Fundamentos de Roteamento: Estático, Dinâmico e Métricas

Encaminhamento e Roteamento

Encaminhamento: É a função responsável por selecionar os caminhos a serem seguidos por mensagens através da rede. Realizado na camada de rede, exige a identificação de equipamentos únicos, processo conhecido como roteamento. Os processos de roteamento são realizados por meio de dispositivos especiais chamados roteadores ou routers.

Tabelas de Roteamento

Os roteadores sabem a localização de possíveis destinatários das mensagens porque gerem os seus próprios "mapas". Esses mapas são representações da topologia da rede, armazenados em tabelas especiais. A tabela de um roteador pode ser construída de duas formas:

• Static Routing (Roteamento Estático): Trata-se de editar manualmente as tabelas de roteamento para incluir as rotas que não variam. Estas entradas são criadas quando há apenas uma rota para um destino e isso não mudará em curto prazo. Também é útil para a segurança, quando se deseja impedir que usuários externos possam obter informações detalhadas sobre o estado da rede ou interceptar mensagens enviadas entre roteadores.
• Roteamento Dinâmico: Consiste em ativar um protocolo de roteamento que permite o envio de informações entre os dispositivos para criar tabelas com entradas dinâmicas. Isso significa que elas mudam conforme o estado da rede se altera. Este mecanismo é superior às rotas estáticas por manter a informação atualizada, tornando o encaminhamento mais eficaz e eficiente.

Para o roteamento dinâmico, os roteadores eventualmente necessitam manter as tabelas com informações sobre as melhores rotas e, por outro lado, enviar informações entre si para atualizar as tabelas com base no status da rede. Por isso, o protocolo de roteamento dinâmico deve definir que tipos de mensagens serão usadas, como e quando enviá-las.

Objetivos dos Protocolos de Roteamento Dinâmico

• Escolher o melhor caminho: A seleção da melhor rota pode ser feita com base em vários critérios: distância, número de equipamentos intermediários, rotas menos congestionadas, links com maior capacidade de transmissão ou rotas mais confiáveis.
• Simplicidade: É importante que o algoritmo de roteamento seja simples, para que os roteadores não exijam altos requisitos de processador e memória. Um algoritmo simples também facilita o crescimento da rede, evitando atrasos na transmissão de mensagens.
• Robustez: O protocolo deve estar preparado para enfrentar situações inesperadas ou improváveis, evitando bloqueios ou falhas nos roteadores.
• Velocidade: Quando ocorrem alterações na rede (instalação de novos equipamentos ou falhas em links), é vital que o protocolo calcule as rotas no menor tempo possível para evitar mensagens perdidas. Isso significa atingir rapidamente a convergência, que ocorre quando todos os roteadores calculam as melhores rotas para todos os destinos possíveis.
• Crescimento: É importante considerar a capacidade do algoritmo de funcionar de forma otimizada em redes de pequeno ou grande porte.

Características dos Protocolos de Roteamento Dinâmico

1. Métrica

A métrica valoriza, nos protocolos de roteamento dinâmico, cada uma das rotas para destinos potenciais, definindo qual é a melhor em termos de velocidade ou confiabilidade. Esta avaliação deve ser quantitativa para que os algoritmos comparem os percursos. Quanto menor o valor da métrica, mais valorizada é a rota. O cálculo pode ser simples, como a contagem de saltos, ou complexo, avaliando a taxa de transmissão e o congestionamento. Parâmetros comuns incluem:

• Velocidade de transmissão: Capacidade do link expressa em bps (bits por segundo).
• Atraso: Tempo que a mensagem precisa para chegar ao seu destino.
• Congestionamento: Número de mensagens circulando pelo caminho.
• Confiabilidade: Taxa de mensagens que chegam ao destino em relação às perdidas.
• Saltos: Número de roteadores intermediários até o destino.
• Custo: Utilizado em redes com tarifação para expressar o custo econômico do envio.

2. Equilíbrio de Carga (Load Balancing)

A maioria dos protocolos pode incluir várias entradas nas tabelas para o mesmo destino com métricas iguais ou diferentes. Isso permite o balanceamento de carga, distribuindo o trabalho na rede. O protocolo RIP realiza o balanceamento apenas com métricas iguais, enquanto o IGRP permite o balanceamento mesmo com métricas diferentes, considerando a velocidade dos links.

3. Loops de Roteamento

Em protocolos baseados em vetor de distância, podem surgir loops (laços), onde as mensagens atravessam os mesmos roteadores indefinidamente devido a entradas inconsistentes durante a convergência lenta. Para evitar isso, os roteadores devem ser capazes de descartar mensagens em loops, utilizando a contagem de saltos; quando atinge um valor máximo, a mensagem é descartada.

4. Distâncias Administrativas

Em arquiteturas complexas, roteadores podem operar vários algoritmos simultaneamente (estáticos e dinâmicos). Como cada protocolo possui sua própria métrica, elas não são comparáveis diretamente. Para resolver isso, utiliza-se a distância administrativa, que define o grau de confiabilidade de um protocolo. Quanto menor esse valor, mais confiável é o protocolo e suas rotas serão preferidas em relação aos outros.