IER-2014-2

Diário de aula de Instalação de Equipamentos de Redes (IER12503)

(Técnico em Telecomunicações com Ênfase em Redes - Turma 1250331)

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.

• Observe a Plano de Ensino

• Mais detalhes podem ser vistos no material utilizado na apresentação da disciplina.

Bibliografia

• Livros
  • 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)

• Apostilas preparadas pelo Prof. Jorge Henrique B. Casagrande:
  • Introdução à Comunicação de Dados
  • Conceitos em Comunicação de Dados
  • Protocolos de Comunicação de Dados
  • Meios de Comunicação de Dados
  • Interfaces Digitais

Softwares

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

Instalação de Equipamentos de Redes

Módulo 1 – Comunicação de Dados

Fundamentos de Comunicação de Dados

Vamos nos basear no Capítulo 1 do livro Comunicação de Dados e Redes de Computadores do Forouzan. Assim, veremos:

• Comunicação de Dados;
• Redes;
• Internet;
• Protocolos e Padrões.

Veja as apresentações utilizadas para a aula em Introdução de Comunicação de Dados.

Curiosidades: Alguns vídeos sobre fibra ótica:

• Instalação de cabos de fibra ótica no mar
• Animação sobre o método de instalação
• Mordidas de tubarão
• Google se protegendo das mordidas

Agora, vamos fazer um quizz?

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:

• Fundamentos de Telecomunicações, Protocolos de Comunicação de Dados e Interfaces Digitais

Para obter mais informações sobre os assuntos discutidos nesse material, consulte as apostilas criadas pelo Prof. Casagrande:

• Introdução à Comunicação de Dados
• Conceitos em Comunicação de Dados
• Protocolos de Comunicação de Dados
• Interfaces Digitais

Além disso, há informações resumidas na Wikipedia:

• Data Terminal Equipment (DTE)
• Data Communication Equipment (DCE)
• Interface RS-232
• Sobre a International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector (ITU-T)
• Lista de Recomendações ITU-T para a série V
• Conectores D-sub

Atividade 1

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:

1. Observe as informações sobre as interfaces PPP nos roteadores, e compare com o que é mostrado para interfaces ethernet:

   r1# show interface ppp0
   

   ... ou ...

   r1# start-shell
   # ifconfig ppp0
   # ifconfig eth0
   

2. Teste a comunicação pelos enlaces PPP. Por exemplo, no roteador r1 pode ser feito o seguinte:

   r1# ping 10.0.0.2
   r1# ping 10.0.0.6
   r1# show ip route
   

   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.
3. Teste a conectividade entre um dos lados. Vamos testar a conectividade entre o pc2, r3 e r1.

   pc2:~# ping 172.18.10.110 # IP da eth0 do roteador R3
   pc2:~# ping 192.168.1.230 # IP da eth0 do roteador R1
   pc2:~# traceroute -n 192.168.1.230
   

   Por que será que o ping para o R1 não funcionou?
4. 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.
5. Faça novos testes de conexão entre os pc1, pc2 e internet.
6. 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.
7. Inclua no código para o Netkit as informações de rotas para que fiquem persistentes:

Rotas para serem incluídas no arquivo de configuração do Netkit
r1[route]=172.18.0.16/28:dev=ppp0 r1[route]=172.18.10.96/28:dev=ppp1 r2[route]=default:dev=ppp0 r3[route]=default:dev=ppp0

Camada física e os meios de transmissão

Nessas aulas discutimos sobre:

• Dados e sinais;
• Transmissão digital e analógica;
• Meios de transmissão.

Como referência de estudos, temos os seguintes:

• Capítulo 7 de Redes de Computadores: Uma Abordagem Top-Down de Forouzan e Mosharraf: Camada física e meios de transmissão.
• Capítulo 7 de Comunicação de Dados e Redes de Computadores de Forouzan: Meios de transmissão.

Camada de enlace de dados

Nessas aulas, temos por objetivo compreender melhor a camada de enlace. Subdividimos entre os tópicos:

• Introdução;
• Controle de Enlace de Dados:
  • Enquadramento;
  • Controle de fluxo e erros;
  • Detecção e correção de erros;
  • HDLC e PPP.

O material de apoio a ser utilizado:

• Parte introdutória do Capítulo 5 de Redes de Computadores: Uma Abordagem Top-Down de Forouzan e Mosharraf: Camada de enlace de dados: redes com fios.
• Parte do Capítulo 11 do livro Comunicação de Dados e Redes de Computadores de Forouzan.

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?

Diário de Aula

Aula 01

(01/08) Neste dia foi a apresentação da disciplina, do Plano de Ensino e da metodologia a ser usada ao longo do semestre.

Aula 02

(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.

Veja as apresentações utilizadas para a aula em Introdução de Comunicação de Dados.

Aula 03

(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.

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)

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.

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.

Sobre preenchimento, faremos dois exercícios retirados da edição online, em inglês, do livro Data Communications and Networking, 5/e de Behrouz A. Forouzan: http://highered.mheducation.com/sites/0073376221/information_center_view0/index.html

São dois aplicativos Java:

• Preenchimento de caractere
• Preenchimento de bit

Aula 11

(04/09) Um aluno escreve: Professor, o que é HDLC e o que é PPP?

Na aula de hoje falamos sobre isso.

Prova 1

A prova 1 com os conteúdos do módulo 1 será realizada no dia 11/09, às 20h40.