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Professor

Professor: Marcus Franco
Email: marcus.franco@ifsc.edu.br
Atendimento paralelo:

IMPORTANTE: o direito de recuperar uma avaliação em que se faltou somente existe mediante justificativa reconhecida pela coordenação. Assim, deve-se protocolar a justificativa no prazo de 48 horas, contando da data e horário da avaliação, e aguardar o parecer da coordenação. O não cumprimento desse procedimento implica a impossibilidade de fazer a recuperação, e assim a reprovação na disciplina.

Plano de Ensino

Curiosidades

Internet-map.png
Uma representação artística das interligações na Internet

Materiais de aula

Slides


Listas de exercícios

Apostilas

Aulas

13/02/20: Recepção aos alunos

  • Recepção: Apresentação da disciplina, plano de aula, laboratórios e métodos de avaliação.
  • Introdução a Redes de Computadores [slides]

20/02/20: Introdução a Redes de Computadores

  • Acesso a rede e meio físico
  • Atraso e perdas em comutação de pacotes

Lista de Exercicios (Lista 1)

Link externo (Lista 1)

27/02/20: Introdução à Redes de Computadores

  • Arquitetura em Camadas;
  • Correção lista de exercício I


05/03/20: Introdução à Redes de Computadores

  • Entrega da Lista 1

Nesta atividade serão vistos algumas ferramentas utilizadas para obter informações relacionadas às configurações de uma rede de computadores.

Ferramentas básicas: Ping e Traceroute

Objetivos

  • Familiarização com a infraestrutura dos laboratórios de redes
  • Conhecer aplicativos para verificar os parâmetros do TCP/IP
  • Diagnosticar o atraso dos pacotes
  • Traçar rotas em redes TCP/IP

Conceitos introdutórios para uso do laboratório

A rede do laboratório em uso segue o modelo apresentado no diagrama da Figura 1.

Figura 1 - Diagrama da rede do laboratório

Roteiro de atividades

ifconfig

O aplicativo ifconfig pode ser utilizado para visualizar a configuração ou configurar uma interface de host em redes TCP/IP. Se nenhum argumento for passado na chamada do ifconfig, o comando mostra a configuração atual de cada interface de rede.

Consultar as páginas man ifconfig do Linux para maiores detalhes sobre o funcionamento deste aplicativo, o qual permite ativar/desativar a interface, configurar o endereço IP, definir o tamanho da MTU, redefinir o endereço de hardware se a interface suporta, redefinir a interrupção utilizada pelo dispositivo, entre outros.


  1. Analisando os dados obtidos do seguinte exemplo /sbin/ifconfig

eth0 Link encap:Ethernet Endereço de HW 64:51:06:1a:f3:da

         inet end.: 172.18.18.14  Bcast:172.18.63.255  Masc:255.255.192.0
         endereço inet6: fe80::6651:6ff:fe1a:f3da/64 Escopo:Link
         UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Métrica:1
         pacotes RX:415237 erros:0 descartados:0 excesso:0 quadro:0
         Pacotes TX:118109 erros:0 descartados:0 excesso:0 portadora:0
         colisões:0 txqueuelen:1000 
         RX bytes:364658695 (364.6 MB) TX bytes:18315199 (18.3 MB)
         IRQ:18 

lo Link encap:Loopback Local

         inet end.: 127.0.0.1  Masc:255.0.0.0
         endereço inet6: ::1/128 Escopo:Máquina
         UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Métrica:1
         pacotes RX:6688 erros:0 descartados:0 excesso:0 quadro:0
         Pacotes TX:6688 erros:0 descartados:0 excesso:0 portadora:0
         colisões:0 txqueuelen:0 
         RX bytes:1057934 (1.0 MB) TX bytes:1057934 (1.0 MB) </syntaxhighlight>
    1. O sistema em questão possui duas interfaces de rede: eth0 e lo
    2. Link encap:Ethernet: Configuração da interface Ethernet 0 (primeira)
    3. Endereço de HW 64:51:06:1a:f3:da: É o endereço da placa de rede, camada 2
    4. inet end.: 172.18.18.14 Bcast:172.18.63.255 Masc:255.255.192.0: Endereço IPv4 associado a interface, seu respectivo endereço de broadcast e mascara de rede
    5. endereço inet6: fe80::6651:6ff:fe1a:f3da/64 Escopo:Link: Endereço IPv6 de escopo local gerado por autoconfiguração
    6. UP BROADCAST RUNNING MULTICAST: Significa que a interface está ativa (UP), responde a requisições de broadcast (pode ser desabilitado no kernel) e também pode ser associada a tráfegos multicast
    7. MTU: 1500: Maximum Transfer Unit – Tamanho máximo do pacote suportado pelo enlace que é do tipo Ethernet
    8. Os demais parâmetros são estatísticas da respectiva interface, como por exemplo, pacotes transmitidos, recebidos etc
    9. A interface lo: Qualquer tráfego que um computador envie em uma rede loopback é endereçada ao mesmo computador. O endereço IP mais usado para tal finalidade é 127.0.0.1 no IPv4 e ::1 no IPv6. O nome de domínio padrão para tal endereço é localhost. Em sistemas Unix, a interface loopback é geralmente chamada de lo ou lo0.
  1. Agora utilize o comando ifconfig para verificar o estado de suas interfaces e responda:
    1. Quantas e quais interfaces de rede sua máquina possui? Liste.
    2. Qual o significado/utilidade da interface lo?
    3. Quais são os endereços da camada 2 atribuído as mesmas? De onde o sistema obteve esses endereços?
    4. Quais são os endereços IPv4? De onde o sistema obteve esses endereços?
    5. Suas interfaces tem IPv6 configurado? Qual o endereço e escopo dos mesmos? Como foram obtidos? Qual o alcance (é roteável) do mesmo?

ping

Aplicativo ping permite a um usuário verificar se um host remoto está ativo. É bastante utilizado para detectar problemas de comunicação na rede. O ping está baseado no envio de mensagens de solicitação de eco (echo request) e de resposta de eco (echo reply). Estas mensagens fazem parte do rol de mensagens do protocolo ICMP, que é um protocolo de reportagem de erros, a ser estudado mais tarde, componente do protocolo IP.

O ping é um dos principais comandos a disposição do administrador de rede no sentido de verificar a conectividade em rede. Por exemplo, se houver resposta de um ping a partir de um servidor remoto, significa que a máquina local está rodando corretamente o TCP/IP, o enlace local está funcionando corretamente, o roteamento entre a origem e o destino está operando, e por fim, a máquina remota também está rodando corretamente o TCP/IP.

Consultar as páginas man do ping para verificar as possibilidades de uso deste aplicativo.

  1. Exemplo 1:

PING 200.135.37.65 (200.135.37.65) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 200.135.37.65: icmp_seq=1 ttl=62 time=0.925 ms 64 bytes from 200.135.37.65: icmp_seq=2 ttl=62 time=0.743 ms 64 bytes from 200.135.37.65: icmp_seq=3 ttl=62 time=0.687 ms 64 bytes from 200.135.37.65: icmp_seq=4 ttl=62 time=0.689 ms ^C --- 200.135.37.65 ping statistics --- 4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 2999ms rtt min/avg/max/mdev = 0.687/0.761/0.925/0.097 ms </syntaxhighlight>

    1. No exemplo foram enviados quatro pacotes ICMP, cada um com um número de seqüência (icmp_seq), os quais foram recebidos com sucesso com o tempo de viagem assinalado (time)
    2. Cada pacote tem ainda um tempo de vida (ttltime to live), o qual é decrementado em cada roteador, sendo o pacote descartado quando chegar a zero; isto evita pacotes perdidos na rede
    3. Quando o ping é interrompido (CRTL-C), uma estatística é apresentada indicando o percentual de pacotes transmitidos, recebidos e perdidos
    4. O tempo de viagem (rttround trip time) mínimo (min), médio (avg) e máximo (max) é calculado, assim como o desvio padrão (mdev)
  1. Como exercício envie ping para diferentes hosts e compare e anote os tempos de resposta:
    1. no endereço local de loopback;
    2. máquina de um colega do laboratório;
    3. servidor e roteador da rede da escola;
    4. servidores externos:

www.ifsc.edu.br www.uol.com.br www.aaa.jp </syntaxhighlight>

  1. Explique as diferenças entre os tempos de resposta dos ping realizados:
    1. Entre ping para diferentes destinos.
    2. Entre respostas recebidas de um mesmo destino.
  2. Consulte as páginas man e teste o ping com os parâmetros abaixo e descreva suas funcionalidades:
    1. -c count
    2. -i intervalo
    3. -s packetsize
    4. -t ttl (para um site distante inicie com 1 e vá incrementando, observe as mensagens). Com essa estratégia é possível mapear os roteadores no caminho entre a origem e o destino de um pacote.

traceroute

O traceroute é capaz de traçar uma rota aproximada entre dois hosts. Este comando usa mensagens ICMP. Para determinar o nome e o endereço dos roteadores entre a fonte e o destino, o traceroute na fonte envia uma série de datagramas IP ordinários ao destino. O primeiro datagrama tem o TTL (time to live – tempo de vida) igual a 1, o segundo 2, o terceiro 3, e assim por diante, e inicia temporizadores para cada datagrama. Quando o enésimo datagrama chega ao enésimo roteador, este verifica que o tempo de sobrevida do datagrama acaba de terminar. Pelas regras do IP, o datagrama é então descartado e uma mensagem ICMP de advertência tempo de vida excedido é enviada a fonte com o nome do roteador e seu endereço IP. Quando a resposta chega de volta a fonte, a mesma calcula o tempo de viagem em função dos temporizadores.

O traceroute envia datagramas IP encapsulados em segmentos UDP a um host destino. Todavia escolhe um número de porta destino com um valor desconhecido (maior que 30000), tornando improvável que o host destino esteja usando esta porta. Quando o datagrama chega ao destino uma mensagem ICMP porta inalcançável é gerada e enviada a origem. O programa traceroute precisa saber diferenciar as mensagens ICMP recebidas – tempo excedido e porta inalcançável – para saber quando a rota foi concluída.

  1. Exemplo:

sudo traceroute -I 200.135.37.65 traceroute to 200.135.37.65 (200.135.37.65), 30 hops max, 60 byte packets

1  192.168.1.1 (192.168.1.1)  0.225 ms  0.216 ms  0.368 ms
2  172.18.0.254 (172.18.0.254)  1.236 ms  1.235 ms  1.343 ms
3  hendrix.sj.ifsc.edu.br (200.135.37.65)  1.331 ms  1.313 ms  1.414 ms </syntaxhighlight> 


NOTA: O comando traceroute acima foi executado com o parâmetro -I. Esse comando força o traceroute a utilizar mensagens ICMP. Outra opção é utilizar o comando com o parâmetro -T, forçando o traceroute a utilizar o protocolo TCP para transmissão de seus pacotes. Caso nenhum dos parâmetros (-I ou -T) seja utilizado o traceroute utiliza o protocolo UDP como padrão. Visando barrar o tráfego de torrent na rede do Câmpus, o Firewall bloqueia as mensagens UDP da rede. Deste modo não é possível executar o comando traceroute na rede do Campus sem o uso dos parâmetro (-I ou -T).

</syntaxhighlight> 

O exemplo mostra a rota dos pacotes entre um computador do Lab. Redes (192.168.2.1) e o servidor hendrix (200.135.37.65). Observe que para cada roteador são realizados três amostras de tempo de ida e volta. Veja pelo mapa da rede do Campus São José que entre estes dois computadores, sistemas finais, existem dois roteadores intermediários, máquina do professor e Switch camada 3 (VLANs).

  1. Traçar a rota dos pacotes entre seu computador e diferentes hosts:
    1. máquina de um colega do laboratório
    2. servidor e roteador da rede da escola
    3. servidores americanos.
  2. Explique as diferenças entre os tempos de resposta:
    1. Entre traceroutes para diferentes destinos.
    2. No caso do traceroute para os EUA, aponte claramente qual foi o salto onde ocorreu a travessia do oceano. Como você chegou a essa conclusão?
    3. Entre as três medidas apresentadas para cada salto.
    4. O que justifica um possível tempo de resposta menor para um salto posterior? Por exemplo: pode-se obter no salto 13 um tempo de 289.207 ms e no salto 14 um tempo de 277.115 ms.
  3. Explique as linhas com o caracter *.


12/03/20: Revisão e Teste

  • Revisão dos assuntos do cap. 1
  • Teste

26/03/20: Camada de aplicação (aula remota)

  • Introdução a camada de aplicação
  • Lista 2 de exercicios

Slides Cap2 (Cap2)

Lista (Lista 2)