Módulo 1: Roteamento

Introdução

A ARPANET foi a rede que iniciou o backbone da Internet. Nessa época cada participante administrava suas tabelas de roteamento e suas atualizações eram feitas manualmente. Dessa forma, a topologia da Internet em seus primórdios poderia ser descrita como um conjunto de roteadores básicos, conhecidos também por core routers ou também por roteadores de borda. Estes roteadores eram controlados pelo INOC (Internet Network Operations Center). Adicionalmente, existia também um conjunto de roteadores, conhecidos como secundários que eram administrados por grupos isolados e eram conectados aos core routers, fornecendo acesso às redes locais de cada instituição. Em seguida, surgiu a NFSNET que inicialmente estabeleceu um único ponto de conexão com a ARPANET, posteriormente aumentando o número dessas conexões.

Essa situação aumentou a complexidade do roteamento global, impossibilitando a forma manual de atualização das tabelas de rotas. Por esse motivo o esquema de divisão por hierarquias foi sendo substituído pelo modelo distribuído que é o modelo utilizado até os dias de hoje. Assim sendo, o roteamento não fica mais centralizado em alguns roteadores, como nos roteadores básicos da NFSNET, mas cada roteador é responsável pelas suas redes e pela comunicação com os demais roteadores da Internet.

Para acompanhar tais mudanças, foi criado o conceito de sistema autônomo (Autonomous System, ou simplesmente AS), que faz com que as redes e roteadores que estão sob uma mesma política sejam administradas pela própria entidade que os possui. Assim, o que ocorre internamente a um AS não será conhecido por outros sistemas autônomos, diminuindo a complexidade da Internet global. Para a comunicação com o mundo externo, ou seja, com os demais sistemas autônomos, deve ser utilizado pelo menos um dos roteadores do AS para trocar informações com os demais ASs e garantir a alcançabilidade entre suas redes. Para cada AS é atribuído um AS number, que é uma identificação única que o identifica para os demais sistemas autônomos. Dessa forma, a Internet global deixou de ser vista como um grande grupo de redes locais interligadas, mas agora como um conjunto de Sistemas Autônomos que trocam anúncios de rotas para suas redes entre si. Um exemplo prático de Sistema Autônomo seria a rede da UFRGS. Uma analogia a sistemas autônomos seria imaginar que a Internet hoje é formada por um conjunto de "nuvens", interligados entre si, garantindo que sempre exista algum caminho para qualquer ponto da Internet.

Diante de tais inovações e a distribuição desta nova arquitetura, surgiu a necessidade de protocolos de roteamento capazes de manter a consistência e as informações entre os sistemas autônomos da Internet, incluindo também suas redes internas. Assim surgiram diversos protocolos de roteamento com o intuito de atender a estas necessidades e funcionalidades. Por sua vez, esses protocolos baseiam-se em algoritmos de roteamento. Entre os algoritmos de roteamento mais populares, dois deles são apresentados na seção Algoritmos de Roteamento.

Os protocolos de roteamento dividem-se em dois grupos, explicados a seguir:

• EGP (Exterior Gateway Protocol): Grupo de protocolos utilizados para a comunicação inter AS, ou seja, usado para a comunicação entre roteadores que se encontram em diferentes sistemas autônomos. Os protocolos deste tipo garantem que todos os sistemas autônomos pela Internet mantenham informações consistentes para garantir o funcionamento do roteamento global. Exemplo de protocolo deste grupo seria o BGP.
• IGP (Interior Gateway Protocol): Grupo de protocolos utilizados na comunicação intra AS, ou seja, usados para comunicação entre roteadores em um mesmo sistema autônomo. Hoje este grupo é representado por vários protocolos, como RIP, OSPF, IGRP, entre outros.

Através da Figura abaixo são apresentados exemplos de utilização dos dois grupos de protocolos. Entre o AS 1 e AS 2 é utilizado o grupo de protocolos EGP, utilizando o grupo IGP para propagação das rotas aos demais roteadores de cada sistema autônomo.

Exemplos de utilização de protocolos IGP e EGP em sistemas autônomos.

O processo de configuração do roteamento interno a um AS pode ser feito de duas formas. A primeira delas é estática, ou seja, é baseada na configuração manual de rotas já que em geral não existe mais que um caminho para chegar a determinada rede ou roteador do AS. A desvantagem desta forma de configuração é que, na ocorrência de alguma mudança na rede ou falha em alguma das conexões, o administrador deve fazer todas as alterações necessárias para restabelecimento da comunicação manualmente. Também se torna óbvio que a confiabilidade e o tempo de resposta a problemas podem não ser satisfatórios. Já a forma dinâmica, baseia-se na utilização de protocolos de roteamento que automatizam tal tarefa, ou seja, que fazem o anúncio de rotas e detecção do melhor caminho de forma automática, sem a intervenção do administrador da rede. Caso a decisão seja de utilizar um protocolo dinâmico em um AS, deverá ser utilizado um protocolo tipo IGP para tal tarefa. Já para a configuração externa de um AS deverá obrigatoriamente ser utilizado um protocolo tipo EGP, visto que não existe outra forma de propagação das redes pertencentes a ele.