10. camada de rede

Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10Q11 Q12Q13Q14Q15Q16Q17
Parcial estatística Etapa I

Abaixo de 25% 7,14%
Entre 25 e 50% 10,71%
Entre 50% e 75% 57,14%
Mais 75% 25,00%
Abaixo da média 35,71%
Acima da média 64,29%
Parcial estatística Etapa I

Ricardo M. Nicolau
25/09/2015
Camada de Rede

Título: Camada de Rede
Objetivos:
─Estudar a camada de rede e seus serviços com
foco em soluções de roteamento da arquitetura
TCP/IP
PLANO DE AULA

Referências:
KUROSE, James F.; ROSS, Keith W. Redes de computadores e a
internet: uma abordagem top-down. São Paulo: Pearson
Addison Wesley, c2010.
TANENBAUM, Andrew S. Redes de computadores. 4. ed. São
Paulo, SP: Campus, 2003.
SOARES, Luiz F. G.; LEMOS Guido; COLCHER, Sérgio. Redes de
computadores: das LANs, MANs e WANs às redes ATM. 2.
ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 1995.
PLANO DE AULA

Questões de projeto da camada de rede
- Os serviços devem ser independentes da tecnologia presente
nos roteadores;
- A camada de transporte deve ser isolada do número, do tipo e
da topologia dos roteadores presentes;
- Os endereços de rede que tornam os pacotes disponíveis para a
camada de transporte devem usar um plano de numeração
uniforme, mesmo nas LANs e WANs

Serviço
Orientado à conexão
- (Pré)sinalização de circuitos virtuais
- Reserva de banda
- Tempo de resposta
- Qualidade de serviço

Serviço
Não orientado à conexão
Encaminha individualmente pacotes (datagramas)

Serviços
Orientado à conexão
Não orientado à conexão
Tecnologia Orientado à conexão
X.25 Sim 1970
IP Não 1970
ATM Sim 1980
Frame Relay Sim 1980
MPLS Sim 1990
VLAN Sim 1990

Questão Rede de Datagramas Rede de Circuitos virtuais
Configuração de circuitos Desnecessária Obrigatória
Endereçamento No cabeçalho do pacote Em cabeçalho adicional
Informações de estado Não há Nas tabelas de conexão
Roteamento Por pacote Por circuito
Efeito de falhas na rede Nenhum, exceto perdas Encerramento do circuito
Qualidade de serviço Difícil Fácil, pré-programável
Controle de congestionamento Difícil Fácil, pré-programável
Roteamento por circuitos vs por pacotes

Atividade I
Configuração de endereços IP

Configure a topologia acima no GNS3

Configurando endereço IP em PC1
Iniciar PC1
Abrir console em PC1
PC1> ip 192.168.1.1/24
192.168.1.1/24
SW1 SW2
PC1 PC2
PC3

Iniciar PC2
PC2> ip 192.168.1.2/24
192.168.1.1/24 192.168.1.2/24
SW1 SW2
PC1 PC2
PC3

Iniciar PC3
PC3> ip 192.168.1.3/24
192.168.1.1/24 192.168.1.2/24
SW1 SW2
PC1 PC2
PC3
192.168.1.3/24

1. Ao iniciar a rede como está a tabela ARP de PC1, PC2 e PC3?
2. Ao iniciar a rede como está a tabela MAC de SW1 e SW2
3. O que acontecerá se em PC1 for executado o seguinte comando
PC1> ping 192.168.1.3
4. O que será capturado no link entre SW1 e SW2?

Revisão Protocolo ARP - Address Resolution Protocol
Na arquitetura TCP/IP o protocolo ARP permite
aprender endereço físico (MAC ADDRESS) de um
elemento da mesma sub-rede (host, roteador, etc.)
quando se conhece o seu endereço IP.

Para trocar frames, dois elementos de rede
precisam conhecer seus endereços físicos.
Obs. Na etapa 1 foi detalhado o funcionamento do protocolo ARP

Ex.: PC1 (192.168.1.1) deseja comunicar-se com
PC3 (192.168.1.3)
Se a tabela ARP de PC1 não contém a associação do endereço
IP de PC3 com o seu MAC, o protocolo ARP de PC1 é acionado.

O protocolo ARP de PC1 envia um frame ARP Request com
MAC ADDRESS de destino FF:FF:FF:FF:FF:FF (broadcast). Esse
endereço faz com que todas as máquinas da sub-rede leiam o
frame.
O ARP Request pergunta: qual o MAC ADDRESS do elemento
com IP 192.168.1.3?

Todos os elementos da rede recebem e leem o frame.
Somente o elemento que possuir IP 192.168.1.3 enviará um
ARP REPLY para PC1, informando o seu MAC ADDRESS
O protocolo ARP de PC1 atualiza a tabela ARP.

Revisão Switching - como uma switch aprende MAC?
Obs.: a aprendizagem de MACs foi detalhada na etapa 1
 Toda switch possui uma tabela de encaminhamento (tabela
MAC, ou tabela CAM) que associa MAC ADDRESS e
interface);
 Ao ser ligada a tabela MAC não contém os endereços MAC
dos outros elementos da sub-rede

 O principal papel de uma switch é receber um frame em
uma determinada interface, identificar o MAC de destino
do frame e entregar o frame na interface onde está
conectado o elemento que possui o MAC de destino.

Como uma switch associa MACs e interfaces?

 Uma switch aprende os MAC Address dos elementos da
rede, “ouvindo” as comunicações e “anotando” os MAC de
quem está “conversando”.

 Quando PC1 envia um pacote ARP Request, a switch “lê” o
frame, identifica o endereço MAC de origem no cabeçalho
do frame e associa o MAC de PC1 com a interface onde
PC1 está conectado.

Situação problema:
Considere que você está planejando configurar as
redes de dois escritórios que uma empresa está
abrindo nas cidades de Shangai e Toronto.
Em Shangai, matriz, há a necessidade de 45 hosts e
em Toronto 13 hosts.
o objetivo é que pelo menos um host em cada
escritório consiga se comunicar com o seu
gateway (roteador conectado à Internet).

Plano de ação básico
1. Definir modelo de topologia básico (um host,
um roteador) e modelar no simulador de redes
(GNS3);
2. Configurar pelo menos um pc em cada
escritório;
3. Configurar um roteador em cada escritório;
4. Simular a configuração entre PCs e roteadores
(ping)

Lembrete: Configurando endereço IP em PC1
Iniciar PC1
Abri console em PC1
PC1> ip
192.168.1.1/24
192.168.1.1/24
PC1
PC2

O sistema operacional de um roteador Cisco é
denominado IOS
IOS significa "Internetwork Operating System"
ou "sistema operacional para interconexão de
redes".
Configuração básica de roteadores

Componentes internos dos roteadores
RAM - Memória de acesso randômico (contém tabelas de roteamento e ARP);
NVRAM - Memória não volátil, mantém os dados mesmo se o roteador é desligado;
Mantém o arquivo de configuração carregado ao ligar o roteador;
Flash - Memória não volátil, contém o arquivo de IOS;
ROM - (Read only memory) utilizada na inicialização do roteador
Console - interface para gerenciamento do roteador
Interfaces - interfaces de comunicação

Selecione roteador no
painel de seleção de
elementos de rede

Arraste o modelo para
a área de simulação

Ligue o
roteador

Clique com botão direito
sobre a figura do roteador
e selecione “console”
Console é uma interface que os equipamentos
fornecem, através da qual se pode interagir com ele
para administração, configuração e manutenção.

A console permite acesso a diversos Modos Usuário
Modo Usuário (básico): Permite visualizar
configurações e informações, mas sem alterá-las.
Router >
Modo usuário privilegiado: Permite visualizar o estado
do roteador e entrar nos modos de configuração.
Router #

Modo de configuração global: Para usar os
comandos de configuração geral do roteador.
Router (config) #
Modo de configuração de interface: Para usar os
comandos de configuração das interfaces
(endereços IP, máscaras, etc).
Router (config-if) #

INTER NET
Ao configurar endereços IP nos PCs e roteadores,
você vai notar que são solicitadas duas
informações:
Endereço IP e máscara de sub-rede
A máscara de sub-rede foi um recurso criado para
que se possa utilizar melhor os blocos de
endereços IP

Notação de máscara de sub-rede
Notação decimal com octetos 255.255.255.0
Notação binária 11111111.11111111.1111111.00000000
Notação CIDR /24
Há três notações para máscara de sub-rede
CIDR - Classless Interdomain Routing
(Roteamento sem classes de endereços)

INTER NET
F0
F0Shangai Toronto
PC1
PC2
Seu objetivo é configurar as redes dos escritórios
em Shangai e Toronto.

Iniciar PC1
Abri console em PC1
PC1> ip 192.168.1.1/24
192.168.1.1/24
PC1
PC2
Observe que para configurar o
endereço IP em PC1 é preciso
informar a máscara de sub-
rede no formato CIDR.

Iniciar PC2
Abri console em PC2
PC2> ip 192.168.2.1/24
192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
PC1
PC2

Identificando roteadores
Configurando novo nome para R1.
R1#configure terminal
R1(config)#hostname Shangai
Shangai(config)# end
Shangai#
192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai
PC1
PC2
Comando que permite entrar no
modo de configuração global do
roteador

Shangai#
192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai
PC1
PC2
Note que após o comando “configure
terminal” o prompt do roteador indica que
você está no modo de configuração global

Shangai#
192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai
PC1
PC2
É interessante configurar nomes para os
equipamentos, pois isso facilita
administração e manutenção da rede.

Shangai#
192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai
PC1
PC2
Comando “end” encerra o modo de
configuração. A console retorna para o
modo de usuário básico.

R2(config)#hostname Toronto
Toronto(config)# end
Toronto#
192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai Toronto
PC1
PC2

Configurando interfaces em Shangai
Configurando IP na interface fastethernet 0.
Shangai#configure terminal
Shangai(config)#interface fastethernet 0
Shangai(config-if)#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0
Shangai(config-if)#no shutdown
192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai Toronto
192.168.1.2/24
F0
Comando que entra no
modo de configuração
de interfaces

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai Toronto
192.168.1.2/24
F0
O comando “interface” leva a
console para o modo de
configuração de interfaces

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai Toronto
192.168.1.2/24
F0
O sistema operacional dos
roteadores (IOS) solicita
máscara na notação decimal
Máscara (notação decimal)
11111111. 11111111.11111111.0000000000000
R . R . R . H

192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai Toronto
192.168.1.2/24
F0
O comando “no shutdown”
ativa a interface.

Configurando interfaces em Toronto
Toronto#configure terminal
Toronto(config)#interface fastethernet 0
Toronto(config-if)#ip address 192.168.2.2 255.255.255.0
Toronto(config-if)#no shutdown
192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai Toronto
192.168.1.2/24
F0
192.168.2.2/24
F0

Testando conectividade PC1 <—> Shangai
PC1> ping 192.168.1.2
192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai Toronto
192.168.1.2/24
F0
192.168.2.2/24
F0
PC1 PC2

Testando conectividade PC2 <—> Toronto
PC2> ping 192.168.2.2
192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai Toronto
192.168.1.2/24
F0
192.168.2.2/24
F0
PC1 PC2

Testando conectividade PC1 <—> PC2
PC1> ping 192.168.2.2
192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai Toronto
192.168.1.2/24
F0
192.168.2.2/24
F0
PC1 PC2

Testando conectividade PC1 <—> PC2
192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai Toronto
192.168.1.2/24
F0
192.168.2.2/24
F0
Porque PC1 conseguiu se comunicar com Shangai, PC2
conseguiu se comunicar com Toronto, mas PC1 não conseguiu
se comunicar com PC2?
O que precisa ser feito?

Antes de encerrar a atividade, salve o seu
projeto no simulador de rede (GNS3). Vamos
avançar na configuração desta topologia

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