Fundamentos de Redes: Roteamento, IP e Protocolos

1. Qual a diferença entre rotear e repassar?

O roteamento determina a rota que os pacotes seguirão, da origem até o destino. O repasse move os pacotes da entrada do roteador para a saída apropriada.

2. Protocolos da Camada de Rede

• Protocolo IP: Responsável pelo encaminhamento de dados, interconexão, roteamento, endereçamento, fragmentação e encapsulamento. É a base da arquitetura da Internet.
• Protocolo DV (Vetor de Distância): Algoritmo iterativo, assíncrono e distribuído para cálculo de rotas.
• Protocolo RIP: Protocolo de roteamento intra-AS baseado em vetor de distâncias, com funcionamento similar ao DV.

3. Tamanho do cabeçalho IP e remontagem

O tamanho do cabeçalho IPv4 é de 20 bytes (o valor de 32 bits refere-se ao tamanho de uma palavra), enquanto o IPv6 possui um cabeçalho fixo de 40 bytes. Os campos utilizados na remontagem de datagramas fragmentados no IPv4 incluem: Identificação, Flags e Deslocamento de Fragmento (Fragment Offset).

4. Obtenção e garantia de unicidade de endereços IP

Um endereço IPv4 consiste em 32 bits divididos em quatro octetos. A máscara de rede define a porção da rede e a porção do host. A unicidade é garantida por órgãos reguladores (como a IANA e os RIRs) que gerenciam a alocação hierárquica de blocos de endereços.

5. Solução para falta de endereços IP (NAT)

A empresa pode utilizar o NAT (Network Address Translation). Ele permite que as 230 máquinas utilizem endereços privados internamente, compartilhando os 110 endereços IP públicos disponíveis para o acesso à Internet.

6. Por que existe o IPv6?

O principal motivo é o esgotamento dos endereços IPv4. Diferenças principais:

• Capacidade de endereçamento: Aumento de 32 bits para 128 bits.
• Cabeçalho aprimorado: Tamanho fixo de 40 bytes, com campos simplificados.
• Rotulação de fluxo: Permite priorizar pacotes específicos.

7. Perda de pacotes em roteadores

A perda ocorre quando o buffer de entrada ou saída excede sua capacidade devido à velocidade de comutação ou de linha insuficiente. Pode ser mitigada garantindo que a velocidade de comutação seja pelo menos n vezes superior à velocidade da linha de entrada (onde n é o número de portas).

8. Transição IPv4 e IPv6: Pilha Dupla

A Pilha Dupla (Dual Stack) permite que equipamentos suportem ambos os protocolos nativamente e simultaneamente, sendo a técnica padrão para a transição na Internet.

9. Algoritmos de Roteamento: LS vs. DV

• Estado de Enlace (LS): Cada nó possui uma visão completa da topologia da rede, calculando o caminho de menor custo individualmente.
• Vetor de Distâncias (DV): Algoritmo distribuído onde cada nó conhece apenas os custos para seus vizinhos e recebe atualizações periódicas deles.

Spanning Tree

Utilizada para difusão (broadcast), a spanning tree elimina pacotes redundantes e garante que a mensagem alcance todos os nós sem loops.