrir automaticamente um novo melhor caminho quando houver uma mudança na topologia.
A descoberta de rede é a capacidade de um protocolo de roteamento de compartilhar informações sobre as redes conhecidas com outros roteadores que também estão usando o mesmo protocolo de roteamento. Em vez de depender de rotas estáticas configuradas manualmente para redes remotas em cada roteador, um protocolo de roteamento dinâmico permite que os roteadores aprendam automaticamente sobre essas redes com outros roteadores. Essas redes, e o melhor caminho para cada uma, são adicionadas à tabela de roteamento do roteador e identificadas como uma rede aprendida por um protocolo de roteamento dinâmico específico.
A figura mostra os roteadores R1 e R2 usando um protocolo de roteamento comum para compartilhar informações de rede.
Rotas dinâmicas na tabela de roteamento IP
Um exemplo anterior usou rotas estáticas para as redes 10.0.4.0/24 e 2001: db8: acad: 4 :: / 64. Essas rotas estáticas não são mais configuradas e o OSPF agora está sendo usado para aprender dinamicamente todas as redes conectadas a R1 e R2. Os exemplos a seguir mostram as entradas de roteamento OSPF IPv4 e IPv6 em R1 que podem alcançar essas redes em R2. Observe que ambas as entradas de roteamento usam o código de status O para indicar que a rota foi aprendida pelo protocolo de roteamento OSPF. Ambas as entradas também incluem o endereço IP do roteador de próximo salto, via endereço IP.
Nota: Os protocolos de roteamento IPv6 usam o endereço local do link do roteador de próximo salto.
Nota: A configuração de roteamento OSPF para IPv4 e IPv6 está além do escopo deste curso.
R1# show ip route
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
(output omitted for brevity)
O 10.0.4.0/24 [110/50] via 10.0.3.2, 00:24:22, Serial0/1/1
O 10.0.5.0/24 [110/50] via 10.0.3.2, 00:24:15, Serial0/1/1
R1# show ipv6 route
IPv6 Routing Table - default - 10 entries
(Output omitted)
NDr - Redirect, RL - RPL, O - OSPF Intra, OI - OSPF Inter
O 2001:DB8:ACAD:4::/64 [110/50]
via FE80::2:C, Serial0/1/1
O 2001:DB8:ACAD:5::/64 [110/50]
via FE80::2:C, Serial0/1/1Rota Padrão
Uma rota padrão é semelhante a um gateway padrão em um host. A rota padrão especifica um roteador de próximo salto a ser usado quando a tabela de roteamento não contém uma rota específica que corresponda ao endereço IP de destino.
Uma rota padrão pode ser uma rota estática ou aprendida automaticamente a partir de um protocolo de roteamento dinâmico. Uma rota padrão possui uma entrada de rota IPv4 de 0.0.0.0/0 ou uma entrada de rota IPv6 de :: / 0. Isso significa que zero ou nenhum bit precisa corresponder entre o endereço IP de destino e a rota padrão.
A maioria dos roteadores corporativos tem uma rota padrão em sua tabela de roteamento. Isso reduz o número de rotas em uma tabela de roteamento.
Um roteador, como um roteador residencial ou de pequeno escritório que possui apenas uma LAN, pode alcançar todas as suas redes remotas por meio de uma rota padrão. Isso é útil quando o roteador tem apenas redes conectadas diretamente e um ponto de saída para um roteador do provedor de serviços.
Na figura, os roteadores R1 e R2 estão usando OSPF para compartilhar informações de roteamento sobre suas próprias redes (redes 10.0.x.x / 24 e 2001: db8: acad: x :: / 64). R2 tem uma rota padrão estática para o roteador ISP. R2 encaminhará todos os pacotes com um endereço IP de destino que não corresponda especificamente a uma das redes em sua tabela de roteamento para o roteador ISP. Isso inclui todos os pacotes destinados à Internet.
R2 compartilhou sua rota padrão com R1 usando OSPF. R1 agora terá uma rota padrão em sua tabela de roteamento que aprendeu dinamicamente do OSPF. R1 também encaminhará quaisquer pacotes com um endereço IP de destino que não corresponda especificamente a uma das redes em sua tabela de roteamento para R2.
Os exemplos a seguir mostram as entradas da tabela de roteamento IPv4 e IPv6 para as rotas padrão estáticas configuradas em R2.
R2# show ip route
(Output omitted)
S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 209.165.200.226
R2#
R2# show ipv6 route
(Output omitted)
S ::/0 [1/0]
via 2001:DB8:FEED:224::2
R2#Estrutura de uma tabela de roteamento IPv4
O IPv4 foi padronizado no início dos anos 1980 usando a agora obsoleta arquitetura de endereçamento de classes. A tabela de roteamento IPv4 é organizada usando a mesma estrutura classful. Na saída show ip route, observe que algumas entradas de rota são justificadas à esquerda enquanto outras são recuadas. Isso se baseia em como o processo de roteamento pesquisa a tabela de roteamento IPv4 para obter a correspondência mais longa. Tudo isso por causa do endereçamento classful. Embora o processo de pesquisa não use mais classes, a estrutura da tabela de roteamento IPv4 ainda mantém esse formato.
Router# show ip route
(Output omitted)
192.168.1.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 192.168.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0
L 192.168.1.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
O 192.168.2.0/24 [110/65] via 192.168.12.2, 00:32:33, Serial0/0/0
O 192.168.3.0/24 [110/65] via 192.168.13.2, 00:31:48, Serial0/0/1
192.168.12.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 192.168.12.0/30 is directly connected, Serial0/0/0
L 192.168.12.1/32 is directly connected, Serial0/0/0
192.168.13.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 192.168.13.0/30 is directly connected, Serial0/0/1
L 192.168.13.1/32 is directly connected, Serial0/0/1
192.168.23.0/30 is subnetted, 1 subnets
O 192.168.23.0/30 [110/128] via 192.168.12.2, 00:31:38, Serial0/0/0
Router#Nota: A tabela de roteamento IPv4 no exemplo não é de nenhum roteador na topologia usada neste módulo.
Embora os detalhes da estrutura estejam além do escopo deste módulo, é útil reconhecer a estrutura da tabela. Uma entrada recuada é conhecida como rota secundária. Uma entrada de rota é identada se for a sub-rede de um endereço classful (rede de classe A, B ou C). As redes diretamente conectadas sempre serão indentadas (rotas secundárias) porque o endereço local da interface é sempre inserido na tabela de roteamento como / 32. A rota secundária incluirá a origem da rota e todas as informações de encaminhamento, como o endereço do próximo salto. O endereço de rede classful desta sub-rede será mostrado acima da entrada da rota, menos recuado e sem um código-fonte. Essa rota é conhecida como rota primária.
Nota: Esta é apenas uma breve introdução à estrutura de uma tabela de roteamento IPv4 e não cobre detalhes ou especificações dessa arquitetura.
O próximo exemplo mostra a tabela de roteamento IPv4 de R1 na topologia. Observe que todas as redes na topologia são sub-redes, que são rotas secundárias, da rede de classe A e rota primária10.0.0.0 / 8.
R1# show ip route
(output omitted for brevity)
O*E2 0.0.0.0/0 [110/1] via 10.0.3.2, 00:51:34, Serial0/1/1
10.0.0.0/8 is variably subnetted, 8 subnets, 2 masks
C 10.0.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0/0
L 10.0.1.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0/0
C 10.0.2.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0/1
L 10.0.2.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0/1
C 10.0.3.0/24 is directly connected, Serial0/1/1
L 10.0.3.1/32 is directly connected, Serial0/1/1
O 10.0.4.0/24 [110/50] via 10.0.3.2, 00:24:22, Serial0/1/1
O 10.0.5.0/24 [110/50] via 10.0.3.2, 00:24:15, Serial0/1/1
R1#Estrutura de uma tabela de roteamento IPv6
O conceito de endereçamento classful nunca fez parte do IPv6, portanto, a estrutura de uma tabela de roteamento IPv6 é muito simples. Cada entrada de rota IPv6 é formatada e alinhada da mesma maneira.
R1# show ipv6 route
(output omitted for brevity)
OE2 ::/0 [110/1], tag 2
via FE80::2:C, Serial0/0/1
C 2001:DB8:ACAD:1::/64 [0/0]
via GigabitEthernet0/0/0, directly connected
L 2001:DB8:ACAD:1::1/128 [0/0]
via GigabitEthernet0/0/0, receive
C 2001:DB8:ACAD:2::/64 [0/0]
via GigabitEthernet0/0/1, directly connected
L 2001:DB8:ACAD:2::1/128 [0/0]
via GigabitEthernet0/0/1, receive
C 2001:DB8:ACAD:3::/64 [0/0]
via Serial0/1/1, directly connected
L 2001:DB8:ACAD:3::1/128 [0/0]
via Serial0/1/1, receive
O 2001:DB8:ACAD:4::/64 [110/50]
via FE80::2:C, Serial0/1/1
O 2001:DB8:ACAD:5::/64 [110/50]
via FE80::2:C, Serial0/1/1
L FF00::/8 [0/0]
via Null0, receive
R1#Distância Administrativa
Uma entrada de rota para um endereço de rede específico (prefixo e comprimento do prefixo) só pode aparecer uma vez na tabela de roteamento. No entanto, é possível que a tabela de roteamento aprenda sobre o mesmo endereço de rede de mais de uma fonte de roteamento.
Exceto em circunstâncias muito específicas, apenas um protocolo de roteamento dinâmico deve ser implementado em um roteador. No entanto, é possível configurar o OSPF e o EIGRP em um roteador, e ambos os protocolos de roteamento podem aprender da mesma rede de destino. Cada protocolo de roteamento pode decidir por um caminho diferente para chegar ao destino com base na métrica desse protocolo de roteamento.
Isso levanta algumas questões, como as seguintes:
- Como o roteador sabe qual fonte usar?
- Qual rota deve ser instalada na tabela de roteamento? A rota aprendida com o OSPF ou a rota aprendida com o EIGRP?
O Cisco IOS usa o que é conhecido como distância administrativa (AD) para determinar a rota a ser instalada na tabela de roteamento IP. O AD representa a “confiabilidade” da rota. Quanto menor o AD, mais confiável é a origem da rota. Como o EIGRP tem um AD de 90 e o OSPF tem um AD de 110, a entrada de rota EIGRP seria instalada na tabela de roteamento.
Nota: O AD não representa necessariamente qual protocolo de roteamento dinâmico é o melhor.
Um exemplo mais comum é um roteador aprendendo o mesmo endereço de rede de uma rota estática e um protocolo de roteamento dinâmico, como OSPF. Uma rota estática tem um AD de 1, enquanto uma rota descoberta pelo OSPF tem um AD de 110. Dadas duas fontes de rota separadas para o mesmo destino, o roteador escolhe instalar a rota com o AD mais baixo. Quando um roteador pode escolher uma rota estática e uma rota OSPF, a rota estática tem precedência.
Nota: Redes conectadas diretamente têm o menor AD de 0. Somente uma rede diretamente conectada pode ter um AD de 0.
| Origem da rota | Distância Administrativa |
|---|---|
| Directly connected | 0 |
| Static route | 1 |
| EIGRP summary route | 5 |
| External BGP | 20 |
| Internal EIGRP | 90 |
| OSPF | 110 |
| IS-IS | 115 |
| RIP | 120 |
| External EIGRP | 170 |
| Internal BGP | 200 |
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