Guia de Roteamento: Conceitos, Métricas e Algoritmos

1. Quais as vantagens e desvantagens do roteamento estático?

Roteamento Estático: É o termo usado para se referir a um método manual utilizado para configurar o roteamento entre redes. O administrador de rede configura as rotas estáticas em um roteador, digitando-as diretamente na tabela de roteamento.

Vantagens:

• Rotas estáticas são simples e rápidas de configurar;
• É suportado em todos os dispositivos de roteamento e todos os roteadores;
• São fáceis de prever e compreender em redes pequenas.

Desvantagens:

• Exigem planejamento extenso e têm alta sobrecarga de gerenciamento;
• Não se adaptam dinamicamente às alterações da topologia da rede ou falhas de equipamento.

2. O que são métricas e quais as principais métricas de roteamento?

Métrica é o padrão de medida usado pelos algoritmos de roteamento para determinar o melhor caminho para um destino. Pode-se utilizar apenas um parâmetro ou vários parâmetros combinados. A utilização de múltiplos parâmetros permite uma melhor modelagem da métrica e uma decisão mais eficiente sobre qual é o melhor caminho.

As principais métricas são:

• Número de saltos;
• Confiabilidade;
• Atraso (delay);
• Largura de banda;
• Carga;
• Custo da comunicação.

3. Qual o conteúdo típico de uma tabela de roteamento?

• Destino: O destino é o host de destino, o endereço de sub-rede, o endereço da rede ou uma rota padrão (0.0.0.0).
• Máscara de rede: Utilizada em conjunto com o destino para determinar quando uma rota deve ser utilizada.
• Gateway: É o endereço IP do próximo roteador para o qual é necessário enviar um pacote.
• Interface: Indica a interface de discagem por demanda ou de rede local que deve ser utilizada para alcançar o próximo roteador.
• Métrica: Indica o custo relativo da utilização da rota. Uma métrica típica são os saltos (número de roteadores a serem atravessados). Se existirem diversos caminhos, o roteador com a métrica mais baixa é o escolhido.
• Protocolo: Indica como a rota foi aprendida ou conhecida.

4. Qual a diferença entre roteamento e encaminhamento?

Roteamento: É a forma usada pelas redes de comutadores para realizar a entrega de pacotes entre hosts (computadores, servidores, roteadores), através de um conjunto de regras que definem como dados de uma sub-rede devem alcançar outra. De forma geral, a internet é uma teia de roteadores interligados onde cada um decide qual rota deve ser tomada fim-a-fim.

Encaminhamento: Move pacotes das interfaces de entrada dos roteadores para a saída correta. Por exemplo: se um pacote chega a um roteador e existem dois caminhos (Roteador X ou Roteador Y), o processo de decidir por qual interface local o pacote deve sair é o problema de encaminhamento.

10. Paralelo entre algoritmos do caminho mais curto e inundação

O algoritmo do caminho mais curto é uma técnica simples e amplamente adotada. Consiste em construir um grafo da sub-rede, em que cada nó representa um roteador e cada arco representa uma linha de comunicação. Para escolher a rota, o algoritmo determina o caminho mais curto entre os roteadores no grafo.

O algoritmo de inundação (flooding) é um algoritmo estático. Neste método, cada pacote que chega é enviado por todas as linhas de saída, exceto por aquela pela qual foi recebido. Ele gera um número infinito de pacotes, a menos que medidas sejam tomadas para amortecer o processo.

11. Comparativo entre os algoritmos Vetor de Distância e Estado do Enlace

Algoritmo Vetor de Distância (VD): Possui tabelas de roteamento atualizadas através da troca de mensagens apenas com seus vizinhos, mantendo apenas as melhores rotas. Em intervalos regulares, as tabelas são enviadas aos vizinhos, que atualizam suas próprias tabelas.

Algoritmo Estado do Enlace (EE): Também atualiza as tabelas via mensagens com vizinhos, porém mantém o mapa de todos os links da rede. O próprio roteador calcula o melhor caminho, pois conhece a interface, o número do enlace e a métrica. Quando ocorre uma alteração, os nós adjacentes notificam a rede para atualização imediata.

12. Diferenças entre roteamento por difusão e roteamento multicast

Roteamento Multicast: O objetivo principal é entregar pacotes a partir de um nó para vários outros destinos específicos, mas não para todos. É utilizado por aplicações cooperativas, como algoritmos distribuídos, vídeo sob demanda ou videoconferência. A distribuição pode ser feita por conexões individuais, mas essa estratégia torna-se inviável quando o número de nós cresce consideravelmente.

13. Como funciona a técnica de inundação (flooding) e quais seus problemas?

O algoritmo de inundação (flooding) é estático, onde cada pacote de entrada é replicado para todas as saídas, exceto a de origem. O principal problema é a geração de uma vasta quantidade de pacotes duplicados (infinitos), exigindo medidas como a inundação seletiva (selective flooding), que limita o envio apenas às linhas que seguem na direção aproximada do destino, para tornar o processo mais eficiente.