10. camada de rede

Page 1 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10Q11 Q12Q13Q14Q15Q16Q17Parcial estatística Etapa I


Abaixo de 25% 7,14%

Entre 25 e 50% 10,71%

Entre 50% e 75% 57,14%

Mais 75% 25,00%

Abaixo da média 35,71%

Acima da média 64,29%

Parcial estatística Etapa I


Ricardo M. Nicolau25/09/2015

Camada de Rede


Título: Camada de Rede

Objetivos:

─Estudar a camada de rede e seus serviços com

foco em soluções de roteamento da arquitetura

TCP/IP

PLANO DE AULA


Referências:

KUROSE, James F.; ROSS, Keith W. Redes de computadores e a internet: uma abordagem top-down. São Paulo: Pearson Addison Wesley, c2010.

TANENBAUM, Andrew S. Redes de computadores. 4. ed. São Paulo, SP: Campus, 2003.

SOARES, Luiz F. G.; LEMOS Guido; COLCHER, Sérgio. Redes de computadores: das LANs, MANs e WANs às redes ATM. 2. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 1995.

PLANO DE AULA


Questões de projeto da camada de rede

- Os serviços devem ser independentes da tecnologia presente

nos roteadores;

- A camada de transporte deve ser isolada do número, do tipo e

da topologia dos roteadores presentes;

- Os endereços de rede que tornam os pacotes disponíveis para a

camada de transporte devem usar um plano de numeração

uniforme, mesmo nas LANs e WANs


Serviço

Orientado à conexão

- (Pré)sinalização de circuitos virtuais

- Reserva de banda

- Tempo de resposta

- Qualidade de serviço


Serviço

Não orientado à conexão

Encaminha individualmente pacotes (datagramas)


Serviços



Tecnologia Orientado à conexão

X.25 Sim 1970

IP Não 1970

ATM Sim 1980

Frame Relay Sim 1980

MPLS Sim 1990

VLAN Sim 1990


Serviços



Tecnologia Orientado à conexão

X.25 Sim 1970

IP Não 1970

ATM Sim 1980

Frame Relay Sim 1980

MPLS Sim 1990

VLAN Sim 1990


Questão Rede de Datagramas Rede de Circuitos virtuais

Configuração de circuitos Desnecessária Obrigatória

Endereçamento No cabeçalho do pacote Em cabeçalho adicional

Informações de estado Não há Nas tabelas de conexão

Roteamento Por pacote Por circuito

Efeito de falhas na rede Nenhum, exceto perdas Encerramento do circuito

Qualidade de serviço Difícil Fácil, pré-programável

Controle de congestionamento Difícil Fácil, pré-programável

Roteamento por circuitos vs por pacotes


Atividade I

Configuração de endereços IP


Configure a topologia acima no GNS3


Configurando endereço IP em PC1

Iniciar PC1

Abrir console em PC1

PC1> ip 192.168.1.1/24

192.168.1.1/24

SW1 SW2

PC1 PC2

PC3



Iniciar PC2


PC2> ip 192.168.1.2/24

192.168.1.1/24 192.168.1.2/24

SW1 SW2

PC1 PC2

PC3



Iniciar PC3


PC3> ip 192.168.1.3/24

192.168.1.1/24 192.168.1.2/24

SW1 SW2

PC1 PC2

PC3

192.168.1.3/24


1. Ao iniciar a rede como está a tabela ARP de PC1, PC2 e PC3?

2. Ao iniciar a rede como está a tabela MAC de SW1 e SW2

3. O que acontecerá se em PC1 for executado o seguinte comando

PC1> ping 192.168.1.3

4. O que será capturado no link entre SW1 e SW2?


Revisão Protocolo ARP - Address Resolution Protocol

Na arquitetura TCP/IP o protocolo ARP permiteaprender endereço físico (MAC ADDRESS) de umelemento da mesma sub-rede (host, roteador, etc.)quando se conhece o seu endereço IP.



Para trocar frames, dois elementos de rede

precisam conhecer seus endereços físicos.

Obs. Na etapa 1 foi detalhado o funcionamento do protocolo ARP



Ex.: PC1 (192.168.1.1) deseja comunicar-se com PC3 (192.168.1.3)

Se a tabela ARP de PC1 não contém a associação do endereço IP de PC3 com o seu MAC, o protocolo ARP de PC1 é acionado.



O protocolo ARP de PC1 envia um frame ARP Request comMAC ADDRESS de destino FF:FF:FF:FF:FF:FF (broadcast). Esseendereço faz com que todas as máquinas da sub-rede leiam oframe.

O ARP Request pergunta: qual o MAC ADDRESS do elementocom IP 192.168.1.3?



Todos os elementos da rede recebem e leem o frame.Somente o elemento que possuir IP 192.168.1.3 enviará umARP REPLY para PC1, informando o seu MAC ADDRESS

O protocolo ARP de PC1 atualiza a tabela ARP.


Revisão Switching - como uma switch aprende MAC?

Obs.: a aprendizagem de MACs foi detalhada na etapa 1

Toda switch possui uma tabela de encaminhamento (tabela MAC, ou tabela CAM) que associa MAC ADDRESS e interface);

Ao ser ligada a tabela MAC não contém os endereços MAC dos outros elementos da sub-rede




O principal papel de uma switch é receber um frame em uma determinada interface, identificar o MAC de destino do frame e entregar o frame na interface onde está conectado o elemento que possui o MAC de destino.




Como uma switch associa MACs e interfaces?



Uma switch aprende os MAC Address dos elementos da rede, “ouvindo” as comunicações e “anotando” os MAC de quem está “conversando”.




Quando PC1 envia um pacote ARP Request, a switch “lê” o frame, identifica o endereço MAC de origem no cabeçalho do frame e associa o MAC de PC1 com a interface onde PC1 está conectado.


Situação problema:

Considere que você está planejando configurar asredes de dois escritórios que uma empresa estáabrindo nas cidades de Shangai e Toronto.

Em Shangai, matriz, há a necessidade de 45 hosts eem Toronto 13 hosts.

o objetivo é que pelo menos um host em cadaescritório consiga se comunicar com o seugateway (roteador conectado à Internet).


Plano de ação básico

1. Definir modelo de topologia básico (um host, um roteador) e modelar no simulador de redes (GNS3);

2. Configurar pelo menos um pc em cada escritório;

3. Configurar um roteador em cada escritório;

4. Simular a configuração entre PCs e roteadores (ping)


Lembrete: Configurando endereço IP em PC1

Iniciar PC1

Abri console em PC1

PC1> ip192.168.1.1/24

192.168.1.1/24

PC1PC2


O sistema operacional de um roteador Cisco édenominado IOS

IOS significa "Internetwork Operating System"ou "sistema operacional para interconexão deredes".

Configuração básica de roteadores


Componentes internos dos roteadores

RAM - Memória de acesso randômico (contém tabelas de roteamento e ARP);

NVRAM - Memória não volátil, mantém os dados mesmo se o roteador é desligado;

Mantém o arquivo de configuração carregado ao ligar o roteador;

Flash - Memória não volátil, contém o arquivo de IOS;

ROM - (Read only memory) utilizada na inicialização do roteador

Console - interface para gerenciamento do roteador

Interfaces - interfaces de comunicação



Selecione roteador nopainel de seleção deelementos de rede



Arraste o modelo para a área de simulação



Ligue oroteador



Clique com botão direitosobre a figura do roteadore selecione “console”

Console é uma interface que os equipamentos

fornecem, através da qual se pode interagir com ele

para administração, configuração e manutenção.


A console permite acesso a diversos Modos Usuário

Modo Usuário (básico): Permite visualizarconfigurações e informações, mas sem alterá-las.Router >

Modo usuário privilegiado: Permite visualizar o estadodo roteador e entrar nos modos de configuração.Router #



Modo de configuração global: Para usar oscomandos de configuração geral do roteador.

Router (config) #

Modo de configuração de interface: Para usar oscomandos de configuração das interfaces(endereços IP, máscaras, etc).

Router (config-if) #



INTER NET

Ao configurar endereços IP nos PCs e roteadores,

você vai notar que são solicitadas duas

informações:

Endereço IP e máscara de sub-rede

A máscara de sub-rede foi um recurso criado para

que se possa utilizar melhor os blocos de

endereços IP


Notação de máscara de sub-rede

Notação decimal com octetos 255.255.255.0

Notação binária 11111111.11111111.1111111.00000000

Notação CIDR /24

Há três notações para máscara de sub-rede

CIDR - Classless Interdomain Routing

(Roteamento sem classes de endereços)


INTER NET

F0F0Shangai Toronto

PC1PC2

Seu objetivo é configurar as redes dos escritórios

em Shangai e Toronto.



Iniciar PC1

Abri console em PC1

PC1> ip 192.168.1.1/24

192.168.1.1/24

PC1PC2

Observe que para configurar o

endereço IP em PC1 é preciso

informar a máscara de sub-

rede no formato CIDR.



Iniciar PC2

Abri console em PC2

PC2> ip 192.168.2.1/24

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

PC1PC2


Identificando roteadores

Configurando novo nome para R1.

R1#configure terminal

R1(config)#hostname Shangai

Shangai(config)# end

Shangai#

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

Shangai

PC1PC2

Comando que permite entrar no

modo de configuração global do

roteador







Shangai#

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

Shangai

PC1PC2

Note que após o comando “configure

terminal” o prompt do roteador indica que

você está no modo de configuração global







Shangai#

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

Shangai

PC1PC2

É interessante configurar nomes para os

equipamentos, pois isso facilita

administração e manutenção da rede.







Shangai#

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

Shangai

PC1PC2

Comando “end” encerra o modo de

configuração. A console retorna para o

modo de usuário básico.





R2(config)#hostname Toronto

Toronto(config)# end

Toronto#

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

Shangai Toronto

PC1PC2


Configurando interfaces em Shangai

Configurando IP na interface fastethernet 0.

Shangai#configure terminal

Shangai(config)#interface fastethernet 0

Shangai(config-if)#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0

Shangai(config-if)#no shutdown

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

Shangai Toronto

192.168.1.2/24

F0

Comando que entra no

modo de configuração

de interfaces








192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

Shangai Toronto

192.168.1.2/24

F0

O comando “interface” leva a

console para o modo de

configuração de interfaces








192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

Shangai Toronto

192.168.1.2/24

F0

O sistema operacional dos

roteadores (IOS) solicita

máscara na notação decimal

Máscara (notação decimal)

11111111. 11111111.11111111.0000000000000R . R . R . H








192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

Shangai Toronto

192.168.1.2/24

F0

O comando “no shutdown”

ativa a interface.


Configurando interfaces em Toronto


Toronto#configure terminal

Toronto(config)#interface fastethernet 0

Toronto(config-if)#ip address 192.168.2.2 255.255.255.0

Toronto(config-if)#no shutdown

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

Shangai Toronto

192.168.1.2/24

F0

192.168.2.2/24

F0


Testando conectividade PC1 <—> Shangai

PC1> ping 192.168.1.2

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

Shangai Toronto

192.168.1.2/24

F0

192.168.2.2/24

F0

PC1 PC2


Testando conectividade PC2 <—> Toronto

PC2> ping 192.168.2.2

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

Shangai Toronto

192.168.1.2/24

F0

192.168.2.2/24

F0

PC1 PC2


Testando conectividade PC1 <—> PC2

PC1> ping 192.168.2.2

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

Shangai Toronto

192.168.1.2/24

F0

192.168.2.2/24

F0

PC1 PC2


Testando conectividade PC1 <—> PC2

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24

Shangai Toronto

192.168.1.2/24

F0

192.168.2.2/24

F0

Porque PC1 conseguiu se comunicar com Shangai, PC2

conseguiu se comunicar com Toronto, mas PC1 não conseguiu

se comunicar com PC2?

O que precisa ser feito?


Antes de encerrar a atividade, salve o seu

projeto no simulador de rede (GNS3). Vamos

avançar na configuração desta topologia

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