Roteamento IP

Visão Geral

O roteamento inter-rede é a principal função do protocolo IP. Em redes de computadores um roteador ou qualquer outro dispositivo que realize roteamento é utilizado para a segmentação de uma LAN. Para que as informações trafeguem de uma rede para outra é necessário que o roteador conheça as rotas para o encaminhamento dos pacotes.

Para rotear pacotes IP um roteador se baseia no endereço IP de destino. Ele precisa identificar quais são as possíveis rotas existentes para a escolha do melhor caminho. As informações de roteamento aprendidas por um roteador são armazenadas em sua tabela de roteamento. É através dessa tabela que o roteador toma suas decisões de encaminhamento de pacotes.

Os endereços IP de destino são comparados com a tabela de roteamento, caso o endereço coincida com uma entrada na tabela o pacote será encaminhado. Se não houver nenhuma correspondência e caso não haja uma rota padrão, o pacote será descartado.

Em muitos casos não é conveniente possuir em uma tabela de roteamento informações sobre todas as rotas possíveis em uma rede. Uma rota default ou um gateway de último recurso pode ser utilizado para o encaminhamento de pacotes a uma sub-rede não listada na tabela.

A tabela de roteamento é preenchida através de dois métodos: de forma estática, configurada manualmente pelo administrador (rotas estáticas) ou de forma dinâmica, através do uso de protocolos de roteamento (rotas dinâmicas). As redes diretamente conectadas são adicionadas automaticamente à tabela de roteamento.

O roteamento estático é utilizado em redes de pequeno porte, redes que possuem um número limitado de sub-redes, ou em redes que possuem apenas uma única rota, um único caminho (rede stub).

O uso do roteamento estático pode ser trabalhoso quando ocorre alguma alteração na rede. Em situações onde há um aumento considerável do número de sub-redes ou em caso de falha em uma rota, o administrador é obrigado a reconfigurar todos os roteadores para que essa alteração seja absorvida.

A maneira de agilizar e diminuir o impacto advindo de uma alteração na rede é com a utilização de roteamento dinâmico. O roteamento dinâmico faz uso de protocolos de roteamento. Com a utilização de um protocolo de roteamento um roteador pode aprender rotas disponíveis, adicioná-las a tabela de roteamento e removê-las quando não estiverem mais válidas.
 
Existem dois tipos principais de protocolos de roteamento: IGP (Interior Gateway Protocol) e EGP (Exterior Gateway Protocol). Os IGPs são utilizados para troca de informações de roteamento dentro de um mesmo sistema autônomo e os EGPs são utilizados para comunicação de roteamento entre sistemas autônomos.

Os protocolos de roteamento são classificados com relação ao tipo de algoritmo utilizado. São distribuídos em três classes: Vetor de distância, estado do enlace e híbrido balanceado.

Os protocolos de roteamento de vetor distância (distance vector) mantêm uma tabela que fornece a melhor distância conhecida até um determinado destino. Essas tabelas são atualizadas periodicamente através da troca de informações com os vizinhos e determinam que linha, direção (vetor) o pacote deve seguir. As unidades métricas utilizadas podem ser: o número de saltos (hops), a largura de banda, o retardo de transmissão, entre outros. O RIP e o IGRP são exemplos de protocolos de vetor distância.

Os protocolos de estado do enlace (link state) também conhecidos como Shortest Path First recriam a topologia completa da rede para a determinação das rotas. Os protocolos de estado do enlace possuem um tempo de convergência menor com relação aos protocolos de vetor distância. O tratamento de loops também é mais eficiente.
Os protocolos link-state exigem um maior poder computacional dos roteadores, devido à criação de uma banco de dados link-state e da execução do algoritmo SPF. Os IS-IS e o OSPF são exemplos de protocolos de estado do enlace.

Os protocolos de roteamento híbrido balanceado (Balanced Hybrid) combinam características dos algoritmos de vetor de distância e de estado do enlace. O EIGRP é um exemplo disso.