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Roteamento e Switching

Aula 3 de 6

Roteamento

Roteamento Estático

Rotas configuradas manualmente pelo administrador:

# Windows
route add 10.0.0.0 mask 255.255.255.0 192.168.1.1
route print

# Linux (equivalente)
# ip route add 10.0.0.0/24 via 192.168.1.1

Roteamento Dinâmico

Protocolos que aprendem rotas automaticamente:

Protocolo	Tipo	Métrica	Algoritmo	Uso
RIP	Distância-Vetor	Hop count (máx 15)	Bellman-Ford	Pequenas redes
OSPF	Estado de Enlace	Custo (banda larga)	Dijkstra (SPF)	Redes empresariais
BGP	Vetor de Caminho	Atributos (AS path)	Baseado em políticas	Internet (AS)
EIGRP	Avançado (Cisco)	Composta (banda, atraso)	DUAL	Redes Cisco

Tabela de Roteamento

Destino         Máscara          Gateway      Interface  Métrica
0.0.0.0         0.0.0.0         192.168.1.1   eth0       10      (default)
192.168.1.0     255.255.255.0   0.0.0.0       eth0       0       (diretamente conectada)
10.0.0.0        255.255.255.0   192.168.1.100 eth0       20      (rota estática)

0.0.0.0/0 = rota padrão (default gateway)
Next hop = próximo roteador no caminho
Longest prefix match = regra de desempate (prefixo mais específico vence)

Switching

MAC Address Table

Um switch aprende endereços MAC observando os frames recebidos:

Porta | MAC | VLAN
------|-----|------
Gi0/1 | AA:BB:CC:DD:EE:01 | 10
Gi0/2 | AA:BB:CC:DD:EE:02 | 10
Gi0/3 | AA:BB:CC:DD:EE:03 | 20

Se o destino não está na tabela, o switch inunda o frame por todas as portas (exceto a de origem) — unknown unicast flood.

VLAN (802.1Q)

Segmentação lógica do switch — dispositivos em VLANs diferentes não se comunicam sem roteador:

VLAN 10 — Vendas      (192.168.10.0/24)
VLAN 20 — Marketing   (192.168.20.0/24)
VLAN 30 — TI          (192.168.30.0/24)

Trunk 802.1Q

Taggeamento de quadros entre switches para transportar múltiplas VLANs:

[Ethernet | 802.1Q Tag (4 bytes) | IP | TCP | Dados | FCS]
                    |
            VLAN ID (12 bits), Priority (3 bits)

VLAN nativa = sem tag (usada para gerenciamento).

STP (Spanning Tree Protocol)

Previne loops em redes com switches redundantes:

Bridge ID = Prioridade (2 bytes) + MAC (6 bytes)
Root Bridge = menor Bridge ID
Custo das portas:
  10 Gbps = 2
  1 Gbps  = 4
  100 Mbps = 19
  10 Mbps  = 100

Estados STP: Blocking → Listening → Learning → Forwarding.

RSTP (Rapid STP, 802.1w)

Convergência mais rápida (6 segundos vs 30-50s do STP clássico). Estados reduzidos: Discarding, Learning, Forwarding.

ARP (Address Resolution Protocol)

Mapeia endereço IP → endereço MAC na mesma sub-rede:

Request: "Quem tem o IP 192.168.1.10? Diga ao MAC A:B:C:D:E:F"
Reply:   "Eu tenho, meu MAC é AA:BB:CC:DD:EE:01"

Tipos de ARP

Tipo	Descrição
Request	Broadcast (MAC FF:FF:FF:FF:FF:FF) perguntando por um IP
Reply	Unicast respondendo com o MAC
Gratuitous ARP	Anúncio próprio (detecção de IP duplicado, atualização de tabela)
Proxy ARP	Responde por outro dispositivo (roteador como proxy)
Reverse ARP	MAC → IP (obsoleto, substituído por DHCP)

# Ver tabela ARP
arp -a

# Limpar cache ARP
arp -d

# Adicionar entrada estática
arp -s 192.168.1.100 AA-BB-CC-DD-EE-FF

ICMP (Internet Control Message Protocol)

Usado para diagnóstico e sinalização de erros:

Tipo	Código	Mensagem	Uso
0	0	Echo Reply	Resposta do ping
3	0-15	Destination Unreachable	Rede/host/porta inalcançável
8	0	Echo Request	Ping
11	0	Time Exceeded	TTL expirou (traceroute)

Ping

ping -n 5 8.8.8.8
ping -n 5 -l 1500 8.8.8.8   # Com payload específico
ping -n 5 -f -l 1472 8.8.8.8 # Teste de MTU (Don't Fragment)

Traceroute

tracert 8.8.8.8              # Windows
# Linux: traceroute -n 8.8.8.8

Envia pacotes com TTL crescente (1, 2, 3...) e captura as mensagens ICMP Time Exceeded de cada roteador no caminho.

Lab: Explorando Roteamento e Switching

# Exibir tabela de roteamento completa
route print -4

# Ver tabela ARP
arp -a

# Testar conectividade com análise de saltos
tracert -d 8.8.8.8

# Verificar portas do switch virtual (Hyper-V)
Get-VMSwitch | Get-VMNetworkAdapter | Select-Object SwitchName, MacAddress, IpAddresses

# Analisar caminho com pathping (combina ping + traceroute)
pathping -n 8.8.8.8

# Monitorar conexões ARP continuamente
while ($true) { arp -a; Start-Sleep -Seconds 5; Clear-Host }

# Simular ARP request com PowerShell (se disponível)
Test-NetConnection -ComputerName 192.168.1.1 -TraceRoute

Roteamento decide para onde o pacote vai; switching decide para qual porta o quadro deve ser entregue. ARP e ICMP são as ferramentas de diagnóstico mais fundamentais.