Na aula de hoje demos continuidade ao estudo de redes, agora mergulhando no tópico de roteamento. O roteamento é o processo fundamental que permite que pacotes de dados viajem de uma rede a outra, atravessando diversos roteadores até chegar ao destino.

O que é Roteamento?

Roteamento é o mecanismo pelo qual um roteador decide por qual interface encaminhar um pacote. Cada roteador mantém uma tabela de roteamento, que contém rotas para redes conhecidas e, opcionalmente, uma rota padrão (default gateway). Quando um pacote chega, o roteador consulta a tabela e encaminha para o próximo salto (next hop) mais adequado.

Tipos de Roteamento

Podemos classificar o roteamento em duas categorias principais:

Roteamento Estático

O administrador da rede configura manualmente as rotas em cada roteador. É utilizado em redes pequenas ou quando se deseja total controle sobre o tráfego. Exemplo de configuração em um roteador Cisco:

ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 10.0.0.2

Vantagens: Simples, seguro, previsível. Desvantagens: Não se adapta a mudanças na topologia; manutenção manual.

Roteamento Dinâmico

Os roteadores trocam informações entre si usando protocolos de roteamento, atualizando automaticamente suas tabelas. Ideal para redes médias e grandes. Os principais protocolos são:

  • RIP (Routing Information Protocol): Baseado em distância‑vetor. A métrica é o número de saltos (hops). Limite de 15 hops, convergência lenta.
  • OSPF (Open Shortest Path First): Protocolo de estado de enlace. Usa custo baseado na largura de banda. Convergência rápida, mais escalável.
  • BGP (Border Gateway Protocol): Protocolo de roteamento entre sistemas autônomos (AS) na Internet. Usa políticas complexas para decidir as rotas.

Algoritmos de Roteamento

Os protocolos dinâmicos se baseiam em dois tipos principais de algoritmos:

Distância‑Vetor (Distance Vector)

Cada roteador mantém uma tabela com a distância (em hops) para cada rede e periodicamente envia sua tabela aos vizinhos. Exemplo: RIP. Problema: contagem até infinito (count to infinity) — resolvido com técnicas como split horizon e route poisoning.

Estado de Enlace (Link State)

Cada roteador descobre seus vizinhos e calcula o custo dos enlaces. Essas informações são compartilhadas com toda a rede (via LSA – Link State Advertisement) e cada roteador monta um mapa completo da topologia, aplicando o algoritmo de Dijkstra (SPF) para encontrar a melhor rota. Exemplo: OSPF.

Exemplo de Tabela de Roteamento

Abaixo, um exemplo de saída do comando show ip route em um roteador Cisco:

Codes: C - connected, S - static, R - RIP, O - OSPF, B - BGP

C    192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
S    10.0.0.0/8 [1/0] via 172.16.0.1
O    172.20.0.0/16 [110/2] via 192.168.1.1, 00:00:10, FastEthernet0/1
B    200.1.1.0/24 [20/100] via 10.0.0.2, 00:05:23, Serial0/0/0
S*   0.0.0.0/0 [1/0] via 200.1.1.1

Cada entrada contém a rede de destino, o tipo de rota (C, S, O, B), métrica (administrative distance / métrica) e o próximo salto.

Roteamento e Sub‑redes

O roteamento está intimamente ligado ao endereçamento IP e às máscaras de sub‑rede. Para saber se um destino está na mesma rede local, o roteador aplica a máscara ao IP de destino e compara. Se o resultado for igual ao endereço de rede de uma interface conectada, o pacote é entregue diretamente; caso contrário, é encaminhado para o gateway.

Exemplo: Com a máscara 255.255.255.0, hosts com IPs 192.168.1.1 e 192.168.1.100 estão na mesma sub‑rede, enquanto 192.168.2.1 está em outra sub‑rede, exigindo roteamento.

Considerações sobre Roteamento na Internet

A Internet é composta por milhares de sistemas autônomos (AS). O protocolo BGP é responsável por trocar informações de roteamento entre eles. Cada AS possui um número único (ASN) e anuncia seus prefixos IP. O BGP é um protocolo path‑vector, que considera políticas, atributos e caminhos para decidir a melhor rota.

Resumo dos Pontos Principais

  • Roteamento é o processo de encaminhamento de pacotes entre redes.
  • Roteamento Estático: configuração manual, ideal para redes pequenas.
  • Roteamento Dinâmico: automático, usa protocolos como RIP, OSPF, BGP.
  • Tabela de roteamento armazena as rotas ativas.
  • Rota padrão captura todo o tráfego sem destino específico.
  • Algoritmos: Distância‑Vetor (RIP) e Estado de Enlace (OSPF/IS‑IS).
  • BGP é o protocolo central da Internet.

Perguntas Frequentes

O que é "next hop"?

É o endereço IP do próximo roteador no caminho até a rede de destino. O pacote é enviado para esse roteador, que dará continuidade ao encaminhamento.

Qual a diferença entre OSPF e RIP?

OSPF é um protocolo de estado de enlace que converge rapidamente e é mais escalável, sendo adequado para redes grandes. RIP é um protocolo de distância‑vetor, mais simples, mas limitado a 15 saltos e mais lento na convergência.

O que é "rota padrão" (default route)?

É uma rota com destino 0.0.0.0/0 que serve como "rota de último recurso". Quando o destino de um pacote não corresponde a nenhuma rota específica, ele é encaminhado pela rota padrão.

Como o roteamento dinâmico evita loops?

Protocolos como RIP utilizam técnicas como horizonte dividido (split horizon) e reverso envenenado (route poisoning). Protocolos de estado de enlace (SPF) constroem uma visão completa da rede, evitando loops estruturalmente.