[RC] Protocolos de Roteamento (v 1.0)

    Uma das principais funções da camada de rede é a de estabelecer uma rota de menor custo entre determinada origem e destino. Essa função é chamada de roteamento e é executada por elementos ativos da rede chamados de roteadores (e, atualmente, também pelos chamados switches de camada 3).
    A literatura enumera muitas classificações para os algoritmos de roteamento. Uma delas leva em consideração a adaptabilidade (ou não) das rotas estabelecidas. Quanto a esse critério, os algoritmos de roteamento são classificados em estáticos e dinâmicos.
    Os algoritmos estático não se adaptam às mudanças na carga da rede ou em sua topologia. Através deles, as rotas a serem utilizadas pelos pacotes em tráfego, são estabelecidas normalmente off-line para, somente então, serem transferidas aos roteadores.
    Por outro lado, os algoritmos dinâmicos se adaptam de acordo com mudanças na topologia e na carga da rede. Esses algoritmos diferem na forma de obter informações de roteamento, no tempo de atualização de suas tabelas e na unidade métrica utilizada para a otimização.
    Essa última classe de algoritmos, tema central do nosso post de hoje, são classificados em mais duas categorias: vetor de distância e estado de enlace.
    Utilizando um algoritmo de vetor de distância (DV - Distance Vector), um roteador mantêm uma tabela (vetor) atualizada através da troca de informações com roteadores vizinhos. Esse mesmo procedimento é realizado pelos outros nós (roteadores), cascateando e atualizando as informações. Portanto o processo é iterativo e distribuído.
    Através do algoritmo de estado de enlace (LS - Link State), as rotas são calculadas usando conhecimento completo e global sobre a rede. Essa característica ocasiona um overhead inicial, mas que são suavizados nas alterações subsequentes na tabela. Para o cálculo do menor custo, algoritmos de estado de enlace normalmente são baseados no SPF (Shortest Path First) de Dijkstra.
    Complicou? Vamos esquematizar:

    Portando essas informações, vamos discutir alguns protocolos utilizados na Internet que se baseiam nas ideias desses algoritmos de roteamento.

1. RIP (Routing Information Protocol)

    O RIP é um protocolo de roteamento interno (intra-SA), ou seja, é rodado dentro de um sistema autônomo (SA) da Internet. Ele é um protocolo de vetor de distância que usa contagem de saltos (hops) como métrica de custo, utilizando um limite de 15 saltos por SA.
    Por meio do RIP, as tabelas de roteamento são trocadas, aproximadamente,  a cada 30 segundos por meio de mensagens chamadas de anúncios (ou resposta) RIP. Roteadores enviam mensagens RIP por UDP, porta 520.
    As principais melhorias da versão 2 do RIP em relação a sua versão original é o reconhecimento de sub-redes e uma camada de segurança por meio de autenticação utilizando MD5.

2. OSPF (Open Shortest Path First)

    O OSPF é considerado como sucessor do RIP. Ele apresenta características mais avançadas em relação ao seu antecessor. É um protocolo de roteamento interno que utiliza o algoritmo de estado de enlace (por isso o SPF em seu nome).
    Por meio do OSPF é construído um grafo de todo o sistema autônomo. O algoritmo SPF é rodado, a partir de um nó (roteador) raiz, de forma a gerar uma árvore de escoamento considerando os demais nós do SA.
     O pacote Hello do OSPF é utilizado para estabelecer adjacências de roteadores vizinho. Por padrão, esses  pacotes são enviados a cada 10 segundos.
    Diferente do RIP, o OSPF não utiliza protocolos de transporte. Suas informações são enviadas diretamente utilizando-se a camada IP.
    Outras características do OSPF:

• Autenticação com MD5;
• Capacidade de estruturar hierarquicamente um SA;
• Nesse caso, cada área (ou "sub-SA") criada, roda sua própria instância do OSPF;
• Suporte para roteamento unicast e multicast;
• Considera caminhos múltiplos quando esses têm o mesmo custo;

3. BGP (Border Gateway Protocol)

    A versão 4 do BGP é o padrão "de fato" para roteamento entre SAs (inter-SA) na Internet. Por meio dele, são estabelecidas conexões semipermanentes TCP entre pares de roteadores (pares BGP), usando a porta 179.
    Uma sessão BGP corresponde a uma conexão TCP junto com o conjunto de mensagens trocadas entre pares BGP. Essa sessão pode ser denominada externa (ou eBGP) quando abrange dois SAs e interna (ou iBGP) quando estabelecida por roteadores dentro do mesmo SA. Sim! Também há conexões semipermanentes dentro dos SAs.

Fonte: Kurose

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REFERÊNCIAS
[1] TANENBAUM, A. S. – Redes de Computadores – 5ª Ed.,Pearson, 2011.
[2] KUROSE, J. F. e ROSS, K. - Redes de Computadores e a Internet - 5ª Ed., Pearson, 2010.
[3] http://imasters.com.br/artigo/3457/redes-e-servidores/roteadores-vizinhos-distance-vector
[4] http://www.dcc.fc.up.pt/~pbrandao/aulas/0405/arq_r/slides/Routing-RIP.pdf
[5] http://www.kraemer.pro.br/cisco/exploration2/cap11.pdf