Redes de Computadores (integrado)

1 Sobre a Disciplina

Em 2010-2 ela foi ministrada pelos professores Alexandre Moreira e Ederson Torresini.

Agora, em 2011-1, são os professores Jorge Casagrande e Ederson Torresini.

1.1 Método de avaliação

Metodologia baseada em projetos.

5 projetos intermediários * 0,5 + 1 projeto final * 0,3 + n atividades relâmpago * 0,1 + postura em sala * 0,1 = conceito final

Postura = organização + pró-ação + autonomia + ética

1.2 Bibliografia

• CANTÚ. E. Redes de Computadores e a Internet. 2010. Acessado em: 27/07/2010.
• KUROSE, J. F. e ROSS, K. W. Redes de Computadores e a Internet: uma abordagem top-down. São Paulo : Pearson Addison Wesley. 3 ed. 2006. ISBN 8588639181.
• COMER, D. E. Interligação em rede com TCP/IP : princípios, protocolos e arquitetura. Rio de Janeiro : Elsevier. 5 ed. 2006. ISBN 8535202706.

Nota: Os livros estão disponíveis na Biblioteca do IF-SC de São José.

1.3 Material de acompanhamento da disciplina

• Blog (veja também o antigo).
• Esta página do wiki em formato encurtado: http://bit.ly/rco20102.

2 O Projeto

A disciplina está baseada na metodologia baseada em projetos. Há, desde o início dos trabalhos, regras claras e objetivos a serem alcançados, tal qual um jogo. Para fins didáticos, haverá "fases" do projeto, onde serão realizadas avaliações em sala ou laboratório baseadas nas atividades desenvolvidas.

2.1 Conceitos de Redes de Computadores

• Tema: conceitos de redes de computadores

<graphviz> digraph Redes { "Redes de Telecomunicações" [shape=Mrecord] "Redes Comutadas" [shape=Mrecord] "Difusão" [shape=Mrecord] "Comutação de Pacotes" [shape=Mrecord] "Comutação de Circuitos" [shape=Mrecord] "Telefonia" [shape=Mrecord] "Datagrama" [shape=Mrecord] "Internet" [shape=Mrecord] "Circuito Virtual" [shape=Mrecord] "Convergência" [shape=circle]

"Redes de Telecomunicações" -> "Redes Comutadas" "Redes de Telecomunicações" -> "Difusão" "Redes Comutadas" -> "Comutação de Circuitos" "Redes Comutadas" -> "Comutação de Pacotes" "Comutação de Circuitos" -> "Telefonia" "Comutação de Pacotes" -> "Datagrama" "Comutação de Pacotes" -> "Circuito Virtual" "Datagrama" -> "Internet" "Internet" -> "Convergência" "Circuito Virtual" -> "Convergência" "Telefonia" -> "Convergência" "Difusão" -> "Convergência" } </graphviz>

• Dinâmica e avaliação:
  • Aula expositiva com conteúdo online.
  • Prova escrita de demonstração de conhecimento.

• Duração: 2 semanas.
  1. História das redes de computadores, do mainframe ao celular, da ARPANET à Internet.
  2. Comutação de circuitos X comutação de pacotes, método armazena-e-repassa, vazão e atraso, tipos de serviço cliente-servidor e P2P.
  3. Padrões e arquiteturas TCP/IP e OSI, encapsulamento e camadas.
  4. Projeto: história da Internet e a arquitetura TCP/IP.
• Leitura: páginas 5 a 20 no material básico.

• Referências:
  • LÉVÉNEZ, E. Éric Lévénez's site. Acessado em: 27/07/2010.
  • ZAKON, R. Hobbes' Internet Timeline. Acessado em: 18/01/2011.
  • Rede Nacional de Pesquisa. Mapa do backbone RNP. Acessado em: 27/07/2010.
  • SAVIO, M. A Trajetória da Internet no Brasil. Acessado em: 27/07/2010.
  • Miniwatts Marketing Group. Internet World Stats. Acessado em: 18/01/2011.

2.2 Camada de Aplicação

• Temas: a escolher.

• Dinâmica e avaliação:
  • Organização em equipes de 2 ou 3 pessoas. Um mesmo tema será abordado por 3 ou 4 equipes de uma mesma turma.
  • Desenvolvimento de material Web a respeito do tema com dois objetivos: conteúdo e protocolos da camada de Aplicação.
  • Nas aulas teóricas, serão vistos os serviços e protocolos pertinentes à tarefa, com destaque em HTTP e DNS.
  • Nas aulas práticas, haverá a confecção do material, com entregas periódicas - que irão compor o conceito final deste projeto.
  • Apresentação no auditório ao final do período, com defesa do material produzido e votação aberta dos colegas de curso. A avaliação será composta pela votação aberta (conteúdo) e conceito dos professores (protocolos da camada de Aplicação).

• Duração: 5 semanas.
  1. S.O.s multitarefa, modelo cliente-servidor, porta, socket.
  2. HTML, com atividade em laboratório:
     • Em equipe de 2 ou 3 pessoas, construir uma página HTML simples, com nome(s) do(s) autor(es), definição de um conceito conhecido pelos alunos (redes sociais, por exemplo) e alguns elementos comumente encontrados, como vínculos (links) e imagens. Tempo: 1h.
     • Cada equipe deverá avaliar outros 3 trabalhos, criticando forma e conteúdo. Tempo: 20min.
     • Fechamento da atividade com toda a turma. Tempo: 10min.
  3. HTTP
  4. HTML sobre HTTP
     • Apresentação do projeto, com divisão das equipes e sorteio dos temas. Será realizada uma primeira pesquisa e alguns experimentos com publicação de conteúdo em servidor HTTP para compreensão do protocolos e seus métodos principais.
     • Ferramenta de apoio: Wireshark.
  5. DNS
  6. DNS sobre UDP
  7. FTP e SMTP, discussão do projeto em sala.
  8. Desenvolvimento do projeto em laboratório.
  9. Projeto: apresentação do projeto.
  10. Projeto: avaliação dos protocolos HTTP e DNS.
      • Prova tipo 1:
        • Montar o seguinte cenário: abrir Wireshark em modo captura; em seguida, abrir um navegador e acessae o site da sua equipe. Com base nos resultados do analisador de tráfego, reponder:
          • Qual a URL completa da página principal?
          • Quais as URLs secundárias?
          • Quais recursos foram respondidos com sucesso pelo(s) servidor(es)? E quais não foram? Explique.
          • Qual o idioma recomendado e versão do navegador?
      • Prova tipo 2:
        • Montar o seguinte cenário: abrir Wireshark em modo captura; em seguida, abrir um navegador e acessae o site da sua equipe. Com base nos resultados do analisador de tráfego, reponder:
          • Qual a URL completa da página principal?
          • Quais as URLs secundárias (que foram solicitadas pelo navegador)? Eles foram pedidos em lote ou um por um? Demonstre.
          • Algum recurso foi negado? Que mensagem(ns) apareceu(ram)?
          • Qual o sistema operacional e nome do navegador indicados no protocolo HTTP.

• Leitura: páginas 21 a 30 no material básico.

• Referências:
  • Escola Virtual da Fundação Bradesco: HTML Básico e Avançado.
  • Internet Responsável.
  • Cartilha de Segurança em Redes Sociais.
  • Cartilha de Segurança da Internet.
  • Youtube: canal de leelefever, do Commoncraft.

2.3 Camada de Transporte

• Duração: 2 semanas.
  1. PDU/segmento, multiplexação/demultiplexação, UDP, DNS + UDP.
  2. TCP, entrega garantida, gerenciamento de conexões, controles de fluxo e de congestionamento.
  3. HTTP + TCP.
     • Uso do Wireshark para montar a pilha de protocolos das duas camadas já vistas na disciplina.
  4. Projeto: conexão TCP.
     • Sobre o tema "Abertura e Fechamento de Conexão - Número de Sequência e de Reconhecimento": O que é? Para que serve? Como se o processo (como funciona o mecanismo de troca)? Quais as informações trocadas? Onde estas informações estão ou alteram o cabeçalho do TCP? Exemplificar e detalhar as questões acima.
     • Sobre o tema "Controle de fluxo e Janela deslizante": O que é? Para que serve? Como se o processo (como funciona o mecanismo de troca)? Quais as informações trocadas? Onde estas informações estão ou alteram o cabeçalho do TCP? Exemplificar e detalhar as questões acima.
     • Sobre o tema "Controle de congestionamento": O que é? Para que serve? Como se o processo (como funciona o mecanismo de troca)? Quais as informações trocadas? Onde estas informações estão ou alteram o cabeçalho do TCP? Exemplificar e detalhar as questões acima.
     • Sobre o tema "Sistema de temporização (timeout), Número de Sequência e Reconhecimento": O que é? Para que serve? Como se o processo (como funciona o mecanismo de troca)? Quais as informações trocadas? Onde estas informações estão ou alteram o cabeçalho do TCP? Exemplificar e detalhar as questões acima, simulando a troca de dados entre cliente e servidor.
• Leitura: páginas 31 a 50 no material básico.

2.4 Camada de Rede

• Duração: 5 semanas.
  1. Endereçamento e roteamento, protocolos roteados e de roteamento.
  2. IP e endereçamento.
  3. IP, endereçamento e máscara de rede, números binários e lógica de Boole.
  4. IP, endereçamento e máscara de rede, números binários e lógica de Boole.
  5. IP e roteamento estático.
  6. IP e roteamento estático.
  7. IP, roteamento dinâmico e NAT.
  8. DHCP, ICMP.
  9. ARP e IPv6.
  10. Projeto: roteador "manual".
• Leitura: páginas 51 a 75 no material básico.
• Referência externa: IPv6.br: curso online.

2.5 Camadas de Enlace e Física

• Duração: 4 semanas.
  1. LAN e WAN, enlaces ponto-a-ponto e multiponto, PPP.
  2. Do ALOHA ao CSMA/CD.
  3. Ethernet.
  4. Redes sem fio, CSMA/CA.
  5. Redes sem fio, AAA.
  6. Topologias física e lógica, equipamentos de enlace.
  7. Equipamentos de enlace e física.
  8. Projeto: Ethernet + WiFi.
• Leitura: páginas 76 a 85 no material básico.

2.6 Final

• Duração: 2 semanas.
  1. Projeto: comunicação fim a fim.
• Leitura: todo o material básico.

2.6.1 Proposta 1 ("Oficial")

<graphviz> graph ProjetoFinal { Web [shape=Mrecord,label="Servidor Web"] DSLAM [shape=circle,label="DSLAM"]

subgraph clusterEquipe1 { label="Equipe 1" Modem1 [shape=record,label="Modem"] Roteador1 [shape=record,label="Roteador"] Switch1 [shape=record,label="Switch"] AP1 [shape=record,label="AP"] Notebook1 [shape=Mrecord,label="Notebook"] PC1 [shape=Mrecord,label="PC"]

Modem1 -- Roteador1 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Roteador1 -- Switch1 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch1 -- PC1 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch1 -- AP1 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] AP1 -- Notebook1 [color=darkgreen,fontcolor=darkgreen,label="802.11"] }

subgraph clusterEquipe2 { label="Equipe 2" Modem2 [shape=record,label="Modem"] Roteador2 [shape=record,label="Roteador"] Switch2 [shape=record,label="Switch"] AP2 [shape=record,label="AP"] Notebook2 [shape=Mrecord,label="Notebook"] PC2 [shape=Mrecord,label="PC"]

Modem2 -- Roteador2 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Roteador2 -- Switch2 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch2 -- PC2 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch2 -- AP2 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] AP2 -- Notebook2 [color=darkgreen,fontcolor=darkgreen,label="802.11"] }

subgraph clusterEquipe3 { label="Equipe 3" Modem3 [shape=record,label="Modem"] Roteador3 [shape=record,label="Roteador"] Switch3 [shape=record,label="Switch"] AP3 [shape=record,label="AP"] Notebook3 [shape=Mrecord,label="Notebook"] PC3 [shape=Mrecord,label="PC"]

Modem3 -- Roteador3 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Roteador3 -- Switch3 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch3 -- PC3 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch3 -- AP3 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] AP3 -- Notebook3 [color=darkgreen,fontcolor=darkgreen,label="802.11"] }

subgraph clusterEquipe4 { label="Equipe 4" Modem4 [shape=record,label="Modem"] Roteador4 [shape=record,label="Roteador"] Switch4 [shape=record,label="Switch"] AP4 [shape=record,label="AP"] Notebook4 [shape=Mrecord,label="Notebook"] PC4 [shape=Mrecord,label="PC"]

Modem4 -- Roteador4 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Roteador4 -- Switch4 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch4 -- PC4 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch4 -- AP4 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] AP4 -- Notebook4 [color=darkgreen,fontcolor=darkgreen,label="802.11"] }

Web -- DSLAM [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] DSLAM -- Modem1 [color=red,fontcolor=red,label="PPP"] DSLAM -- Modem2 [color=red,fontcolor=red,label="PPP"] DSLAM -- Modem3 [color=red,fontcolor=red,label="PPP"] DSLAM -- Modem4 [color=red,fontcolor=red,label="PPP"] } </graphviz>

2.6.2 Proposta 2 ("Alternativo")

<graphviz> graph ProjetoFinalAlternativo { Web [shape=Mrecord,label="Servidor Web"] Switch [shape=record,label="Switch"]

subgraph clusterEquipe1 { label="Equipe 1" Roteador1 [shape=record,label="Roteador"] Switch1 [shape=record,label="Switch"] AP1 [shape=record,label="AP"] Notebook1 [shape=Mrecord,label="Notebook"] PC1 [shape=Mrecord,label="PC"]

Roteador1 -- Switch1 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch1 -- PC1 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch1 -- AP1 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] AP1 -- Notebook1 [color=darkgreen,fontcolor=darkgreen,label="802.11"] }

subgraph clusterEquipe2 { label="Equipe 2" Roteador2 [shape=record,label="Roteador"] Switch2 [shape=record,label="Switch"] AP2 [shape=record,label="AP"] Notebook2 [shape=Mrecord,label="Notebook"] PC2 [shape=Mrecord,label="PC"]

Roteador2 -- Switch2 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch2 -- PC2 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch2 -- AP2 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] AP2 -- Notebook2 [color=darkgreen,fontcolor=darkgreen,label="802.11"] }

subgraph clusterEquipe3 { label="Equipe 3" Roteador3 [shape=record,label="Roteador"] Switch3 [shape=record,label="Switch"] AP3 [shape=record,label="AP"] Notebook3 [shape=Mrecord,label="Notebook"] PC3 [shape=Mrecord,label="PC"]

Roteador3 -- Switch3 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch3 -- PC3 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch3 -- AP3 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] AP3 -- Notebook3 [color=darkgreen,fontcolor=darkgreen,label="802.11"] }

subgraph clusterEquipe4 { label="Equipe 4" Roteador4 [shape=record,label="Roteador"] Switch4 [shape=record,label="Switch"] AP4 [shape=record,label="AP"] Notebook4 [shape=Mrecord,label="Notebook"] PC4 [shape=Mrecord,label="PC"]

Roteador4 -- Switch4 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch4 -- PC4 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch4 -- AP4 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] AP4 -- Notebook4 [color=darkgreen,fontcolor=darkgreen,label="802.11"] }

Web -- Switch [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch -- Roteador1 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch -- Roteador2 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch -- Roteador3 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] Switch -- Roteador4 [color=blue,fontcolor=blue,label="Ethernet"] } </graphviz>

2.6.3 Defesa

As equipes deverão montar o cenário em tempo estipulado pelos professores, a fim de que um cliente "qualquer", mais especificamente um notebook sem qualquer configuração prévia, possa acessar páginas Web a partir do cenário:

1. O notebook será diretamente conectado à rede com fio (Ethernet), o qual deverá obter os endereços de rede automaticamente. Sem qualquer configuração, deverá ser possível abrir um navegador e acessar a página Web do projeto anterior feito por algum componente da equipe.
2. Em seguida, o mesmo notebook será descontado da rede com fio para conectá-lo à rede sem fio, cuja proteção se dará por meio dos padrões WPA ou WPA2 e senha rco20102. O mesmo teste será feito com a página Web, a fim de confirmar a configuração automatizada também nessa rede, agora padrão 802.11.

3 Recuperação

• Duração: 1 semana.
• Leitura: todo o material básico.