Visão Geral Sobre Roteamento

Roteamento: O que é importante saber?

Alex S. [email protected]

Algumas imagens e figuras Copyright 1996-2007 J.F Kurose and K.W. Ross, Todos os direitos reservadosPart of images and figures: Copyright 1996-2007 J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved 1

Roteiro

•Apresentação

•Certificação Cisco CCNA•Pós-graduação MIT em Engenharia de Redes•Redes de computadores e Internet

• Estruturas, protocolos

•Roteadores• Estrutura, funções, funcionamento

•Conclusão

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Certificação Cisco CCNA®

•Cisco Certified Network Associate (CCNA®)•Certifica o profissional com conhecimentos em:

• instalar, configurar, operar e consertar redes de médio-porte roteadas e comutadas;

• implementar e verificar conexões a locais remotos em WAN;• mitigação básica de ameaças de segurança;• conceitos e terminologia de redes sem fio;• uso dos protocolos e tecnologias: IP, EIGRP, Serial Line

Interface Protocol, Frame Relay, RIPv2, VLAN, Ethernet e Access Control Lists (ACLs).

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•Exame: 640-802 CCNA®

•Duração: 90 minutos (45-55 questões)•Nível: Associate •Idiomas: Português, Inglês, Japonês, Espanhol, Russo,

e Francês•Disponibilidade: somente em centros autorizados VUE•Valores (16 Jan 2012)

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ICND1 USD$ 150 R$275*

ICND2 USD$ 150 R$275*

CCNA USD$ 295 R$540*

CCDA USD$ 200 R$367** Valores em reais aproximados (cotação dólar comercial em: 12/04/2012)


•Certificações CCNA® especializadas• Routing & Switching (CCNA)• Security (CCNA Security)• SP Operations (CCNA SP Ops)• Service Provider (CCNA SP) (Novo)

• Voice (CCNA Voice)• Wireless (CCNA Wireless)• Voice (CCNA Voice)

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Pós-graduação MIT em Engenharia de Redes

•Preparar profissionais para: • suporte a ambientes de rede multiplataforma;• administração de redes Cisco e sistemas Linux e Microsoft;• aplicar ITIL na gestão de ambientes de TI

•Objetivo: atender demandas do mercado por profissionais capacitados para:• recomendar, implementar e gerir serviços de rede;• oferecer alta qualidade na gestão de engenharia de redes;• aprimorar o suporte a ambientes de rede multiplataforma.

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•Duração: 20 meses•Blocos de aprendizado, que totalizando 440 horas/aula. •Ao longo do curso, o aluno será preparado para as

certificações: CCNA, MCITP, LPIC-1 e ITIL•Maiores informações: http://goo.gl/cf8Bf

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Redes Cisco 110 horas/aula

Windows Server 150 horas/aula

Linux 120 horas/aula

Gerenciamento de Serviços de TI 40 horas/aula

Fechamento 20 horas/aula


Redes Cisco - 110 horas/aula

Fundamentos de redes

• Modelo de Camadas; Conceitos de redes; Topologias ; Padrão IEEE; Redes Locais Ethernet; Redes Locais sem fio (WLAN); Switching; Virtual LAN (VLAN); Spanning Trunk Protocol (VTP); Exercícios Práticos para a Certificação .Roteamento em Rede

• Modelo TCP/IP; Portas Lógicas; ICMP, ARP e RARP; Endereçamento IP; Classes; Subendereçamento; VLSM; CIDR; Sumarização; IPv6; Configuração de Roteadores; Configuração de Roteamento Estático; RIP; RIP2; EIGRP; OSPF e NAT; Exercícios Práticos para a Certificação.

Administração de Redes Cisco

• Configuração do Register; Recuperação de Senhas; Recuperação de IOS; Gerenciamento da Rede utilizando o Protocolo CDP e Telnet; Configuração de DHCP; Segurança; Lista de Controle de Acesso (ACL), VPN, SSH, Protocolos WAN, PPP, HDLC; Frame Relay; Configuração de Switches; Exercícios Práticos para a Certificação. 8

Como começaram as redes e a Internet?

•Um breve resumo da história...

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Redes de Computadores

• Redes de computadores: o meio de comunicação mais usado na atualidade

• Internet: representa o maior sistema projetado pela humanidade• Interconecta milhões de dispositivos

computacionais• Hosts = Sistemas finais: executam

aplicações de rede• Links de comunicação: fibra óptica,

cobre, rádio, satélite• Taxa de transmissão = largura de banda

• Roteadores: encaminham pacotes (agrupamentos de dados) entre as redes

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Home network

Institutional network

Mobile network

Global ISP

Regional ISP

Internet

•Coleção de redes interconectadas•Redes agrupadas em domínios administrativos, ou

Sistemas Autônomos (Autonomous Systems - AS)• Autoridade administrativa• Entidade que controla e administra um grupo de redes e

roteadores [RFC 1930]

•Interconexões feitas por roteadores•Estrutura fracamente hierárquica

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A Internet na atualidade

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Internet

•Protocolos controlam envio e recebimento de mensagens. Ex.: TCP, IP, HTTP, Skype, Ethernet

•Internet “rede de redes”• Fracamente hierarquica• Internet pública versus intranet privada

•Padrões da Internet• RFC: Request for comments• IETF: Internet Engineering Task Force• IAB: Internet Architecture Board

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Organização em Camadas (Modelo OSI)

Camada de rede• Transporta segmentos do host

emissor ao receptor • O emissor encapsula segmentos em

datagramas• O receptor entrega segmentos para a

camada de transporte• Protocolos da camada de rede em

cada host, roteador• Roteador examina campos de

cabeçalho em todos os datagramas IP em passam por ele

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application transport network data link physical

application transport network data link physical

network data link physical











Serviço Sem Conexão (Connectionless)

•Redes de datagramas fornecem serviço de camada de rede do tipo “sem conexão” (connectionless service)• Redes de Circuitos Virtuais (VC) oferecem serviço de

conexão na camada de rede

•Há certa analogia com serviços da camada de transporte, porém:• O serviço é oferecido de um sistema a outro (host to host)• As redes fornecem um ou outro tipo de serviço• Implementação no núcleo da rede

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Principais funções dos roteadores na Camada 3

• Encaminhamento (forwarding): • Move pacotes da interface de entrada do roteador para a de saída

• Roteamento: determina a rota seguida pelos pacotes da origem até o destino• Manualmente: roteamento “estático” • Dinamicamente: algoritmo de roteamento determina o melhor caminho

• Endereçamento: determina a forma de identificação de redes e hosts

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•Executar algoritmos e protocolos de roteamento• RIP, OSPF, IS-IS, BGP

•Encaminhar (ou comutar) datagramas entre interfaces de entrada e saída

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•Funções da camada de rede de hosts e roteadores:

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forwarding table

Routing protocols • path selection • RIP, OSPF, BGP

IP protocol • addressing conventions • datagram format • packet handling conventions

ICMP protocol • error reporting • router �signaling�

Transport layer: TCP, UDP

Link layer

physical layer

Network layer

Protocolos

•Procedimento padronizado para regular transmissões de dados entre sistemas de computação.

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Internet

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3b

1d

3a 1c

2a AS3

AS1 AS2

1a

2c 2b

1b

Intra-AS Routing algorithm

Inter-AS Routing algorithm

Forwarding table

3c

•Tabelas de encaminhamento configuradas por algoritmos de roteamento intra e inter AS

Roteamento

•Entrega de pacotes de dados entre hosts•Modelo de funcionamento: salto-por-salto (hop by hop)•Requer criação e gestão de tabelas de informações:

• FIB: Forwarding Information Base• RIB: Routing Information Base • Configurações de roteamento

• Estático (manualmente)• Protocolos de roteamento (dinamicamente)

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Protocolos de roteamento

•Determinam de forma automatizada o conteúdo das tabelas de roteamento

•São programas que determinam: • a forma e conteúdo da tabela de roteamento • de que forma é atualizada.

•Há dois principais tipos de algoritmo usados• Vetor de Distancia (Distance-Vector. Ex. Bellman-Ford) e o

algoritmo baseado no Estado de Enlace (Link State. Ex.: Djikstra).

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Protocolos de roteamento (cont.)

•Tipos de Protocolos de Roteamento

•Roteamento Interno ao Sistema Autônomo• Interior Gateway Protocols (IGP)

• Exemplos: RIP, RIPv2, OSPF, IS-IS, IGRP, EIGRP

•Roteamento externo: entre diferentes Sistemas Autônomos (ou seja, por toda a Internet).• Exterior Gateway Protocol (EGP)

• Exemplo: BGP-4

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Tabelas de roteamento

•Registros de endereços de destino associados ao quantidade de saltos até o destino

•Podem conter várias outras informações associadas

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Protocolos de roteamento dinâmico

•Mantém e gerenciam as tabelas de roteamento• Incluem e removem dados sobre redes remotas

•Realizam descoberta automática de redes remotas•Realizam compartilhamento automático de informações

de tabelas de roteamento entre diferentes roteadores

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Protocolos de roteamento (IGP e EGP)

•RIP (Routing Information Protocol)•IGRP (Interior Gateway Protocol)•EIGRP (Enhanced IGRP)•Integrated IS-IS (Intermediate System to Intermediate

System Routing Exchange Protocol)•OSPF (Open Shortest Path First)•BGP (Border Gateway Protocol)

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Roteadores

Fonte: http://www.cisco.com/en/US/products/hw/routers/products_category_buyers_guide.html 27

Interfaces dos roteadores

•As interfaces de um roteador são conexões física que possibilitam um envio e recebimento de bits a outro dispositivo no outro extremo da conexão

•Cada interface conecta uma rede diferente•Consiste de um soquete ou conector encontrado no exterior de um

roteador•Tipos de interfaces:

•Ethernet•Fastethernet•Serial•DSL•ISDN•Cable

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Roteadores

Componentes do roteador• CPU – Executa as instruções do sistema operacional• Random access memory (RAM) – Mantém em execução uma cópia do arquivo de

configuração. Armazena a tabela de roteamento. A RAM perde o seu conteúdo quando o dispositivo é desligado.

• Read-only memory (ROM) – Retem um software de diagnóstico usado quando o roteador é inicializado. Armazena o programa bootstrap do roteador.

• Non-volatile RAM (NVRAM) – Armazena a configuração de inicialização. Este pode incluir endereços IP (Protocolos de Roteamento, Hostname do roteador)

• Memória Flash (Flash Memory) – Contém o sistema opertacional (Cisco IOS)• Interfaces – Possui múltiplas interfaces físicas usadas para conectar as redes• Exemplos de tipos de interface:

• Interfaces: Ethernet, FastEthernet, 1GigabitEthernet, 10GigabitEthernet...• Interfaces seriais• Interfaces de gerenciamento

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Arquitetura de roteadores

•Componentes do hardware de um roteador

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Roteamento

•Roteadores utilizam o endereço IP de destino dos pacotes para determinar o melhor caminho com a ajuda da tabela de roteamento

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Encaminhamento x Roteamento

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1

2 3

0111

value in arriving packet�s header

routing algorithm

local forwarding table header value output link

0100 0101 0111 1001

3 2 2 1

Valor no cabeçalho do pacote

Algoritmo de roteamento

tabela local de encaminhamento

SaídaCabeçalho

Conclusão

Agora, o você sabe de importante sobre roteamento• Arquitetura das redes e da Internet possuem hierarquia• Tráfego de dados encaminhado por roteadores no núcleo das redes,

cujas entidades administrativas são ASes• Decisão de roteamento de cada pacote feita a cada salto (hop)• Decisões de roteamento feitas pelos algoritmos do protocolos de

roteamento dinâmico• Existem protocolos para roteamento interno (IGP) e externo (EGP)• Algoritmos calculam os melhores caminhos com base em métricas• Roteadores interconectam redes e executam roteamento e forwarding• Roteadores possuem plano de controle e plano de encaminhamento

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Referências

•Redes de Computadores - Uma Abordagem Top-Down 5a Edição.

•Routing Protocols: http://www.cisco.com/warp/public/732/Tech/rtrp_pc.htm

•TCP/IP: http://www.cisco.com/warp/public/535/4.html•Dynamic Routing: http://www.cs.oswego.edu/~tymann/

classes/445/notes/06Dec96/1.html

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Agradecimentos

•Prof. Jim F. Kurose (U. Massachusetts, Amherst) e Prof. Keith W. Ross (NYU, Polytechnic Institute)

•André Lima (Infnet - Coordenador)

•Gabriel Poyart (Infnet - Marketing)

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Final

Roteamento: o que é importante saber?

Alex S. [email protected]

[email protected]

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Technology

Visão Geral Sobre Roteamento