Analisando o Roteamento em Detalhes

Nosso objetivo é entender como os pacotes são encaminhados entre duas máquinas. Existem, portanto, três cenários possíveis dependendo da localização de cada uma das máquinas, que são: i) Máquinas na mesma rede. ii) Máquinas em redes diferentes, mas ligadas ao mesmo roteador. iii) Máquinas em redes diferentes, ligadas através de outras redes.

Para nossos exemplos vamos sempre assumir que as redes são todas Ethernet, para simplificar o texto. Caso a rede fosse de outra tecnologia, como 802.11, por exemplo, os quadros criados na camada de enlace seriam, evidentemente, dessa outra tecnologia.

Cenário 1: Máquinas na mesma rede

Quando as máquinas de origem e destino estão na mesma rede, conforme mostrado na Figura 2, onde as maquinas estão interligadas através de um switch, a comunicação se dá de forma direta, ou seja, o roteador não é utilizado.

Os seguintes passos são realizados para duas máquinas desta rede se comunicarem:

• Na máquina de origem, quando o pacote é passado da camada de transporte para a camada de rede, ela acrescenta o cabeçalho IP e consulta sua tabela de roteamento, verificando, então, que o endereço IP de destino do pacote está localizado na sua mesma rede (como possui uma interface nesta rede, a rota na tabela de roteamento é uma rota direta – não possui gateway).
• A máquina origem traduz o endereço IP de destino para o MAC equivalente. Isso é feito através do ARP, como você já estudou. Portanto, caso o endereço IP não esteja na tabela ARP uma nova mensagem ARP é enviada.
• A máquina origem cria um quadro Ethernet, colocando como endereço MAC de destino o endereço obtido no passo anterior, e na parte de dados do quadro o pacote IP. O campo de tipo deste quadro Ethernet é preenchido com o código do Protocolo IP. Após isso, envia o quadro (utilizando o Protocolo de acesso ao meio do Ethernet – CSMA/CD).
• Quando a placa de rede da máquina destino recebe o quadro, ela verifica se o endereço MAC de destino é o seu. Como é o caso, ela recebe o quadro, retira o conteúdo da parte de dados (que é o pacote IP) e o passa para a camada de rede. Lembre-se que ela sabe que o conteúdo é um pacote IP por causa do campo de tipo do quadro Ethernet, que contém o código do Protocolo IP.
• A camada de rede da máquina destino analisa o pacote IP e verifica se o endereço IP de destino é igual ao seu endereço. Se for, ela repassa o conteúdo da parte de dados do pacote IP (payload) para o responsável pelo Protocolo indicado no campo Protocolo do pacote IP. Tipicamente será a camada de transporte (TCP ou a UDP) ou o ICMP. Se o endereço de destino não for o da própria máquina (normalmente isso não vai acontecer), ela descarta o pacote – pois essa máquina não está atuando como um roteador.

Normalmente, a máquina de destino vai enviar alguma informação de volta à máquina de origem (pense que a origem é você e o destino é um servidor web a quem você pediu uma página). Desse modo, todo o processo se repete, apenas invertendo as funções de quem é a origem e quem é o destino.

Veja aqui essa explicação em vídeo.