Bem-vindo a Camada de Rede!

Até agora você deve ter notado que os módulos neste curso estão progredindo de baixo para cima através das camadas de modelo OSI. Na camada de rede do modelo OSI, apresentamos protocolos de comunicação e protocolos de roteamento. Digamos que você deseja enviar um e-mail para um amigo que mora em outra cidade, ou mesmo em outro país. Essa pessoa não está na mesma rede que você. Uma rede comutada simples não consegue obter a sua mensagem mais longe do que o fim da sua própria rede. Você precisa de alguma ajuda para manter esta mensagem movendo-se ao longo do caminho para o dispositivo final do seu amigo. Para enviar um e-mail (um vídeo, um arquivo, etc.) para qualquer pessoa que não esteja em sua rede local, você deve ter acesso a roteadores. Para acessar roteadores, você deve usar protocolos de camada de rede. Para ajudá-lo a visualizar esses processos, este módulo contém duas atividades Wireshark. Aproveite!

Título do módulo: Camada de rede

Objetivo do módulo: Explicar como os roteadores usam protocolos e serviços de camada de rede para viabilizar a conectividade de ponta a ponta.

Título do Tópico

Objetivo do Tópico

Características de camada de rede

Explicar como a camada de rede usa protocolos IP para obter informações confiáveis. comunicações.

Pacote IPv4

Explicar a função dos principais campos do cabeçalho no pacote IPv4.

Pacote IPv6

Explicar a função dos principais campos do cabeçalho no pacote IPv6.

Como um host roteia

Explicar como os dispositivos de rede usam tabelas de roteamento para direcionar pacotes a um Rede de destino.

Tabelas de roteamento do roteador

Explicar a função dos campos na tabela de roteamento de um roteador.

Características de camada de rede

8.1.1

A camada de Rede

A camada de rede, ou Camada OSI 3, fornece serviços para permitir que dispositivos finais troquem dados entre redes. Como mostrado na figura, IP versão 4 (IPv4) e IP versão 6 (IPv6) são os principais protocolos de comunicação de camada de rede. Outros protocolos de camada de rede incluem protocolos de roteamento, como OSPF (Open Shortest Path First) e protocolos de mensagens, como ICMP (Internet Control Message Protocol).

Para realizar comunicações de ponta a ponta através dos limites da rede, os protocolos de camada de rede executam quatro operações básicas:

• Endereçamento de dispositivos finais - Os dispositivos finais devem ser configurados com um endereço IP exclusivo para identificação na rede.

• Encapsulamento - A camada de rede encapsula a unidade de dados de protocolo (PDU) da camada de transporte em um pacote. O processo de encapsulamento adiciona informações de cabeçalho IP, como os endereços IP dos hosts origem (emissor) e destino (receptor). O processo de encapsulamento é executado pela origem do pacote IP.

• Roteamento - A camada de rede fornece serviços para direcionar os pacotes para um host de destino em outra rede. Para trafegar para outras redes, o pacote deve ser processado por um roteador. A função do roteador é escolher o melhor caminho e direcionar os pacotes para o host de destino em um processo conhecido como roteamento. Um pacote pode atravessar muitos roteadores antes de chegar ao host de destino. Cada roteador que um pacote atravessa para chegar ao host de destino é chamado de salto.

• Desencapsulamento - Quando o pacote chega na camada de rede do host de destino, o host verifica o cabeçalho IP do pacote. Se o endereço IP de destino no cabeçalho corresponder ao seu próprio endereço IP, o cabeçalho IP será removido do pacote. Depois que o pacote é desencapsulado pela camada de rede, a PDU resultante da Camada 4 é transferida para o serviço apropriado na camada de transporte. O processo de desencapsulamento é executado pelo host de destino do pacote IP.

Diferentemente da camada de transporte (OSI Layer 4), que gerencia o transporte de dados entre os processos em execução em cada host, os protocolos de comunicação da camada de rede (ou seja, IPv4 e IPv6) especificam a estrutura de pacotes e o processamento usado para transportar os dados de um host para outro hospedeiro. A operação sem levar em consideração os dados contidos em cada pacote permite que a camada de rede transporte pacotes para diversos tipos de comunicações entre vários hosts.

Encapsulamento IP

O IP encapsula o segmento da camada de transporte (a camada logo acima da camada de rede) ou outros dados adicionando um cabeçalho IP. O cabeçalho IP é usado para entregar o pacote ao host de destino.

O cabeçalho IP é examinado por dispositivos de Camada 3 (ou seja, roteadores e switches de Camada 3) à medida que viaja através de uma rede até seu destino. É importante notar que as informações de endereçamento IP permanecem as mesmas desde o momento em que o pacote sai do host de origem até chegar ao host de destino, exceto quando traduzidas pelo dispositivo que executa a Tradução de Endereços de Rede (NAT) para IPv4.

Observação: O NAT é discutido em módulos posteriores.

Os roteadores implementam protocolos de roteamento para rotear pacotes entre redes. O roteamento realizado por esses dispositivos intermediários examina o endereçamento da camada de rede no cabeçalho do pacote. Em todos os casos, a parte de dados do pacote, ou seja, a PDU da camada de transporte encapsulada ou outros dados, permanece inalterada durante os processos da camada de rede.

Características do IP

O IP foi desenvolvido como um protocolo com baixa sobrecarga. Ele fornece apenas as funções necessárias para enviar um pacote de uma origem a um destino por um sistema interconectado de redes. O protocolo não foi projetado para rastrear e gerenciar o fluxo de pacotes. Essas funções, se exigido, são realizadas por outros protocolos em outras camadas, principalmente TCP na Camada 4.

Estas são as características básicas da IP:

• Sem conexão - Não há conexão com o destino estabelecido antes do envio de pacotes de dados.

• Melhor esforço - o IP é inerentemente não confiável, porque a entrega de pacotes não é garantida.

• Independente da mídia - A operação é independente do meio (ou seja, cobre, fibra ótica ou sem fio) que carrega os dados.

Sem Conexão

O IP não tem conexão, o que significa que nenhuma conexão ponta a ponta dedicada é criada pelo IP antes que os dados sejam enviados. A comunicação sem conexão é conceitualmente semelhante a enviar uma carta a alguém sem notificar o destinatário com antecedência. A figura resume esse ponto-chave.

Melhor esforço

O IP também não requer campos adicionais no cabeçalho para manter uma conexão estabelecida. Esse processo reduz bastante a sobrecarga do IP. No entanto, sem conexão de ponta a ponta pré-estabelecida, os remetentes não sabem se os dispositivos de destino estão presentes e funcionais ao enviar pacotes, nem sabem se o destino recebe o pacote ou se o dispositivo de destino pode acessar e ler o pacote.

Independente de Mídia

Não confiável significa que o IP não tem a capacidade de gerenciar e recuperar pacotes não entregues ou corrompidos. Isso ocorre porque, embora os pacotes IP sejam enviados com informações sobre o local da entrega, eles não contêm informações que podem ser processadas para informar ao remetente se a entrega foi bem-sucedida. Os pacotes podem chegar ao destino corrompidos, fora de sequência ou simplesmente não chegar. O IP não tem capacidade de retransmitir os pacotes em caso de erros.

Se os pacotes forem entregues fora de ordem ou estiver faltando algum pacote, as aplicações que usam os dados, ou serviços de camada superior, deverão resolver esses problemas. Isso permite que o IP funcione de forma bem eficiente. No conjunto de protocolos TCP / IP, a confiabilidade é o papel do protocolo TCP na camada de transporte.

A camada de enlace de dados OSI é responsável por pegar um pacote IP e prepará-lo para transmissão pelo meio de comunicação. Isso significa que a entrega de pacotes IP não se limita a nenhum meio específico.

Há, no entanto, uma característica muito importante dos meios físicos que a camada de rede considera: o tamanho máximo da PDU que cada meio consegue transportar. Essa característica é chamada de unidade máxima de transmissão (maximum transmission unit - MTU). Parte das comunicações de controle entre a camada de enlace de dados e a camada de rede é a definição de um tamanho máximo para o pacote. A camada de enlace de dados passa o valor da MTU para a camada de rede. A camada de rede então determina o tamanho que os pacotes podem ter.

Em alguns casos, um dispositivo intermediário, geralmente um roteador, deve dividir um pacote IPv4 ao encaminhá-lo de um meio para outro com uma MTU menor. Esse processo é chamado fragmentação do pacote ou fragmentação. A fragmentação causa latência. Os pacotes IPv6 não podem ser fragmentados pelo roteador.

Pacote IPv4

8.2.1

Cabeçalho do Pacote IPv4

O IPv4 é um dos principais protocolos de comunicação de camada de rede. O cabeçalho do pacote IPv4 é usado para garantir que esse pacote seja entregue para sua próxima parada no caminho para seu dispositivo final de destino.

O cabeçalho de um pacote IPv4 consiste em campos com informações importantes sobre o pacote. Esses campos contêm números binários que são examinados pelo processo da Camada 3.

Campos do cabeçalho de pacote IPv4

Os valores binários de cada campo identificam várias configurações do pacote IP. Os diagramas de cabeçalho de protocolo, cuja leitura é feita da esquerda para a direita, de cima para baixo, disponibilizam uma visualização para consultar ao discutir os campos de protocolo. O diagrama de cabeçalho de protocolo IP na figura identifica os campos de um pacote IPv4.

Pacote IPv6

8.3.1

Limitações do IPv4

O IPv4 ainda está em uso hoje. Este tópico é sobre IPv6, que eventualmente substituirá o IPv4. Para entender melhor por que você precisa conhecer o protocolo IPv6, ele ajuda a conhecer as limitações do IPv4 e as vantagens do IPv6.

Ao longo dos anos, protocolos e processos adicionais foram desenvolvidos para enfrentar novos desafios. No entanto, mesmo com alterações, ele ainda enfrenta três grandes problemas:

• Esgotamento do endereço IPv4 - O IPv4 tem um número limitado de endereços públicos exclusivos disponíveis. Embora haja aproximadamente 4 bilhões de endereços IPv4, o número crescente de novos dispositivos habilitados para IP, conexões sempre ativas e o potencial de crescimento de regiões menos desenvolvidas têm aumentado a necessidade de mais endereços.

• Falta de conectividade ponto a ponto - Network Address Translation (NAT) é uma tecnologia comumente implementada em redes IPv4. A NAT é uma forma de vários dispositivos compartilharem um único endereço IPv4 público. No entanto, como o endereço IPv4 público é compartilhado, o endereço IPv4 de um host de rede interna fica oculto. Isso pode ser problemático para tecnologias que exigem conectividade de ponta a ponta.

• Maior complexidade da rede — Embora o NAT tenha ampliado a vida útil do IPv4, ele só se destinava a ser um mecanismo de transição para o IPv6. O NAT em suas várias implementações cria complexidade adicional na rede, criando latência e dificultando a solução de problemas.

Visão geral do IPv6

No início da década de 90, a Internet Engineering Task Force (IETF) tinha uma preocupação crescente a respeito dos problemas com o IPv4 e começou a procurar um substituto. Isso levou ao desenvolvimento do IP versão 6 (IPv6). O IPv6 supera as limitações do IPv4 e possui recursos que atendem às demandas atuais e previsíveis de rede.

As melhorias que o IPv6 fornece incluem o seguinte:

• Espaço de endereço aumentado - os endereços IPv6 são baseados no endereçamento hierárquico de 128 bits, em oposição ao IPv4 com 32 bits.

• Manipulação aprimorada de pacotes - O cabeçalho IPv6 foi simplificado com menos campos.

• Elimina a necessidade de NAT - com um número tão grande de endereços IPv6 públicos, o NAT entre um endereço IPv4 privado e um IPv4 público não é necessário. Isso evita alguns dos problemas induzidos por NAT enfrentados por aplicativos que exigem conectividade de ponta a ponta.

O espaço de 32 bits de um endereço IPv4 fornece aproximadamente 4.294.967.296 endereços exclusivos. O espaço de endereço IPv6 fornece 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456, ou 340 undecilhões de endereços. Isto é aproximadamente equivalente a cada grão de areia na Terra.

A figura mostra uma comparação visual do espaço de endereços IPv4 e IPv6.

Campos do cabeçalho de pacote IPv4 no cabeçalho de pacote IPv6

Uma das principais melhorias de design do IPv6 em relação ao IPv4 é o cabeçalho IPv6 simplificado.

Por exemplo, o cabeçalho IPv4 consiste em um cabeçalho de comprimento variável de 20 octetos (até 60 bytes se o campo Opções for usado) e 12 campos de cabeçalho básicos, sem incluir o campo Opções e o campo Preenchimento.

Como um Host Roteia

8.4.1

Decisão de Encaminhamento do Host

Com IPv4 e IPv6, os pacotes são sempre criados no host de origem. O host de origem deve ser capaz de direcionar o pacote para o host de destino. Para fazer isso, os dispositivos finais do host criam sua própria tabela de roteamento. Este tópico discute como os dispositivos finais usam tabelas de roteamento.

Outra função da camada de rede é direcionar pacotes entre hosts. Um host pode enviar um pacote para o seguinte:

• Itself - A host can ping itself by sending a packet to a special IPv4 address of 127.0.0.1 or an IPv6 address ::1, que é referido como a interface de loopback. O ping na interface de loopback testa a pilha de protocolos do TCP/IP no host.

• Host local - Este é um host de destino que está na mesma rede local que o host de envio. Os hosts de origem e destino compartilham o mesmo endereço de rede.

• Host remoto - Este é um host de destino em uma rede remota. Os hosts de origem e destino não compartilham o mesmo endereço de rede.

Se um pacote é destinado a um host local ou a um host remoto é determinado pelo dispositivo final de origem. O dispositivo final de origem determina se o endereço IP de destino está na mesma rede em que o próprio dispositivo de origem está. O método de determinação varia de acordo com a versão IP:

• Em IPv4 - O dispositivo de origem usa sua própria máscara de sub-rede juntamente com seu próprio endereço IPv4 e o endereço IPv4 de destino para fazer essa determinação.

• Em IPv6 - O roteador local anuncia o endereço de rede local (prefixo) para todos os dispositivos na rede.

Em uma rede doméstica ou comercial, você pode ter vários dispositivos com e sem fio interconectados usando um dispositivo intermediário, como um switch LAN ou um ponto de acesso sem fio (WAP). Este dispositivo intermediário fornece interconexões entre hosts locais na rede local. Os hosts locais podem interagir entre si e compartilhar informações sem a necessidade de dispositivos adicionais. Se um host estiver enviando um pacote para um dispositivo configurado com a mesma rede IP que o dispositivo host, o pacote será simplesmente encaminhado para fora da interface do host, através do dispositivo intermediário e diretamente ao dispositivo de destino.

Obviamente, na maioria das situações, queremos que nossos dispositivos possam se conectar além do segmento de rede local, como em outras residências, empresas e na Internet. Os dispositivos que estão além do segmento de rede local são conhecidos como hosts remotos. Quando um dispositivo de origem envia um pacote a um dispositivo de destino remoto, é necessária a ajuda de roteadores e do roteamento. O roteamento é o processo de identificação do melhor caminho até um destino. O roteador conectado ao segmento de rede local é conhecido como gateway padrão (default gateway).

Gateway Padrão

O gateway padrão é o dispositivo de rede (ou seja, roteador ou switch da Camada 3) que pode rotear o tráfego para outras redes. Comparando a rede com uma sala, o gateway padrão é a porta. Se você quiser ir para outra sala (rede), vai precisar encontrar essa porta.

Em uma rede, um gateway padrão geralmente é um roteador com esses recursos:

• Ele possui um endereço IP local no mesmo intervalo de endereços que outros hosts na rede local.

• Ele pode aceitar dados na rede local e encaminhar dados para fora da rede local.

• Ele direciona o tráfego para outras redes.

Um gateway padrão é necessário para enviar tráfego fora da rede local. O tráfego não pode ser encaminhado para fora da rede local se não houver gateway padrão, o endereço de gateway padrão não estiver configurado ou o gateway padrão estiver inativo.

Um host direciona para o gateway padrão

Uma tabela de roteamento de host normalmente inclui um gateway padrão. No IPv4, o host recebe o endereço IPv4 do gateway padrão dinamicamente do DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) ou configurado manualmente. No IPv6, o roteador anuncia o endereço de gateway padrão ou o host pode ser configurado manualmente.

Tabelas de Roteamento dos Hosts

Em um host do Windows, o comando route print ou netstat -r pode ser usado para exibir a tabela de roteamento do host. Ambos os comandos geram a mesma saída. O resultado pode parecer confuso no começo, mas é bastante simples de entender.

Tabela de Roteamento IPv4 de PC1

C:\Users\PC1 > netstat -r 

IPv4 Route Table

=======================================================================================

Active Routes:

Network Destination Netmask Gateway Interface Metric

          0.0.0.0 0.0.0 192.168.10.1 192.168.10.10 25

        127.0.0.0 255.0.0.0 No link 127.0.0.1 306

        127.0.0.1 255.255.255.255 On-Link 127.0.0.1 306

  127.255.255.255 255.255.255 On-Link 127.0.0.1 306

     192.168.10.0 255.255.255.0 No link 192.168.10.10 281

    192.168.10.10 255.255.255.255 On-Link 192.168.10.10 281

   192.168.10.255 255.255.255.255 On-Link 192.168.10.10 281

        224.0.0.0 240.0.0.0 No link 127.0.0.1 306

        224.0.0.0 240.0.0.0 No link 192.168.10.10 281

  255.255.255.255 255.255.255.255 On-link 127.0.0.1 306

  255.255.255.255 255.255.255 On-Link 192.168.10.10 281

Observação: A saída exibe apenas a tabela de rotas IPv4.

A inserção do comando netstat -r ou o comando equivalente route print exibe três seções relacionadas às conexões de rede TCP / IP atuais:

• Lista de interfaces - lista o endereço MAC (Media Access Control) e o número de interface atribuído de todas as interfaces com capacidade de rede no host, incluindo adaptadores Ethernet, Wi-Fi e Bluetooth.

• Tabela de rotas IPv4 - lista todas as rotas IPv4 conhecidas, incluindo conexões diretas, rede local e rotas padrão locais.

• Tabela de rotas IPv6 - lista todas as rotas IPv6 conhecidas, incluindo conexões diretas, rede local e rotas padrão locais.

Introdução ao Roteamento

8.5.1

Decisão de Encaminhamento de Pacotes do Roteador

O tópico anterior discutiu tabelas de roteamento de host. A maioria das redes também contém roteadores, que são dispositivos intermediários. Os roteadores também contêm tabelas de roteamento. Este tópico aborda as operações do roteador na camada de rede. Quando um host envia um pacote para outro host, ele consulta sua tabela de roteamento para determinar para onde enviar o pacote. Se o host de destino estiver em uma rede remota, o pacote será encaminhado para o gateway padrão, que geralmente é o roteador local.

O que acontece quando um pacote chega na interface do roteador?

O roteador examina o endereço IP de destino do pacote e pesquisa sua tabela de roteamento para determinar para onde encaminhar o pacote. A tabela de roteamento contém uma lista de todos os endereços de rede conhecidos (prefixos) e para onde encaminhar o pacote. Essas entradas são conhecidas como entradas de rota ou rotas. O roteador encaminhará o pacote usando a melhor (mais longa) entrada de rota correspondente.

Tabela de Roteamento do Roteador IP

A tabela de roteamento do roteador contém entradas de rota de rede listando todos os possíveis destinos de rede conhecidos.

A tabela de roteamento armazena três tipos de entradas de rota:

• Redes conectadas diretamente - Essas entradas de rota de rede são interfaces de roteador ativas. Os roteadores adicionam uma rota diretamente conectada quando uma interface está configurada com um endereço IP e está ativada. Cada interface do roteador está conectada a um segmento de rede diferente. Na figura, as redes diretamente conectadas na tabela de roteamento IPv4 R1 seriam 192.168.10.0/24 e 209.165.200.224/30.

• Redes remotas - Essas entradas de rotas de rede são conectadas a outros roteadores. Os roteadores aprendem sobre redes remotas sendo explicitamente configurados por um administrador ou trocando informações de rota usando um protocolo de roteamento dinâmico. Na figura, a rede remota na tabela de roteamento IPv4 R1 seria 10.1.1.0/24.

• Rota padrão — Como um host, a maioria dos roteadores também inclui uma entrada de rota padrão, um gateway de último recurso. A rota padrão é usada quando não há correspondência melhor (mais) na tabela de roteamento IP. Na figura, a tabela de roteamento IPv4 R1 provavelmente incluiria uma rota padrão para encaminhar todos os pacotes para o roteador R2.

O roteamento estático tem as seguintes características:

• Uma rota estática deve ser configurada manualmente.

• O administrador precisa reconfigurar uma rota estática se houver uma alteração na topologia e a rota estática não for mais viável.

• Uma rota estática é apropriada para uma rede pequena e quando há poucos ou nenhum vínculo redundante.

• Uma rota estática é comumente usada com um protocolo de roteamento dinâmico para configurar uma rota padrão.

Observação: É comum que alguns roteadores usem uma combinação de rotas estáticas e um protocolo de roteamento dinâmico.

O comando de modo EXEC show ip route privilegiado é usado para exibir a tabela de roteamento IPv4 em um roteador Cisco IOS. O exemplo mostra a tabela de roteamento IPv4 do roteador R1. No início de cada entrada de tabela de roteamento é um código que é usado para identificar o tipo de rota ou como a rota foi aprendida. As fontes comuns de rotas (códigos) incluem:

• L - Endereço IP da interface local diretamente conectado

• C - Rede diretamente conectada

• S — A rota estática foi configurada manualmente por um administrador

• O - OSPF

• D - EIGRP

A tabela de roteamento exibe todas as rotas de destino IPv4 conhecidas para R1.

Uma rota diretamente conectada é criada automaticamente quando uma interface do roteador é configurada com informações de endereço IP e é ativada. O roteador adiciona duas entradas de rota com os códigos C (ou seja, a rede conectada) e L (ou seja, o endereço IP da interface local da rede conectada). As entradas de rota também identificam a interface de saída a ser usada para alcançar a rede. As duas redes diretamente conectadas neste exemplo são 192.168.10.0/24 e 209.165.200.224/30.

Os roteadores R1 e R2 também estão usando o protocolo de roteamento dinâmico OSPF para trocar informações do roteador. Na tabela de roteamento de exemplo, R1 tem uma entrada de rota para a rede 10.1.1.0/24 que aprendeu dinamicamente do roteador R2 por meio do protocolo de roteamento OSPF.

Uma rota padrão tem um endereço de rede de todos os zeros. Por exemplo, o endereço de rede IPv4 é 0.0.0.0. Uma entrada de rota estática na tabela de roteamento começa com um código de S\ *, conforme destacado no exemplo.

Características da camada de rede

A camada de rede (Camada OSI 3) fornece serviços para permitir que dispositivos finais troquem dados entre redes. IPv4 e IPv6 são os principais protocolos de comunicação de camada de rede. A camada de rede também inclui o protocolo de roteamento OSPF e protocolos de mensagens, como ICMP. Os protocolos de camada de rede executam quatro operações básicas: endereçamento de dispositivos finais, encapsulamento, roteamento e desencapsulamento. IPv4 e IPv6 especificam a estrutura de pacotes e o processamento usado para transportar os dados de um host para outro host. O IP encapsula o segmento da camada de transporte adicionando um cabeçalho IP, usado para entregar o pacote ao host de destino. O cabeçalho IP é examinado por dispositivos da Camada 3 (ou seja, roteadores) à medida que viaja através de uma rede até seu destino. As características do IP são que ele é sem conexão, melhor esforço e independente de mídia. O IP não tem conexão, o que significa que nenhuma conexão ponta a ponta é criada pelo IP antes dos dados enviados. O protocolo IP não garante que o pacote enviado seja, de fato, recebido. Esta é a definição da característica não confiável, ou melhor esforço. O IP opera independentemente da mídia que transporta os dados nas camadas inferiores da pilha de protocolos.

Pacote IPv4

Um cabeçalho de pacote IPv4 consiste em campos que contêm informações sobre o pacote. Esses campos contêm números binários que são examinados pelo processo da Camada 3. Os valores binários de cada campo identificam várias configurações do pacote IP. Campos significativos no cabeçalho IPv6 incluem: versão, DS, soma de verificação de cabeçalho, TTL, protocolo e os endereços IPv4 de origem e destino.

Pacote IPv6

O IPv6 foi projetado para superar as limitações do IPv4, incluindo: esgotamento de endereços IPv4, falta de conectividade de ponta a ponta e maior complexidade da rede. O IPv6 aumenta o espaço de endereço disponível, melhora o manuseio de pacotes e elimina a necessidade de NAT. Os campos no cabeçalho do pacote IPv6 incluem: versão, classe de tráfego, rótulo de fluxo, comprimento da carga útil, próximo cabeçalho, limite de salto e os endereços IPv6 de origem e destino.

Como um host é roteado

Um host pode enviar um pacote para si mesmo, outro host local e um host remoto. No IPv4, o dispositivo de origem usa sua própria máscara de sub-rede juntamente com seu próprio endereço IPv4 e o endereço IPv4 de destino para determinar se o host de destino está na mesma rede. No IPv6, o roteador local anuncia o endereço de rede local (prefixo) para todos os dispositivos na rede, para fazer essa determinação. O gateway padrão é o dispositivo de rede (ou seja, roteador) que pode rotear o tráfego para outras redes. Em uma rede, um gateway padrão geralmente é um roteador que tem um endereço IP local no mesmo intervalo de endereços que outros hosts na rede local, pode aceitar dados na rede local e encaminhar dados para fora da rede local e rotear o tráfego para outras redes. Uma tabela de roteamento do host normalmente inclui um gateway padrão. No IPv4, o host recebe o endereço IPv4 do gateway padrão dinamicamente via DHCP ou é configurado manualmente. No IPv6, o roteador anuncia o endereço de gateway padrão ou o host pode ser configurado manualmente. Em um host do Windows, o comando route print ou netstat -r pode ser usado para exibir a tabela de roteamento do host.

Introdução ao roteamento

Quando um host envia um pacote para outro host, ele consulta sua tabela de roteamento para determinar para onde enviar o pacote. Se o host de destino estiver em uma rede remota, o pacote será encaminhado para o gateway padrão, que geralmente é o roteador local. O que acontece quando um pacote chega na interface do roteador? O roteador examina o endereço IP de destino do pacote e pesquisa sua tabela de roteamento para determinar para onde encaminhar o pacote. A tabela de roteamento contém uma lista de todos os endereços de rede conhecidos (prefixos) e para onde encaminhar o pacote. Essas entradas são conhecidas como entradas de rota ou rotas. O roteador encaminhará o pacote usando a melhor (mais longa) entrada de rota correspondente. A tabela de roteamento de um roteador armazena três tipos de entradas de rota: redes conectadas diretamente, redes remotas e uma rota padrão. Os roteadores aprendem sobre redes remotas manualmente ou dinamicamente usando um protocolo de roteamento dinâmico. Rotas estáticas são entradas de rota configuradas manualmente. As rotas estáticas incluem o endereço de rede remota e o endereço IP do roteador de salto seguinte. OSPF e EIGRP são dois protocolos de roteamento dinâmico. O comando de modo EXEC show ip route privilegiado é usado para exibir a tabela de roteamento IPv4 em um roteador Cisco IOS. No início de uma tabela de roteamento IPv4 é um código que é usado para identificar o tipo de rota ou como a rota foi aprendida. As fontes comuns de rotas (códigos) incluem:

L - Endereço IP da interface local diretamente conectado

C - Rede diretamente conectada

S - A rota estática foi configurada manualmente por um administrador

O - Abrir caminho mais curto primeiro (OSPF)

D - Protocolo de roteamento de gateway interno aprimorado (EIGRP)