Fundamentos e Configuração de Roteadores de Rede

O Roteador Determina o Melhor Caminho

O roteador usa tabelas de roteamento para determinar o melhor caminho para encaminhar o pacote.

Tabelas de Roteamento

As tabelas de roteamento são tabelas que mantêm o controle das rotas para destinos de rede particulares.

Componentes do Roteador

• CPU: Executa as instruções do sistema operacional, como inicialização do sistema e funções de roteamento e comutação.
• RAM: Armazena dados necessários para executar o CPU.
• ROM: É uma forma de armazenamento permanente.
• NVRAM: Armazena informações de configuração de boot, diretório de protocolos de roteamento e afins.
• Flash: Armazena o sistema operacional e outros arquivos.
• Interfaces LAN (Int): Tais como Ethernet e Fast Ethernet, para conectar redes locais.
• Interfaces WAN (Int): Para conectar diferentes ligações seriais, como DSL e ISDN.

Funções Importantes do Roteador

• Determinar a melhor maneira de envio de pacotes.
• Encaminhamento de pacotes para o destino.

Processo de Inicialização

O processo de inicialização é composto por:

1. Execução do POST (Power-On Self-Test).
2. Carregar o programa de bootstrap.
3. Localizar e carregar o software Cisco IOS.
4. Localizar e carregar o arquivo de configuração de inicialização ou entrar no modo de configuração.

O roteador opera nas camadas 1, 2 e 3.

Passos Básicos de Configuração do Roteador (1)

1. Definir o nome do roteador.
2. Definir senhas.
3. Configurar interfaces.
4. Configurar mensagens (Msgs).
5. Salvar as alterações de configuração de um roteador.
6. Verificar as operações básicas.

Comandos Básicos do Roteador

• R1# show running-config: Exibe a configuração atual armazenada na RAM.
• R1# show startup-config: Exibe o arquivo de configuração de inicialização armazenado na NVRAM.
• R1# show ip route: Exibe a tabela de roteamento que o IOS está usando atualmente para selecionar a melhor rota para as redes de destino.
• R1# show interfaces: Exibe todos os parâmetros de configuração e estatísticas da interface.

Importância da Tabela de Roteamento

A tabela de roteamento é crucial, pois fornece as informações necessárias para o roteador desempenhar sua função principal: encaminhar pacotes para a rede de destino.

Três Maneiras Básicas de um Roteador Aprender sobre Redes

1. Rotas estáticas.
2. Rotas conectadas.
3. Roteamento dinâmico.

Campos Importantes Dentro do Cabeçalho IP (IPv4)

• Número de roteadores que o pacote deve percorrer antes de ser descartado (Time to Live - TTL).
• Endereço IP de origem (32 bits).
• Endereço IP de destino (32 bits).

Processo de Encapsulamento/Desencapsulamento

A fonte encapsula o pacote IP com endereços de origem e destino, então encapsula o pacote em um quadro com o endereço MAC de origem e destino para enviar os frames de acordo com o cabo. Ao ser recebido pelo roteador (gateway doméstico), ele desencapsula, verifica sua tabela de roteamento para ver se há rota, encapsula em um formato de quadro adequado para a interface de saída com os novos endereços de origem e destino de Camada 2, e envia pela interface.

CDP (Cisco Discovery Protocol)

CDP é uma ferramenta poderosa de monitoramento e solução de problemas de redes.

Comandos para Mostrar Informações (3)

1. show interfaces
2. show ip interface brief
3. show running-config

Comandos Usados para Testar e Solucionar Problemas de Rede

• ping
• traceroute
• show ip route
• show ip route brief
• show cdp neighbors

Roteamento Estático

Usos Principais:

• Facilita a manutenção da tabela de roteamento para redes de menor porte que não se projetam para crescer significativamente.
• Roteamento de redes com conexão única.
• Uso de uma rota padrão única para representar uma rota para qualquer rede que não tenha correspondência mais específica na tabela de roteamento.

Vantagens:

• O processamento da CPU é mínimo.
• É mais fácil de entender para o administrador.
• É fácil de configurar.

Desvantagens:

• Configuração e manutenção são longas.
• A configuração é propensa a erros, especialmente em grandes redes.
• Exige intervenção do administrador para manter as informações de rota em caso de mudança.
• Não é adequado para redes em crescimento, e a manutenção torna-se cada vez mais complicada.
• Requer um conhecimento profundo de toda a rede para uma aplicação correta.

Roteamento Dinâmico

Vantagens:

• O administrador tem menos trabalho para manter a configuração ao adicionar ou remover redes.
• Os protocolos reagem automaticamente a mudanças na topologia.
• A configuração é menos propensa a erros.

Desvantagens:

• Recursos do roteador são utilizados (ciclos de CPU, memória e largura de banda do link).
• O administrador exige mais conhecimento para verificação de configuração e resolução de problemas.

Classificação dos Protocolos de Roteamento Dinâmico

Protocolos de roteamento podem ser classificados em diferentes grupos de acordo com suas características. Os protocolos mais frequentemente usados são:

• RIP: Protocolo de roteamento de vetor de distância interior.
• IGRP: Protocolo de roteamento de vetor de distância interior desenvolvido pela Cisco (obsoleto desde IOS 12.2 e posterior).
• OSPF: Protocolo de roteamento de estado de enlace interior.
• IS-IS: Protocolo de roteamento de estado de enlace interior.
• EIGRP: Protocolo de roteamento de vetor de distância avançado desenvolvido pela Cisco.
• BGP: Protocolo de roteamento de vetor de rota exterior.

Convergência

A convergência ocorre quando todas as tabelas de roteamento dos roteadores estão em um estado de uniformidade. As propriedades de convergência incluem a velocidade de propagação de informações de roteamento e o cálculo de caminhos ideais.

Métrica

A melhor rota é escolhida por um protocolo de roteamento com base no valor ou métrica utilizada para determinar a distância para chegar a essa rede.

Determinação do Caminho no Encaminhamento de Pacotes

O encaminhamento de pacotes envolve duas funções:

• Função para determinar a rota: É o processo pelo qual o roteador determina qual rota deve ser utilizada ao encaminhar um pacote.
• Função de comutação: Depois que o roteador determinou a interface de saída usando a função de cálculo de rota, o roteador deve encapsular o pacote de dados no quadro da interface de saída.

O que um Roteador Faz ao Receber um Pacote Destinado a Outra Rede?

O roteador executa as seguintes três etapas principais:

1. Desencapsula o cabeçalho da Camada 3 do pacote e remove o trailer do quadro da Camada 2.
2. Analisa o endereço IP de destino do pacote para encontrar o melhor caminho na tabela de roteamento.
3. Encapsula o pacote da Camada 3 em um novo quadro da Camada 2 e encaminha o quadro através da interface de saída.

Comandos de Debug e Configuração Estática

• # debug ip routing: O IOS exibirá uma mensagem quando uma nova rota for adicionada à tabela de roteamento.
• # ip route network mask ip-address: O comando para configurar uma rota estática é ip route.