1 Diário de aula de Instalação de Equipamentos de Redes (IER12503)
(Técnico em Telecomunicações com Ênfase em Redes - Turma 1250331)
2 Instrutor
Professor: Fábio Grezele
Email: fabio.grezele (arroba) ifsc.edu.br
Atendimento paralelo: Quartas-feiras 20:40 - 22:30 (Lab. de Desenvolvimento de Tele)
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.
FOROUZAN, Behrouz. Comunicação de Dados e Redes de Computadores, 4a edição. Ed. McGraw-Hill, 2008. (mais utilizado da bibliografia sugerida na Plano de Ensino)
FOROUZAN, Behrouz; MOSHARRAF, Firouz. Redes de Computadores: Uma Abordagem Top-Down. Ed. McGraw-Hill, 2013. (bibliografia complementar)
KUROSE, James; ROSS, Keith. Redes de Computadores e a Internet: Uma Abordagem Top-Down, 6a edição. Ed. Pearson, 2013. (bibliografia complementar)
Além disso, para melhor entender os conceitos fundamentais de equipamentos terminais de dados (DTE, na siga em Inglês para Data Terminal Equipment) e equipamentos de comunicação de dados (DCE - Data Communication Equipment), utilizaremos o material disponibilizado pelo Prof. Jorge Henrique B. Casagrande. Assim, temos:
Aula de laboratório: esse experimento será feito usando o Netkit, que deve ser instalado e atualizado nos computadores.
Três roteadores estarão interligados por enlaces PPP. A interface mostrada no Netkit para os roteadores é muito parecida com a CLI de roteadores Cisco reais (graças ao software Quagga, que é usado em máquinas virtuais do Netkit que agem como roteadores). No entanto, as interfaces seriais de enlaces ponto-a-ponto no Quagga são identificadas pelos nomes ppp0, ppp1 e assim por diante (ao contrário de Serial 0 e Serial 1 usados em Cisco).
Para saber mais sobre o IOS (Internetwork Operating System) da Cisco, observe a Wipedia.
Para obter uma lista de comandos básicos para o Cisco IOS, veja essa documentação.
Rede do experimento
Copie a configuração, abaixo, do Netkit. Salve num arquivo chamado lab.conf. O arquivo deverá descrever a topologia ilustrada acima.
Configuração do experimento para o Netkit
# Os três roteadores
r1[type]=router
r2[type]=router
r3[type]=router
# O computador que fica na subrede da esquerda
pc1[type]=generic
# O computador que fica na subrede da direita
pc2[type]=generic
# Um computador que representa a Internet
internet[type]=generic
# Os enlaces ponto-a-ponto entre os roteadores
r1[ppp0]=linkEsquerdo:ip=10.0.0.1/30
r1[ppp1]=linkDireito:ip=10.0.0.5/30
r2[ppp0]=linkEsquerdo:ip=10.0.0.2/30
r3[ppp0]=linkDireito:ip=10.0.0.6/30
# a subrede do laboratório, que representa a Internet
r1[eth0]=lanExterna:ip=192.168.1.230/24
internet[eth0]=lanExterna:ip=192.168.1.1/24
# A subrede do lado esquerdo
r2[eth0]=lanEsquerda:ip=172.18.0.30/28
pc1[eth0]=lanEsquerda:ip=172.18.0.17/28
# A subrede do lado direito
r3[eth0]=lanDireita:ip=172.18.10.110/28
pc2[eth0]=lanDireita:ip=172.18.10.97/28
# As rotas ...
pc1[default_gateway]=172.18.0.30
pc2[default_gateway]=172.18.10.110
internet[route]=172.18.0.0/16:gateway=192.168.1.230
Com base nessa rede, as seguintes atividades serão realizadas:
Configurações adicionais para as máquinas virtuais
Observe as informações sobre as interfaces PPP nos roteadores, e compare com o que é mostrado para interfaces ethernet:
r1#showinterfaceppp0
... ou ...
r1#start-shell
# ifconfig ppp0# ifconfig eth0
Teste a comunicação pelos enlaces PPP. Por exemplo, no roteador r1 pode ser feito o seguinte:
r1#ping10.0.0.2
r1#ping10.0.0.6
r1#showiproute
Infira sobre o significa para as rotas serem do tipo "C>*", ou seja, "connected, selected route, FIB route". Veja a Wikepedia para saber o significa de FIB.
Teste a conectividade entre um dos lados. Vamos testar a conectividade entre o pc2, r3 e r1.
pc2:~#ping172.18.10.110# IP da eth0 do roteador R3
pc2:~#ping192.168.1.230# IP da eth0 do roteador R1
pc2:~#traceroute-n192.168.1.230
Por que será que o ping para o R1 não funcionou?
Adicione rotas nos roteadores, de forma que as redes fiquem totalmente alcançáveis:
r1:
# show ip route# configure terminal(conf)# ip route 172.18.0.16/28 ppp0(conf)# ip route 172.18.10.96/28 ppp1(conf)# exit# show ip route
Observe as novas rotas estáticas adicionadas.
r2:
# show ip route# configure terminal(conf)# ip route 0.0.0.0/0 ppp0(conf)# exit# show ip route
Observe as novas rotas estáticas adicionadas.
r3:
# show ip route# configure terminal(conf)# ip route 0.0.0.0/0 ppp0(conf)# exit# show ip route
Observe as novas rotas estáticas adicionadas.
Faça novos testes de conexão entre os pc1, pc2 e internet.
Compare o encapsulamento de datagramas IP na rede ethernet e no enlace PPP. Para isso use o wireshark, executando-o para a interface eth0 do roteador r1 e também para a interface ppp0. Para haver datagramas passando pelo roteador, deixe um ping em execução entre os computadores pc1 e internet.
Inclua no código para o Netkit as informações de rotas para que fiquem persistentes:
Laboratório sobre enlaces PPP e HDLC com roteadores.
Para esta atividade será criada uma rede composta por três roteadores Digitel, que estarão interligados como mostrado abaixo:
Rede com modems
Criar os circuitos com modems operando a 2 Mbps. Os roteadores que vamos configurar são da marca Digitel. Veja o manual dele para obter informações de como configurar.
O experimento deve ser realizado com os seguintes passos:
Passo a passo para o experimento
Acesse a interface de gerência (console) do seu roteador. O roteador R1 está no rack esquerdo, o roteador R3 está no rack do centro, e R2 está no rack direito. Para acessar a console, faça o seguinte:
Conecte um cabo serial cross na interface serial RS-232 do seu computador. Conecte esse cabo também na interface console do roteador, que fica no painel traseiro. Como os roteadores estão distantes das bancadas, será necessário usar as tomadas azuis, que conectam as bancadas aos racks.
Observe na página 21 do manual como deve ser configurada a console.
Execute o programa minicom, que abre um terminal de texto via porta serial. Ele deve ser configurado para se comunicar pela porta serial /dev/ttyS0, com 57600 bps, 8 bits de largura de caractere e 1 stop-bit (bit de parada). Isso aparece descrito assim: 57600 8N1.
sudominicom-s
Se o minicom estiver correto, você deverá ver a interface CLI do roteador (Command Line Interface). Caso contrário, confira se o cabo serial está bem encaixado, e se os parâmetros do minicom estão certos.
Observe na página 34 do manual o usuário (nr2g) e a senha padrão (digitel) do roteador.
Configure os roteadores da seguinte forma:
R1:
ESQUERDA >
SET SYSTEM HOSTNAME ESQUERDA PURGEDNS
SET LAN LAN0 PURGE
SET LAN LAN0 IP 192.168.20.1 MASK 255.255.255.0 BROADCAST 192.168.20.255
SET LAN LAN0 UP
SET LAN LAN1 PURGE
SET WAN WAN0 PROTO HDLC IP 10.1.1.2 MASK 255.255.255.252 PEER 10.1.1.1 UP
SET WAN WAN1 PURGE
SET RIP REDIST-STATIC TRUE REDIST-CONNECTED TRUE REDIST-OSPF FALSE DEFAULTMETRIC 2
SET RIP WAN0 ENABLED TRUE TYPE ACTIVE
SET RIP WAN0 AUTH TYPE NONE
SET RIP UP
SET ROUTES DEFAULT GW1 10.1.1.1 COST1 0
SET ROUTES UP
R2:
DIREITA >
SET SYSTEM HOSTNAME DIREITA PURGEDNS
SET LAN LAN0 PURGE
SET LAN LAN0 IP 192.168.10.1 MASK 255.255.255.0 BROADCAST 192.168.10.255
SET LAN LAN0 UP
SET LAN LAN1 PURGE
SET WAN WAN0 PURGE
SET WAN WAN0 PROTO HDLC IP 10.1.1.6 MASK 255.255.255.252 PEER 10.1.1.5 UP
SET WAN WAN1 PURGE
SET RIP REDIST-STATIC TRUE REDIST-CONNECTED TRUE REDIST-OSPF FALSE DEFAULTMETRIC 2
SET RIP WAN0 ENABLED TRUE TYPE ACTIVE
SET RIP WAN0 AUTH TYPE NONE
SET RIP UP
SET ROUTES DEFAULT GW1 10.1.1.5 COST1 0
SET ROUTES UP
R3:
CENTRAL >
SET SYSTEM HOSTNAME CENTRAL PURGEDNS
SET LAN LAN0 PURGE
SET LAN LAN0 IP 192.168.1.231 MASK 255.255.255.0 BROADCAST 192.168.1.255 UP
SET LAN LAN1 PURGE
SET WAN WAN1 PURGE
SET WAN WAN1 PROTO HDLC IP 10.1.1.5 MASK 255.255.255.252 PEER 10.1.1.6 UP
SET WAN WAN0 PURGE
SET WAN WAN0 PROTO HDLC IP 10.1.1.1 MASK 255.255.255.252 PEER 10.1.1.2 UP
SET RIP REDIST-STATIC TRUE REDIST-CONNECTED TRUE REDIST-OSPF FALSE DEFAULTMETRIC 2
SET RIP WAN0 ENABLED TRUE TYPE ACTIVE
SET RIP WAN0 AUTH TYPE NONE
SET RIP WAN1 ENABLED TRUE TYPE ACTIVE
SET RIP WAN1 AUTH TYPE NONE
SET RIP UP
SET ROUTES DEFAULT GW1 192.168.1.1 COST1 0
SET ROUTES UP
Para conferir as configurações das interfaces, use o comando show interface:
# SHOW WAN WAN0 ALL
Assim que os enlaces forem estabelecidos, o que pode ser conferido com o comando show interface aplicado às interfaces, conclua a configuração da rede (rotas nos pcs e roteadores). Ela deve ser configurada de forma que um computador possa se comunicar com qualquer outro computador da outra rede, e também acessar a Internet. Para isso, use os comandos nos PCs como:
sudo ifconfg eth0 x.x.x.x netmask m.m.m.m up - para atribuir outro endereço na placa de rede
sudo route add default gw x.x.x.x - para atribuir um novo gateway para a placa de rede
sudo route add -net x.x.x.x netmask m.m.m.m eth0 - para associar uma nova rede a interface eth0
route -n - para ver a tabela atual de roteamento
Observe que optamos pelo uso de protocolos de roteamento dinâmico. Procure entender melhor como foi feita essa configuração, a partir do que está no manual, começando pela página 82.
Verificar e anotar todas as configurações dos componentes de redes, modens, cabos, adaptadores, manobras dos cabos, etc...
Acessar as redes mutuamente qualquer computador de um subrede deve acessar qualquer outro da outra subrede;
Acessar a internet em todos os PCs;
Teste a vazão pelos enlaces ponto-a-ponto. Em algum computador da subrede esquerda execute:
netperf-fk-H192.168.1.1
Realize pelo menos três medidas para cada teste e use a média desses valores como resultado final;
Faça isso também usando um computador da subrede da direita e depois entre computadores das subredes direta e esquerda.
Excute o netperf entre computadores da mesma subrede, anote os valores e compare com o anterior que atravessa a rede até atingir a rede 192.168.1.1.
É possível usar o protocolo PPP ao invés do HDLC, veja na página 76 como fazer e tente fazer a alteração;
Observe as informações fornecidas pelos roteadores sobre os enlaces ponto a ponto. Para isso, execute show interface nas interfaces seriais, e leia o sumário resultante.
6.1.4 Lista 1 de Exercícios
Neste ponto, já estamos aptos a fazer uma lista de exercícios:
Lista 1 de Exercícios
Parte 1
Qual é a posição dos meios de transmissão no modelo OSI ou Internet?
Que serviço a camada física provê para a camada de enlace?
Como os meios guiados diferem dos meios não guiados?
Por que motivo blindar um cabo de par trançado?
Qual é o propósito da casca ao redor de uma fibra ótica?
Como a propagação ionosférica difere de propagação na linha de visada?
Um feixe de luz se move de um meio para outro meio com menos densidade. O ângulo crítico é 60 graus. Para cada um dos casos abaixo, haverá refração ou reflexão.
40 graus
60 graus
80 graus
As interfaces digitais síncronas vistas (V.35, V.36 e G.703) suportam taxas de transmissão até 2 Mbps. Outra interface digital, chamada HSSI, suporta taxas muito superiores. Faça uma pesquisa sobre essa nova interface digital, destacando o seguinte:
Taxa máxima de transmissão
Sincronismo
Tipos de conectores, suas “pinagens” e cabos lógicos, incluindo seu comprimento máximo
Por que com comunicação serial assíncrona não se conseguem obter as taxas de bits proporcionadas pela comunicação serial síncrona?
Calcule os overheads (em relação a bits de dados efetivamente transmitidos) da comunicação serial assíncrona para os seguintes casos:
7 bits de dados, 1 stop bit, e 1 bit de paridade par
8 bits de dados, 2 stop bits, sem paridade
8 bits de dados, 1 stop bit, sem paridade
Parte 2
Identifique os cinco componentes de um sistema de comunicação de dados.
Quais são as vantagens de uma conexão multiponto com relação a uma conexão ponto a ponto?
Cite as quatro topologias básicas de rede e cite uma vantagem de cada um desses tipos.
Por que os protocolos são necessários?
Por que os padrões são necessários?
Qual a diferença entre os modos de transmissão half-duplex e full-duplex?
Para cada uma das quatro topologias de rede a seguir, fale sobre as consequências no caso de uma conexão falhar.
Cinco dispositivos dispostos em uma topologia em malha.
Cinco dispositivos dispostos em uma topologia estrela (sem contar os hubs).
Cinco dispositivos dispostos em uma topologia de barramento.
Cinco dispositivos dispostos em uma topologia de anel.
Descreva brevemente os serviços fornecidos pela camada de enlace.
Defina enquadramento e a razão para sua utilização.
Compare e aponte as diferenças entre protocolos orientados a byte e orientados a bit.
Compare e aponte as diferenças entre controle de fluxo e controle de erro.
Compare e aponte as diferenças entre o HDLC e o PPP. Qual deles é orientado a byte e qual orientado a bit?
6.2 Módulo 2 – Redes Ethernet, LANs, MANs e WANs
6.2.1 Trabalhos em grupos
Em grupos de até 3 pessoas, os alunos devem preparar apresentações sobre os conceitos abaixo. Essas apresentações deverão ser elaboradas para aproveitar os recursos do Laboratório, incluindo os de multimídia. As apresentações devem ter duração de 30 minutos com mais 5 para perguntas. Procurem utilizar exemplos da sua experiência para enfatizar aquilo que será apresentado.
As apresentações devem ser feitas utilizando os modelos disponíveis na Intranet.
Os grupos devem se subdividir em:
Acesso randômico (Introdução do capítulo 12 e seção 12.1 do Forouzan)
CSMA
CSMA/CD
Ethernet (Introdução do capítulo 13 e seções 13.2 e 13.3 do Forouzan)
Ethernet padrão
Evolução do padrão (bridges e switches)
Fast ethernet e gigabit ethernet (seções 13.4 e 13.5 do Forouzan)
Conexão de LANs (seção 15.1 do Forouzan)
Hubs passivos e ativos
Repetidores
Bridge
Spanning-tree
Roteadores
Redes Backbone (seção 15.2 do Forouzan) e LANs virtuais (seção 15.3 do Forouzan)
Na aula do dia 09/09, definimos os grupos e as datas para apresentação, respectivamente:
(05/08)
Houve uma introdução de conceitos, estudos sobre comunicação de dados e topologias de redes. Além disso, falamos rapidamente sobre Internet, protocolos e padrões.
(08/08)
Utilizamos as apostilas do Prof. Jorge Henrique B. Casagrande para falar sobre requisitos e objetivos da camada física tais como fundamentos de telecomunicações e protocolos de comunicação de dados.
7.4 Aula 04
(12/08)
Continuamos usando as apostilas do Prof. Casagrande para falar sobre interfaces digitais assíncronas (RS-232 e RS-485) e síncronas (V.35, V.36 e G.703)
7.5 Aulas 05, 06, 07, 08 e 09
(14, 19, 21, 26 e 28/08)
Nestas aulas, analisamos com muitos detalhes o funcionamento do Netkit: fizemos a instalação dele nos computadores do laboratório, esmiuçamos o arquivo de configuração para um laboratório com computadores e roteadores. Além disso, estabelecemos a comunicação entre computadores na atividade. Por fim, adicionamos nova configuração para que as alterações feitas durante o laboratório fossem permanentes.
7.6 Aula 10
(02/09)
Nesta aula, finalmente, concluímos o laboratório com o Netkit.
Foi apresentado novo conteúdo sobre a camada de enlace: enquadramento, detecção e controle de erros, controle de fluxo, gerenciamento de enlace.
(04/09)
Um aluno escreve: Professor, o que é HDLC e o que é PPP?
Na aula de hoje falamos sobre isso.
7.8 Aula 12
(09/09)
Fizemos a lista 1 de exercícios. Vi alguns alunos pesquisando no livro, em sites de buscas, perguntando para o professor... Teve alguns que copiaram as respostas prontas e isso me fez lembrar desse provérbio chinês: "Fale-me e eu esquecerei. Mostre-me e eu lembrarei. Envolva-me e eu entenderei." Dito de outra forma, a melhor maneira de aprender algo é fazendo.
