Implementando rotas estáticas no Linux com route

Após uma série de estudos a respeito de roteamento estático e dinâmico, resolvi documentá-los e submetê-los a publicação com intuito de colaborativo. Neste documento abordo um rápido apanhado de conceitos de algoritmos de roteamento e o uso do software route para implementar rotas. Sendo assim esse é o primeiro artigo de uma série de publicações.

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Por: José Cleydson Ferreira da Silva em 05/02/2010


Conceitos de algoritmos de roteamento



Uma grande conquista que a informática deu ao longo do tempo foi o melhoramento no conhecimento de rotas. Se analisarmos o contexto histórico, veremos que essa evolução contribuiu para o que chamamos de grande rede, a internet.

O rotamento tem por objetivo determinar caminhos a serem seguidos, em posse disso há uma necessidade de conhecimento da topologia da rede e como estão definidos os dispositivos que possam interligá-los, portanto é importante lembrar que o conceito de roteamento é diferente de roteador, que é um nome que se dá a um equipamento responsável por dar acesso a redes diferentes. Com o auxílio da teoria dos grafos, os roteamentos são capazes de solucionar alguns problemas relacionados ao conhecimento da topologia da rede, que por sua vez consiste em encontrar o melhor caminho a se percorrer.

As rotas usam um critério intuitivo de buscar a rota com menor número de nós, embora nem sempre o menor caminho possua melhor desempenho, velocidade ou menor custo. Então surge um conceito de menor custo, esse é o valor numérico associado a um enlace que demarca velocidade de atraso, portanto, se os custos de todos os nós de uma rede tivessem o mesmo valor, prevaleceria a rotas com menor número de nós. Para saber esse valor de cada custo é preciso criar uma tabela de roteamento, pois ela é fundamental no procedimento de escolhas de rotas. Essa tabela é fundamental pois na hora de receber um datagrama o nó verifica para quem é destinado, consultando na tabela criada.

O conhecimento dessa tabela se dá por meio de algorítimos de roteamento, cabe a eles definirem entre vários caminhos o de menor custo. Esses algorítimos ao longo do tempo foram sendo aprimorados para suprirem necessidades que foram surgindo.

Basicamente podemos citar dois tipos de algorítimo.

Algorítimos de roteamento

  • Link state (LS) - Determina o melhor caminho entre a fonte e o destino a partir do conhecimento completo da topologia da rede.
  • Distance Vector (DV) - Conhecimento parcial da topologia da rede, que consiste em conhecer somente os vizinhos da rede.

Naturalmente percebe-se que o algorítimo (DV) antecede o algorítimo (LS), que por sua vez foi criado para solucionar problemas de falhas de limitação do diâmetro da rede, consumo de banda feito pela inundação de pacotes e contagem para o infinito, que era um dos problemas mais graves. Através da construção de uma matriz de conectividade, todos os nós de uma rede são capazes de conhecer a topologia da rede como um todo e o custo associado a todos os enlaces, onde cada nó é responsável por conhecer o custo de enlace até seus vizinhos e divulgá-los para a rede como um todo. Em posse dessas informações, cada nó processa um algorítimo de menor caminho.

A identificação dos vizinhos é feita por meio de um envio de pacote "Hello" para cada enlace no momento em que um nó é iniciado, em resposta os nós intermediários enviam uma resposta com o endereço da rede. Após descobertos os vizinhos é necessário estimar o custo do enlace, no qual um pacote "echo" é enviado para os mesmos nós que foram identificados, que respondem eventualmente. Neste processo é medido o tempo de ida e volta (Round Trip Time - RTT) e calculado tempo médio, sendo somado os tempos e divido por dois, isso é basicamente uma combinação de atraso e a capacidade de transmissão do enlace. Após esse processo a tabela contendo os vizinhos e o custo para cada nó são enviados para toda a rede por inundação ou mecanismos de difusão (brodcast) ou multidifusão (multcast).

Esses pacotes são numerados sequencialmente para a evitar a duplicidade, onde a cada nova divulgação o nó receptor compara o número de sequência, se for superior descarta o antigo. A cada inicialização de cada nó essa sequência é zerada, o que causa problemas de transmissão.

Para solucioná-lo foi criado o tempo de vida de cada pacote. Um protocolo que utiliza o Link State é o OSPF (Open Shortest Path First), que atualmente tem sido preferencialmente utilizado em redes baseadas em TCP/IP. Ele oferece como métricas de custo, bem como distância, custo, banda e se preocupa com a segurança, garantindo que os pacotes não sejam forjados ou adulterados.

Outras preocupação do LS é o controle do crescimentos de nós na rede, por esse fato classifica-se os roteamentos hierárquicos, que são divididos em áreas de juridição ou região. Um bom exemplo desse no Brasil é o tráfego internacional que entra e sai em São Paulo e Rio de Janeiro, e todos os nós intermediários detém esse conhecimento.

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Páginas do artigo
   1. Conceitos de algoritmos de roteamento
   2. Definindo rotas estáticas no Linux com route
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Comentários
[1] Comentário enviado por Eliab venancio em 05/02/2010 - 10:20h

Muito bom cara,interessante o artigo .

[2] Comentário enviado por shampooms em 07/02/2010 - 10:52h

Excelente artigo José Cleydson, de maneira bem direta voce enfatizou várias situações muito úteis, principalmente pra quem esta brigando pelo ganho de desempenho dos famigerados "milissegundos" da nossa rede de internet!

[]s

[3] Comentário enviado por cleysinhonv em 08/02/2010 - 14:31h

Olá Eliabe, shampooms

Esse software sem dúvida é poderoso, onde trabalho temos uma tabela de rotas enorme que chega a ter mais 150 rotas e nos usamos o route, em breve pretendo apresentar mais dois softwares.

[4] Comentário enviado por dailson em 08/02/2010 - 15:23h

Show de Bola!
Um dos mais completos artigos de roteamento que já li.
Parabéns!

[5] Comentário enviado por guilhermealano em 06/06/2013 - 08:45h

Ola, cara se poder esclarecer uma duvida, utilizo o CentOS, mas quando reinicio o SO ou então a rede as rotas voltam diferentes, ai tenho que dar add ou del nas rotas certas. Ou atraves de um script rodando no crontab, mas não sei se seria a forma mais correta.

Existem algum metodo para deixar as rotas staticas?

Obrigado.

[6] Comentário enviado por cleysinhonv em 18/07/2013 - 14:03h

Sim é possível. O que você deve fazer é deixar um script pronto incializando no init.d ou em alguma runlevel do seu sisetma. Assim todas as intruções de rotas podem ser confgiuradas sempre na inicialização.

[7] Comentário enviado por piltz em 23/12/2013 - 12:56h

Eu tenha uma duvida.

Se eu tenho mais de uma rede separadas por faixas, então eu devo usar um roteamento por rede ou por multicast?

Ex: Eu tenha a rede de fibra óptica interligando duas ou mais redes:
Rede 01: 153.69.1.0/24 com gw 153.69.1.10 (default).
Rede 02: 153.69.2.0/24 com gw 153.69.2.10

Eu teria que fazer assim;

route add -net 153.69.1.0 netmask 255.255.255.0 gw 153.69.1.10
route add -net 153.69.2.0 netmask 255.255.255.0 gw 153.69.1.10

ou somente isso resolveria?
route add -net 153.69.0.0 netmask 255.255.0.0 dev eth0 #multicast

[8] Comentário enviado por amandamata_ em 06/01/2015 - 08:14h

Excelente artigo!

[9] Comentário enviado por fabiormolina em 26/11/2018 - 09:45h

Excelente artigo. Muito bem didático, salvou o meu dia.
Muito obrigado.


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