10. camada de rede
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Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10Q11 Q12Q13Q14Q15Q16Q17Parcial estatística Etapa I
Page 2 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
Page 3 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Ricardo M. Nicolau25/09/2015
Camada de Rede
Page 4 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - 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
Page 5 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
Page 6 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
Page 7 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Serviço
Orientado à conexão
- (Pré)sinalização de circuitos virtuais
- Reserva de banda
- Tempo de resposta
- Qualidade de serviço
Page 8 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Serviço
Não orientado à conexão
Encaminha individualmente pacotes (datagramas)
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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
Page 10 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
Page 11 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
Page 12 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Atividade I
Configuração de endereços IP
Page 13 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Configure a topologia acima no GNS3
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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
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Configurando endereço IP em PC2
Iniciar PC2
Abrir console em PC2
PC2> ip 192.168.1.2/24
192.168.1.1/24 192.168.1.2/24
SW1 SW2
PC1 PC2
PC3
Page 16 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Configurando endereço IP em PC3
Iniciar PC3
Abrir console em 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
Page 17 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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?
Page 18 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Revisão Protocolo ARP - Address Resolution Protocol
Na arquitetura TCP/IP o protocolo ARP permiteaprender endereço físico (MAC ADDRESS) de umelemento da mesma sub-rede (host, roteador, etc.)quando se conhece o seu endereço IP.
Page 19 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Revisão Protocolo ARP - Address Resolution Protocol
Para trocar frames, dois elementos de rede
precisam conhecer seus endereços físicos.
Obs. Na etapa 1 foi detalhado o funcionamento do protocolo ARP
Page 20 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Revisão Protocolo ARP - Address Resolution Protocol
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.
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Revisão Protocolo ARP - Address Resolution Protocol
O protocolo ARP de PC1 envia um frame ARP Request comMAC ADDRESS de destino FF:FF:FF:FF:FF:FF (broadcast). Esseendereço faz com que todas as máquinas da sub-rede leiam oframe.
O ARP Request pergunta: qual o MAC ADDRESS do elementocom IP 192.168.1.3?
Page 22 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Revisão Protocolo ARP - Address Resolution Protocol
Todos os elementos da rede recebem e leem o frame.Somente o elemento que possuir IP 192.168.1.3 enviará umARP REPLY para PC1, informando o seu MAC ADDRESS
O protocolo ARP de PC1 atualiza a tabela ARP.
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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
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Revisão Switching - como uma switch aprende MAC?
Obs.: a aprendizagem de MACs foi detalhada na etapa 1
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.
Page 25 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Revisão Switching - como uma switch aprende MAC?
Obs.: a aprendizagem de MACs foi detalhada na etapa 1
Como uma switch associa MACs e interfaces?
Page 26 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Revisão Switching - como uma switch aprende MAC?
Uma switch aprende os MAC Address dos elementos da rede, “ouvindo” as comunicações e “anotando” os MAC de quem está “conversando”.
Page 27 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Revisão Switching - como uma switch aprende MAC?
Obs.: a aprendizagem de MACs foi detalhada na etapa 1
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.
Page 28 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Situação problema:
Considere que você está planejando configurar asredes de dois escritórios que uma empresa estáabrindo nas cidades de Shangai e Toronto.
Em Shangai, matriz, há a necessidade de 45 hosts eem Toronto 13 hosts.
o objetivo é que pelo menos um host em cadaescritório consiga se comunicar com o seugateway (roteador conectado à Internet).
Page 29 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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)
Page 30 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Lembrete: Configurando endereço IP em PC1
Iniciar PC1
Abri console em PC1
PC1> ip192.168.1.1/24
192.168.1.1/24
PC1PC2
Page 31 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
O sistema operacional de um roteador Cisco édenominado IOS
IOS significa "Internetwork Operating System"ou "sistema operacional para interconexão deredes".
Configuração básica de roteadores
Page 32 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
Page 33 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Configuração básica de roteadores
Selecione roteador nopainel de seleção deelementos de rede
Page 34 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Configuração básica de roteadores
Arraste o modelo para a área de simulação
Page 35 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Configuração básica de roteadores
Ligue oroteador
Page 36 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Configuração básica de roteadores
Clique com botão direitosobre a figura do roteadore selecione “console”
Console é uma interface que os equipamentos
fornecem, através da qual se pode interagir com ele
para administração, configuração e manutenção.
Page 37 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
A console permite acesso a diversos Modos Usuário
Modo Usuário (básico): Permite visualizarconfigurações e informações, mas sem alterá-las.Router >
Modo usuário privilegiado: Permite visualizar o estadodo roteador e entrar nos modos de configuração.Router #
Configuração básica de roteadores
Page 38 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Modo de configuração global: Para usar oscomandos de configuração geral do roteador.
Router (config) #
Modo de configuração de interface: Para usar oscomandos de configuração das interfaces(endereços IP, máscaras, etc).
Router (config-if) #
Configuração básica de roteadores
Page 39 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
Page 40 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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)
Page 41 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
INTER NET
F0F0Shangai Toronto
PC1PC2
Seu objetivo é configurar as redes dos escritórios
em Shangai e Toronto.
Page 42 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Configurando endereço IP em PC1
Iniciar PC1
Abri console em PC1
PC1> ip 192.168.1.1/24
192.168.1.1/24
PC1PC2
Observe que para configurar o
endereço IP em PC1 é preciso
informar a máscara de sub-
rede no formato CIDR.
Page 43 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Configurando endereço IP em PC2
Iniciar PC2
Abri console em PC2
PC2> ip 192.168.2.1/24
192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
PC1PC2
Page 44 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
PC1PC2
Comando que permite entrar no
modo de configuração global do
roteador
Page 45 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
PC1PC2
Note que após o comando “configure
terminal” o prompt do roteador indica que
você está no modo de configuração global
Page 46 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
PC1PC2
É interessante configurar nomes para os
equipamentos, pois isso facilita
administração e manutenção da rede.
Page 47 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
PC1PC2
Comando “end” encerra o modo de
configuração. A console retorna para o
modo de usuário básico.
Page 48 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Identificando roteadores
Configurando novo nome para R2.
R2#configure terminal
R2(config)#hostname Toronto
Toronto(config)# end
Toronto#
192.168.1.1/24 192.168.2.1/24
Shangai Toronto
PC1PC2
Page 49 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
Page 50 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
O comando “interface” leva a
console para o modo de
configuração de interfaces
Page 51 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
O sistema operacional dos
roteadores (IOS) solicita
máscara na notação decimal
Máscara (notação decimal)
11111111. 11111111.11111111.0000000000000R . R . R . H
Page 52 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
O comando “no shutdown”
ativa a interface.
Page 53 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
Configurando interfaces em Toronto
Configurando IP na interface fastethernet 0.
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
Page 54 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
Page 55 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
Page 56 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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
Page 57 - Set/2015Redes de Computadores – Arquitetura TCP/IP - Camada de Rede
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?