Curso Técnico Integrado de Telecomunicações - Redes de Computadores (RCO)

MURAL DE AVISOS E OPORTUNIDADES DA ÁREA DE TELECOMUNICAÇÕES

Informações Gerais

• Carga horária, Ementas, Bibliografia
• Plano de Ensino
• Cronograma de atividades

Conceitos Parciais

Edições

• RCO60803 2017-2 - Prof. Odilson Tadeu Valle / Prof. Eraldo Silveira e Silva
• RCO60803 2017-1 - Prof. Juliano de Souza / Prof. Eraldo Silveira e Silva
• RCO60803 2016-2 - Prof. Juliano de Souza / Prof. Luciano Barreto
• RCO60803 2016-1 - Prof. Fernando Rodrigues Santos / Prof. Juliano de Souza
• RCO60803 2015-2 - Prof. Simara Sonaglio
• RCO60803 2015-1 - Prof. Arliones Hoeller / Prof. Túlio Ribeiro
• RCO60803 2014-2 - Prof. Arliones Hoeller / Prof. Tomás Grimm / Prof. José Clair

Laboratórios

Laboratório 1 - Ferramentas de Rede e Conceitos Básicos

Objetivos Familiarização com a infraestrutura dos laboratórios de redes, incluindo as máquinas virtuais Virtualbox Familiarização com ferramentas de rede: ifconfig, ping, traceroute; Desenvolver a noção de endereçamentos de rede IP e de endereço de hardware (MAC) Desenvolver a noção de rotas em redes IP testar a conectividade IP com ping Conceitos introdutórios para uso do laboratório Estrutura do Laboratório A rede do laboratório em uso segue o modelo apresentado no diagrama da Figura 1 (endereçamento pode ser diferente). Figura 1 - Diagrama da rede do laboratório Os Laboratórios de Redes de Computadores estão equipados com N+1 (N = número de computadores para alunos) computadores conectados em rede e com acesso a Internet, Figura 1. A rede local do laboratório tem endereço IP 192.168.1.0/24. A máscara de rede /24 indica que o último byte do endereço é utilizado para identificar cada máquina, por exemplo 192.168.1.1, 192.168.1.2, etc. Máquinas virtuais O sistema operacional hospedeiro é o Linux Ubuntu. Como os laboratórios são utilizados por várias disciplinas/alunos/professores, os usuários não tem acesso a senha de root (administrador). Para possibilitar a execução de comandos exclusivos do administrador (usuário root), cada computador tem instaladas máquinas virtuais, as quais podem ser lançadas a partir do aplicativo VirtualBox. As máquinas virtuais pertencem a mesma rede local do laboratório e tem endereçamento 192.168.1.x, sendo o byte que identifica a máquina (x) deverá ser manualmente configurado com a seguinte regra: M1 – 101, M2 – 102,..., M9 – 109, M10 – 110,..., M14 – 114 . Por exemplo:, M1 ficará com o endereço 192.168.1.101. Roteiro de atividades Parte 1: Observando interfaces do sistema com ifconfig O aplicativo ifconfig pode ser utilizado para visualizar a configuração ou configurar uma interface de host em redes TCP/IP. Se nenhum argumento for passado na chamada do ifconfig, o comando mostra a configuração atual de cada interface de rede. Consultar as páginas man ifconfig do Linux para maiores detalhes sobre o funcionamento deste aplicativo, o qual permite ativar/desativar a interface, configurar o endereço IP, definir o tamanho da MTU, redefinir o endereço de hardware se a interface suporta, redefinir a interrupção utilizada pelo dispositivo, entre outros. Analisando os dados obtidos do seguinte exemplo ifconfig eth0 Link encap:Ethernet Endereço de HW 64:51:06:1a:f3:da inet end.: 172.18.18.14 Bcast:172.18.63.255 Masc:255.255.192.0 endereço inet6: fe80::6651:6ff:fe1a:f3da/64 Escopo:Link UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Métrica:1 pacotes RX:415237 erros:0 descartados:0 excesso:0 quadro:0 Pacotes TX:118109 erros:0 descartados:0 excesso:0 portadora:0 colisões:0 txqueuelen:1000 RX bytes:364658695 (364.6 MB) TX bytes:18315199 (18.3 MB) IRQ:18 lo Link encap:Loopback Local inet end.: 127.0.0.1 Masc:255.0.0.0 endereço inet6: ::1/128 Escopo:Máquina UP LOOPBACK RUNNING MTU:65536 Métrica:1 pacotes RX:6688 erros:0 descartados:0 excesso:0 quadro:0 Pacotes TX:6688 erros:0 descartados:0 excesso:0 portadora:0 colisões:0 txqueuelen:0 RX bytes:1057934 (1.0 MB) TX bytes:1057934 (1.0 MB) </syntaxhighlight> O sistema em questão possui duas interfaces de rede: eth0 e lo Link encap:Ethernet: Configuração da interface Ethernet 0 (primeira) Endereço de HW 64:51:06:1a:f3:da: É o endereço da placa de rede, camada 2 inet end.: 172.18.18.14 Bcast:172.18.63.255 Masc:255.255.192.0: Endereço IPv4 associado a interface, seu respectivo endereço de broadcast e mascara de rede endereço inet6: fe80::6651:6ff:fe1a:f3da/64 Escopo:Link: Endereço IPv6 de escopo local gerado por autoconfiguração UP BROADCAST RUNNING MULTICAST: Significa que a interface está ativa (UP), responde a requisições de broadcast (pode ser desabilitado no kernel) e também pode ser associada a tráfegos multicast MTU: 1500: Maximum Transfer Unit – Tamanho máximo do pacote suportado pelo enlace que é do tipo Ethernet Os demais parâmetros são estatísticas da respectiva interface, como por exemplo, pacotes transmitidos, recebidos etc A interface lo: Qualquer tráfego que um computador envie em uma rede loopback é endereçada ao mesmo computador. O endereço IP mais usado para tal finalidade é 127.0.0.1 no IPv4 e ::1 no IPv6. O nome de domínio padrão para tal endereço é localhost. Em sistemas Unix, a interface loopback é geralmente chamada de lo ou lo0. Agora utilize o comando ifconfig para verificar o estado de suas interfaces e responda: Quantas e quais interfaces de rede sua máquina possui? Liste. Quais são os endereços da camada 2 atribuído as mesmas? De onde o sistema obteve esses endereços? Quais são os endereços IPv4? De onde o sistema obteve esses endereços? Suas interfaces tem IPv6 configurado? Qual o endereço e escopo dos mesmos? Como foram obtidos? Qual o alcance (é roteável) do mesmo? Use o link *Verificando a estrutura do endereço IP para explorar a estrutura do seu endereço IPv4. Parte 2: Testando a conectividade com o ping Aplicativo ping permite a um usuário verificar se um host remoto está ativo. É bastante utilizado para detectar problemas de comunicação na rede. O ping está baseado no envio de mensagens de solicitação de eco (echo request) e de resposta de eco (echo reply). Estas mensagens fazem parte do rol de mensagens do protocolo ICMP, que é um protocolo de reportagem de erros, a ser estudado mais tarde, componente do protocolo IP. O ping é um dos principais comandos a disposição do administrador de rede no sentido de verificar a conectividade em rede. Por exemplo, se houver resposta de um ping a partir de um servidor remoto, significa que a máquina local está rodando corretamente o TCP/IP, o enlace local está funcionando corretamente, o roteamento entre a origem e o destino está operando, e por fim, a máquina remota também está rodando corretamente o TCP/IP. Consultar as páginas man do ping para verificar as possibilidades de uso deste aplicativo. Exemplo 1: PING 200.135.37.65 (200.135.37.65) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 200.135.37.65: icmp_seq=1 ttl=62 time=0.925 ms 64 bytes from 200.135.37.65: icmp_seq=2 ttl=62 time=0.743 ms 64 bytes from 200.135.37.65: icmp_seq=3 ttl=62 time=0.687 ms 64 bytes from 200.135.37.65: icmp_seq=4 ttl=62 time=0.689 ms ^C --- 200.135.37.65 ping statistics --- 4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 2999ms rtt min/avg/max/mdev = 0.687/0.761/0.925/0.097 ms </syntaxhighlight> No exemplo foram enviados quatro pacotes ICMP, cada um com um número de seqüência (icmp_seq), os quais foram recebidos com sucesso com o tempo de viagem assinalado (time) Cada pacote tem ainda um tempo de vida (ttl – time to live), o qual é decrementado em cada roteador, sendo o pacote descartado quando chegar a zero; isto evita pacotes perdidos na rede Quando o ping é interrompido (CRTL-C), uma estatística é apresentada indicando o percentual de pacotes transmitidos, recebidos e perdidos O tempo de viagem (rtt – round trip time) mínimo (min), médio (avg) e máximo (max) é calculado, assim como o desvio padrão (mdev) Como exercício envie ping para diferentes hosts e compare os tempos de resposta: no endereço local de loopback; máquina de um colega do laboratório; servidor e roteador da rede da escola; servidores externos: www.ifsc.edu.br www.uol.com.br www.nasa.com www.polito.it </syntaxhighlight> e explique as possíveis diferenças entre os tempos de resposta dos ping realizados. Consulte as páginas man e teste o ping com os parâmetros abaixo e descreva suas funcionalidades: -c count -i intervalo -s packetsize -t ttl (para um site distante inicie com 1 e vá incrementando, observe as mensagens) Observe que também é possível realizar ping em endereços no formato IPv6, por exemplo: ping6 www.sj.ifsc.edu.br </syntaxhighlight> Tente o ping6 para outros sites. Parte 3: Verificando rotas com o traceroute O traceroute é capaz de traçar uma rota aproximada entre dois hosts. Este comando usa mensagens ICMP. Para determinar o nome e o endereço dos roteadores entre a fonte e o destino, o traceroute na fonte envia uma série de datagramas IP ordinários ao destino. O primeiro datagrama tem o TTL (time to live – tempo de vida) igual a 1, o segundo 2, o terceiro 3, e assim por diante, e inicia temporizadores para cada datagrama. Quando o enésimo datagrama chega ao enésimo roteador, este verifica que o tempo de sobrevida do datagrama acaba de terminar. Pelas regras do IP, o datagrama é então descartado e uma mensagem ICMP de advertência tempo de vida excedido é enviada a fonte com o nome do roteador e seu endereço IP. Quando a resposta chega de volta a fonte, a mesma calcula o tempo de viagem em função dos temporizadores. O traceroute envia datagramas IP encapsulados em segmentos UDP a um host destino. Todavia escolhe um número de porta destino com um valor desconhecido (maior que 30000), tornando improvável que o host destino esteja usando esta porta. Quando o datagrama chega ao destino uma mensagem ICMP porta inalcançável é gerada e enviada a origem. O programa traceroute precisa saber diferenciar as mensagens ICMP recebidas – tempo excedido e porta inalcançável – para saber quando a rota foi concluída. Exemplo: traceroute 200.135.37.65 traceroute to 200.135.37.65 (200.135.37.65), 30 hops max, 60 byte packets 1 192.168.1.1 (192.168.1.1) 0.225 ms 0.216 ms 0.368 ms 2 172.18.0.254 (172.18.0.254) 1.236 ms 1.235 ms 1.343 ms 3 hendrix.sj.ifsc.edu.br (200.135.37.65) 1.331 ms 1.313 ms 1.414 ms </syntaxhighlight> O exemplo mostra a rota dos pacotes entre um computador do Lab. Redes (192.168.2.1) e o servidor hendrix (200.135.37.65). Observe que para cada roteador são realizados três amostras de tempo de ida e volta. Veja pelo mapa da rede do Campus São José que entre estes dois computadores, sistemas finais, existem dois roteadores intermediários, máquina do professor e Switch camada 3 (VLANs). Traçar a rota dos pacotes entre seu computador e diferentes hosts: máquina de um colega do laboratório servidor e roteador da rede da escola servidores externos. Explique as possíveis diferenças entre os tempos de resposta de cada uma das amostras do traceroute Explique as linhas com o caracter *. Fazendo uso das ferramentas desse laboratório, refaça o diagrama da rede do campus apontando claramente os novos endereços IPs associados aos roteadores. Observe que também é possível realizar traceroute em endereços no formato IPv6, por exemplo: traceroute -6 www.ufsc.br </syntaxhighlight> Tente o traceroute no IPv6 para outros sites. Referências adcionais [http://linux-ip.net/html Guia de Administração da Camada IP no Linux

Laboratório 2 - Wireshark, conceito de protocolo, encapsulamento

Objetivos Familiarização com o sniffer de rede WireShark Desenvoler o conceito de protocolo e encapsulamento WireShark 2005 KUROSE, J.F & ROSS, K. W. Todos os direitos reservados Introdução O entendimento de protocolos de redes pode ser bastante aprofundado através da “observação de protocolos funcionando” e “da manipulação de protocolos” - observando a sequência de mensagens trocadas entre duas entidades, entrando nos detalhes da operação do protocolo, e fazendo com que os protocolos realizem certas ações e então observando estas ações e as consequências. A ferramenta básica para observar as mensagens trocadas entre as entidades em execução é chamada de sniffer. Como o nome sugere, um sniffer captura mensagens sendo enviadas/recebidas pelo seu computador; ele também tipicamente armazena e/ou apresenta os conteúdos dos vários campos dos protocolos nestas mensagens capturadas. Um sniffer isoladamente é um elemento passivo. Ele observa as mensagens sendo enviadas e recebidas pelas aplicações e protocolos executando no seu computador, mas jamais envia pacotes. Similarmente, os pacotes recebidos nunca são explicitamente endereçados ao sniffer. Ao invés disso, um sniffer recebe uma cópia de pacotes que são enviados/recebidos para/de aplicações e protocolos executando no seu computador. A Figura 2 mostra a estrutura de um sniffer. À direita da Figura 2 estão os protocolos (neste caso, protocolos da Internet) e aplicações (tais como navegador web ou cliente FTP) que normalmente executam no seu computador. O sniffer, exibido dentro do retângulo tracejado na Figura 2 é uma adição aos softwares usuais no seu computador, e consiste de duas partes: a biblioteca de captura de pacotes e o analisador de pacotes. A biblioteca de captura de pacotes recebe uma cópia de cada quadro da camada de enlace que é enviado do ou recebido pelo seu computador. Lembre que mensagens trocadas por protocolos das camadas mais altas tais como HTTP, FTP, TCP, UDP, DNS ou IP, são todos eventualmente encapsulados em quadros que são transmitidos para o meio físico como um cabo Ethernet. Na Figura 2, assume-se que o meio físico é uma Ethernet, e desta forma, os protocolos das camadas superiores são eventualmente encapsulados em um quadro Ethernet. Capturar todos os quadros fornece todas as mensagens enviadas/recebidas de/por todos os protocolos e aplicações executando em seu computador. Figura 2 - Estrutura de um sniffer O analisador de pacotes exibe os conteúdos de todos os campos dentro de uma mensagem de protocolo. Para que isso seja feito, o analisador de pacotes deve “entender” a estrutura de todas as mensagens trocadas pelos protocolos. Por exemplo, suponha que estamos interessados em mostrar os vários campos nas mensagens trocadas pelo protocolo HTTP na Figura 5. O analisador de pacotes entende o formato dos quadros Ethernet, e desta forma pode identificar o datagrama IP dentro de um quadro. Ele também entende o formato do datagrama IP, para que ele possa extrair o segmento TCP dentro do datagrama IP. Ele entende a estrutura do segmento TCP, para que possa extrair a mensagem HTTP contida no segmento. Finalmente, ele entende o protocolo HTTP e então, por exemplo, sabe que os primeiros bytes de uma mensagem HTTP contém a cadeia “GET”, “POST” ou “HEAD”. Nós utilizaremos o sniffer Wireshark (http://www.wireshark.org) para estes laboratórios, o que nos permite exibir os conteúdos das mensagens sendo enviadas/recebidas de/por protocolos em diferentes camadas da pilha de protocolos. Tecnicamente falando, Wireshark é um analisador de pacotes que pode ser executado em computadores com Windows, Linux/UNIX e MAC. É um analisador de pacotes ideal para nossos laboratórios, pois é estável, tem uma grande base de usuários e é bem documentado incluindo um guia de usuário (http://www.wireshark.org/docs/wsug_html/), páginas de manual (http://www.wireshark.org/docs/man-pages/), e uma seção de FAQ detalhada (http://www.wireshark.org/faq.html), funcionalidade rica que inclui a capacidade de analisar mais que 500 protocolos, e uma interface com o usuário bem projetada. Ele funciona em computadores ligados a uma Ethernet para conectar-se à Internet, bem como protocolos ponto a ponto, tal como PPP. Analisando os campos da interface do Wireshark Quando você executar o programa Wireshark, a interface com o usuário exibida na Figura 3 aparecerá. Inicialmente, nenhum dado será apresentado nas janelas. A interface do Wireshark tem seis componentes principais: Os menus de comandos são localizados no topo da janela. Por enquanto, interessam apenas os menus File e Capture. O menu File permite salvar dados de capturas de pacotes ou abrir um arquivo contendo dados de capturas de pacotes previamente realizadas, e sair da aplicação. O menu Capture permite iniciar uma captura de pacotes; A barra de ferramentas contém os comandos de menu que são mais frequentemente utilizados. Há atalhos para abrir ou salvar dados de captura de pacotes e para iniciar ou parar uma captura de pacotes; Abaixo da barra de ferramentas, está o campo de filtragem de pacotes exibidos. Nele podem ser digitados nome de protocolo ou outra informação apresentada na janela de listagem de pacotes. Apenas os pacotes que correspondem ao filtro são exibidos; A janela de listagem de pacotes apresenta um resumo de uma linha para cada pacote capturado, incluindo o número do pacote (atribuído pelo Wireshark; este não é o número do pacote contido no cabeçalho de qualquer protocolo), o tempo que o pacote foi capturado, os endereços fonte e destino do pacote, o tipo de protocolo, e informação específica do protocolo contida no pacote. A lista de pacotes pode ser ordenada conforme qualquer uma destas categorias clicando no nome de uma coluna correspondente. O campo tipo do protocolo lista o protocolo de mais alto nível que enviou ou recebeu este pacote, i.e., o protocolo que é a fonte ou o último sorvedouro para este pacote; A janela de detalhes de cabeçalho de pacotes fornece detalhes sobre o pacote selecionado na janela de listagem de pacotes. Para selecionar um pacote, basta clicar sobre ele com o botão esquerdo do mouse na janela de listagem de pacotes. Os detalhes apresentados incluem informações sobre o quadro Ethernet e o datagrama IP que contém o pacote. A quantidade de detalhes exibida pode ser expandida ou contraída. Se o pacote foi carregado sobre TCP ou UDP, detalhes correspondentes também são apresentados, os quais também podem ser contraídos ou expandidos. Finalmente, detalhes sobre o protocolo de mais alto nível que enviou ou recebeu este pacote também são apresentados; A janela de conteúdo de pacotes mostra o conteúdo inteiro do quadro capturado, nos formatos ASCII e hexadecimal. Figura 3 - Interface com o usuário do Wireshark Roteiro de atividades Inicie o navegador web; Inicie o Wireshark. Inicialmente as janelas estarão vazias, pois não há captura de pacotes em progresso; Para iniciar uma captura de pacotes, selecione o menu Capture e depois Interfaces. Isso faz com que a janela de interfaces de rede disponíveis seja apresentada (Figura 4); Figura 4 - Interfaces de rede no Wireshark Basta clicar no botão Start da interface desejada para iniciar a captura de pacotes. Na Figura 4, como o Wireshark está sendo executado no Linux, o botão Start da interface eth0 deve ser selecionado; Como nada está acontecendo na rede, a janela apresenta o conteúdo vazio; No navegador, acesse o site http://www.ifsc.edu.br; Ao voltar para a janela do Wireshark, houve a captura de todos os pacotes envolvidos na conexão; Antes de continuar, vamos parar a captura de pacotes e trabalhar com o que temos. Basta clicar em Capture e depois em Stop; Para testar as capacidades de filtragem, vamos inserir a cadeia “http” (sem as aspas e em minúsculo) no especificação do filtro de exibição e depois selecionar Apply (ou Aplicar). Um resultado similar é exibido na figura 5; Figura 5 - Janela após a aplicação do filtro http Selecione a primeira mensagem HTTP exibida na janela de listagem de pacotes. Ela deve ser a mensagem HTTP GET que foi enviada do seu computador ao servidor HTTP em www.ifsc.edu.br. Quando você seleciona a mensagem HTTP GET, as informações dos cabeçalhos do quadro Ethernet, do datagrama IP, do segmento TCP e da mensagem HTTP aparecem na janela de cabeçalhos de pacotes. É possível ver os detalhes, expandido ou comprimindo os itens com um clique na seta ao lado deles. Se desejar acesse novos sítios e faça novas capturas e tente entender o que ocorre; Saia do Wireshark. Com Wireshark ativo (Abra-o novamente) acesse um sítio e responda às seguintes questões: Teste outros filtros, por exemplo, mostre somente pacotes originados e/ou destinados a um determinado host (ip.addr == 192.168...). Anote o filtro utilizado e salve a janela do mesmo. Elimine o filtro e anote os diferentes protocolos que aparecem na coluna Protocol na janela de listagem de pacotes; Quanto tempo passa entre o envio de uma mensagem HTTP GET até o recebimento de uma resposta OK? (por padrão, o valor da coluna Time na janela de listagem de pacotes é a quantidade de tempo, em segundos, desde que a captura iniciou). Para exibir o campo Time no formato hora do dia, selecione o menu View, depois Time Display Format, então selecione Time of day. Qual é o endereço IP do sítio navegado? Qual é o endereço IP da interface de rede do seu computador? Qual o endereço MAC de sua máquina? Roteiro de Atividades II Conceber um protocolo/serviço de calculadora pela rede. Todos grupos serão clientes e servidores de serviço. A estrutura básica de um pacote que flui do cliente para o servidor é: Tabela ASCII Ferramenta para conversão ASCII <==> Hexadecimal

Laboratório 3 - Desvendando o HTTP com Wireshark - BÁSICO

Fonte base: Wireshark - HTTP Objetivos Baseado na pequena introdução ao Wireshark apresentada no Laboratório 2, agora estamos prontos para utilizar o Wireshark para investigar protocolos em operação. Explorar vários aspectos do protocolo HTTP: a interação básica GET/resposta do HTTP, formatos de mensagens HTTP; diferenças http 1.0 e 1.1 / persistência PARTE 1 - Interação Básica GET/Resposta do HTTP Vamos iniciar a nossa exploração do HTTP baixando um arquivo em HTML simples - bastante pequeno, que não contém objetos incluídos. Faça o seguinte: inicie o navegador; limpe o cache do mesmo (teclas de atalho para o Firefox: Ctrl + Shift + Del); inicie o Wireshark, como descrito no Laboratório 1; inicie a captura de pacotes; digite o seguinte URL no navegador http://tele.sj.ifsc.edu.br/~odilson/RED29004//RED29004.html; pare a captura de pacotes; digite “http” (somente as letras, sem as aspas) na caixa de texto de especificação do filtro de exibição, de tal forma que apenas as mensagens HTTP capturadas serão exibidas na janela de listagem de pacotes. (Só estamos interessados em HTTP desta vez, e não desejamos ver todos os pacotes capturados). No browser, clique o botão da direita e visualize o código fonte da página adquyirida em html. Fig.1 Requisição e Resposta HTTP O exemplo da figura 1 mostra na janela de listagem de pacotes duas mensagens HTTP capturadas: A mensagem GET (do seu navegador para o servidor web www.sj.ifsc.edu.br) e a mensagem de resposta do servidor para o seu navegador. A janela de conteúdos de pacotes mostra detalhes da mensagem selecionada (neste caso a mensagem HTTP GET /~odilson/RED29004//RED29004.html, que está em destaque na janela de listagem de pacotes). A mensagem HTTP transportada em um segmento TCP, que é carregado em um datagrama IP, que é levado em um quadro Ethernet com 5728 bits no fio. Isso é observado de baixo para cima na janela de detalhes do cabeçalho do pacote selecionado. O Wireshark exibe informações sobre o quadro, IP, TCP e HTTP. Você deve expandir as informações, por exemplo, do HTTP clicando na seta ao lado esquerdo de “Hypertext Transfer Protocol”. Observando as informações das mensagens HTTP GET e de resposta. Você consegue inclusive enxergar a mensagem mostrada no navegador: RED29004! Página de teste. Responda às seguintes perguntas e imprima as mensagens GET e a resposta e indique em que parte da mensagem você encontrou a informação que responde às questões. O seu navegador executa HTTP 1.0 ou 1.1? Qual a versão de HTTP do servidor? Quais idiomas (se algum) o seu navegador indica ao servidor que pode aceitar? Qual o endereço IP do seu computador? E do servidor tele.sj.ifsc.edu.br? Qual o número da porta utilizada no seu computador? E do servidor tele.sj.ifsc.edu.br? Qual o código de status retornado do servidor para o seu navegador? Quando o arquivo em HTML que você baixou foi modificado no servidor pela última vez? Quantos bytes de conteúdo são baixados pelo seu navegador? Encontre a mensagem RED29004! Página de teste. Onde (em qual campo) encontra-se? Qual a diferença entre os endereços (IP) de origem e destino entre a mensagem GET e a de resposta do HTTP? PARTE 2 - Interação Básica GET/Resposta do HTTP usando TELNET e REQUISIÇÃO MANUAL Vamos repetir o acesso aos links acima, porém sem usar o navegador. A ideia é que nós façamos o papel de navegador. Isso deve ser feito com os seguintes passos: Coloque o Wireshark para capturar pacotes Abra um terminal de texto no Linux (menu Aplicativos->Acessórios->Terminal). Execute este comando: telnet tele.sj.ifsc.edu.br 80 Após aparecer esta linha: Trying 200.135.37.75... Connected to integrado.sj.ifsc.edu.br. Escape character is '^]'. digite o seguinte: GET /~odilson/RED29004//RED29004.html HTTP/1.0 e em seguida tecle ENTER duas vezes. Identifique a página html que foi enviada como resposta. Compare o resultado das execuções desses comandos com o que se viu no navegador. Qual a diferença em cada caso ? Identifique os componentes do sistema de comunicação de dados nesse acesso direto (quem é cliente, quem é servidor) Refaça um pedido em que o recurso é inexistente no servidor (ex: página html com nome inexistente). Observe a resposta. Refaça um pedido para o recurso default e veja o código de resposta: GET / HTTP/1.0 Refaça o pedido usando o HTTP/1.1 e tente inferir a diferença da versão 1;0. Note que o GET nesta versão deve ser realizado com o campo Host: GET /~odilson/RED29004//RED29004.html HTTP/1.1 Host: tele.sj.ifsc.edu.br No teste anterior deve ter observado que a conexão se manteve aberta. Experimente refazer o pedido para um outro recurso na mesma conexão: GET /~odilson/RED29004//RED29004_arq2.html HTTP/1.1 Host: tele.sj.ifsc.edu.br Esta característica é a "persistência" do http versão 1.1, que permite reutilizar a mesma conexão para adquirir múltiplos recursos.

Laboratório 4 - Desvendando o HTTP com Wireshark - AVANÇADO

Objetivos Explorar GET Condicional/Resposta no protocolo HTTP: Documentos HTML com Objetos Incluídos Segurança com HTTPS, PARTE 1 - A Interação HTTP GET Condicional/Resposta A maioria dos navegadores web tem um cache (seção 2.2.6 do livro) e, desta forma, realizam GET condicional quando baixam um objeto HTTP. Execute os seguintes passos: inicie o navegador web; limpe o cache do seu navegador(Ctrl + Shift + Del); inicie o Wireshark; digite o URL no navegador http://tele.sj.ifsc.edu.br/~odilson/RED29004//RED29004.html seu navegador deve exibir um arquivo em HTML muito simples com duas linhas; pressione o botão “refresh” (F5) no navegador (ou digite o URL novamente); pare a captura de pacotes, e digite “http” na caixa de texto de especificação de filtro, para que apenas as mensagens HTTP sejam apresentadas na janela de listagem de pacotes. Responda às seguintes questões: Inspecione o conteúdo da primeira mensagem HTTP GET do seu navegador para o servidor tele.sj.ifsc.edu.br. Você vê uma linha “If-Modified-Since”? Inspecione o conteúdo da resposta do servidor. O servidor retornou explicitamente o conteúdo do arquivo? Como você pode dizer isso? Agora inspecione o conteúdo da segunda mensagem HTTP GET do seu navegador para o servidor. Você vê uma linha “If-Modified-Since”? Caso a resposta seja afirmativa, qual informação segue o cabeçalho “If-Modified-Since”? Qual é o código de status e a frase retornada do servidor na resposta à segunda mensagem HTTP GET? É diferente do código de retorno da primeira mensagem? O servidor retornou explicitamente o conteúdo do arquivo? Explique. Qual o tamanho da primeira e segunda mensagem de retorno do servidor? PARTE 2 -Documentos HTML com Objetos Incluídos Agora que vimos como o Wireshark mostra o tráfego capturado para arquivos em HTML grandes, nós podemos observar o que acontece quando o seu browser baixa um arquivo com objetos incluídos, no nosso exemplo, imagens que estão armazenadas em outros servidores. Faça o seguinte: inicie o navegador web; limpe o cache do seu navegador; inicie o Wireshark; digite o URL no navegador http://tele.sj.ifsc.edu.br/~odilson/RED29004/RED29004_arq3.html seu navegador deve exibir um arquivo pequeno em HTML com duas imagens incluídas. Estas duas imagens estão referenciadas no arquivo em HTML. Isto é, as imagens não estão no arquivo em HTML, ao invés disso, há um URL para cada imagem no arquivo em HTML. Como discutido no livro, seu navegador terá que baixar estas imagens dos locais correspondentes. As imagens estão em docente.ifsc.edu.br; Verifique o código fonte da página, clicando com o botão direito sobre ela. Observe os links dentro do código html. digite o URL no navegador http://tele.sj.ifsc.edu.br/~odilson/RED29004/RED29004_arq4.html seu navegador deve exibir um arquivo pequeno em HTML com cinco imagens incluídas. Estas cinco imagens,diferentemente do caso anterior, estão depositadas no próprio sítio do professor; Verifique o código fonte da página, clicando com o botão direito sobre ela. Observe os links dentro do código html. pare a captura de pacotes, e digite “http” na caixa de texto de especificação de filtro, para que apenas as mensagens HTTP seja exibidas. Responda às seguintes questões: Quantas mensagens HTTP GET foram enviadas pelo seu navegador em cada acesso? Para quais endereços na Internet estas mensagens foram enviadas em cada acesso? Você consegue dizer se o seu navegador baixou imagens com ou sem paralelismo? Explique e diferencie o comportamento em cada um dos casos. PARTE 3 -Segurança com HTTPS Para finalizar, vamos capturar sequências de mensagens HTTPS, somente a título de comparação. Execute os seguintes procedimentos: inicie o navegador web; limpe o cache do seu navegador; inicie o Wireshark; digite o seguinte URL no navegador https://www.ssllabs.com/ssltest/; pare a captura de pacotes e digite "ssl" na caixa de texto de especificação de filtro, para que apenas as mensagens criptografadas sejam exibidas. Responda: Compare a sequência de troca de mensagens (GET e resposta) entre o HTTP (das seções anteriores) com o ssl, existe alguma similaridade? Que tipos de campos são mais presentes nesse tipo de mensagens? Você consegue identificar o conteúdo de alguma nas mensagens ssl, como no caso das mensagens http?

Laboratório 5 - Servidor Apache e Construção de Página HTML

Objetivos Introdução aos Protocolos de Aplicação Colocando o servidor Apache no AR no Netkit Implementando páginas HTML Máquinas Virtuais UML / Netkit2 Para esta aula de laboratório estaremos usando o netkit2 do Prof.Sobral, uma extensão do netkit da Universidade de Roma Tre. Trata-se de uma ferramenta que que permite criar máquinas virtuais leves sobre o linux. Estas máquinas podem ser ligadas em rede. Neste laboratório conectaremos uma máquina virtual na REDE do Laboratório através de uma bridge. O Servidor Apache Neste laboratório vamos criar uma página html e hospedá-la em um máquina virtual com o Web Server Apache. Para maiores informações consulte Visão Geral do Apache . PARTE 1 - Colocando o servidor Apache no AR no Netkit Inicialmente vamos colocar um Máquina Virtual (VM) Netkit conectada com uma bridge para que possamos acessá-la de qualquer lugar do laboratório. Utilize o editor de texto Gedit e salve as definições do laboratório abaixo em um arquivo lab.conf na pasta /home/aluno: pc1[type]=generic pc1[eth0]=uplink:bridge=eth0:ip=dhcp </syntaxhighlight> Rode o netKit em seu computador. Em um terminal digite: mkdir .netkit netkit2 & </syntaxhighlight> No menu File - Load and Run, procure o arquivo /home/aluno/lab.conf e clique em OK. Abrirá um terminal da máquina virtual (VM) que estará rodando servidor Apache que vamos utilizar, onde é possível fazer a configuração do mesmo. Ao clicar no menu File - Graph, pode-se ter uma visão da rede a ser simulada e conferir se é equivalente ao diagrama proposto. Identifique o IP da VM usando o comando ifconfig. Teste a conectividade entre a máquina virtual e a máquina hospedeira com o comando ping. Coloque o servidor apache em execução. Este servidor escutará na porta 80 por pedidos de páginas.Execute no terminal da VM: /etc/init.d/apache2 start </syntaxhighlight> Abra o Firefox na sua máquina (hospedeira) e coloque como endereço: http://endereco_IP </syntaxhighlight> Pronto. Você está acessando a página default do Apache da VM. Você pode verificar o arquivo de definição da página default com o comando: cat /var/www/index.html </syntaxhighlight> na máquina virtual. Com sua experiência com o Wireshark capture as mensagens trocadas entre o servidor da VM e seu navegador. Localize os comandos GET e a resposta do servidor. Observe quais são os IPs de destino e fonte da requisição e resposta. Observe as portas de destino e fonte da requisição e resposta. Qual versão do HTTP está sendo usada? Escolha um servidor web de um outro grupo, acesse a página html e repita as capturas de pacotes. Ao final desta etapa, chame o professor e comprove através das capturas de pacotes que fez o acesso ao servidor do outro grupo. PARTE 2 - Colocando no ar a sua página HTML Nesta parte do experimento vamos editar um código HTML e disponibilizá-la em um diretório de um usuário criado por você. Observe que vamos editar a página no hospedeiro e salvá-la em um diretório compartilhado entre a máquina hospedeira e a MV. Siga as instruções do professor e, usando o Gedit, salve o código html abaixo como um arquivo chamado index.html na pasta /home/aluno/lab/shared da sua máquina hospedeira. <!DOCTYPE html> <html> <body> Alo Mundo Estamos sendo visitados por extraterrestres... </body> </syntaxhighlight> Entre no terminal da VM e crie um usuário: adduser alien </syntaxhighlight> Ainda na VM vá até o diretório deste usuário: cd /home/alien </syntaxhighlight> Neste diretório, crie um subdiretório para conter a página html: mkdir public_html </syntaxhighlight> Entre no diretório e copie a página criada, com os comandos: cd public_html cp /hostlab/shared/index.html ./ </syntaxhighlight> Certifique-se que o arquivo foi copiado com o comando: ls </syntaxhighlight> o qual deverá retornar o nome do arquivo. Informe ao apache que os diretórios public_html dos usuários podem ser acessados: a2enmod userdir </syntaxhighlight> Reinicie o Apache /etc/init.d/apache2 restart </syntaxhighlight> Você deve ser capaz agora de acessar esta pagina através do seu navegador no hospedeiro usando o endereço: http://end_IP/~alien </syntaxhighlight> Personalize a página html acrescentando novas frases de sua preferência. Para isso repita os passos: 1, 5 e 9. Chame o professor e mostre o acesso a esta página. Acesse as páginas html personalizadas dos demais grupos.

Laboratório 6 - Serviço de Nomes (DNS)

Objetivos O Domain Name System (DNS) traduz nomes de hosts em endereços Internet Protocol (IP), preenchendo uma lacuna crítica na infraestrutura da Internet. Neste laboratório, observaremos mais de perto: o lado cliente do DNS, uma pequena análise do protocolo e consultas AAAA Lembre-se de que o papel do cliente no DNS é relativamente simples - um cliente envia uma consulta ao seu DNS, e obtém uma resposta. Muito pode acontecer “por baixo dos panos”, de forma invisível aos clientes DNS, enquanto os servidores DNS, organizados hierarquicamente, comunicam-se entre si para, ou recursivamente ou iterativamente, resolver uma consulta DNS de um cliente. Do ponto de vista do cliente DNS, contudo, o protocolo é bastante simples - uma consulta é feita ao seu servidor DNS e uma resposta é recebida deste servidor. PARTE 1: Consulta simples ao DNS gerada a partir de um comando ping O comando ping pode ser usado tanto com um endereço IP como com um nome de host. Em última instância, ele sempre enviará pacotes para um endereço IP. No caso de ser usado o endereço de host, ele tentará resolver (mapear) este nome em um endereço IP usando um servidor DNS (local). Ele gera uma pergunta para o servidor (ou para os servidores, caso exista mais de um configurado). Esta experiência mostra como verificar os servidores instalados e, através de uma captura de pacote mostra a estrutura dos cabeçalhos DNS. Inicialmente consulte e anote quem são os servidores DNS instados na sua máquina. É para estes servidores que serão conduzidas as perguntas DNS. Use a ferramenta nm-tool ou acesso ao arquivo de configuração do sistema: nm-tool | tail -n 8 cat /etc/resolv.conf Prepare o wireshark para capturar pacotes. Feche o mozilla ou qualquer outro software de rede parar evitar tráfego DNS que possa vir a confundi-lo. Execute o ping para um endereço de host conhecido ping www.ifsc.edu.br Pare a captura e coloque um filtro de display para mostrar apenas mensagens DNS e de ICMP dns || icmp Observe os pacotes capturados. Em particular foque no pacote de pergunta que deve ser similar ao mostrado abaixo e deve estar direcionado a um dos servidores DNS. Nos flags do header do pacote DNS é possível observar que é um QUERY (pergunta) a ser resolvido de forma recursiva. A pergunta propriamente dita está no campo QUERIES, onde é colocado o nome a ser resolvido e o tipo do registro solicitado (tipo A) que indica resolução de nome). Foque agora um pacote de resposta do servidor para o cliente. Deve ter uma estrutura similar ao mostrado abaixo. Nos flags do header do pacote DNS é possível observar que é uma resposta. A resposta propriamente dita está no campo ANSWERS (ele também repete a pergunta no campo QUERIES). Note que podem haver vários registros (RR) retornados, cada um com um tipo. No exemplo abaixo também é retornada uma lista de servidores autorizados (RR tipo NS). Também é retornado o endereço IP destes servidores através de RRs adicionais do tipo A (inclusive endereços IPv6). Perguntas a serem respondidas, baseado nos pacotes "Standard query" e "Standard query responde": Quem são os servidores DNS da sua máquina? O ping gerou pergunta para cada um deles? Qual o tipo da RR associada a pergunta (Queries). O que significa? Qual endereço IP retornado para o www.ifsc.edu.br? Qual endereço IP usado no ping (ver pacote REQUEST ICMP)? Qual protocolo de transporte, camada 4, que foi usado para transportar as mensagens de aplicação DNS? No QUERY realizado foi solicitado consulta recursiva. O servidor aceitou esta solicitação? (ver a resposta do servidor) Quais os endereços IPv4 dos servidores autorizados repassados? Logo após o primeiro ping existe mais uma consulta DNS. Esta pergunta é realizada através de uma mensagem do tipo PTR. O ping está tentando verificar qual é o nome da máquina que realmente está respondendo. É o DNS reverso, onde se fornece um IP e o servidor devolve o nome da máquina. Perguntas a serem respondidas: Qual o IP que se pretende resolver? Qual o nome retornado? PARTE 2 - Consultas DNS por meio de ferramentas especializadas Usando o programa host, Nslookup ou dig, que são executados no terminal, descubra e anote no relatório os endereços IP associados aos seguintes nomes de hosts (máquinas): mail.ifsc.edu.br www.google.com www.gmail.com Agora descubra e anote no relatório quem é o servidor DNS responsável por cada um dos domínios dos nomes acima. Para isso consulte o valor do registro NS associado a esses domínios. Por exemplo, com o programa host ou dig isso pode ser feito assim: host -t ns ifsc.edu.br dig -t ns ifsc.edu.br Descubra e anote no relatório: qual o servidor DNS usado pelo seu computador? Num terminal digite: nm-tool | tail -n 8 O serviço DNS fornece outras informações além do endereço IP associado a cada nome de domínio e/ou máquina. Por exemplo, como ele pode-se descobrir que host recebe emails em um determinado domínio. Isso é utilizado pelos MTA (Mail Transfer Agent) mundo afora para entregarem emails para seus destinatários (lembre que isso se faz com o protocolo SMTP). Para descobrir essa informação, deve-se consultar o registro MX (Mail eXchange) de um domínio. Novamente as ferramentas a ser utilizada nesse caso podem ser host ou dig. Por exemplo: host -t mx ifsc.edu.br dig -t mx ifsc.edu.br Descubra e anote no relatório quem é o servidor de emails nos seguintes domínios: gmail.com hotmail.com ifsc.edu.br Outra informação útil guardada por servidores DNS é a tradução de endereço IP para nome de domínio. Isso é chamado de tradução reversa (ou DNS reverso). Usando os programas de diagnóstico já vistos, isso pode ser feito assim: dig -x 200.135.37.65 ... o dig tem um resultado um pouco mais carregado que os outros utilitários (host e nslookup), porém neste caso é mais prático. Veja o resultado da consulta logo após a linha ;; ANSWER SECTION:. Experimente fazer a resolução reversa para cada um dos IP obtidos nas consultas realizadas no primeiro exercício desta atividade. Pode-se também usar a variante do dig para respostas curtas: dig -x 200.135.37.65 +short </syntaxhighlight> Faça uma consulta recursiva com dig e responda: dig +trace mail.ru. Qual foi o RLD (Root Level Domain) consultado? Qual o TLD (Top Level Domain) consultado? Qual o SLD (Second Level Domain) consultado? Como você sabe que foram esses os LDs consultados? Consultando um servidor explícito(@) dig @j.root-servers.net. +trace www.sj.ifsc.edu.br. AVANÇADO. Execute somente se tiver curiosidade. Como explicado durante a aula e visto no exercício anterior, DNS é um banco de dados distribuído. Isso quer dizer que suas informações estão espalhadas em milhares (ou milhões?) de servidores DNS mundo afora. Cada servidor DNS mantém os dados dos domínios por que é responsável. Será que é possível rastrear todos os servidores DNS que devem ser consultados até chegar ao servidor do domínio procurado? Posto de outro modo, vamos fazer todo o processo de requisição interativa, do exercício anterior, manualmente, ou seja, descobrir quem é o Root Level Domain, o Top Level Domain e o Second Level Domain. Anote no relatório. Descubra quem são os servidores raiz (topo de hierarquia DNS): host -t ns . dig -t ns . Escolha um dos servidores TLD listados, e use-o para fazer as consultas. Por exemplo: host -v -t a www.sj.ifsc.edu.br. j.root-servers.net. ... e observe a seção ;; AUTHORITY SECTION:. Ele contém a listagem de servidores DNS que podem atender sua consulta. Continue fazendo as consultas aos servidores DNS listados, até conseguir traduzir o nome requisitado. Por exemplo: host -v -t a www.sj.ifsc.edu.br. b.dns.br </syntaxhighlight> Quantos servidores DNS foram necessários consultar no total? Algumas consultas AAAA Vamos expandir um pouco nossos horizontes e fazer algumas consultas envolvendo IPv6. No terminal de sua máquina faça uma consulta e responda: qual o endereço IPv6 dos hosts? Por exemplo: dig AAAA google.com host -t AAAA google.com </syntaxhighlight> webmail.ufsc.br www.sj.ifsc.edu.br www.nyt.com ipv6.br www.microsoft.com Agora vamos fazer a consulta reversa. Qual é o nome de host dos seguintes endereços? Por exemplo: dig -x 2001:12ff::10 dig -x 2001:12ff::10 +short host 2001:12ff::10 </syntaxhighlight> 2801:84:0:2::10 2001:12d0:0:126::183:244 2001:12ff::10 2804:1454:1004:100::2 Analisando o protocolo via Wireshark Agora que já está ficando claro como funcionam as consultas DNS, deve-se investigar como se dá a comunicação entre seu computador e seu servidor DNS. abra o navegador web e limpe o cache do mesmo; abra o Wireshark e escolha a interface e inicie a captura de pacotes; inicie a captura de pacotes no Wireshark; no terminal digite dig +trace canon.jp (isso vai provocar a consulta DNS); pare a captura de pacotes; No Wireshark digite “dns” no filtro (sem as aspas); Com base nisso identifique o seguinte: quantas mensagens são trocadas entre cliente e servidor DNS para cada consulta? que protocolo de transporte é usado? que portas de origem e destino são utilizadas? qual o formato das mensagens DNS? Elas são textuais como as mensagens HTTP? qual o tipo de registro DNS acessado em cada consulta? que informações estão contidas nas respostas DNS? Há algo além do que foi pedido? qual o tamanho das mensagens DNS? qual endereço IP a mensagem de consulta DNS é enviada? Foi o mesmo ip obtido na seção anterior: seu servidor DNS? examine a mensagem de consulta DNS. Qual o campo “type” desta mensagem? a mensagem de consulta contém algum campo “answer”? examine a mensagem de resposta DNS. Quantos campos com “answer” existem? quais são os benefícios de usar o UDP ao invés do TCP como protocolo de transporte para o DNS? Exemplos de arquivos de um Second Level Domain fictício Exemplo de arquivos de configuração de um servidor BIND /etc/bind/db.redes $TTL 86400 @ IN SOA ns.redes.edu.br. root ( 2016090900 ; Serial 604800 ; Refresh 86400 ; Retry 2419200 ; Expire 86400 ) ; Negative Cache TTL @ IN NS ns.redes.edu.br. @ IN MX 10 mail.redes.edu.br. $ORIGIN redes.edu.br. ns A 192.168.1.101 www A 192.168.1.102 www A 192.168.1.103 www A 192.168.1.104 www A 192.168.1.105 www A 192.168.1.106 www A 192.168.1.107 ftp A 192.168.1.108 mail A 192.168.1.109 </syntaxhighlight> /etc/bind/db.2.168.192 (Zona reversa) $TTL 86400 @ IN SOA ns.redes.edu.br. root ( 2016090900 ; Serial 604800 ; Refresh 86400 ; Retry 2419200 ; Expire 86400 ) ; Negative Cache TTL IN NS ns.redes.edu.br. 101 IN PTR ns.redes.edu.br. 102 IN PTR www.redes.edu.br. 108 IN PTR ftp.redes.edu.br. 109 IN PTR mail.redes.edu.br. </syntaxhighlight>

Laboratório 7 - Desvendando o UDP - Básico

Objetivos Familiarizar-se com o UDP entender a estrutura do pacote UDP; entender o conceito de portas; entender o conceito de multiplexação. Parte 1 - Experimento com UDP 1.Combinar equipes com dois computadores para execução do experimento. Um equipe escutará na porta 5000 e a outra equipe transmitirá uma mensagem. Cada equipe deve identificar os IPs das máquinas de seus pares. 2.Cada equipe deve abrir uma Janela de terminal. 3.Cada equipe deve preparar o Wireshark, interfaces any, para escuta das portas no protocolo UDP usando um filtro na captura: udp.port==5000 || udp.port==5001 4.A equipe da escuta na porta 5000 executa no terminal: netcat -u -l -p 5000 5.A equipe que irá transmitir para a a porta 5000 executa no terminal: netcat -u IP_DEST 5000 6.A equipe transmissora de mensagem escreve no terminal e transmite uma mensagem de até 20 caracteres. 7. A equipe que irá transmitir para a a porta 5001 executa num novo terminal: netcat -u IP_DEST 5001 O wireshark deve ter capturado os pacotes UDP Identifique no wireshark: IP FONTE e DESTINO PORTAS FONTE E DESTINO para ambas comunicações Campo de protocolo no pacote IP Campo de tamanho (anote o tamanho) e checksum no pacote (datagrama) UDP o campo de dados no pacote UDP Anote estes dados e chame o professor. 8.Troquem os papéis das equipes: quem houvia agora transmite mensagens. 9.Cada equipe pode transmitir sequencialmente várias mensagens, devendo identificar múltiplos datagramas UDP. PERGUNTAS baseadas na captura: Qual o tamanho de cada campo do cabeçalho do pacote UDP? Qual o tamanho máximo do número de porta? Qual o tamanho máximo da área de dados (payload) do pacote? Qual o número identificador de protocolo UDP no pacote IP? Em algum momento foi identificado algum procedimento para estabelecimento de conexão? Em algum campo do UDP existe numeração de mensagens? O que aconteceu com as mensagens na porta 5001? Explique. DESAFIO PARA CASA: capture e anote byte a byte o conteúdo de um pequeno pacote UDP (e dados IP) e calcule o CHECKSUM do mesmo (pesquise no google como fazer). Parte 2 - Experimento com UDP - MUX e DEMUX Conceber um adendo ao experimento anterior para demonstrar a multiplexação e demultiplexação de informação. SUGESTÃO: Criar uma janela adicional onde a equipe que escuta passa a ser a que transmite e vice-versa. Usar uma outra porta para espera de mensagem (6000). Parte 3 - O professor espera transmissão na porta 4000 O professor vai aguardar uma transmissão de dados na porta UDP 4000. Cada equipe deve transmitir uma mensagem que será uma resposta a uma pergunta que o professor fará. Cada equipe deve capturar o pacote UDP transmitido por ela e deve mostrar ao professor.

Laboratório 8 - Desvendando o TCP - Básico

Objetivos Verificar o comportamento básico do Protocolo TCP: Fase de Estabelecimento de Conexão, Troca de Dados e Finalização da Conexão Configuração do Laboratório O roteiro será executado sobre máquinas virtuais, através do uso do Netkit2. Copie o texto abaixo e crie um arquivo com nome TCP.conf. Salve-o na pasta /home/aluno. PC1[type]=generic PC2[type]=generic PC3[type]=generic PC1[eth0]=lan0:ip=10.0.0.1/24 PC2[eth0]=lan0:ip=10.0.0.2/24 PC3[eth0]=lan0:ip=10.0.0.3/24 </syntaxhighlight> Verificando o estabelecimento, troca de dados e finalização da conexão Executar a configuração do laboratório no Netkit. Abra o NetKit2 e abra o arquivo de configuração: File > Load and Run </syntaxhighlight> Perceba que abrirá uma janela com três abas inferiores, representando três máquina virtuais criadas pelo Netkit, denominadas: PC1, PC2 e PC3. Cada uma dessas abas é o terminal de configuração da respectiva máquina virtual. Executar no PC2 um servidor TCP aguardando na porta 5555 na forma: netcat -l 5555 </syntaxhighlight> Em uma comunicação TCP um processo é servidor (aguarda pedido de conexão) e um processo é o cliente, que gera um pedido de conexão Executar no PC3 o tcpdump com foco na porta tcp 5555 e para salvar pacotes em arquivo: tcpdump -i eth0 tcp port 5555 -s 1024 -U -w /hostlab/shared/pc3.cap </syntaxhighlight> Obs: para copiar algum texto para uma das máquinas virtuais do Netkit2, utilize o seguinte procedimento: 1. Copie o texto, 2. No terminal da máquina desejada clique na rodinha do mouse. Executar no PC1 um cliente TCP que solicita uma conexão ao servidor: netcat 10.0.0.2 5555 </syntaxhighlight> Enviar uma pequena mensagem de 5 caracteres, e no final teclar ENTER e depois CTRL-D O CTRL-D encerra a conexão no netcat Vá até o terminal do PC3 e encerre a captura fazendo CTRL-C Os pacotes capturados devem estar gravados no arquivo /home/aluno/lab/shared/pc3.cap. Abrir esse arquivo com o wireshark. Todos pacotes TCP, desde o estabelecimento até a desconexão devem estar capturados. Um exemplo dessa captura encontra-se na Figura 1. Fig.1 -- Protocolo TCP O processo de conexão do TCP envolve a troca de 3 pacotes e é sempre iniciado pelo cliente. O cliente envia um pacote SYN, o servidor responde com um SYN-ACK e o cliente finalmente responde com ACK. Observe estes pacotes no wireshark. Pratique seu inglês e leia um pouco sobre este processo de estabelecimento de conexão em Connection Establishment Chame o professor e mostre a captura de pacotes realizada e responda: Quais foram as portas de origem e destino usadas? Quais os tamanhos das janelas informadas, tanto pelo cliente quanto pelo servidor? Quais os números de sequência informado pelo wireshark e o número que consta no campo Data em bytes. Qual é relação entre esses números? Em qual mensagem (número) aparece a texto que você digitou? Qual o número identificador de protocolo TCP no pacote IP? Um dos objetivos do processo de conexão é sincronizar o número de sequência. Cada lado fica sabendo do número de sequência do outro. O número de sequência não começa com zero. O Wireshark converte a numeração para mostrar a partir do 0 mas o número inicial de sequência é criado randomicamente por cada lado. Volte ao wireshark e analise o processo de termino da conexão (iniciado pelo cliente neste caso, no momento do CTRL-D). Note que qualquer uma das partes pode realizar esta finalização. Pode ser observado que o cliente envia um pacote TCP com flag FIN. O servidor responde com um FIN-ACK. Finalmente o cliente faz um ACK. Veja se confere com a figura Término de conexão TCP Gere com o wireshark um diagrama da comunicação fazendo: Statistics > Flow Graph > OK Chame o professor e mostre esse diagrama, indicando qual pacote contém os dados, texto que você digitou.

Laboratório 9 - Desvendando o TCP - Número de Sequência, Controle de Erros e Funcionamento Full-Duplex

Objetivos Verificar: Controle de Erros: Significado de Número de Sequência, ACK Controle de Fluxo: Significado do campo Windows Size; Funcionamento do controle de fluxo; Comportamento Full-Duplex Configuração do Laboratório O roteiro será executado sobre máquinas virtuais, através do uso do Netkit2. Copie o texto abaixo, abra o editor Gedit, cole o texto e salve o arquivo em /home/aluno/TCP.conf. PC1[type]=generic PC2[type]=generic PC3[type]=generic PC1[eth0]=lan0:ip=10.0.0.1/24 PC2[eth0]=lan0:ip=10.0.0.2/24 PC3[eth0]=lan0:ip=10.0.0.3/24 </syntaxhighlight> PARTE 1 - Transmissão sem erros: Verificação de Número de Sequência e Reconhecimentos Executar a configuração do laboratório no Netkit. Abra o NetKit2 e abra o arquivo de configuração: File > Load and Run </syntaxhighlight> Perceba que abrirá uma janela com três abas inferiores, representando três máquina virtuais criadas pelo Netkit, denominadas: PC1, PC2 e PC3. Cada uma dessas abas é o terminal de configuração da respectiva máquina virtual. Utilize o editor de texto da máquina real, inclua o texto abaixo, e salve como /home/aluno/lab/shared/arq.tx ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVXZW1234 </syntaxhighlight> Execute o tcpdump no PC3 tcpdump -i eth0 tcp port 5555 -s 1024 -U -w /hostlab/shared/pc3.cap </syntaxhighlight> Execute o processo servidor no PC2 e prepare o mesmo para limitar a sua capacidade de recepção em cerca de 20 bytes (tamanho do buffer). Isto permitirá ver a quebra do arquivo de 30 bytes em alguns segmentos TCP. sysctl -w net.ipv4.tcp_rmem='20 20 20' netcat -l 5555 > arq.rx </syntaxhighlight> Envie o arquivo arq.tx a partir do PC1 netcat 10.0.0.2 5555 < /hostlab/shared/arq.tx </syntaxhighlight> No PC3 faça CTRL-C, para parar a caprtura de pacotes. Abra o arquivo pc3.cap (/home/aluno/lab/shared/pc3.cap) com o wireshark. Você terá algo parecido com o apresentado na Figura 1. Fig.1 -- Protocolo TCP Analise como os dados foram transmitidos e reconhecidos. Perguntas Qual o número de sequência (normalizado pelo Wireshark) de cada segmento de dados transmitido (de PC1 para PC2) e qual o significado do número de reconhecimento em cada um deles? Como foi reconhecido cada segmento enviado? Relate esta análise por segmento usando os timestamps como referência. PARTE 2 - Transmissão com erros: retransmissões Repetir todo a parte 1 mas substituir o item 4 por: sysctl -w net.ipv4.tcp_rmem='20 20 20' tc qdisc add dev eth0 root netem loss 50% netcat -l 5555 > arq.rx </syntaxhighlight> Perguntas: Qual o número de sequência (normalizado pelo Wireshark) de cada segmento de dados transmitido (de PC1 para PC2) e qual o significado do número de reconhecimento em cada um deles? Como foi reconhecido cada segmento enviado? Houve perda de pacotes? Como você identificou isso? Os pacotes perdidos forma retransmitidos? Justifique. PARTE 3 - Testando a capacidade do TCP de enviar dados de forma duplex Agora vamos deixar de lado o netkit (mas não encerre) para fazer um pequeno teste de transmissão de arquivos Em um terminal, crie um diretório de trabalho e entre no mesmo mkdir teste cd teste </syntaxhighlight> Com o gedit construa um arquivo de cerca de 2000 bytes. Coloque neste arquivo o seu poema ou letra de canção preferida. Salve o arquivo com nome arq.tx Escolha um grupo para transferir o arquivo. Negocie quem será o servidor. O servidor deve fazer netcat -l 5555 < arq.tx > arq.rx </syntaxhighlight> O arq.rx conterá os dados recebidos. O cliente deve fazer netcat IP_SERVIDOR 5555 < arq.tx > arq.rx </syntaxhighlight> Abra o arquivo recebido com o gedit e confira os resultados.

Laboratório 10 - Controle de congestionamento do TCP

Objetivos Tem como objetivo gerar um gráfico para facilitar a visualização do controle de fluxo e a consequente equidade do protocolo TCP. Utilizar o software Iperf (iperf –h para help) para gerar tráfego entre duas máquinas, cliente e servidor. Realizar ensaios com uma rede virtual exemplificada na Figura 1. Figura 1 - Rede ara testes Copie o texto abaixo e crie um arquivo, salve-o como /home/aluno/TCP.conf. Definição das máquinas R1[type]=router PC1[type]=generic PC2[type]=generic PC3[type]=generic Definição dos roteadores padrão PC1[default_gateway]=10.0.0.254 PC2[default_gateway]=10.0.1.254 PC3[default_gateway]=10.0.1.254 Definição das interfaces do roteador R1[eth0]=lan0:ip=10.0.0.254/24:rate=10000 R1[eth1]=lan1:ip=10.0.1.254/24:rate=10000 Definição das interfaces dos PCs PC1[eth0]=lan0:ip=10.0.0.1/24:rate=10000 PC2[eth0]=lan1:ip=10.0.1.2/24:rate=10000 PC3[eth0]=lan1:ip=10.0.1.3/24:rate=10000 </syntaxhighlight> Abra o NetKit2. Rode o arquivo de configuração: File > Load and Run </syntaxhighlight> Perceba que abrirá uma janela com quatro abas inferiores, representando um roteador e três máquina virtuais criadas pelo Netkit, denominadas: R1, PC1, PC2 e PC3. Cada uma dessas abas é o terminal de configuração do respectivo equipamento. Ao clicar no menu File - Graph, pode-se ter uma visão da rede a ser simulada e conferir se é equivalente ao diagrama proposto. Execute no PC3 o tcpdump para salvar a troca de dados entre o PC1 e o PC2 num arquivo: tcpdump -i eth0 -w /hostlab/shared/pc3.cap </syntaxhighlight> Copie o texto acima e, no Netkit, selecione o PC3 e clique sobre a "rodinha" do mouse que o texto será colado. No PC1 (servidor) execute: iperf -s -p 2000 & iperf -s -p 2001 & iperf -s -p 2002 & </syntaxhighlight> No PC2 (cliente) execute: iperf -c 10.0.0.1 -f m -i 1 -t 90 -p 2000 -l 1300 & (sleep 20; iperf -c 10.0.0.1 -f m -i 1 -t 70 -p 2001 -l 1300) & (sleep 30; iperf -c 10.0.0.1 -f m -i 1 -t 60 -p 2002 -l 1300) & </syntaxhighlight> Fique monitorando o PC2 até a tela parar de ser atualizada, aproximadamente 90 s. Pare os processos nos três PCs utilizando CTRL-C. Abra o Wireshark. Abra o arquivo File > Open > /home/aluno/lab/shared/pc3.cap </syntaxhighlight> No wireshark acesse Statistics >> IO Graph e, na tela que abrir, ajuste TODOS os parâmetros para obter um gráfico similar ao apresentado na Figura 2. Perceba que todos os botões Graph 1...4 devem ser clicados Os filtros devem ser aplicados: Graph 2: tcp.port==2000; Graph 3: tcp.port==2001; Graph 4: tcp.port==2002 Isso fará com que o Wireshark mostre as respectivas curvas. Figura 2 - Captura de 3 fluxos de dados Responda: Explique os filtros aplicados no gráfico do Wireshark. Quais são os 4 gráficos apresentados? Há uma relação de valor entre as curvas? Qual é esta relação? Por que a curva vermelha se sobrepõe a curva preta nos primeiros 20 segundos? Considere o início do tempo onde há início de tráfego! Qual é a relação entre a curva preta com as demais curvas? Qual é o mecanismo do TCP que explica a grande oscilação das curvas, principalmente percebida no intervalo entre 20 e 30 segundos? Incluindo UDP Agora vamos dificultar a vida do TCP incluindo um tráfego UDP. O gráfico gerado deverá apresentar a competição pelo meio de transmissão entre os diversos fluxos de dados. No PC3 execute: tcpdump -i eth0 -w /hostlab/shared/pc3.cap </syntaxhighlight> No PC1 execute: iperf -s -p 2000 & iperf -s -p 2001 & iperf -s -u -p 2002 & </syntaxhighlight> No PC2 execute: iperf -c 10.0.0.1 -f m -i 1 -t 90 -p 2000 -l 1300 & (sleep 20; iperf -c 10.0.0.1 -f m -i 1 -t 70 -p 2001 -l 1300) & (sleep 30; iperf -u -c 10.0.0.1 -f m -i 1 -t 60 -p 2002 -l 1300) & </syntaxhighlight> Fique monitorando o PC2 a tela parar de ser atualizada, aproximadamente 90 s. Pare os processos nos três PCs utilizando CTRL-C. Baseado na Figura 2, no Graph 4 altere o filtro para udp.port==2002. Salve o gráfico gerado. Responda as mesmas questões do item anterior, todas. Compare o comportamento dos vários fluxos de dados com e sem o UDP.

Laboratório 11 - TCP x UDP

Objetivos O objetivo desses experimentos é evidenciar as diferenças entre os protocolos TCP e UDP. Ambos protocolos de transporte podem ser usados por aplicações que precisem se comunicar. Porém cada um deles têm certas propriedades, então a escolha precisa ser realizada baseada no tipo de comunicação a ser feita pela aplicação. Experimento 1 Antes de qualquer experimento deve-se desabilitar algumas funcionalidades do kernel do LINUX, para que os experimentos reflitam a teoria. Caso sua interface de rede não seja a eth0 adapte o comando, caso reiniciar a máquina repita-o: sudo ethtool --offload eth0 gso off tso off sg off gro off </syntaxhighlight> O que aconteceria se um arquivo fosse transferido de um computador a outro com ambos protocolos? Abra um terminal e execute o seguinte comando para fazer o download de um arquivo a ser usado no experimento: wget http://tele.sj.ifsc.edu.br/~odilson/RED29004/jogo.exe Observe o tamanho do arquivo transferido ... ele deve ter exatamente 332831416 bytes (cerca de 318 MB). Você pode fazer isso com o comando ls -l jogo.exe, ou executando o gerenciador de arquivos e visualizando as propriedades desse arquivo. Escolha um colega para fazer o experimento em que o arquivo será transferido de um computador para o outro. NÃO pode ser na própria máquina. Um será o receptor e outro o transmissor. A primeira transferência será feita usando o protocolo TCP da seguinte forma Execute o WireShark e deixe-o capturando pacotes somente durante a transferência do arquivo. Como o o comportamento padrão do wireshark é redefinir o número de sequência para sempre iniciar em um e isso pode atrapalhar nossos experimentos, vamos desabilitar essa funcionalidade: Edit >> Preferences >> Protocols >> TCP >> Desabilite Relative sequence numbers </syntaxhighlight> No computador receptor execute o netcat (nc) (utilize man nc para saber os detalhes das flags utilizadas) que abrirá uma conexão TCP na porta, por exemplo, 5555 e salvará os dados transferidos em arquivo: nc -vvnl 5555 > arquivoTCP No computador transmissor execute, após o processo do receptor estar executando: time nc -vvn ip_do_receptor 5555 < jogo.exe Quando completar a transferência, pare o Wireshark. Verifique o tamanho do arquivo recebido. Ele é igual ao arquivo original? E quanto tempo levou para transmiti-lo? Analisando a captura de pacotes do WireShark responda: Quais as portas origem e destino escolhidas pelo cliente e servidor? Qual é o número de sequência do primeiro e do último pacote? Qual é o número de sequência do primeiro e do último ACK? Qual o Tamanho Máximo de Segmento (MSS) escolhidos pelo cliente e servidor na conexão. É possível calcular o tamanho do arquivo pela análise dos pacotes? Qual é a maneira mais fácil? Apresente os cálculos ou descreva a maneira de obtenção do valor. Qual é o tamanho do último segmento de dados recebido? Todos os segmentos trocados entre as máquinas contém dados ou alguns são somente de controle? Qual o percentual aproximado de segmentos de controle? Apresente os segmentos do 3-way handshake e analise os campos do cabeçalho, que os identificam. Estão de acordo com a norma apresentada em sala de aula? Apresente os segmentos do fechamento de conexão e analise os campos do cabeçalho, que os identificam. Estão de acordo com a norma apresentada em sala de aula? A segunda transferência será feita usando o protocolo UDP Execute o WireShark e deixe-o capturando pacotes somente durante a transferência do arquivo. No computador receptor baixe o programa receptor, acrescente a ele permissão de execução e o execute, conforme a sequência de comandos abaixo: wget http://tele.sj.ifsc.edu.br/~odilson/RED29004/receptor chmod +x receptor ./receptor 5555 > arquivoUDP No computador transmissor baixe o programa transmissor, acrescente a ele permissão de execução e o execute, conforme a sequência de comandos abaixo: wget http://tele.sj.ifsc.edu.br/~odilson/RED29004/transmissor chmod +x transmissor Inicie a transferência do arquivo: ./transmissor ip_do_receptor 5555 < jogo.exe </syntaxhighlight> Quando completar a transferência (vai aparecer a mensagem no transmissor "Levou XXXXX segundos para transmitir XXXXX bytes), no receptor digite <CTRL + C>, verifique o tamanho do arquivo recebido. Ele é igual ao arquivo original? E quanto tempo levou para transmiti-lo? Analisando a captura de pacotes do WireShark responda: Qual é o identificar do primeiro e do último pacote? Existe? É possível calcular o tamanho do arquivo pela análise dos pacotes? É mais fácil ou difícil que no caso da transferência via TCP? Há segmentos de controle ou somente segmentos de dados? Qual é o tamanho do último segmento de dados recebido? Compare as transferências feitas com os protocolos TCP e UDP. O que eles têm em comum? Que diferenças lhe pareceram mais pronunciadas? Como isso deve afetar as aplicações que usam esses protocolos?

Laboratório 12 - Interligação de duas redes locais via um roteador

Objetivos Introdução ao mundo IP Verificação das configurações de interfaces Verificação de tabelas de roteamento nos hospedeiros e no roteador Verificação de roteamento no roteador Procedimento Construir uma rede no Netkit com dois PCs e um roteador. Use um arquivo lab.conf da forma: r1[type]=router pc1[type]=generic pc2[type]=generic pc3[type]=generic pc4[type]=generic r1[eth0]=lan0:ip=192.168.200.254/24 r1[eth1]=lan1:ip=192.168.100.254/24 pc1[eth0]=lan0:ip=192.168.200.1/24 pc1[default_gateway]=192.168.200.254 pc2[eth0]=lan0:ip=192.168.200.2/24 pc2[default_gateway]=192.168.200.254 pc3[eth0]=lan1 pc4[eth0]=lan1:ip=192.168.100.2/24 pc4[default_gateway]=192.168.100.254 Chamar o netkit2 (Aplicativos >> Educativo >> Netkit2) Carregar o arquivo lab.conf a partir do Netkit2: File >> Load Only Visualizar a rede a ser implementada: File >> Graph Executar a rede: Network >> Start Observar os endereços de hardware (ou MAC) e IP de cada dispositivo na rede. ifconfig </syntaxhighlight> Observar e interpretar a tabela de roteamento nos hospedeiros pc1 e pc4. Identificar os default gateways em cada pc. route -n Observar e interpretar a tabela de roteamento no roteador exit route -n Provar que pacotes indo de PC1 para PC4 são enviados para o roteador. Use o ping e tcpdump como apoio. Coloque o tcpdump capturando e mostrando pacotes em todas as interfaces do roteador (R1).: tcpdump -i any -e -s 1024 -x Ver: manpage do tcpdump Provar que pacotes indo de PC1 para PC2 na lan0 são enviados diretamente para PC2. Use o ping e tcpdump como apoio. Desafio Configure a interface de rede no PC3. O mesmo deverá ser capaz de "pingar" para qualquer outro PC ou ser "pingado". Dica: use os comandos ifconfig e route. Use o man ou procure na web como utilizar esses comandos. Dica: observe a configuração de rede do PC4 e tente adaptá-la para o PC3. Execute o comando ping do PC3 para o PC4, Obteve sucesso? Execute o comando ping do PC3 para o PC1, Obteve sucesso? Execute o comando ping do PC2 para o PC3, Obteve sucesso?

Laboratório 13 - Sub-redes

Objetivos Compreender endereçamento IPv4. Compreender o processo de alocação de faixas de IPs. Compreender e manipular os números IPs. Compreender e manipular as máscaras de rede. Considere um endereço IP 200.135.233.8/21. Determine: O endereço da rede ao qual pertence; O endereço de broadcast da rede; A faixa de endereçamento que podem ser usados por hospedeiros desta rede. Suponha que um administrador de rede tenha recebido o bloco de endereços 200.40.8.0/21 e que deseja dividir este bloco em 8 blocos de endereços iguais, de menor tamanho, para ser alocado a 8 sub-redes administradas por ele. Determine o tamanho total do bloco de endereços. Determine o tamanho de cada sub-bloco. Determine o endereço/máscara de rede de cada sub-rede. Um administrador precisa montar uma rede experimental conforme mostrada na Figura 1. Na sub-rede 1 ele precisará instalar cerca 25 hosts, e nas sub-redes 2 e 3 ele precisará instalar cerca de 12 hosts. O administrador dispõe do bloco de endereços IP 192.168.10.0/24 para ser utilizado no endereçamento da rede experimental. Faça uma proposta para alocação de endereços IP para cada sub-rede (rede 1, 2 e 3), incluindo também as sub-redes relativas aos enlaces ponto-a-ponto (rede AB, AC e BC). Responda ainda: Qual o endereço identificador de rede de cada sub-rede (1, 2, 3, AB, AC e BC)? Qual o a máscara de rede de cada sub-rede (1, 2, 3, AB, AC e BC)? Quais os endereços IP que serão atribuídos a cada interface de rede nos enlaces ponto-a-ponto dos roteadores (enlaces relativos as redes AB, AC e BC)? Figura 1 - Rede experimental Um provedor de acesso a Internet possui o seguinte bloco de endereços IP: 12.17.192.0/18. Os endereços IP de 12.17.192.1 até 12.17.207.255 já estão alocados para clientes deste provedor. Este provedor precisa atender a quatro novos clientes, um deles necessita de rede com pelo menos 1000 endereços de IP válidos e os outros três necessitam de rede com pelo menos 30 IP válidos. Faça uma proposta para alocação de endereços IP para estes clientes. Os endereços reservados para estes novos clientes devem ser alocados a partir da numeração mais baixa disponível. Procure também responder as questões abaixo: Qual o total de endereços que dispõe o provedor em questão? Quantos endereços IP já estão utilizados? Quantos endereços IP este provedor possui livres para alocar aos novos clientes? Qual o endereço identificador de cada sub-rede dos novos clientes? Qual o a máscara de rede de cada sub-rede dos novos clientes? Qual o endereço de broadcast de cada sub-rede dos novos clientes? Quantos endereços IP ainda sobrarão ao provedor após atender a estes clientes? Quantas estações uma rede 223.1.10.0/24 suporta? Uma rede com bloco de IPs 200.23.16.0/20 deseja montar 8 sub-redes. Mostre como isso é possível e como ficaria os endereços de cada uma dessas sub-redes. Para conferir seu cálculos utilize, por exemplo, as seguintes ferramentas: Terminal Linux: ipcalc Site web: ipcalc

Laboratório 14 - Roteamento Estático em Redes

Objetivo Proporcionar ao aluno uma visão prática de roteamento IP PARTE 1 - Rede com 3 roteadores Laboratório a ser montado no netkit juntamente com o professor Figura 1 - Rede para roteamento Construir a rede apresentada na Figura 1, usando como apoio a configuração do netkit descrita na sequência. As sub-redes (SN) a serem utilizadas na parte 1 e 2 são: SN1 : 200.10.1.0/24 SN2 : 200.10.2.0/24 SN3 : 200.10.3.0/24 SN4 : 200.10.4.0/24 SN5 : 200.10.5.0/24 SN6 : 200.10.6.0/24 SN7 : 200.10.7.0/24 SN8 : 200.10.8.0/24 Abaixo o arquivo de configuração para o NetKit. Observe que existem comandos comentados (#) que serão inseridos manualmente nas instruções seguintes. Global attributes: these values are obtained automatically from menu General->Preferences H1[type]=generic H2[type]=generic R1[type]=generic R2[type]=generic R3[type]=generic H1[eth0]=SN1:ip=200.10.1.1/24 H2[eth0]=SN8:ip=200.10.8.1/24 R1[eth0]=SN1:ip=200.10.1.254/24 R1[eth1]=SN4:ip=200.10.4.1/24 R1[eth2]=SN2:ip=200.10.2.1/24 R2[eth0]=SN8:ip=200.10.8.254/24 R2[eth1]=SN4:ip=200.10.4.2/24 R2[eth2]=SN7:ip=200.10.7.1/24 R3[eth0]=SN2:ip=200.10.2.2/24 R3[eth1]=SN7:ip=200.10.7.2/24 COMANDOS DE ESTABELECIMENTO DE TOTAS H1 route add default gw 200.10.1.254 H2 route add default gw 200.10.8.254 R1 echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/rp_filter echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/rp_filter echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/rp_filter echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth2/rp_filter route add -net 200.10.8.0/24 gw 200.10.2.2 R2 echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/rp_filter echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/rp_filter echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/rp_filter echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth2/rp_filter route add -net 200.10.1.0/24 gw 200.10.4.1 R3 echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/rp_filter echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/rp_filter echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/rp_filter echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth2/rp_filter route add -net 200.10.8.0/24 gw 200.10.7.1 </syntaxhighlight> O ping entre as interfaces/equipamentos pertencentes a mesma sub-rede funcionam, por quê? O ping entre interfaces/equipamentos de sub-redes distintas não funcionam, por quê? Usando como apoio os comandos comentados insira as rotas default em H1 e H2. Usando os comandos comentados, habilitar o roteamento e instalar rotas em cada roteador para que pacotes vindos de H1 para H2 passem por R1, R3 e R2. O retorno deve ser via R2 e R1. Teste a conectividade IP com o comando ping. Confirme os caminhos estabelecidos monitorando as interfaces com o tcpdump e/ou traceroute. PARTE 2 - Desafio: Rede com 4 roteadores Configure a rede abaixo (no netkit) de forma que pacotes vindos de H1 para H2 passem por R1,R3,R4 e R2. O retorno deve ser por R2,R4 e R1. Cada rede SN está em uma rede ethernet separada. Chame oprofessor e mostre que os roteamentos estão sendo realizados devidamente com o apoio do tcpdump e tracerotue. SN1 : 200.10.1.0/24 SN2 : 200.10.2.0/24 SN3 : 200.10.3.0/24 SN4 : 200.10.4.0/24 SN5 : 200.10.5.0/24 SN6 : 200.10.6.0/24 SN7 : 200.10.7.0/24 SN8 : 200.10.8.0/24 PARTE 3 - Criando loop para verificar o campo TTL Crie um conjunto de rotas que façam que um pacote vindo de H1 para H2 entre em um loop entre R1,R3,R2-R1. Envie um pacote único com o ping de H1 para H2. Rastreie com o tcpdump o pacote em loop e verifique o momento em que o pacote sai de circulação. Links de Referência Prefixo Mais Longo Calculador IP Guia de Administração da Camada IP no Linux

Laboratório 15 - Sub-redes e Roteamento Estático em Redes

Objetivos Compreender endereçamento IPv4. Compreender o processo de alocação de faixas de IPs. Compreender e manipular os números IPs. Compreender e manipular as máscaras de rede. Proporcionar ao aluno uma visão prática de roteamento IP. Um administrador precisa montar uma rede experimental conforme mostrada na Figura 1. Na sub-rede 1 ele precisará instalar cerca 25 hosts, e nas sub-redes 2 e 3 ele precisará instalar cerca de 12 hosts. O administrador dispõe do bloco de endereços IP 192.168.10.0/24 para ser utilizado no endereçamento da rede experimental. Faça uma proposta para alocação de endereços IP para cada sub-rede (rede 1, 2 e 3), incluindo também as sub-redes relativas aos enlaces ponto-a-ponto (rede AB, AC e BC). Responda ainda: Qual o endereço identificador de rede de cada sub-rede (1, 2, 3, AB, AC e BC)? Qual o a máscara de rede de cada sub-rede (1, 2, 3, AB, AC e BC)? Quais os endereços IP que serão atribuídos a cada interface de rede nos enlaces ponto-a-ponto dos roteadores (enlaces relativos as redes AB, AC e BC)? Figura 1 - Rede experimental Baseado nos laboratórios anteriores, crie um arquivo de configuração para o NetKit que implemente sua proposta. Faça testes de conectividade entre os hosts. Demostre para o professor o perfeito funcionamento de sua rede.

Transparências utilizadas durante as aulas

Capítulo 1 - Introdução

Capítulo 2 - Camada de Aplicação

Capítulo 3 - Camada de Transporte

Capítulo 4 - Camada de Rede

Listas de Exercícios

Lista de exercícios 1 - Introdução

Qual é a diferença entre um hospedeiro e um sistema final? Cite os tipos de sistemas finais. Um servidor web é um sistema final? O que caracteriza um protocolo? Dê um exemplo de um protocolo. Por que os padrões são importantes para os protocolos? O que é um programa cliente? O que é um programa servidor? Um programa servidor requisita e recebe serviços de um programa cliente? Quais são os dois tipos de serviços de transporte que a Internet provê às suas aplicações? Cite algumas características de cada um desses serviços. Explique o que é e quais são as vantagens de uma rede de comutação de circuitos em relação a uma rede de comutação de pacotes? FTTH, HFC e ADSL são usados para acesso residencial. Para cada uma dessas tecnologias de acesso, cite uma faixa de taxas de transmissão e comente se a largura de banda é compartilhada ou dedicada. Cite tecnologias de acesso residencial disponíveis na grande Florianópolis. Para cada tipo de acesso, apresente a taxa de downstream, a taxa de upstream e o preço mensal anunciados. Qual é a taxa de transmissão de LANs Ethernet? Porque dividimos a arquitetura da Internet (e de redes de comutação de pacotes em geral) em camadas? Por que dizemos que uma camada inferior presta um serviço a camada superior? Quais são as cinco camadas da pilha de protocolo da Internet? Quais as principais responsabilidades de cada uma dessas camadas? O que significa o processo de encapsulamento e desencapsulamento de pacotes no contexto da rede organizada em camadas? O que é uma mensagem de camada de aplicação? Um segmento da camada de transporte? Um datagrama da camada de rede? Um quadro de camada de enlace? Qual a relação entre eles? Que camadas da pilha de protocolo da Internet um roteador implementa? Que camadas um comutador de enlace implementa? Que camadas um sistema final implementa? A noção de portas é criada pela camada de transporte na arquitetura TCP/IP. Qual a funcionalidade que as portas permitem implementar? Descreva todo o processo de download de um arquivo utilizando a ferramenta Bittorrent. Considere que o usuário acabou de instalar a mesma. Imagine que você queira enviar, com urgência, 40 terabytes de dados de São José a Manaus. Você tem disponível um enlace dedicado de 100 Mbps para a transferência de dados. Você escolheria transferir os dados pelo enlace ou mandar mídias por Sedex 10? Explique. Para pensar I: um celular tipo smartphone acessa normalmente quantas redes? Quais tecnologias sao usadas? Elas são de comutação de pacotes ou de circuitos?

Lista de exercícios 2 - Camada de Aplicação

Relacione cinco aplicações da Internet não proprietárias e os protocolos da camada de aplicação que elas usam. Qual é a diferença entre arquitetura de rede e arquitetura de aplicação? De que modo um mensageiro instantâneo é um híbrido das arquiteturas cliente-servidor e P2P? Para uma sessão de comunicação entre um par de processos, qual processo é o cliente e qual é o servidor? Que informação é usada por um processo que está rodando em um hospedeiro para identificar um processo que está rodando em outro hospedeiro? Porque o HTTP, FTP, SMTP, POP3 e IMAP rodam sobre TCP e não sobre UDP? Por que se diz que o FTP envia informações de controle “fora da banda”? Suponha que Aline envie uma mensagem a Eduardo por meio de uma conta de e-mail da web (como o gmail), e que Eduardo acesse seu e-mail por seu servidor utilizando POP3. Descreva como a mensagem vai do hospedeiro Aline até o hospedeiro de Eduardo. Não se esqueça de relacionar a série de protocolos de camada de aplicação usados para movimentar as mensagens entre os hospedeiros. Em uma aplicação de compartilhamento de arquivos P2P, você concorda com a afirmação: ”não existe nenhuma noção de lados cliente e servidor de uma sessão de comunicação”? Por que sim ou por que não? Relacione alguns agentes de usuário de aplicação de rede que você utiliza no dia-a-dia. Considere um site de comércio eletrônico que quer manter um registro de compras para cada um de seus clientes. Descreva como isso pode ser feito com cookies. Descreva uma aplicação que requeira “não perda de dados” e seja também altamente sensível ao atraso. Quais informações básicas estão em um cabeçalho do pacote IP? Um pacote IP pode ser colocado diretamente na rede física? Ele chegará a seu destino? Os pacotes ECHO request e ECHO reply são de que protocolo? Eles trafegam dentro de qual pacote? Para pensar II: Quando você usa o uma aplicação tipo whatsapp para conversação você está usando rede de comutação de circuitos ou de pacote? ADICIONAIS PARTE 2- HTTP Cite pelo menos dois clientes http. O que é o servidor Apache? O protocolo http deve se executar em todos os roteadores do caminho entre cliente e servidor? Explique. Se um hospedeiro colocar um pacote de aplicação HTTP diretamente na rede física ele chegará a seu destino? Considere que um cliente acessa uma página HTML de servidor WEB e nesta página existem dois links para dois objetos JPG que residem no mesmo servidor. Quantos comandos GETS no total deveriam ser realizados pelo cliente? Todos eles serão realizados sobre a mesma conexão TCP? Em uma página HTML pode existir um link para um objeto que esteja armazenado em outro site? O que o browser deve fazer neste caso? No pacote http de resposta de um servidor normalmente existem duas partes. Quais são elas? Imagine que uma página html está sendo mostrada para o usuário cliente. Se o usuário pedir para que a página seja atualizada, o browser vai requisitar o objeto novamente? O servidor vai retornar o objeto mesmo que ele não tenha sido alterado? O que é um cookie? Considere um site de comércio eletrônico que quer manter um registro de compras para cada um de seus clientes. Descreva como isso pode ser feito com cookies. Qual é a diferença entre HTTP persistente com pipelining e HTTP persistente sem pipelining. Qual dos dois é utilizado pelo HTTP/1.1? Descreva como o cache Web pode reduzir o atraso na recepção de um objeto desejado. O cachê Web reduzirá o atraso para todos os objetos requisitados por um usuário ou somente para alguns objetos? Por quê? Um servidor Web, quando recebe uma requisição necessita saber para qual porta deve responder na máquina requisitante? Se positivo, esta porta seria sempre a mesma? Por que um servidor Web espera na porta TCP número 80 em geral? O que é um proxy Web server? Um browser pode fazer cache local? Qual a diferença entre cache local e cache em um servidor proxy? ADICIONAIS PARTE 3- DNS Porque o DNS não é centralizado? O que são consultas recursivas e interativas em uma consulta DNS? Quais os três tipos de servidores DNS? Em um hospedeiro normalmente existe pelo menos um servidor DNS configurado. Que servidor deve estar configurado? Onde ele se localiza normalmente? Quando um servidor local não consegue resolver um endereço IP olhando em seu cache, para quem ele deve encaminhar a consulta? Um servidor sempre sabe resolver um nome solicitado? Explique. É possível que um servidor DNS local seja um servidor com autoridade? O que é um nome canônico e um apelido no contexto de DNS? O que é e qual o formato de uma RR? Explique os seguintes tipos de RR: A, NS, CNAME, MX e PTR. Em um comando ping www.ifsc.edu.br quantas transações no mínimo serão realizadas até o último ECHO REPLY? Por que um ping normalmente realiza uma consulta PTR? Faça um esquema mostrando uma consulta de um cliente a um servidor local mostrando uma consulta interativa entre o servidor raiz e recursiva com um servidor de autoridade. Cite o nome de servidor DNS bastante utilizado. Quantos servidores raízes temos no mundo? Qual comando permite que possamos "ver" estes servidores em um hospedeiro? Foi realizado um comando dig www.ifsc.edu.br tendo sido retornado: www.ifsc.edu.br. 240 IN A 200.135.190.95 Em seguida foi realizado um dig ifsc.edu.br MX com resposta: ;; ANSWER SECTION: ifsc.edu.br. 1327 IN MX 15 zimbra.ifsc.edu.br. ;; AUTHORITY SECTION: ifsc.edu.br. 2082 IN NS ns1.ifsc.edu.br. ifsc.edu.br. 2082 IN NS adns1.pop-sc.rnp.br. ifsc.edu.br. 2082 IN NS ns2.ifsc.edu.br. ifsc.edu.br. 2082 IN NS adns2.pop-sc.rnp.br. ;; ADDITIONAL SECTION: zimbra.ifsc.edu.br. 78 IN A 200.135.190.2 O que se pode concluir sobre a resolução do nome baseando-se nestas respostas?

Lista de exercícios 3 - Camada de Transporte

Considere uma conexão TCP entre o hospedeiro A e o hospedeiro B. Suponha que os segmentos TCP que trafegam do hospedeiro A para o hospedeiro B tenham número de porta fonte x e número de porta destino y. Quais são os números de porta fonte e do destino para os segmentos que trafegam do hospedeiro B para o hospedeiro A? Descreva porque um desenvolvedor de aplicação pode escolher rodar uma aplicação sobre UDP em vez de sobre TCP. O que são os serviços de multiplexação e demultiplexação implementados pela camada de transporte? Porque se diz que o UDP é um protocolo não orientado para conexão? Qual o papel das informações de porta origem e destino contidas nos segmentos TCP e UDP? Porque é dito que o TCP fornece transferência confiável de dados sobre um canal não confiável? Cite 3 diferenças entre os serviços oferecidos pelo TCP e UDP. Para que serve um checksum em um segmento TCP ou UDP? Como ele é formado? Cite um motivo para um protocolo de transmissão confiável adicionar um número de seqüência em cada pacote transmitido. Justifique o uso dessa informação explicando o problema que ocorreria caso ela não fosse usada. Para que serve um timeout em um protocolo de transmissão confiável? O que é uma reconhecimento cumulativo? Figura 1 -- Captura 1 - Wireshark Baseado na Figura 1, responda as seguintes perguntas: Quais os IP fonte e destino? Qual o protocolo da camada de transporte utilizado? Quais as portas fonte e destino. Qual o conteúdo do campo de tamanho (anote o tamanho) e checksum no pacote (datagrama)? Quantos bits possui o checksum? Como você calculou? Qual o significado do campo Data: 74657374650a? Qual é a mensagem contida? Como você chegou a essa conclusão? Figura 2 -- Captura 2 - Wireshark Baseado na Figura 2, responda as seguintes perguntas: Quais os IP fonte e destino? Qual o protocolo da camada de transporte utilizado? Quais as portas fonte e destino. Qual o conteúdo do campo de tamanho (anote o tamanho) no pacote (datagrama)? O tamanho apresentado significa bits ou bytes? Qual o significado do campo Data: 74657374650a? Qual é a mensagem contida? Como você chegou a essa conclusão? Figura 3 -- Captura 3 - Wireshark Baseado na Figura 3, responda as seguintes perguntas: Quais os IP fonte e destino? Qual o protocolo da camada de transporte utilizado? Quais as portas fonte e destino. Qual o número de sequência (normalizado pelo Wireshark) de cada segmento de dados transmitido, e qual o significado do número de reconhecimento em cada um deles? Como foi reconhecido cada segmento enviado? Qual o significado do conjunto de mensagens de número (No.) 1 à 3? Explique essas 3 mensagens. Qual o significado do conjunto de mensagens de número (No.) 17 à 19? Explique essas 3 mensagens. Qual o significado do conjunto de mensagens de número (No.) 6, 11 e 16? Explique essas 3 mensagens. Qual é o tamanho "médio" de janela de cado um dos hosts? Qual a utilizade das mensagens com fundo preto?

Lista de exercícios 4 - Camada de Rede

Quais são as principais características de uma rede de datagramas? Roteadores possuem endereços IP? Quantos endereços IP um roteador possui? Para que serve o protocolo ICMP? Para que serve o campo “Time to Live” (sobrevida) em um datagrama IP? Quantos hosts podem ser endereçados com um bloco IP 200.23.16.0/20? Como podemos montar 8 sub-redes a partir deste bloco de endereços IP? Um provedor de serviços ISP possui cerca de 2000 clientes cadastrados atualmente. Porém um levantamento realizado recentemente pelo administrador da rede constatou que nunca mais do que 450 clientes estão on-line ao mesmo tempo. Qual o bloco de endereços IP na forma CIDR (a.b.c.d/x) deve ser contratado pelo ISP, considerando o estudo realizado pelo administrador da rede? Um administrador precisa montar uma rede experimental conforme mostrada na figura. Na sub-rede 1 ele precisará instalar cerca 25 hosts, e nas sub-redes 2 e 3 ele precisará instalar cerca de 12 hosts. O administrador dispõe do bloco de endereços IP 192.168.10.0/24 para ser utilizado no endereçamento da rede experimental. Faça uma proposta para alocação de endereços IP para cada sub-rede (rede 1, 2 e 3), incluindo também as sub-redes relativas aos enlaces ponto-a-ponto (rede AB, AC e BC). Responda ainda: Qual o endereço identificador de rede de cada sub-rede (1, 2 e 3)? Qual o a máscara de rede de cada sub-rede (1, 2 e 3)? Quais os endereços IP que serão atribuídos a cada interface de rede nos enlaces ponto-a-ponto dos roteadores (enlaces relativos as redes AB, AC e BC) Suponha que um administrador de rede tenha recebido o bloco de endereços 200.40.8.0/21 e que deseja dividir este bloco em 8 blocos de endereços iguais, de menor tamanho, para ser alocado a 8 sub-redes administradas por ele. Determine o tamanho total do bloco de endereços. Determine o tamanho de cada sub-bloco. Determine o endereço/máscara de rede de cada sub-rede. Um provedor de acesso a Internet possui o seguinte bloco de endereços IP: 12.17.192.0/18. Os endereços IP de 12.17.192.1 até 12.17.207.255 já estão alocados para clientes deste provedor. Este provedor precisa atender a quatro novos clientes, um deles necessita de rede com pelo menos 1000 endereços de IP válidos e os outros três necessitam de rede com pelo menos 30 IP válidos. Faça uma proposta para alocação de endereços IP para estes clientes. Os endereços reservados para estes novos clientes devem ser alocados a partir da numeração mais baixa disponível. Procure também responder as questões abaixo: Qual o total de endereços que dispõe o provedor em questão? Quantos endereços IP já estão utilizados? Quantos endereços IP este provedor possui livres para alocar aos novos clientes? Qual o endereço identificador de cada sub-rede dos novos clientes? Qual o a máscara de rede de cada sub-rede dos novos clientes? Qual o endereço de broadcast de cada sub-rede dos novos clientes? Quantos endereços IP ainda sobrarão ao provedor após atender a estes clientes? Quantas estações uma rede 223.1.10.0/24 suporta? Uma rede com bloco de IPs 200.23.16.0/20 deseja montar 8 subredes. Mostre como isso é possível e como ficaria os endereços de cada uma dessas subredes. Um datagrama enviado para uma estação da mesma rede precisa passar por um roteador? Suponha que entre o hospedeiro de origem A e o hospedeiro de destino B os datagramas estejam limitados a 1500 bytes (incluindo cabeçalho). Admitindo um cabeçalho IP de 20 bytes, quantos datagramas seriam necessários para enviar um arquivo MP3 de 5 milhões de bytes? Explique como você obteve a resposta. Descreva e detalhe o processo de obtenção de um endereço IP através do protocolo DHCP.

Applets do Kurose

Vários aplicativos com representação dinâmica de características das redes de computadores.