IP significa Internet Protocol (Internet Protocol), e especificamente a 4ª versão deste protocolo é atualmente a mais comum. O IPv4 é definido por meio da RFC 791.
Dentro do OSI, é um protocolo de camada de rede (3ª). Este nível, lembro a você, é projetado para determinar o caminho da transferência de dados.
IPv4 usa comutação de pacotes. Nesse caso, a mensagem original transmitida é dividida em pequenas partes (pacotes), que são transmitidas independentemente pela rede.
Além disso, o IPv4 não garante a entrega de pacotes ou a ausência de duplicatas. Esta é a chamada “entrega de melhor esforço” (em oposição à entrega garantida). Assim, essas tarefas são transferidas para protocolos de nível superior, como o TCP.
Endereçamento
O IPv4 identifica o remetente e o destinatário usando um endereço de 32 bits, o que limita o número de endereços possíveis a 4.294.967.296. Desse número, o IPv4 reserva intervalos de endereços especiais chamados privados (~18M) e multicast (~270M).
Os endereços são geralmente escritos como quatro octetos decimais com pontos, por exemplo: 198.51.100.25 corresponde ao número C6336419 16 .
Ao usar o espaço de endereço global, é necessário distinguir entre os endereços disponíveis no local redes físicas que não requerem roteamento e endereços fisicamente localizados em outra rede. No caso deste último, os pacotes são direcionados ao roteador, que deve repassá-los.
Nas primeiras versões do padrão, o primeiro octeto era usado para identificar a rede, o restante para identificar o nó. Rapidamente ficou claro que 256 redes não são suficientes. Portanto, classes de redes foram introduzidas:
| Classe | Primeiras batidas | Comprimento do endereço de rede | Comprimento do endereço do host |
|---|---|---|---|
| UMA | 0 | 8 | 24 |
| B | 10 | 16 | 16 |
| C | 110 | 24 | 8 |
| D | 1110 | N / D | N / D |
| E | 1111 | N / D | N / D |
| Classe | Início do intervalo | Fim do intervalo |
|---|---|---|
| UMA | 0.0.0.0 | 127.255.255.255 |
| B | 128.0.0.0 | 191.255.255.255 |
| C | 192.0.0.0 | 223.255.255.255 |
| D | 224.0.0.0 | 239.255.255.255 |
| E | 240.0.0.0 | 255.255.255.255 |
A classe D é reservada para multicast, a classe E é reservada apenas "por precaução".
O comprimento do endereço de rede e o comprimento do endereço do host foram determinados pelos primeiros bits do endereço. Desde cerca de 1985, isso também foi abandonado. As razões para isso são que muitas organizações exigiram mais endereços do que a rede de classe C forneceu e receberam uma rede de classe B. A rede de classe B, no entanto, excedeu os requisitos da organização em várias vezes.
As classes de rede foram substituídas por uma máscara de rede. Esta é uma máscara de bits que indica quais bits do endereço são de rede e quais são de host. Por convenção padrão, a máscara deve ser preenchida da esquerda para a direita, de modo que o endereço de rede esteja sempre nos bits altos. Isso permite que você especifique apenas comprimento do endereço de rede, em vez de toda a máscara de rede.
Por exemplo, 192.0.2.0/24 significa que os primeiros 24 bits (três octetos) são para o endereço de rede e os demais são para o endereço do host. /24 é equivalente à máscara de rede 255.255.255.0.
O uso de máscaras de rede é descrito na RFC 1517.
Numerosos padrões também reservam diferentes faixas de endereços para necessidades especiais.
| Alcance | Descrição | RFC |
|---|---|---|
| 0.0.0.0/8 | Rede atual (endereço de origem) | 6890 |
| 10.0.0.0/8 | rede privada | 1918 |
| 100.64.0.0/10 | Espaço de endereço compartilhado CGN | 6598 |
| 127.0.0.0/8 | loopback | 6890 |
| 169.254.0.0/16 | Configuração automática | 3927 |
| 172.16.0.0/12 | rede privada | 1918 |
| 192.0.0.0/24 | Atribuições do Protocolo IETF | 6890 |
| 192.0.2.0/24 | Documentação e exemplos 1 | 5737 |
| 192.88.99.0/24 | Retransmitir ipv6 para ipv4 | 3068 |
| 192.168.0.0/16 | rede privada | 1918 |
| 198.18.0.0/15 | Teste de largura de banda de rede | 2544 |
| 198.51.100.0/24 | Documentação e exemplos 2 | 5737 |
| 203.0.113.0/24 | Documentação e exemplos 3 | 5737 |
| 224.0.0.0/4 | Multicast | 5771 |
| 240.0.0.0/4 | reservado | 1700 |
| 255.255.255.255 | Solicitação de transmissão | 919 |
Os endereços de host também são reservados, em representação binária composta por zeros (denotando toda a rede, reservada) e uns (pedido de transmissão para esta rede).
Por exemplo, 203.0.113.0 significa (no texto) rede 203.0.113.0/24 e 203.0.113.255 significa uma solicitação de transmissão para essa rede.
Formato do pacote
Um pacote consiste em um cabeçalho e dados. IP não implica qualquer verificação de integridade. O protocolo subjacente (digamos, Ethernet) já fornece verificações de integridade na camada de enlace de dados e o superior (digamos, TCP) na camada de dados.
Versão, 4 bits O primeiro campo de cabeçalho. No IPv4, o valor é 0010 2 , ou seja. 4. Comprimento do cabeçalho, 4 bits Número de palavras de 32 bits no cabeçalho. O valor mínimo é 5, que corresponde a um comprimento de cabeçalho de 20 bytes. O máximo é 15, o comprimento do cabeçalho é 60 bytes. DSCP ou ToS - tipo de serviço, 6 bits Especifica a priorização para, digamos, VoIP. ECN, 2 bits Sinalizador para indicação explícita de congestionamento de rede. Requer suporte de ambos os lados (recebendo e transmitindo). Quando este sinalizador é recebido, a taxa de transmissão é reduzida. Se o sinalizador não for suportado, os pacotes serão simplesmente descartados. Comprimento total, 16 bits O comprimento total do pacote em bytes, incluindo cabeçalho e dados. O comprimento mínimo é 20, o comprimento máximo é 65535. Identificação, 16 bits Usado para identificar exclusivamente o datagrama. Como pode ser necessário dividir um pacote em pedaços menores ao ser transmitido por redes diferentes, este campo é utilizado para identificar os pedaços que pertencem ao mesmo pacote. Bandeiras, 3 bits
Sinalizadores de bits:
- Reservado, sempre 0
- Não fragmente. Se a transmissão adicional do pacote exigir fragmentação, o pacote será descartado.
- Mais fragmentos. Para pacotes fragmentados, todos, exceto o último, têm esse sinalizador definido como 1.
- 1-ICMP
- 6 - TCP
- 17-UDP
Raramente usado. Consiste em blocos de dados de cabeçalho. O cabeçalho da opção tem de 8 a 16 bits e consiste nos seguintes campos:
- Tipo de opção, 8 bits - um campo especificando qual é a opção. O valor “0” significa o fim da lista de opções. Um total de 26 códigos são registrados.
- Comprimento, 8 bits - o tamanho de toda a opção em bits, incluindo o cabeçalho. Para alguns tipos de opções podem estar faltando.
ARP
IP define endereços lógicos. No entanto, para enviar um pacote em uma rede Ethernet, você também deve saber o endereço físico do host de destino (ou roteador). O protocolo ARP é usado para mapear um para o outro.
ARP (Protocolo de Resolução de Endereço) é formalmente um protocolo de camada de rede (3ª) no modelo OSI, embora na verdade forneça interação de camada 2 e camada 3. O ARP é implementado para vários pares de protocolos de camada 2 e camada 3.
O próprio protocolo é construído em um esquema simples de solicitação-resposta. Vejamos um exemplo específico.
Se um host, digamos A com endereço lógico 198.51.100.1 (na rede 198.51.100.0/24) quiser enviar um pacote para o host B com endereço lógico 198.51.100.2, ele envia uma solicitação de broadcast de protocolo de camada 2 (neste caso Ethernet ) com uma mensagem encapsulada ARP perguntando aos nós da rede - qual é o endereço físico do nó com o endereço lógico 198.51.100.2, e contendo os endereços lógicos e físicos do nó A. O nó B, tendo visto seu próprio endereço lógico na solicitação, envia uma resposta ao nó A no endereço lógico e físico recebido na solicitação. Os resultados da consulta são armazenados em cache.
As mensagens ARP têm a seguinte estrutura:
Protocolo físico (HTYPE), protocolo de camada 2 de 2 bytes usado. Ethernet possui identificador 1. Protocolo lógico (PTYPE), protocolo de camada 3 de 2 bytes usado. Corresponde a EtherTypes. IPv4 tem um ID de 0x0800. Comprimento do endereço físico (HLEN), 1 byte Comprimento do endereço físico em octetos, para Ethernet - 6 Comprimento do endereço lógico (PLEN), 1 byte Comprimento do endereço lógico em octetos, para IPv4 - 4 Operação (OPER), 2 bytes 1 para solicitação, 2 para resposta e muitas outras opções para extensões de protocolo. Endereço físico do remetente (SHA), bytes HLEN Na solicitação, o endereço do solicitante. A resposta contém o endereço do host solicitado. Endereço lógico do remetente (SPA), bytes PLEN
Endereço físico de destino (THA), bytes HLEN Ignorados na solicitação. A resposta contém o endereço do solicitante. Endereço lógico de destino (TPA), bytes PLEN
Normalmente, os nós de rede também enviam mensagens ARP ao alterar seu endereço IP ou quando são ativados. Isso geralmente é implementado como um APR onde TPA=SPA e THA=0. Outra opção é uma resposta ARP em que TPA=SPA e THA=SHA.
Além disso, o ARP pode ser usado para detectar um conflito de endereço lógico (com SPA=0).
Existem extensões de protocolo que realizam as operações inversas, InARP (Inverse ARP), que obtém um endereço L3 de um endereço L2, e RARP, que obtém o endereço L3 do nó solicitante.
RARP foi usado para autoconfigurar endereços L3. Subseqüentemente substituído por BOOTP e depois DHCP.
Roteamento em redes IPv4
O algoritmo básico de roteamento em redes IPv4 é chamado de algoritmo de encaminhamento.
Se houver um endereço de destino D e um prefixo de rede N, então
- Se N corresponder ao prefixo de rede do nó atual, envie dados pelo link local.
- Se houver uma rota para N na tabela de roteamento, envie dados para o roteador do próximo salto.
- Se houver uma rota padrão, envie dados do próximo salto para o roteador padrão
- Caso contrário, é um erro.
A tabela de roteamento é uma tabela de mapeamento entre endereços de rede e endereços de roteador de próximo salto para essas redes. Assim, por exemplo, um nó com o endereço 198.51.100.54/24 pode ter a seguinte tabela de roteamento: 203.0.113.0/24
| Destino | Porta de entrada | dispositivo |
|---|---|---|
| 198.51.100.0/24 | 0.0.0.0 | eth0 |
| 203.0.113.0/24 | 198.51.100.1 | eth0 |
| 0.0.0.0/0 | 203.0.113.1 | eth0 |
Basicamente, a rota também está vinculada ao dispositivo de rede do qual os dados devem ser enviados.
Se o nó puder ser alcançado por várias rotas, a rota com a máscara de rede mais longa (ou seja, a mais específica) é escolhida. Só pode haver uma rota padrão.
Por exemplo, o host 198.51.100.54/24 tem uma tabela de roteamento:
| Destino | Porta de entrada | dispositivo |
|---|---|---|
| 198.51.100.0/24 | 0.0.0.0 | eth0 |
| 203.0.113.0/24 | 198.51.100.1 | eth0 |
| 203.0.113.224/27 | 198.51.100.5 | eth0 |
Ou Porta de entrada, é um nó de rede com várias interfaces IP (contendo seu próprio endereço MAC e endereço IP) conectado a diferentes redes IP, que, com base na solução do problema de roteamento, redireciona datagramas de uma rede para outra para entrega do remetente ao destinatário.
São computadores especializados ou computadores com várias interfaces IP, cuja operação é controlada por software especial.
Roteamento em redes IP
O roteamento é usado para receber um pacote de um dispositivo e transmiti-lo por uma rede para outro dispositivo por meio de outras redes. Se não houver roteadores na rede, o roteamento não será suportado. Os roteadores direcionam (redirecionam) o tráfego para todas as redes que compõem a rede.
Para rotear um pacote, um roteador deve ter as seguintes informações:
- Endereço de destino
- Roteador vizinho do qual ele pode aprender sobre redes remotas
- Caminhos disponíveis para todas as redes remotas
- O melhor caminho para cada rede remota
- Métodos para manter e verificar informações de roteamento
O roteador aprende sobre redes remotas de roteadores vizinhos ou do administrador de rede. O roteador então cria uma tabela de roteamento que descreve como encontrar redes remotas.
Se a rede estiver conectada diretamente ao roteador, ela já sabe como rotear o pacote para aquela rede. Se a rede não estiver conectada diretamente, o roteador deve aprender (aprender) os caminhos de acesso à rede remota usando roteamento estático (entrada manual pelo administrador da localização de todas as redes na tabela de roteamento) ou roteamento dinâmico.
O roteamento dinâmico é um processo de protocolo de roteamento que determina como um dispositivo interage com roteadores vizinhos. O roteador atualizará as informações sobre cada rede que aprender. Se ocorrer uma alteração na rede, o protocolo de roteamento dinâmico informa automaticamente todos os roteadores sobre a alteração. Se o roteamento estático for usado, o administrador do sistema terá que atualizar as tabelas de roteamento em todos os dispositivos.
O roteamento IP é um processo simples que é o mesmo em redes de qualquer tamanho. Por exemplo, a figura mostra o processo passo a passo do host A se comunicando com o host B em outra rede. No exemplo, o usuário do host A pinga o endereço IP do host B. As próximas operações não são tão simples, então vamos considerá-las com mais detalhes:
- No prompt de comando, o usuário digita ping 172.16.20.2. O host A gera um pacote usando protocolos da camada de rede e ICMP.
- O IP usa o ARP para descobrir a rede de destino do pacote procurando o endereço IP e a máscara de sub-rede do host A. Esta é uma solicitação para o host remoto, ou seja, o pacote não é destinado ao host na rede local, portanto, o pacote deve ser roteado para o roteador para ser encaminhado para a rede remota correta.
- Para que o Host A envie um pacote ao roteador, o host deve conhecer o endereço de hardware da interface do roteador conectada à rede local. A camada de rede passa o pacote e o endereço de destino do hardware para a camada de enlace para enquadramento e encaminhamento para o host local. Para obter o endereço de hardware, o host procura a localização do destino em sua própria memória, chamada de cache ARP.
- Se o endereço IP ainda não foi alcançado e não está presente no cache ARP, o host envia um broadcast ARP para procurar o endereço de hardware no endereço IP 172.16.10.1. É por isso que a primeira solicitação de ping geralmente expira, mas as outras quatro solicitações são bem-sucedidas. Depois de armazenar o endereço em cache, geralmente não há tempo limite.
- O roteador responde e informa o endereço de hardware da interface Ethernet conectada à LAN. Agora o host tem todas as informações para encaminhar o pacote para o roteador na rede local. A camada de rede descarta o pacote para gerar uma solicitação de eco ICMP (Ping) na camada de enlace, preenchendo o pacote com o endereço de hardware para o qual o host deve enviar o pacote. O pacote tem endereços IP de origem e destino juntamente com uma indicação do tipo de pacote (ICMP) no campo de protocolo da camada de rede.
- A camada de enlace forma um quadro no qual o pacote é encapsulado junto com as informações de controle necessárias para serem enviadas pela rede local. Essas informações incluem os endereços de hardware de origem e de destino e o valor no campo de tipo definido pelo protocolo da camada de rede (este será o campo de tipo porque o IP usa quadros Ethernet_II por padrão). A Figura 3 mostra um quadro gerado na camada de enlace e enviado pela mídia local. A Figura 3 mostra todas as informações necessárias para se comunicar com o roteador: endereços de hardware de origem e destino, endereços IP de origem e destino, dados e o checksum CRC do quadro localizado no campo FCS (Frame Check Sequence).
- A camada de enlace do host A envia o quadro para a camada física. Lá, zeros e uns são codificados em um sinal digital, seguido pela transmissão desse sinal por uma rede física local.
- O sinal chega à interface Ethernet 0 do roteador, que é sincronizado com o preâmbulo do sinal digital para extrair o quadro. A interface do roteador verifica o CRC após construir o quadro e, no final da recepção do quadro, compara o valor recebido com o conteúdo do campo FCS. Ele também verifica o processo de transferência quanto a fragmentação e conflitos de mídia.
- O endereço de hardware do destino é verificado. Como ele corresponde ao endereço do roteador, o campo do tipo de quadro é analisado para determinar o que fazer com esse pacote de dados. O campo de tipo é definido como IP, para que o roteador passe o pacote para o processo IP em execução no roteador. O quadro é excluído. O pacote original (gerado pelo host A) é armazenado em buffer pelo roteador.
- O protocolo IP verifica o endereço IP de destino no pacote para determinar se o pacote é direcionado ao próprio roteador. Como o endereço IP de destino é 172.16.20.2, o roteador determina a partir de sua tabela de roteamento que a rede 172.16.20.0 está diretamente conectada à interface Ethernet 1.
- O roteador encaminha o pacote armazenado em buffer para a interface Ethernet 1. O roteador precisa formar um quadro para encaminhar o pacote para o host de destino. O roteador primeiro verifica seu cache ARP para determinar se o endereço de hardware já foi resolvido durante interações anteriores com a rede. Se o endereço não estiver no cache ARP, o roteador enviará uma solicitação de broadcast ARP à interface Ethernet 1 para procurar o endereço de hardware do endereço IP 172.16.20.2.
- O host B responde com o endereço de hardware de seu adaptador de rede à solicitação ARP. A interface Ethernet 1 do roteador agora tem tudo o que precisa para encaminhar o pacote ao seu destino final. A figura mostra um quadro gerado pelo roteador e transmitido pela rede física local.
Um quadro gerado pela interface Ethernet 1 do roteador tem um endereço de origem de hardware da Ethernet 1 e um endereço de destino de hardware para o adaptador de rede do Host B. origem e destino nunca mudam. O pacote não é modificado de forma alguma, mas os quadros são alterados.
- O host B recebe o quadro e verifica o CRC. Se a verificação for bem-sucedida, o quadro é descartado e o pacote é passado para o protocolo IP. Ele analisa o endereço IP de destino. Como o endereço IP de destino é o mesmo que o endereço definido no Host B, o IP examina o campo de protocolo para determinar o destino do pacote.
- Nosso pacote contém uma solicitação de eco ICMP, então o host B gera uma nova resposta de eco ICMP com IP de origem igual ao host B e IP de destino igual ao host A. O processo reinicia, mas na direção oposta. No entanto, os endereços de hardware de todos os dispositivos ao longo do caminho do pacote já são conhecidos, portanto, todos os dispositivos poderão obter os endereços de hardware das interfaces de seus próprios caches ARP.
Em redes grandes, o processo é semelhante, mas o pacote terá que passar por mais seções no caminho até o host de destino.
Tabelas de roteamento
Na pilha TCP/IP, roteadores e nós finais tomam decisões sobre para quem encaminhar um pacote para entregá-lo com sucesso ao nó de destino, com base nas chamadas tabelas de roteamento.
A tabela é um exemplo típico de uma tabela de roteamento usando endereços IP de rede para a rede mostrada na figura.
Tabela de roteamento para o roteador 2
A tabela mostra uma tabela de roteamento de várias rotas, pois contém duas rotas para a rede 116.0.0.0. No caso de construir uma tabela de roteamento de rota única, é necessário especificar apenas um caminho para a rede 116.0.0.0 de acordo com o menor valor da métrica.
Como você pode ver, a tabela define várias rotas com parâmetros diferentes. Leia cada entrada na tabela de roteamento da seguinte maneira:
Para entregar um pacote a uma rede com um endereço do campo Endereço de rede e uma máscara do campo Máscara de rede, você precisa enviar um pacote da interface com o endereço IP do campo Interface para o endereço IP do campo Endereço do gateway , e o “custo” dessa entrega será igual ao número do campo Métricas.
Nesta tabela, a coluna "Destination network address" contém os endereços de todas as redes para as quais este roteador pode enviar pacotes. Na pilha TCP/IP, é adotada a chamada abordagem de um salto para otimizar a rota de encaminhamento de pacotes (roteamento de próximo salto) - cada roteador e nó final participa da escolha de apenas uma etapa de transmissão de pacotes. Portanto, cada linha da tabela de roteamento não indica toda a rota como uma sequência de endereços IP de roteadores pelos quais o pacote deve passar, mas apenas um endereço IP - o endereço do próximo roteador para o qual o pacote deve ser transmitido. Junto com o pacote, a responsabilidade de escolher o próximo salto de roteamento é transferida para o próximo roteador. Uma abordagem de roteamento de um salto significa uma solução distribuída para o problema de seleção de rota. Isso remove o limite do número máximo de roteadores de trânsito no caminho de um pacote.
Para enviar um pacote para o próximo roteador, você precisa saber seu endereço local, mas na pilha TCP/IP, é costume nas tabelas de roteamento usar apenas endereços IP para preservar seu formato universal, independente do tipo de redes incluídas na internet. Para encontrar o endereço local de um endereço IP conhecido, você deve usar o protocolo ARP.
O roteamento de um salto tem outra vantagem - permite reduzir o volume de tabelas de roteamento em nós finais e roteadores usando a chamada rota padrão - padrão (0.0.0.0) como o número da rede de destino, que geralmente ocupa a última linha na tabela de roteamento. Se houver tal entrada na tabela de roteamento, todos os pacotes com números de rede que não estão na tabela de roteamento serão transmitidos ao roteador especificado na linha padrão. Portanto, os roteadores geralmente armazenam informações limitadas sobre redes na Internet em suas tabelas, encaminhando pacotes de outras redes para a porta e o roteador padrão. Supõe-se que o roteador padrão encaminhará o pacote para a rede backbone, e os roteadores conectados ao backbone possuem informações completas sobre a composição da Internet.
Além da rota padrão, dois tipos de entradas especiais podem ser encontrados na tabela de roteamento - uma entrada para uma rota específica do host e uma entrada para os endereços das redes conectadas diretamente às portas do roteador.
Uma rota específica de host contém um endereço IP completo em vez de um número de rede, ou seja, um endereço que possui informações diferentes de zero não apenas no campo de número de rede, mas também no campo de número de host. Supõe-se que para tal nó terminal, a rota deve ser escolhida de forma diferente de todos os outros nós da rede a que pertence. Caso a tabela tenha diferentes entradas de encaminhamento de pacotes para toda a rede N e seu nó individual com endereço N,D, quando um pacote chegar endereçado ao nó N,D, o roteador dará preferência à entrada para N,D.
As entradas na tabela de roteamento relacionadas às redes conectadas diretamente ao roteador possuem zeros ("conectados") no campo "Métrica".
Algoritmos de roteamento
Requisitos básicos para algoritmos de roteamento:
- precisão;
- simplicidade;
- confiabilidade;
- estabilidade;
- Justiça;
- otimalidade.
Existem vários algoritmos para construir tabelas para roteamento de um salto. Eles podem ser divididos em três classes:
- algoritmos de roteamento simples;
- algoritmos de roteamento fixo;
- algoritmos de roteamento adaptativos.
Independentemente do algoritmo utilizado para construir a tabela de roteamento, o resultado de seu trabalho tem um formato único. Devido a isso, em uma mesma rede, diferentes nós podem construir tabelas de roteamento de acordo com seus próprios algoritmos e, em seguida, trocar os dados ausentes entre si, pois os formatos dessas tabelas são fixos. Portanto, um roteador usando um algoritmo de roteamento adaptativo pode fornecer a um nó final usando um algoritmo de roteamento fixo informações de caminho para uma rede que o nó final não conhece.
Roteamento simples
Este é um método de roteamento que não muda quando a topologia e o estado da rede de transmissão de dados (DTN) mudam.
O roteamento simples é fornecido por vários algoritmos, típicos dos quais são os seguintes:
- Roteamento aleatório é a transmissão de uma mensagem de um nó em qualquer direção escolhida aleatoriamente, exceto nas direções em que a mensagem chegou ao nó.
- A inundação é a transferência de uma mensagem de um nó em todas as direções, exceto na direção em que a mensagem chegou ao nó. Esse roteamento garante um tempo de entrega de pacotes curto, ao custo de degradação do throughput.
- Roteamento por experiência anterior - cada pacote tem um contador do número de nós passados, em cada nó de comunicação o contador é analisado e a rota que corresponde ao valor mínimo do contador é lembrada. Esse algoritmo permite que você se adapte às mudanças na topologia da rede, mas o processo de adaptação é lento e ineficiente.
Em geral, o roteamento simples não fornece transferência direcional de pacotes e tem baixa eficiência. Sua principal vantagem é garantir o funcionamento estável da rede em caso de falha de várias partes da rede.
Roteamento Fixo
Este algoritmo é utilizado em redes com topologia de link simples e é baseado na compilação manual da tabela de roteamento pelo administrador da rede. O algoritmo geralmente funciona de forma eficaz também para backbones de grandes redes, uma vez que o próprio backbone pode ter uma estrutura simples com melhores caminhos óbvios para pacotes para sub-redes anexadas ao backbone, os seguintes algoritmos distinguem:
- O roteamento fixo de caminho único ocorre quando um caminho único é estabelecido entre dois assinantes. Uma rede com esse roteamento é instável a falhas e congestionamento.
- Roteamento Fixo de Vários Caminhos - Vários caminhos possíveis podem ser definidos e uma regra de seleção de caminho é introduzida. A eficiência desse roteamento diminui à medida que a carga aumenta. Se alguma linha de comunicação falhar, é necessário alterar a tabela de roteamento; para isso, várias tabelas são armazenadas em cada nó de comunicação.
Roteamento Adaptativo
Este é o principal tipo de algoritmo de roteamento usado por roteadores em redes modernas com topologias complexas. O roteamento adaptativo é baseado no fato de que os roteadores trocam periodicamente informações topológicas especiais sobre as redes disponíveis na Internet, bem como sobre os links entre os roteadores. Normalmente, não apenas a topologia dos links é levada em consideração, mas também sua taxa de transferência e estado.
Os protocolos adaptativos permitem que todos os roteadores coletem informações sobre a topologia dos links na rede, processando rapidamente todas as alterações na configuração dos links. Esses protocolos são distribuídos por natureza, o que se expressa no fato de não haver roteadores dedicados na rede que coletariam e generalizariam informações topológicas: este trabalho é distribuído entre todos os roteadores, distinguindo-se os seguintes algoritmos:
- Roteamento adaptável local - cada nó contém informações sobre o estado da linha de comunicação, comprimentos de fila e uma tabela de roteamento.
- Roteamento adaptativo global - baseado no uso de informações recebidas de nós vizinhos. Para fazer isso, cada nó contém uma tabela de roteamento, que indica o tempo que leva para as mensagens passarem. Com base nas informações recebidas dos nós vizinhos, o valor da tabela é recalculado levando em consideração o comprimento da fila no próprio nó.
- Roteamento adaptativo centralizado - existe algum nó central que coleta informações sobre o estado da rede. Este centro gera pacotes de controle contendo tabelas de roteamento e os envia para nós de comunicação.
- Roteamento adaptativo híbrido - baseado no uso de uma tabela enviada periodicamente pela central e na análise do comprimento da fila do próprio nó.
Indicadores de algoritmo (métricas)
As tabelas de roteamento contêm informações que os programas de comutação usam para selecionar a melhor rota. O que caracteriza a construção de tabelas de roteamento? Qual é a natureza das informações que eles contêm? Esta seção sobre desempenho de algoritmos tenta responder à questão de como um algoritmo determina a preferência de uma rota em relação a outras.
Os algoritmos de roteamento usam muitas métricas diferentes. Algoritmos de roteamento complexos para seleção de rotas podem ser baseados em vários indicadores, combinando-os de forma que o resultado seja um indicador híbrido. A seguir estão as métricas que são usadas em algoritmos de roteamento:
- Comprimento da rota.
- Confiabilidade.
- Atraso.
- Largura de banda.
Comprimento da rota.
O comprimento da rota é a medida mais comum de roteamento. Alguns protocolos de roteamento permitem que os administradores de rede atribuam preços arbitrários a cada link de rede. Nesse caso, o comprimento do caminho é a soma dos custos associados a cada link que foi percorrido. Outros protocolos de roteamento especificam uma "contagem de saltos" (número de saltos), ou seja, uma medida do número de passagens que um pacote deve fazer em seu caminho da origem ao destino através de elementos de interconexão de rede (como roteadores).
Confiabilidade.
Confiabilidade, no contexto de algoritmos de roteamento, refere-se à confiabilidade de cada link em uma rede (geralmente descrita em termos de relação bit/erro). Alguns links de rede podem falhar com mais frequência do que outros. As falhas de alguns canais de rede podem ser eliminadas mais facilmente ou mais rapidamente do que as falhas de outros canais. Ao atribuir classificações de confiabilidade, quaisquer fatores de confiabilidade podem ser levados em consideração. As classificações de confiabilidade geralmente são atribuídas aos links de rede pelos administradores. Como regra, esses são valores digitais arbitrários.
Atraso.
O atraso de roteamento é geralmente entendido como a quantidade de tempo que um pacote leva para viajar da origem ao destino através da rede. A latência depende de muitos fatores, incluindo a largura de banda dos links de rede intermediários, filas na porta de cada roteador ao longo do caminho do pacote, congestionamento de rede em todos os links intermediários da rede e a distância física que o pacote precisa ser movido . Como há um conglomerado de várias variáveis importantes aqui, a latência é a métrica mais comum e útil.
Largura de banda.
A largura de banda refere-se à potência de tráfego disponível de qualquer canal. Ceteris paribus, um link Ethernet de 10 Mbps é preferível a qualquer linha alugada com largura de banda de 64 Kbps. Embora a largura de banda seja uma estimativa do throughput máximo alcançável de um link, as rotas que atravessam links de largura de banda mais alta não serão necessariamente melhores do que as rotas que atravessam links mais lentos.
RIP de protocolo de roteamento interno
Este protocolo de roteamento é projetado para redes relativamente pequenas e relativamente homogêneas. Uma rota é caracterizada por um vetor de distância até o destino. Assume-se que cada roteador é o ponto de partida de várias rotas para as redes com as quais está conectado. As descrições dessas rotas são armazenadas em uma tabela especial chamada rota. A tabela de roteamento RIP contém uma entrada para cada máquina atendida (para cada rota). A entrada deve incluir:
- Endereço IP de destino.
- Métrica de rota (de 1 a 15; número de passos até o destino).
- Endereço IP do roteador mais próximo (gateway) no caminho para o destino.
- Temporizadores de rota.
Periodicamente (a cada 30 segundos), cada roteador transmite uma cópia de sua tabela de roteamento para todos os roteadores vizinhos aos quais está conectado diretamente. O roteador de destino consulta a tabela. Se houver um novo caminho na tabela, ou uma mensagem sobre uma rota mais curta, ou se houver mudanças nos comprimentos dos caminhos, essas mudanças serão registradas pelo receptor em sua tabela de roteamento. O protocolo RIP deve ser capaz de lidar com três tipos de erros:
Rotas cíclicas.
Para suprimir instabilidades, o RIP deve usar um valor pequeno do número máximo possível de etapas (não mais que 16).
A distribuição lenta de informações de roteamento pela rede cria problemas quando a situação de roteamento muda dinamicamente (o sistema não acompanha as mudanças). Um pequeno valor limite da métrica melhora a convergência, mas não elimina o problema.
Protocolo de estado de link OSPF
O protocolo OSPF (Open Shortest Path Firs) é uma implementação do algoritmo link state (foi adotado em 1991) e possui muitos recursos orientados para uso em grandes redes heterogêneas.
O protocolo OSPF calcula rotas em redes IP enquanto mantém outros protocolos de troca de informações de roteamento.
Os roteadores conectados diretamente são chamados de vizinhos. Cada roteador rastreia em que estado pensa que seu vizinho está. O roteador depende de roteadores vizinhos e só passa pacotes de dados para eles se tiver certeza de que estão totalmente operacionais. Para descobrir o estado dos links, os roteadores vizinhos frequentemente trocam mensagens HELLO curtas.
Para propagar o estado dos links pela rede, os roteadores trocam mensagens de um tipo diferente. Essas mensagens são chamadas de anúncio de links do roteador - um anúncio sobre os links do roteador (mais precisamente, sobre o estado dos links). Os roteadores OSPF trocam não apenas os seus próprios, mas também os anúncios de links de outras pessoas, eventualmente recebendo informações sobre o estado de todos os links de rede. Essas informações formam o gráfico de conexão de rede, que, obviamente, é o mesmo para todos os roteadores de rede.
protocolo BGP
O esquema geral de como o BGP funciona é o seguinte. Roteadores BGP de ASs vizinhos que decidem trocar informações de roteamento estabelecem conexões BGP entre si e se tornam vizinhos BGP (pares BGP).
Além disso, o BGP usa uma abordagem chamada vetor de caminho, que é uma evolução da abordagem de vetor de distância. Os vizinhos BGP enviam (anunciam, anunciam) vetores de caminho uns aos outros. O vetor de caminho, diferentemente do vetor de distância, contém não apenas o endereço de rede e a distância até ele, mas o endereço de rede e uma lista de atributos de caminho que descrevem várias características da rota do roteador de origem para a rede especificada. A seguir, por brevidade, chamaremos o conjunto de dados que consiste no endereço de rede e nos atributos de caminho para essa rede de rota para essa rede.
Implementação de BGP
Um par de vizinhos BGP estabelece uma conexão TCP entre si, porta 179. Vizinhos pertencentes a diferentes ASs devem ser diretamente acessíveis uns aos outros; para vizinhos do mesmo AS, não há tal restrição, pois o protocolo de roteamento interno garantirá a disponibilidade de todas as rotas necessárias entre nós de um mesmo sistema autônomo.
O fluxo de informações trocado entre vizinhos BGP via TCP consiste em uma sequência de mensagens BGP. O comprimento máximo da mensagem é 4096 octetos, o mínimo é 19. Existem 4 tipos de mensagens.
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-2.jpg" alt="(!LANG:>IP Routing Protocol">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-3.jpg" alt="(!LANG:>endereço IP l O endereço IPv4 é uma sequência exclusiva de 32 bits de dígitos binários,"> IP-адрес l IPv 4 -адрес - это уникальная 32 разрядная последовательность двоичных цифр, с помощью которой компьютер однозначно идентифицируется в IP сети. (на канальном уровне в роли таких же уникальных адресов компьютеров выступают МАС адреса сетевых адаптеров, невозможность совпадения которых контролируется изготовителями на стадии производства.)!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-4.jpg" alt="(!LANG:>IP versão l versão 4 ou IPv 4 l versão 6 ( IPv6)"> Версии l версия 4 протокола IP, или IPv 4 l версия 6 (IPv 6), в которой IP адрес представляется в виде 128 битной последовательности двоичных цифр. ipv 6 install!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-5.jpg" alt="(!LANG:>Estrutura l Para conveniência de trabalhar com endereços IP, um 32- seqüência de bits é geralmente"> Структура l Для удобства работы с IP адресами 32 разрядную последовательность обычно разделяют на 4 части по 8 битов (на октеты) l каждый октет переводят в десятичное число и при записи разделяют эти числа точками. l в таком виде (это представление называется «десятичные числа с точками» , или, «dotted decimal notation») IP адреса занимают гораздо меньше места и намного легче запоминаются 192. 168. 5. 200 11000000 10101000 0000101 11001000!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-6.jpg" alt="(!LANG:>Subnet mask l A máscara de sub-rede é um número de 32 bits que consiste de ir"> Маска подсети l Маска подсети - это 32 разрядное число, состоящее из идущих вначале единиц, а затем - нулей, например (в десятичном представлении) 255. 0 ИЛИ 255. 240. 0.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-7.jpg" alt="(!LANG:>Máscara de sub-rede l A máscara de sub-rede desempenha um papel extremamente importante no IP endereçamento e"> Маска подсети l Маска подсети играет исключительно важную роль в IP адресации и маршрутизации l сеть ARPANet строилась как набор соединенных друг с другом гетерогенных сетей. Для правильного взаимодействия в такой сложной сети каждый участник должен уметь определять, какие IP адреса принадлежат его локальной сети, а какие - удаленным сетям. l здесь и используется маска подсети, с помощью которой производится разделение любого IP адреса на две части: идентификатор сети (Net ID) и идентификатор узла (Host ID). l такое разделение делается очень просто: там, где в маске подсети стоят единицы, находится идентификатор сети, а где стоят нули - идентификатор узла. Например, в IP адресе 192. 168. 5. 200 при использовании маски подсети 255. 0 идентификатором сети будет число 192. 168. 5. 0, а идентификатором узла - число 200. Стоит поменять маску подсети, на число 255. 0. 0, как и идентификатор узла, и идентификатор сети изменятся на 192. 168. 0. 0 и 5. 200, соответственно, и от этого, иначе будет вести себя компьютер при посылке IP пакетов.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-8.jpg" alt="(!LANG:>As regras para atribuir endereços IP de rede e host só podem conter"> Правила назначения IP-адресов сетей и узлов 1. идентификатор сети не может содержать только двоичные нули или только единицы. Например, адрес 0. 0 не может являться идентификатором сети; 2. идентификатор узла также не может содержать только двоичные нули или только единицы - такие адреса зарезервированы для специальных целей l все нули в идентификаторе узла означают, что этот адрес является адресом сети. Например, 192. 168. 5. 0 является правильным адресом сети при использовании маски 255. 0 и его нельзя использовать для адресации компьютеров, l все единицы в идентификаторе узла означают, что этот адрес является адресом широковещания для данной сети. Например, 192. 168. 5. 255 является адресом широковещания в сети 192. 168. 5. 0 при использовании маски 255. 0 и его нельзя использовать для адресации компьютеров!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-9.jpg" alt="(!LANG:>Regras para atribuir endereços IP de rede e host l identificador de host dentro de um e"> Правила назначения IP-адресов сетей и узлов l идентификатор узла в пределах одной и той же подсети должен быть уникальным; l диапазон адресов от 127. 0. 0. 1 до 127. 255. 254 нельзя использовать в качестве IP адресов компьютеров. Вся сеть 127. 0. 0. 0 по маске 255. 0. 0. 0 зарезервирована под так называемый «адрес заглушки» (loopback), используемый в IP для обращения компьютера к самому себе. PING 127. 12. 34. 56!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-10.jpg" alt="(!LANG:>l Os endereços IP são alocados globalmente por uma empresa privada sem fins lucrativos chamado ICANN"> l Распределением IP адресов в мире занимается частная некоммерческая корпорация под названием ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers), а точнее, работающая под ее патронажем организация IANA (Internet Assigned Numbers Authority).!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-11.jpg" alt="(!LANG:>Endereçamento IP clássico e sem classes">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-12.jpg" alt="(!LANG:>Desenvolvimento l Inicialmente, todo o espaço de endereços IP possíveis foi dividido em cinco classes"> Развитие l Первоначальная все пространство возможных IP адресов было разбито на пять классов l принадлежность IP адреса к определенному классу определялась по нескольким битам первого октета l для адресации сетей и узлов использовались только классы А, В и С. l для этих сетей были определены фиксированные маски подсети по умолчанию, равные, соответственно, 255. 0. 0. 0, 255. 0. 0 и 255. 0, которые не только жестко определяли диапазон возможных IP адресов узлов в таких сетях, но и механизм маршрутизации.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-13.jpg" alt="(!LANG:>Classes de endereço no esquema de endereçamento IP original Class First Número possível de bits v"> Классы адресов в первоначальной схеме IP-адресации Класс Первые Возможное число биты в значения сетей узлов в сети октете первого октета А 0 1 -126 16777214 В 10 128 -191 16384 65534 С 110 192 -223 2097152 254 D 1110 224 -239 Используется для многоадресной рассылки (multicast) Е 1111 240 -254 Зарезервирован как экспериментальный!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-14.jpg" alt="(!LANG:>Problemas l Para obter o intervalo necessário de endereços IP, as organizações foram solicitado a preencher um formulário de inscrição,"> Проблемы l Для получения нужного диапазона IP адресов организациям предлагалось заполнить регистрационную форму, в которой следовало указать текущее число компьютеров и планируемый рост компью терного парка в течение двух лет. l с развитием Интернета такой подход к распределению IP адресов стал вызывать проблемы, особенно острые для сетей класса В. l организациям, в которых число компьютеров не превышало нескольких сотен (скажем, 500), приходилось регистрировать для себя целую сеть класса В. l Поэтому количество доступных сетей класса В стало на глазах «таять» , но при этом громадные диапазоны IP адресов (в нашем примере - более 65000) пропадали зря.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-15.jpg" alt="(!LANG:>Resolução de problemas l Para resolver o problema, um esquema de endereçamento IP sem classes foi desenvolvido">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-16.jpg" alt="(!LANG:>Classless Inter. Domain Routing,) , CIDR l endereço IP ausente vinculativo"> Бесклассовая схема IP-адресации (Classless Inter. Domain Routing,), CIDR l отсутствует привязка IP адреса к классу сети и маске подсети по умолчанию l допускается применение так называемых масок подсети с переменной длиной (Variable Length Subnet Mask, VLSM). l Например, если при выделении сети для вышеуказанной организации с 500 компьютерами вместо фиксированной маски 255. 0. 0 использовать маску 255. 254. 0 то получившегося диапазона из 512 возможных IP адресов будет вполне достаточно. Оставшиеся 65 тысяч адресов можно зарезервировать на будущее или раздать другим желающим подключиться к Интернету. Этот подход позволил гораздо более эффективно выделять организациям нужные им диапазоны IP адресов, и проблема с нехваткой IP сетей и адресов стала менее острой.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-17.jpg" alt="(!LANG:>l Calcular o número máximo possível de nós em qualquer rede IP como muitos bits"> l Рассчет максимально возможного количества узлов в любой IP сети сколько битов содержится в идентификаторе узла, или, иначе, сколько нулей имеется в маске подсети. l Это число используется в качестве показателя степени двойки, а затем из результата вычитается два зарезервированных адреса (сети и широковещания). l Аналогичным способом легко вычислить и возможное количество сетей классов А, В или С, если учесть, что первые биты в октете уже зарезервированы, а в классе А нельзя использовать IP адреса 0. 0 и 127. 0. 0. 0 для адресации сети.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-18.jpg" alt="(!LANG:>LANG endereços IP l Todos os endereços usados na Internet devem ser registrados dentro"> IP-адреса для локальных сетей l Все используемые в Интернете адреса, должны регистрироваться в IANA, что гарантирует их уникальность в масштабе всей планеты. Такие адреса называют реальными, или публичными (public) IP адресами. l Для локальных сетей, не подключенных к Интернету, регистрация IP адресов, естественно, не требуется, так что, в принципе, здесь можно использовать любые возможные адреса. Однако, чтобы не допускать возможных конфликтов при последующем подключении такой сети к Интернету, RFC 1918 рекомендует применять в локальных сетях только следующие диапазоны так называемых частных (private) IP адресов (в Интернете эти адреса не существуют и использовать их там нет возможности): ¡ 10. 0- 10. 255; ¡ 172. 16. 0. 0- 172. 31. 255; а!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-19.jpg" alt="(!LANG:>IP Routing Basics l para se comunicar adequadamente com outros computadores e redes , cada"> Основы IР-маршрутизации l чтобы правильно взаимодействовать с другими компьютерами и сетями, каждый компьютер определяет, какие IP адреса принадлежат его локальной сети, а какие - удаленным сетям. l если выясняется, что IP адрес компьютера назначения принадлежит локальной сети, пакет посылается непосредственно компьютеру назначения, если же это адрес удаленной сети, то пакет посылается по адресу основного шлюза.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-20.jpg" alt="(!LANG:>Exemplo COMPUTADOR l endereço IP - 192. 168. 5. 200 ; l máscara de sub-rede -"> Пример КОМПЬЮТЕР l IP адрес - 192. 168. 5. 200; l маска подсети - 255. 0; l основной шлюз - 192. 168. 5. 1. При запуске протокола IP на компьютере выполняется операция логического «И» между его собственными IP адресом и маской подсети l IP адрес в 32 разрядном виде 11000000 10101000 00000101 11001000; l маска подсети - 11111111 0000; l идентификатор сети - 11000000 10101000 00000101 0000 Т. е. 192. 168. 5. 0 идентификатор собственной сети!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-21.jpg" alt="(!LANG:>Exemplo de tarefa: envie um pacote IP para o endereço 192. 168. 5. 15. l o computador está executando"> Пример Задача: отправить IP-пакет по адресу 192. 168. 5. 15. l компьютер выполняет операцию логического «И» с IP адресом компьютера назначения и собственной маской подсети. l полученный в результате идентификатор сети назначения будет совпадать с идентификатором собственной сети компьютера отправителя.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-22.jpg" alt="(!LANG:>Exemplo dele"> Пример Так наш компьютер определит, что компьютер назначения находится в одной с ним сети, и выполнит следующие операции: l с помощью протокола ARP будет определен физический МАС адрес, соответствующий IP адресу компьютера назначения; l с помощью протоколов канального и физического уровня по этому МАС адресу будет послана нужная информация.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-23.jpg" alt="(!LANG:>Exemplo 2 Tarefa: envie um pacote IP para o endereço 192. 168 10. 20. l O computador irá"> Пример 2 Задача: отправить IP-пакет по адресу 192. 168. 10. 20. l Компьютер выполнит аналогичную процедуру определения идентификатора сети назначения. l В результате будет получен адрес 192. 168. 10. 0, не совпадающий с идентификатором сети компьютера отправителя. l Так будет установлено, что компьютер назначения находится в удаленной сети, и алгоритм действий компьютера отправителя изменится: 1. будет определен МАС адрес не компьютера назначения, а маршрутизатора; 2. с помощью протоколов канального и физического уровня по этому МАС адресу на маршрутизатор будет послана нужная информация. Дальнейшая судьба IP пакета зависит от правильной настройки маршрутизаторов, объединя ющих сети 192. 168. 5. 0 и 192. 168. 10. 0. важна правильная настройка маски подсети в параметрах IP адресации!!!!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-24.jpg" alt="(!LANG:> Maneiras de configurar as configurações de IP e verificar se funciona 1. manualmente atribuir (fácil cometer um erro quando"> Способами настройки параметров IP и проверка работоспособности 1. назначить вручную (легко ошибиться, при изменении надо перенастраивать, сетевые администраторы полностью контролируют все IP адреса, невозможно работать в крупных корпоративных сетях с мобильными устройствами типа ноутбуков или КПК, которые часто перемещаются из одного сегмента сети в другой) 2. автоматическое получение IP адреса. Специальные серверы, поддерживающие протокол динамической конфигурации узлов (Dynamic Host Con iguration Protocol, DHCP), задача которых состоит f в обслуживании запросов клиентов на получение IP адреса и другой информации, необходимой для правильной работы в сети. Если сервер DHCP недоступен (отсутствует или не работает), то начиная с версии Windows 98 компьютеры самостоятельно назначают себе IP адрес. При этом используется механизм автоматической личной IP адресации (Automatic Private IP Addressing, АРIPA), для которого корпорацией Microsoft в IANA был зарегистрирован диапазон адресов 169. 254. 0. 0 - 169. 254. 255.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-25.jpg" alt="(!LANG:>Verificando IP 1. IPCONFIG /ALL. 2 parâmetros e funcionalidade PING 127."> Проверка параметров и работоспособности протокола IP 1. IPCONFIG /ALL. 2. PING 127. 0. 0. 1 3. PING w. x. y. z, где w. x. y. z - IP адрес соседнего компьютера. 4. PING w. x. y. z, где w. x. y. z - IP адрес основного шлюза. 5. PING w. x. y. z, гдеw. x. y. z - IP адрес любого удаленного компьютера.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-26.jpg" alt="(!LANG:>Questões 1. Quais parâmetros e configurações são necessários para garantir a operação da pilha de protocolos TCP /IP?2."> Вопросы 1. Какие параметры и настройки обязательны дляобеспечения работы стека протоколов TCP/IP? 2. Что такое IP адрес? Какова его структура? Какиевозможны способы представления IP адресов? 3. Чем отличаются версии 4 и 6 протокола IP? Какие преимущества обеспечит версия 6 протокола IP? Почему возникла необходимость в переходе на версию 6 протокола IP? 4. Что такое маска подсети? Для чего она нужна? 5. В чем заключается смысл разделения IP адреса на идентификаторы сети и узла? Для чего это требуется? 6. Какие IP адреса и маски являются допустимыми, а какие - нет? Почему? 7. В чем различие между классовой и бесклассовой IP адресациями? Каковы их преимущества и недостатки?!}
Src="https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-27.jpg" alt="(!LANG:>Questões 1. Quais são as classes de endereço IP? determinadas? 2."> Вопросы 1. Что такое классы IP адресов? По каким правилам они определяются? 2. Как назначить IP адреса в локальной сети (без выхода в Интернет)? 3. Каковы основные принципы маршрутизации пакетов в локальных и удаленных сетях? 4. Что такое таблица маршрутов (таблица маршрутизации)? Объясните смысл каждой из ее колонок. 5. Как «прописать» в таблице маршрутизации отсутствующий в ней новый маршрут? 6. Что такое динамическая конфигурация узлов? Для чего она нужна? 7. В чем заключается технология автоматической личной IP адресации? 8. Каков типовой алгоритм проверки работоспособности протокола IP?!}
Protocolo RIP (Protocolo de Informações de Roteamento)é um dos protocolos mais antigos para troca de informações de roteamento, mas ainda é extremamente comum em redes de computadores. Além de uma versão RIP para redes TCP/IP, há também uma versão RIP para redes IPX/SPX da Novell.
Nesse protocolo, todas as redes têm números (a forma como o número é formado depende do protocolo da camada de rede usado na rede) e todos os roteadores têm identificadores. O protocolo RIP faz uso extensivo do conceito de "vetor de distância". O vetor de distância é um conjunto de pares de números que são números de redes e distâncias a eles em saltos.
Os vetores de distância são propagados iterativamente pelos roteadores na rede e, após algumas etapas, cada roteador possui dados sobre as redes que pode alcançar e sobre as distâncias até elas. Se a conexão com qualquer rede for interrompida, o roteador observa esse fato atribuindo o valor máximo possível ao elemento vetorial correspondente à distância dessa rede, que tem um significado especial - "sem conexão". Este valor no protocolo RIP é o número 16.
A Figura 8.1 mostra um exemplo de rede composta por seis roteadores com IDs 1 a 6 e seis redes A a F formadas por links diretos ponto a ponto.
Arroz. 8.1. Troca de informações de roteamento usando o protocolo RIP
A figura mostra as informações iniciais contidas na base topológica do roteador 2, bem como as informações na mesma base após duas iterações da troca de pacotes de roteamento do protocolo RIP. Após um certo número de iterações, o roteador 2 conhecerá as distâncias para todas as redes na Internet e poderá ter várias opções alternativas para enviar um pacote para a rede de destino. Seja em nosso exemplo, a rede de destino é a rede D.
Quando precisa enviar um pacote para a rede D, o roteador consulta seu banco de dados de rotas e seleciona a porta que possui a menor distância até a rede de destino (neste caso, a porta que o conecta ao roteador 3).
Um temporizador é associado a cada entrada da tabela de roteamento para se adaptar às mudanças no estado dos links e equipamentos. Se nenhuma nova mensagem for recebida dentro do tempo limite confirmando essa rota, ela será removida da tabela de roteamento.
Ao usar o protocolo RIP, o algoritmo heurístico de programação dinâmica Bellman-Ford funciona, e a solução encontrada com sua ajuda não é ótima, mas próxima da ótima. A vantagem do protocolo RIP é sua simplicidade computacional, e as desvantagens são o aumento do tráfego ao enviar periodicamente pacotes de broadcast e a não otimização da rota encontrada.
A Figura 8.2 mostra um caso de operação instável da rede via protocolo RIP quando a configuração é alterada - falha no link de comunicação entre o roteador M1 e a rede 1. Quando esta conexão está operacional, cada roteador tem uma entrada na tabela de rotas sobre a rede número 1 e a distância correspondente a ele.
Arroz. 8.2. Um exemplo de operação de rede instável ao usar o protocolo RIP
Quando a conexão com a rede 1 é interrompida, o roteador M1 nota que a distância até esta rede assumiu o valor 16. M1 aumenta essa distância em 1 e observa que a rede 1 é alcançável através do roteador 2. Como resultado, um pacote destinado à rede 1 circulará entre os roteadores M1 e M2 até que a entrada da rede 1 no roteador 2 expire e transmita essa informação ao roteador M1 .
Para evitar tais situações, as informações de roteamento sobre a rede conhecidas pelo roteador não são transmitidas ao roteador de onde vieram.
Existem outros casos mais complexos de comportamento instável de redes que utilizam o protocolo RIP quando o estado dos links ou roteadores da rede muda.
