Redes de Computadores (integrado)

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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.

Método de avaliação

Metodologia baseada em projetos.

5 etapas intermediárias * 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

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.

Material de acompanhamento da disciplina

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.

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. Conclusão da etapa: história da Internet e a arquitetura TCP/IP.
  • Leitura: páginas 5 a 20 no material básico.

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 desta etapa.
    • 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 da página, 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 da etapa em sala.
    8. Desenvolvimento da etapa em laboratório.
    9. Conclusão da etapa: apresentação da página e avaliação escrita 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.

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. Conclusão da etapa: conexão TCP.
      • Para cada item abaixo, responda: O que são? Para que servem? Como se dão os processos (como funcionam os mecanismos 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.
        • Abertura e fechamento de conexão.
        • Números de sequência e de reconhecimento.
        • Controle de fluxo e janela deslizante.
        • Controle de congestionamento.
        • Sistema de temporização (timeout).
  • Leitura: páginas 31 a 50 no material básico.

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. Conclusão da etapa: roteador "manual".
  • Leitura: páginas 51 a 75 no material básico.
  • Referência externa: IPv6.br: curso online.

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. Conclusão da etapa: Ethernet + WiFi.
  • Leitura: páginas 76 a 85 no material básico.

Completo

  • Duração: 3 semanas.
    1. Conclusão da etapa: comunicação fim a fim.
  • Leitura: todo o material básico.

Proposta 1 ("Oficial")

<graphviz> graph Projeto { 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>

Proposta 2 ("Alternativo")

<graphviz> graph ProjetoAlternativo { 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>

Defesa

Prática

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 da etapa 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.

Teórica

Em um segundo momento, será realizada uma avaliação escrita, a fim de verificar o conhecimento acumulado ao longo da disciplina: todas as camadas Internet. Exemplo: utilizando o Wireshark ou outro aplicativo didático, serão apresentadas duas capturas de tráfego, envolvendo uma TCP e outra UDP, e caberá ao aluno explicar, camada a camada, o que ocorreu para o sucesso ou fracasso da transmissão dos dados.

Recuperação

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