Explorando roteadores TCP / IP - os roteadores de dummies

Roteadores conecte redes. Os roteadores variam desde o PC desktop de alguém executando o software de compartilhamento de Internet em sistemas multimilionários de hardware e software especializados. No trabalho original no TCP / TP, os designers queriam poder mover dados através de uma rede, mesmo que partes da rede se tornassem interrompidas. Por exemplo, se um link de rede fosse retirado pelo ataque inimigo, o tráfego desse link redireitaria automaticamente para um link diferente. Esse esquema confiável é chamado rerouting dinâmico. Seu sistema não precisa ser vítima de um ataque inimigo para o rerouting dinâmico ser valioso. Se uma empilhadeira corta um cabo em um armazém, por exemplo, o reencaminhamento dinâmico significa que os dados de inventário ainda podem ser enviados através de uma rede por meio de uma rota diferente.

(Na linguagem da rede, você pode pronunciar o roteador rowter ou rooter . Basta escolher um lado e se juntar à batalha. As pessoas pronuntam-se em ambos os sentidos e alguns estão dispostos a lutar por sua escolha.)

Um roteador estende uma LAN, ligando dois ou mais segmentos de rede que podem ou não usar o mesmo tipo de mídia. O roteador permite que cada rede conectada mantenha sua identidade e endereço independentes. A Figura 1 mostra uma pequena intranet que consiste em duas sub-redes. O roteador conecta as sub-redes e conecta toda a intranet à Internet.

Figura 1: Este roteador conecta as sub-redes entre si e a intranet na Internet.

Quando alguém no endereço 130. 103. 2. 1 envia um e-mail para 130. 103. 2. 4, o roteador é inteligente o suficiente para ver que a mensagem permanece na mesma sub-rede. Não há necessidade de investigar quaisquer rotas para a outra sub-rede ou para a Internet. Quando 130. 103. 2. 1 envia e-mail para 130. 103. 1. 4, no entanto, o roteador encaminha a mensagem para a outra sub-rede. Quando alguém de qualquer lugar dentro da intranet envia uma mensagem fora da intranet 130. 103, o roteador encaminha a mensagem para a Internet.

O que torna os roteadores especiais é que eles são inteligentes o suficiente para entender os endereços IP. Na verdade, as decisões tomadas pelo roteador sobre como direcionar os pacotes de seus dados são baseadas na parte da rede do endereço IP. Um roteador contém uma placa de interface de rede para cada segmento da rede que ele conecta. Cada placa de interface de rede possui um endereço de IP diferente porque o próprio roteador é um membro de cada rede. O roteador obtém a maior parte da sua inteligência a partir de tabelas de roteamento. As tabelas de roteamento são armazenadas no roteador e contêm informações sobre o seguinte:

Caminhos (rotas) para redes específicas
Como lidar com tipos especiais de tráfego
Prioridades para determinadas conexões

Em roteadores de fantasia, as tabelas de roteamento também armazenam estatísticas sobre quais rotas são mais rápidas e mais rápidas.

Compreendendo como os roteadores funcionam

Os roteadores trabalham na Internet, no link de dados e nas camadas físicas da estrutura TCP / IP. Um roteador se assemelha a um polvo cujos tentáculos representam todos os tipos de cabeamento. Os roteadores estão conscientes dos múltiplos caminhos que seus pacotes de dados podem passar pela rede para seu destino final. O roteador sabe sobre outros roteadores na rede e pode escolher o caminho mais eficiente para os dados a seguir. Este caminho eficiente pode mudar à medida que os dispositivos de rede mudam e como o tráfego vem e vem.

Por exemplo, na segunda-feira, o caminho mais eficiente pode ser da rede A para a rede C para a rede B. Na terça-feira, no entanto, o caminho mais eficiente pode ser da rede A para a rede D para a rede B porque a rede C está quebrada. Como o roteador sabe sobre problemas no caminho da rede, ele pode desviar os dados quando necessário. Não só os roteadores são inteligentes, eles falam um com o outro e compartilham conhecimento, especialmente relatórios de trânsito: "A Rota A está atolada agora. Pegue a rota B em vez disso. A rota C desapareceu. "

Os roteadores usam um protocolo de roteamento para encontrar informações sobre toda a rede e determinar o caminho ótimo para enviar um pacote para o destino. O que é ótimo? É o caminho mais curto (o menor saltos de um host para outro)? Ou o caminho mais rápido (mais lúpulo em links mais rápidos)? Ou o caminho menos congestionado?

Suponha que você queira ir de Boston para Nova York (NYC) para visitar o Empire State Building. Suas três principais opções são provavelmente estas:

Dirija para NYC na Interstate 95 e use um mapa da cidade para encontrar o Empire State Building.
Dirija até o Aeroporto Logan de Boston. Vá para o Aeroporto JFK em Nova York. Pegue um táxi para o Empire State Building.
Dirija até a Estação Sul de Boston. Pegue um trem para a Penn Station em Nova York. Pegue o metrô para o Empire State Building.

Qual forma você acha que irá chegar lá mais rápido? Se você nunca viajou para o Aeroporto de Logan durante a hora de pico e pela construção, você adivinharia que o vôo de Logan para JFK é o caminho mais rápido. No entanto, dependendo do tráfego da cidade, o voo pode ser a maneira mais lenta.

O caminho mais curto nem sempre é o caminho mais rápido. Nem a rota mais direta é sempre a maneira mais rápida. E se você nunca vai a Nova York, mesmo uma vez em sua vida, esses fatos também são regras para viver na rede.

Os roteadores usam comutação de pacotes para mover mensagens de um lugar para outro em uma rede. As mensagens são divididas em pacotes antes de mudar para uma rede. Durante a transmissão, cada pacote é independente dos outros. Na verdade, cada pacote em uma mensagem pode ter uma rota diferente para o destino. Isso é comutação de pacotes; O ponto é que todos os pacotes em uma mensagem chegam ao destino, e não como eles chegam lá.

Escolhendo um roteador

Dependendo do número de máquinas e redes que você precisa se conectar, você não precisará hardware de propósito especial para ser seu roteador.

Um roteador para um Small Office / Home Office: Se vários computadores em rede compartilham uma conexão à Internet via cabo ou DSL, você pode usar o computador conectado ao dispositivo de rede como seu roteador.Você precisa adicionar algum tipo de software de compartilhamento de Internet para este computador. O ICS da Microsoft (Internet Connection Sharing) é um exemplo de software de compartilhamento de internet. Os pacotes de software também estão disponíveis para outros sistemas operacionais. O software de roteamento verifica se os pacotes devem permanecer na rede local ou ir para a Internet. Como o software de roteamento não funciona muito, isso não perturba outros programas que estão sendo executados no computador.
Para empresas maiores: Roteadores que fazem mais do que rotear: as empresas que conectam suas sub-redes à Internet precisam de um roteador mais poderoso e mais inteligente do que um pequeno escritório com uma dúzia de computadores. Um roteador de propósito especial é a solução. Um roteador / firewall combinado é uma boa solução.
roteadores realmente grandes para redes realmente grandes: são os roteadores que conectam as redes de grandes empresas mundiais. Routers este grande e complexo lida com milhões de pacotes por segundo e custa milhões de dólares norte-americanos. Eles formam a espinha dorsal da própria Internet.