Parte 4 . Introdução ao Roteamento IP

Introdução

 

Na Parte 1 deste tutorial apresentei o protocolo TCP/IP e qual o seu papel em uma rede de computadores. Na Parte 2 apresentei os princ√≠pios b√°sicos do sistema de numera√ß√£o bin√°rio. Tamb√©m mostrei como realizar c√°lculos simples e convers√Ķes de Bin√°rio para Decimal e vice-versa. Feita a apresenta√ß√£o das opera√ß√Ķes b√°sicas com n√ļmeros bin√°rios, vimos como o TCP/IP atrav√©s de c√°lculos bin√°rios e, com base na m√°scara de sub-rede (subnet mask), determina se dois computadores est√£o na mesma rede ou fazem parte de redes diferentes. Na Parte 3 falei sobre o endere√ßamento IP. Mostrei que, inicialmente, foram definidas classes de endere√ßos IP. Por√©m, devido a uma poss√≠vel falta de endere√ßos, por causa do grande crescimento da Internet, novas alternativas tiveram que ser buscadas. Nesta parte vou iniciar a abordagem sobre Roteamento. Falarei sobre o papel dos roteadores na liga√ß√£o entre redes locais (LANs) para formar uma WAN. Mostrarei alguns exemplos b√°sicos de roteamento. Na parte 5 vou aprofundar um pouco mais a discuss√£o sobre Roteamento.

 

O papel do Roteador em uma rede de computadores: 

 

Nos vimos, na Parte 2, que a m√°scara de sub-rede √© utilizada para determinar qual "parte" do endere√ßo IP representa o n√ļmero da Rede e qual parte representa o n√ļmero da m√°quina dentro da rede. A m√°scara de sub-rede tamb√©m foi utilizada na defini√ß√£o original das classes de endere√ßo IP. Em cada classe existe um determinado n√ļmero de redes poss√≠veis e, em cada rede, um n√ļmero m√°ximo de m√°quinas (veja Parte 3). Com base na m√°scara de sub-rede o protocolo TCP/IP determina se o computador de origem e o de destino est√£o na mesma rede local. Com base em c√°lculos bin√°rios, o TCP/IP pode chegar a dois resultados distintos:

O computador de origem e de destino est√£o na mesma rede local: Neste caso os dados s√£o enviados para o barramento da rede local. Todos os computadores da rede recebem os dados. Ao receber os dados cada computador analisa o campo N√ļmero IP do destinat√°rio. Se o IP do destinat√°rio for igual ao IP do computador, os dados s√£o capturados e processados pelo sistema, caso contr√°rio s√£o simplesmente descartados. Observe que com este procedimento, apenas o computador de destino √© que efetivamente processa os dados para ele enviados, os demais computadores simplesmente descartam os dados.

 

 

O computador de origem e de destino n√£o est√£o na mesma rede local: Neste caso os dados s√£o enviados o equipamento com o n√ļmero IP configurado no par√Ęmtero Default Gateway (Gateway Padr√£o). Ou seja, se ap√≥s os c√°lculos baseados na m√°scara de sub-rede, o TCP/IP chegar a conclus√£o que o computador de destino e o computador de origem n√£o fazem parte da mesma rede local, os dados s√£o enviados para o Default Gateway, o qual ser√° encarregado de encontrar um caminho para enviar os dados at√© o computador de destino. Esse "encontrar o caminho" √© tecnicamente conhecido como Rotear os dados at√© o destino. O respons√°vel por "Rotear" os dados √© o equipamento que atua como Default Gateway o qual √© conhecido como Roteador. Com isso fica f√°cil entender o papel do Roteador: "√Č o respons√°vel por encontrar um caminho entre a rede onde est√° o computador que enviou os dados e a rede onde est√° o computador que ir√° receber os dados."

Quando ocorre um problema com o Roteador, tornando-o indispon√≠vel, voc√™ consegue se comunicar normalmente com os demais computadores da rede local, por√©m n√£o conseguir√° comunica√ß√£o com outras redes de computadores, como por exemplo a Internet.   

 

Como eu sei qual o Default Gateway que est√° configurado no Windows 2000? 

 

Voc√™ pode verificar as configura√ß√Ķes do TCP/IP de um computador com o Windows 2000 Server de duas maneiras: com as proprieades da interface de rede ou com o comando ipconfig. A seguir descrevo estas duas maneiras: 

 

Verificando as configura√ß√Ķes do TCP/IP usando a interface gr√°fica: 

 

1. Clique com o bot√£o direito do mouse no √≠cone Meus locais de rede, na √Ārea de trabalho.

 

2. No menu que é exibido clique na opção Propriedades.

 

3. Ser√° exibida a janela Conex√Ķes dial-up e de rede. Nessa janela √© exibido um √≠cone para cada conex√£o dispon√≠vel. Por exemplo, se o seu computador estiver conectado a uma rede local e tamb√©m tiver uma conex√£o via Modem, ser√° exibido um √≠cone para cada conex√£o. Nesta janela tamb√©m est√° dispon√≠vel o √≠cone "Fazer nova conex√£o". Com esse √≠cone voc√™ pode criar novas conex√Ķes. Na figura a seguir temos um exemplo onde est√° dispon√≠vel apenas uma conex√£o de rede local:   

 

 

 

 

4. Clique com o bot√£o direito do mouse no √≠cone "Conex√£o de rede local". No menu de op√ß√Ķes que √© exibido clique em Propriedades.

 

5. Ser√° exibida a janela de Propriedades da conex√£o de rede local, conforme indicado na figura a seguir: 

 

 

 

 

 

 

6. Clique na opção Protocolo Internet (TCP/IP) e depois clique no botão Propriedades.

 

7. A janela de propriedades do TCP/IP ser√° exibida, conforme indicado a seguir. 

 

 

 

 

Nesta janela s√£o exibidas informa√ß√Ķes sobre o n√ļmero IP do computador, a m√°scara de sub-rede, o Gateway padr√£o e o n√ļmero IP dos servidores DNS prim√°rio e secund√°rio. Se a op√ß√£o obter um endere√ßo IP automaticamente estiver marcada, o computador tentar√° obter todas estas configura√ß√Ķes a partir de um servidor DHCP, durante a inicializa√ß√£o. Neste caso as informa√ß√Ķes sobre as configura√ß√Ķes TCP/IP, inclusive o n√ļmero IP do Roteador (Gateway Padr√£o), somente poder√£o ser obtidas atrav√©s do comando ipconfig, conforme descrevo logo a seguir.

 

8. Clique em OK para fechar a janela de Propriedades do protocolo TCP/IP.

 

9. Você estará de volta a janela de Propriedades da conexão de rede local. Clique em OK para fechá-la.

 

10.Voc√™ estar√° de volta √† janela Conex√Ķes dial-up e de rede. Feche-a.

 

Verificando as configura√ß√Ķes do TCP/IP usando o comando ipconfig:

 

Para verificar as configura√ß√Ķes do TCP/IP, utilizando o comando ipconfig, siga os seguintes passos:

 

1. Abra o Prompt de comando: Iniciar -> Programas -> Acessórios -> Prompt de comando.

 

2. Digite o comando ipconfig/all

 

3. Ser√£o listadas as configura√ß√Ķes do TCP/IP, conforme exemplo da listagem a seguir:

 

 

 

Explicando Roteamento ‚Äď um exemplo pr√°tico: 

 

Vou iniciar a explica√ß√£o sobre como o roteamento funciona, atrav√©s da an√°lise de um exemplos simples. Vamos imaginar a situa√ß√£o de uma empresa que tem a matriz em SP e uma filial no RJ. O objetivo √© conectar a rede local da matriz em SP com a rede local da filial no RJ, para permitir a troca de mensagens e documentos entre os dois escrit√≥rios. Nesta situa√ß√£o o primeiro passo √© contratar um link de comunica√ß√£o entre os dois escrit√≥rios. Em cada escrit√≥rio deve ser instalado um Roteador. E finalmente os roteadores devem ser configurados para que seja poss√≠vel a troca de informa√ß√Ķes entre as duas redes. Na figura a seguir temos a ilustra√ß√£o desta pequena rede de longa dist√Ęncia (WAN). Em seguida vamos explicar como funciona o roteamento entre as duas redes: 

 

 

 

 

 

Nesta pequena rede temos um exemplo simples de roteamento, mas muito a explicar. Ent√£o vamos l√°. 

 

Como está configurado o endereçamento das redes locais e dos roteadores?

Rede de SP: Esta rede utiliza um esquema de endereçamento 10.10.10.0, com máscara de sub-rede 255.255.255.0. Observe que embora, teoricamente, seria uma rede Classe A, estamos utilizando uma máscara de sub-rede classe C. Veja a parte 3 para detalhes sobre Classes de Endereços IP.

Rede de RJ: Esta rede utiliza um esquema de endereçamento 10.10.20.0, com máscara de sub-rede 255.255.255.0. Observe que embora, teoricamente, seria uma rede Classe A, estamos utilizando uma máscara de sub-rede classe C. Veja a parte 3 para detalhes sobre Classes de Endereços IP.

Roteadores: Cada roteador possui duas interfaces. Uma √© a chamada interface de LAN (rede local), a qual conecta o roteador com a rede local. A outra √© a interface de WAN (rede de longa dist√Ęncia), a qual conecta o roteador com o link de dados. Na interface de rede local, o roteador deve ter um endere√ßo IP da rede interna. No roteador de SP, o endere√ßo √© 10.10.10.1. N√£o √© obrigat√≥rio, mas √© um padr√£o normalmente adotado, utilizar o primeiro endere√ßo da rede para o Roteador. No roteador do RJ, o endere√ßo √© 10.10.20.1

Rede dos roteadores: Para que as interfaces externas dos roteadores possam se comunicar, eles devem fazer parte de uma mesma rede, isto é, devem compartilhar um esquema de endereçamento comum. As interfaces externas dos roteadores (interfaces WAN), fazem parte da rede 10.10.30.0, com máscara de sub-rede 255.255.255.0.

Na verdade ‚Äď 3 redes: Com isso temos, na pr√°tica tr√™s redes, conforme resumido a seguir:

SP: 10.10.10.0/255.255.255.0

RJ: 10.10.20.0/255.255.255.0

Interfaces WAN dos Roteadores: 10.10.30.0/255.255.255.0

Na prática é como se a rede 10.10.30.0 fosse uma "ponte" entre as duas outras redes.

Como √© feita a interliga√ß√£o entre as duas redes? 

 

Vou utilizar um exemplo pr√°tico, para mostrar como √© feito o roteamento entre as duas redes. 

 

Exemplo: Vamos analisar como √© feito o roteamento, quando um computador da rede em SP, precisa acessar informa√ß√Ķes de um computador da rede no RJ. O computador SP-01 (10.10.10.5), precisa acessar um arquivo que est√° em uma pasta compartilhada do computador RJ-02 (10.10.20.12). Como √© feito o roteamento, de tal maneira que estes dois computadores possam trocar informa√ß√Ķes? Acompanhe os passos descritos a seguir: 

 

1. O computador SP-01 √© o computador de origem e o computador RJ-02 √© o computador de destino. A primeira a√ß√£o do TCP/IP √© fazer os c√°lculos para verificar se os dois computadores est√£o na mesma rede (veja como s√£o feitos estes c√°lculos na Parte 2). Os seguintes dados s√£o utilizados para realiza√ß√£o destes c√°lculos: 

SP-01: 10.10.10.5/255.255.255.0

RJ-02: 10.10.20.12/255.255.255.0

2. Feitos os c√°lculos, o TCP/IP chega a conclus√£o de que os dois computadores pertencem a redes diferentes: SP-01 pertence a rede 10.10.10.0 e RJ-02 pertence a rede 10.10.20.0.

 

3. Como os computadores pertencem a redes diferentes, os dados devem ser enviados para o Roteador.

 

4. No roteador de SP chega o pacote de informa√ß√Ķes com o IP de destino: 10.10.20.12. O roteador precisa consultar a sua tabela de roteamento (assunto da Parte 5) e verificar se ele conhece um caminho para a rede 10.10.20.0.

 

5. O roteador de SP tem, em sua tabela de roteamento, a informa√ß√£o de que pacotes para a rede 10.10.20.0 devem ser encaminhados pela interface 10.10.30.1. √Č isso que ele faz, ou seja, encaminha os pacotes atrav√©s da interface de WAN: 10.10.30.1.

 

6. Os pacotes de dados chegam na interface 10.10.30.1 e são enviados, através do link de comunicação, para a interface 10.10.30.2, do roteador do RJ.

 

7. No roteador do RJ chegam os pacotes de informa√ß√Ķes com o IP de destino: 10.10.20.12. O roteador precisa consultar a sua tabela de roteamento (assunto da Parte 5) e verificar se ele conhece um caminho para a rede 10.10.20.0.

 

8. O roteador do RJ tem, em sua tabela de roteamento, a informação de que pacotes para a rede 10.10.20.0 devem ser encaminhados pela interface 10.10.20.1, que é a interface que conecta o roteador a rede local 10.10.20.1. O pacote é enviado, através da interface 10.10.20.1, para o barramento da rede local. Todos os computadores recebem os pacotes de dados e os descartam, com exceção do computador 10.10.20.12 que é o computador de destino.

 

9. Para que a resposta possa ir do computador RJ-02 para o computador SP-01, um caminho precisa ser encontrado, para que os pacotes de dados possam ser roteados do RJ para SP. Para tal todo o processo é executado novamente, até que a resposta chegue ao computador SP-01.

 

10. A chave toda para o processo de roteamento é o software presente nos roteadores, o qual atua com base em tabelas de roteamento, as quais serão descritas na parte 5.

 

Conclus√£o 

 

Nesta quarta parte do tutorial de TCP/IP, apresentei uma introdução sobre como funciona o Roteamento IP entre redes locais conectadas remotamente, através de links de WAN. Na parte 5 vou aprofundar um pouco mais essa discussão, onde falarei sobre as tabelas de roteamento.

 

Não esqueça de consultar os endereços a seguir para aprofundar os estudos de TCP/IP:

http://www.juliobattisti.com.br/tcpip.asp

 

http://www.guiadohardware.info/tutoriais/enderecamento_ip/index.asp

 

http://www.guiadohardware.info/curso/redes_guia_completo/22.asp

 

http://www.guiadohardware.info/curso/redes_guia_completo/23.asp

 

http://www.guiadohardware.info/curso/redes_guia_completo/28.asp

 

http://www.aprendaemcasa.com.br/tcpip1.htm

 

http://www.aprendaemcasa.com.br/tcpip2.htm (até o tcpip47.htm)

 

http://www.vanquish.com.br/site/020608

 

http://unsekurity.virtualave.net/texto1/texto_tcpip_basico.txt

 

http://unsekurity.virtualave.net/texto1/tcpipI.txt

http://www.rota67.hpg.ig.com.br/tutorial/protocolos/amfhp_tcpip_av001.htm

 

http://www.geocities.com/ResearchTriangle/Thinktank/4203/doc/tcpip.zip