IER-2012-1

Instalação de Equipamentos de Redes: Diário de Aula 2012-1

Professor: Marcelo Maia Sobral (msobral@gmail.com)
Lista de email (forum): ier-ifsc@googlegroups.com
Atendimento paralelo: 2a: 13:30h a 15 h, 3a: 14 a 18h

• Ementa

Bibliografia

• Comunicação de Dados e Redes de Computadores, 4a edição, de Behrouz Forouzan.
• Redes de Computadores e a Internet, 5a edição, de James Kurose.
• Redes de Computadores: uma abordagem de sistemas", de Larry Peterson e Bruce Davie.
• Redes de Computadores, 4a edição, de Andrew Tanenbaum.
• Antiga página da disciplina (2009-1 e 2009-2)
• Links para outros materiais, normas, artigos, e apostilas do prof. Jorge Casagrande
• Comunicação de dados e Redes de Computadores, de Berhouz Forouzan (alguns capítulos no Google Books)

Para pesquisar o acervo das bibliotecas do IFSC:

• Acesso ao acervo da Biblioteca do IFSC

Curiosidades

• Telex: um serviço já extinto (?!)
• História da Internet-BR (dissertação de Mestrado)
• O Ciberespaço e as Redes de Computadores na Construção de Novo Conhecimento
• Uma história das Redes de Computadores
• Uso do HDLC em missões espaciais (artigo da Nasa)
• Tutorial sobre a interface CLI de roteadores Cisco
• Resolução de problemas com PPP em roteadores Cisco
• Alguns procedimentos para o switch D-Link DES-3526 em português

Listas de exercícios

• 1a lista de exercícios

Softwares

• Netkit: possibilita criar experimentos com redes compostas por máquinas virtuais Linux
• IPKit: um simulador de encaminhamento IP (roda direto dentro do navegador)

28/02: Introdução

• Capítulo 13 do livro "Comunicação de Dados e Redes de Computadores", de Berhouz Forouzan
• Capítulo 5 do livro "Redes de Computadores e a Internet", de James Kurose.
• Capítulo 4 do livro "Redes de Computadores", de Andrew Tanenbaum

Apresentação da disciplina: conteúdo, bibliografia e avaliação, laboratório.

Lembrando Redes de Computadores da 2a fase ...

Em RCO foi estudado o assunto Arquitetura de Redes com ênfase na Internet. A figura abaixo resume a arquitetura em camadas usada para representar o funcionamento de sistemas em uma rede de computadores. Cada camada representa uma certa funcionalidade necessária para a comunicação, e apresenta um ou mais protocolos que participam dessa tarefa.

O foco da disciplina IER é a infra-estrutura de rede, representada pelas camadas Internet e Acesso a rede no modelo TCP/IP (ou camadas Rede e inferiores no modelo OSI). Ela diz respeito ao conjunto de equipamentos, links, protocolos e tecnologias empregados para construir uma rede de computadores. Essa rede pode ser assim usada para que sistemas finais consigam se comunicar, tais como computadores de usuários, servidores, smartphones, e quaisquer outros dispositivos que produzam ou consumam dados. Desta forma, em IER estudaremos como escolher tecnologias, selecionar e configurar equipamentos, e interligá-los para construir redes de computadores.

Nosso ponto de partida serão pequenas redes compostas por uma ou mais redes locais (LANs) que se interligam, incluindo conexão para a Internet. Em cada rede investigaremos seu funcionamento, incluindo as configurações da subrede IP e os equipamentos usados.

Figura 1: uma pequena rede local (LAN) com conexão para Internet

Figura 2: duas redes locais (LAN) interligadas por um enlace de longa distância (WAN)

Conceitos necessários para realizar os exercícios:

• Endereços IP e máscaras de rede
• Rotas estáticas
• Interfaces de rede

Ferramentas de apoio ao estudo

Uma limitação que temos está na pouca quantidade de equipamentos para as atividades em laboratório. Para atenuar esse problema, podem-se usar softwares que simulem redes. Existe um software desses em particular, chamado Netkit, que possibilita criar redes virtuais. Essas nada mais são que máquinas virtuais interligadas com switches e links seriais virtuais (isso é, tudo feito por software mas funciona como se fosse de verdade). Com ele se podem criar redes compostas por máquinas virtuais Linux, que são conectadas por links ethernet e PPP. Todos os cenários que usaremos em nosso estudo (com exceção das configurações de modems), poderiam ser reproduzidos com esse software. Existe um guia de instalação e uso publicado na wiki:

• Netkit

Esse guia contém uma coleção de exemplos, para que tenham ideia do que se pode fazer com o Netkit.

O Netkit fica assim como opção para complementar o estudo. Ele funciona como um laboratório de redes, em que se podem criar redes como aquelas que vemos em aula e mesmo inventar novas redes. Seu uso se destina a fixar conceitos, para que o uso dos equipamentos reais seja facilitado.

Além do Netkit, este simulador de roteamento IP, que roda dentro do próprio navegador, pode ajudá-los a exercitar a divisão de subredes e a criação de rotas estáticas.

• Ipkit: Simulador de encaminhamento IP

Exercícios

1. Usando o Ipkit crie as seguintes redes. Não esqueça de definir as rotas estáticas.

2. Reproduza as redes do exercício 1 usando o Netkit. Teste a comunicação entre os computadores e roteadores usando o comando ping. Use também o tcpdump para monitorar as interfaces de rede.

06/03: Redes locais

Início do Projeto 1:

1. Entender a estrutura, funcionamento e tecnologias utilizadas na rede do IFSC - SJ
2. Propor e testar melhorias nessa rede com respeito a:
   • Organização da estrutura
   • Desempenho
   • Tolerância a falhas
   • Segurança

Etapa 1: entendendo a rede do IFSC-SJ

A rede do IF-SC é composta pelas redes dos campi, sendo que o campus Mauro Ramos centraliza os links para os demais campi. Dentre eles, o link para a rede do campus São José tem a capacidade de 1 Gbps. Além disso, o link para a Internet se localiza também no campus Mauro Ramos. A figura abaixo mostra um diagrama simplificado da rede do IF-SC, destacando apenas os campis Mauro Ramos, São José e Continente.

Como se pode ver, os campi são interligados por enlaces (links) de longa-distância com alta capacidade de transmissão (1 Gbps). O link para a Internet, provido pelo POP-SC (Ponto de Presença da RNP em SC, mantido pela UFSC) é também de 1 Gbps. Esses links de longa distância asseguram que não existam gargalos entre os campi, possibilitando uma boa vazão entre as redes.

No nosso primeiro projeto, vamos iniciar estudando a estrutura e funcionamento da rede do campus São José. Essa rede é formada por três redes locais, compostas por switches ethernet, servidores, gateways e firewall. O diagrama abaixo apresenta a estrutura geral da rede do nosso campus.

Para entender seu funcionamento, precisaremos fazer algumas atividades:

• Criar um modelo reduzido dessa rede: criaremos um modelo usando o Netkit, de forma a representar as subredes existentes no campus. Com isso entenderemos como opera o roteamento IP dentro do campus.
• Observar os equipamentos in-loco: veremos que tipos de equipamentos são usados para manter a estrutura, como são conectados, seus fabricantes e modelos.
• Criar um modelo reduzido dessa rede usando equipamentos reais: criaremos um modelo usando switches e computadores do laboratório, de forma a reproduzir o modelo feito com o Netkit.
• Investigar as tecnologias empregadas na rede: identificaremos as tecnologias usadas e testaremos sua capacidade de transmissão.
  • Slides sobre arquitetura IEEE 802

Tecnologias de LAN switches

• Bom texto sobre switches
  • Animação sobre o funcionamento de switches
• Texto sobre tecnologias de switches (store-and-forward e cut-through)