NRSYSTEM SOLUÇÕES

Fundamentos de Design de Interfaces para Internet Este documento é propriedade intelectual © 2013 do Núcleo de Educação a distância da NRsystem e distribuído sob os seguintes termos: 1. As apostilas publicadas pelo do Núcleo de Educação a distância da NRsystem podem ser reproduzidas e distribuídas no todo ou em parte, em qualquer meio físico ou eletrônico, desde que os termos desta licença sejam obedecidos, e que esta licença ou referência a ela seja exibida na reprodução. 2. Qualquer publicação na forma impressa deve obrigatoriamente citar, nas páginas externas, sua origem e atribuições de direito autoral (o Núcleo de Educação a distância da NRsystem e seu(s) autor(es)). 3. Todas as traduções e trabalhos derivados ou agregados incorporando qualquer informação contida neste documento devem ser regidas por estas mesmas normas de distribuição e direitos autorais. Ou seja, não é permitido produzir um trabalho derivado desta obra e impor restrições à sua distribuição. O Núcleo de Educação a distância da NRsystem deve obrigatoriamente ser notificado (nrsystem@nrsystem.br) de tais trabalhos com vista ao aperfeiçoamento e incorporação de melhorias aos originais. Adicionalmente, devem ser observadas as seguintes restrições: · A versão modificada deve ser identificada como tal · O responsável pelas modificações deve ser identificado e as modificações datadas · Reconhecimento da fonte original do documento · A localização do documento original deve ser citada · Versões modificadas não contam com o endosso dos autores originais a menos que autorização para tal seja fornecida por escrito. A licença de uso e redistribuição deste material é oferecida sem nenhuma garantia de qualquer tipo, expressa ou implícita, quanto a sua adequação a qualquer finalidade. O Núcleo de Educação a distância da NRsystem não assume qualquer responsabilidade sobre o uso das informações contidas neste material.

Prof. Rogério Fernandes da Costa:.

Especialista em Gestão de Projetos

www.nrsystem.com.br

rogerio@nrsystem.com

Plano de aula

1. Componentes para comutação

2. Enlaces

3. Comutação de pacotes

4. Roteadores

5. Princípios de roteamento

6. Configuração de roteadores Cisco

7. Protolos RIP e OSPF

8. Convergência entre roteadores

Gilberto Gil (1992): Parabolicamará

Antes mundo era pequeno Porque Terra era grande Hoje mundo é muito grande Porque Terra é pequena Do tamanho da antena Parabolicamará

Componentes básicos de hardware em

redes de computadores

• Sistemas Finais: são os mais diversos tipos de

equipamentos que podem e se conectam a Internet;

▫ Computador (Tradicional);

▫ Celulares;

▫ Roteadores

▫ Câmeras.

• Os sistemas finais se conectam entre si através de

enlaces de comunicação (Link);

Componentes básicos de hardware da

Internet

• Sistemas finais acessam a Internet por meio de um

Provedor de Serviços de Internet (Internet Service

Providers - ISPs);

• Por Exemplo:

▫ UOL;

▫ Empresa Local de Telefonia – Speedy;

▫ ISPs Coorporativos;

▫ ISPs de Faculdades e Universidades.

Componentes básicos de hardware da

Internet

• Os ISPs que são os Pontos de Acessos dos sistemas finais são

considerados de nível mais baixo;

• Os pontos de acesso se conectam a ISPs de nível mais alto

(Nacionais (Embratel, RNP) e Internacionais – AT&T, Sprint) para

permitir o acesso a Internet.

• ISPs de mais alto nível são composto de roteadores de alta

velocidade e desempenho;

• São interconectado através de enlace de fibra ótica de alta

velocidade;

• Os ISPs seja baixo ou alto nível são gerenciados de forma

independente, ambos executam o protocolo IP (Internet Protocol).

Enlaces de Comunicação

• Enlace de Comunicação: existem vários tipos de enlace de

comunicação, os quais são constituídos de diferentes meios de

transmissão:

▫ Cabo Coaxial;

▫ Fio de Cobre;

▫ Fibra Ótica e

▫ Ondas de Rádio (ar).

• Enlaces diferentes podem transmitir dados em taxas diferentes;

• A taxa de transmissão é medida em bits por segundo (largura de

banda);

• Em geral, sistemas finais não são interligados diretamente por um

único enlace;

• Os sistemas finais em geral são interconectados por comutadores de

pacotes.

Comutação de pacotes

• Comutador de Pacotes: Um comutador de pacotes é responsável

pelo encaminhamento de pacotes entre os enlaces de entrada e

saída;

• Pacote é um bloco de informação;

• Existem basicamente dois tipos de comutadores de pacotes:

roteadores e switch, ambos encaminham os pacotes para os seus

caminhos finais.

Roteador

O roteamento está no centro de todas as redes de dados, movendo

informações em redes interconectadas da origem para o destino. Os

roteadores são os dispositivos responsáveis pela transferência de

pacotes de uma rede para a próxima.

Roteadores

O roteador é o único equipamento que visualiza todas as mensagens

enviadas por qualquer computador de qualquer uma das redes da

empresa. Um roteador tem, duas tarefas distintas, porém relacionadas:

1ª garante que a informação não vá para onde ela não é necessária.

Isso é crucial para impedir que grandes volumes de dados venham a

entupir as conexões de "meros espectadores"

2ª garante que as informações cheguem ao destino desejado.

O roteador desempenha um papel fundamental no funcionamento de

qualquer rede de dados. Os roteadores são os principais responsáveis

por interconectar redes, determinando o melhor caminho para enviar

pacotes encaminhando pacotes para o destino.

A decisão primária de encaminhamento dos roteadores se baseia nas

informações de Camada 3, o endereço IP de destino.

Melhor Caminho

• A escolha do melhor caminho é baseada na comparação da métrica do enlace

▫ Normalmente: Melhor = menor caminho

• A métrica é o custo de envio em um enlace

• Pode ser diferentes informações

▫ Taxa de transmissão em bps

▫ Vazão

▫ Atraso

▫ Número de saltos (no. de hops) (+ usado)

Princípio 1:

“Todos os roteadores tomam suas decisões sozinhos com base nas

informações presentes em sua própria tabela de roteamento”

Princípio 2:

O fato de um roteador ter determinadas informações em sua tabela de

roteamento não significa que todos os roteadores tenham as mesmas

informações”

Princípio 3:

“As informações de roteamento sobre o caminho de uma rede para outra

não fornecem informações de roteamento sobre o caminho inverso ou

de retorno”

Princípios de roteamento

Componentes básicos de hardware

Importante:

• A sequência de enlaces de comunicação e comutadores

de pacotes que um pacote percorre desde os sistema

final remetente até o sistema final receptor é conhecido

como rota ou caminho.

• Na Internet, geralmente não existe um caminho

dedicado – comutação de pacotes.

Roteadores Cisco - Modos de apresentação

Basicamente, esses são os três principais modos (outros

existem, mas são considerados sub-modos, como o de

configuração da interface de rede).

A maneira de identificar a diferença entre os modos é pelo

símbolo depois do hostname:

roteador> - user mode

roteador# - privileged mode

roteador(config)# - modo de configuração global

Controle de acesso roteadores Cisco

O acesso é implementado usando os seguintes métodos:

• Acesso a Console

• Acesso via Telnet (incluindo Terminal Access Controller

Access Control System [TACACS])

• Acesso Simple Network Management Protocol (SNMP)

• Acesso ao Servidor de Rede para os arquivos de

configuração dos roteadores

Acesso a roteadores Cisco

Os três primeiros métodos podem ser assegurados

empregando características contidas no software do

roteador. Para cada método, pode ser permitido acesso

não privilegiado e acesso privilegiado para o usuário (ou

grupo de usuários). O acesso não privilegiado permite aos

usuários monitorar o roteador, mas não configurar o

roteador.

Acessando via Console

roteador>enable

Habilita o acesso

Password:

Caso tenha habilitado uma senha no primeiro

acesso digite a mesma, “a senha não é exibida

na tela durante a digitação”

roteador#

Roteadores Cisco – Modo

privilegiado

Nesse modo as opções são bem maiores e os

comandos "debug", "config" podem ser utilizados.

Para voltar ao modo “sem privilégios", apenas

digite disable.

roteador#disable

roteador>

Roteadores Cisco

Para mudar para o modo de configuração, você tem que

estar logado em modo privilegiado e então digitar config.

O sistema “vai lhe perguntar” o tipo de configuração

desejada, mas o default "terminal" é provavelmente o qual

você vai usar.

roteador#config

Configuring from terminal, memory, or network [terminal]?

Roteadores Cisco

Para seguir direto para a configuração padrão,

digite configure terminal, digitando config t+tab o

comando é implementado.

roteador#config t

Enter configuration commands, one per line. End

with CNTL/Z.

Para sair do modo de configuração global, use

exit ou control+Z.

Roteadores Cisco

Com o comando show version, você pode obter

informações sobre o modelo, versão do IOS sobre

o seu roteador. Ele pode ser digitado tanto em

privileged mode ou user mode.

roteador>show version

roteador#show version

Roteadores Cisco

As configurações de rede, como o IP, máscara da sub-

rede e etc, podem ser vistos de varias formas. O modo

mais simples são com os seguintes comandos (todos

executados em privileged mode):

show interface - mostra as configurações de todas as

interfaces disponíveis;

show ip interface - mostra as informações referentes a

camada 3 das interfaces;

show ip route - mostra a tabela de roteamento.

Verificando a interface

show interfaces fastethernet 0/0

um roteador não pode ter várias interfaces pertences à

mesma sub-rede IP. Cada interface deve pertencer a uma

sub-rede separada.

Exemplo:

Um roteador não pode ter sua interface FastEthernet 0/0

configurada como o endereço e a máscara 172.16.3.1/24 e

sua interface FastEthernet 0/1 configurada como

172.16.3.2/24.

Protocolos de roteamento

Os protocolos de roteamento permitem a

construção e atualização de tabelas de

roteamento entre os gateways.

Com o crescimento da rede e por conseqüência

das tabelas de roteamento, foi necessário a

implantação de protocolos de roteamento

hierárquicos.

Um protocolo de roteamento é um conjunto de processos,

algoritmos e mensagens usados para trocar informações de

roteamento e popular a tabela de roteamento com os

melhores caminhos escolhidos pelo protocolo de

roteamento. Entre as finalidades de um protocolo de

roteamento estão:

• A detecção de redes remotas;

• A manutenção de informações de roteamento atualizadas;

• A escolha do melhor caminho para as redes de destino;

• A capacidade de localizar um novo melhor caminho, se o

caminho atual não estiver mais disponível;

Protocolos de roteamento

Protocolo Interiores e Exteriores

• Protocolos Interiores

▫ São aqueles utilizados para comunicação entre

roteadores de um mesmo sistema autônomo

• Protocolos Exteriores

▫ São aqueles utilizados para comunicação entre

roteadores de sistemas autônomos diferentes

P. Interior

P. Interior P. Interior

P. Interior P. Interior

P. Exterior SA #1 SA #2

Routing Information Protocol - RIP

O protocolo RIP (Routing Information Protocol) utiliza o

algorítmo vetor-distância. Este algorítmo é responsável

pela construção de uma tabela que informa as rotas

possíveis dentro do AS. (Autonomous System)

AS” grupo de redes e roteadores controlados por uma

única autoridade administrativa.”

Roteamento Estático e Dinâmico

• Roteamento Estático

▫ Normalmente configurado manualmente

▫ A tabela de roteamento é estática

As rotas não se alteram dinamicamente de acordo

com as alterações da topologia da rede

▫ Custo manutenção cresce de acordo com a

complexidade e tamanho da rede

▫ Sujeito a falhas de configuração

Roteamento Estático e Dinâmico

• Roteamento Dinâmico

▫ Divulgação e alteração das tabelas de roteamento de forma dinâmica

Sem intervenção constante do administrador

▫ Alteração das tabelas dinamicamente de acordo com a alteração da topologia da rede

Adaptativo

▫ Melhora o tempo de manutenção das tabelas em grandes redes

▫ Mas também está sujeito a falhas

Base do RIP

As rotas formam uma tabela. Cada uma destas rotas

contém as seguintes informações:

• Endereço -> IP da rede;

• Roteador -> Próximo roteador da rota de destino;

• Interface -> O enlace utilizado para alcançar o próximo

roteador da rota de destino;

Continuação informações tabela RIP

• Métrica -> Número indicando a distância da rota (0 a

15), sendo uma rota com métrica 16 considerada uma

rota infinita;

• Tempo -> Quando a rota foi atualizada pela última vez;

O RIP emite mensagens do roteamento-atualização em

intervalos regulares (a cada 30 segundos) e quando a

topologia da rede mudar.

Especificações do RIP

Campos entre parênteses são utilizados nas versões RIPv2 e

RIPng (utilizado em redes baseadas em IPv6).

Open Shortest Path First - OSPF

O SPF funciona de modo diferente do vetor-distância, ao

invés de ter na tabela as melhores rotas, todos os nós

possuem todos os links da rede. Cada rota contém o

identificador de interface, o número do enlace e a distância

ou métrica. Com essas informações os nós (roteadores)

descobrem sozinhos a melhor rota.

Especificações OSPF

Cenário proposto:

Interligação de duas redes geograficamente dispersas

Criando as interfaces de rede LAN e WAN

Switch 1

Switch 2

O endereço MAC (Media Access Control) é o endereço físico da interface de

rede 48 bits. Protocolo responsável pelo controle de acesso de cada estação à

rede. Este endereço é o utilizado na camada 2 (Enlace) do Modelo OSI.

Criando a interface

Um roteador pode conter mais de uma interface. Use o

comando enable para acessar o modo de usuário com

privilégios, em seguida, configure terminal, ou

simplesmente, configure t para criar a interface das portas

fastethernet ou serial.

Adicionando ip a interface

O comando int seguido da identificação da porta permite a

atribuição de um número de ip a interface. Exemplo:

router(config)#int fa0/0

Acessando a porta na qual será configurada a interface

Router(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0

Atribuindo IP e máscara a porta de comunicação

Configurando interface na porta serial. Exemplo:

router(config)#int s0/01/0

Acessando a porta na qual será configurada a interface

router(config-if)#ip add 10.0.0.1 255.0.0.0

Atribuindo IP e máscara a porta de comunicação

router(config-if)#bandwidth 256

Determina a largura de banda (tráfego de dados)

Adicionando ip a interface

Interface LAN roteador “Matriz”

Configurando o endereço IP e a máscara de sub-rede

Interface LAN roteador “Filial”

Configurando o endereço IP e a máscara de sub-rede

Redes Geograficamente dispersas

No Modelo de Referência OSI São previstas 7 camadas e

as denominações de cada camada são apresentadas

acima. A figura anterior mostra um exemplo de

transferência de dados entre os processos as redes

“matriz” e “Filial”.

Cada camada acrescenta um cabeçalho nos dados

recebidos e envia-os à camada inferior. A camada inferior

trata os dados e o cabeçalho como somente dados vindos

da camada superior.

O cabeçalho contém as regras e informações que somente

a camada par é capaz de entender e corresponde ao que é

denominado de protocolo.

Interface WAN

Criando a Interface WAN

Conexões do roteador

Conectar um roteador a uma rede exige o acoplamento de um conector de interface do roteador a um conector de cabo. Como você pode ver na figura, os roteadores Cisco oferecem suporte a muitos tipos de conector diferentes.

Mostrar configurações Para visualizar as configurações , você pode usar o

comando show running-config

Configurando as tabelas de roteamento

O comando show ip route é usado para exibir a tabela de

roteamento. Inicialmente, a tabela de roteamento

permanecerá vazia se não houver nenhuma interface

configurada.

Configurando o RIP

O comando router rip tem a função de incluir a(s) rota(s)

da(s) interface(s). Exemplo:

router#router rip

Configurando a tabela

router#network 192.168.1.0

Adicionando a rede a tabela

Caso exista mais de uma interface, você deverá incluir as

demais redes na tabela de roteamento

Inclusão de rotas no RIP

Importante lembrar que qualquer alteração na

programação, para que surta efeito, deve ser precedida do

comando copy run startup-config

Configurando OSPF

router#router ospf 1

A Configuração da tabela ospf exige uma identificação (ID)

para atribuição de Processo(s) ao roteador

router#network 192.168.1.0 255.255.255.0 area 0

• A atribuição da rede à tabela exige determinar uma área,

é possível existir mais de uma área em uma rede, caso

exista apenas uma região, esta, deverá obrigatoriamente

ser região 0. A área 0 está reservada para o backbone. O

backbone é responsável por sumarizar as topologias de

cada área para todas as outras áreas.

RIP X OSPF – Vantagens/desvantagens

• Vantagens do RIP: Fácil implementação e em redes

pequenas não despende muita largura de banda e

gerenciamento;

• Desvantagens do RIP: Convergência muito lenta para rede

de tamanho médio ou maiores, limitações do nº de saltos

por caminho, limitação métrica.

• Vantagens do OSPF: Maior velocidade de convergência,

suporte a várias métricas, caminhos múltiplos, sem loop

nem contagem ao infinito e sincronismo entre os bancos.

• Desvantagens do OSPF: Complexidade no gerenciamento

e implementação.

Protocolo RIP

• Adota o procedimento de enviar broadcasts periódicos

contendo a totalidade da tabela de roteamento para a

rede. Em redes de grande porte, especialmente em redes

com links WAN mais limitados, isso pode gerar um

consumo excessivo de largura de banda e causar

problemas mais sérios.

• Redes baseadas no protocolo RIP são redes planas.

Não existe o conceito de fronteiras, ou áreas.

Protocolo OSPF

• Utiliza anúncios multicast e as atualizações apenas são

disparadas quando existe alguma alteração na rede

(anúncios incrementais)

• Redes OSPF convergem mais eficientemente do que redes

RIP. Permite a implementação de hierarquia às redes, por

meio das áreas. Isso facilita o planejamento da rede, assim

como tarefas de agregação e sumarização de rotas.

Convergência

A convergência ocorre quando as tabelas de roteamento

de todos os roteadores estão em um estado de

consistência. Haverá convergência na rede quando todos

os roteadores tiverem informações completas e precisas

sobre ela.

O tempo de convergência é o tempo que os roteadores

levam para compartilhar informações, calcular os melhores

caminhos e atualizar suas tabelas de roteamento. Para que

uma rede seja completamente operável, é necessário que

haja convergência nela. Portanto, a maioria das redes

requer pouco tempo de convergência.

Interior Gateway Routing Protocol ( IGRP)

protocolo de roteamento proprietário da Cisco,

baseado em vetor distância (255).

Atualizações a cada 90 segundos

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing

Protocol) protocolo avançado de roteamento

por vetor da distância proprietário da Cisco

•Usa balanceamento de carga

•Usa características combinadas de vetor da

distância e estado dos links

•As atualizações de roteamento são enviadas

por multicast

Métricas de roteamento

Métrica é um valor usado por protocolos de roteamento

para atribuir custos com a finalidade de alcançar redes

remotas.

• A métrica é usada para determinar o melhor caminho

quando houver vários caminhos para a mesma rede

remota. Há casos em que um protocolo de roteamento

aprende mais de uma rota para o mesmo destino.

• Para selecionar o melhor caminho, o protocolo de

roteamento deve poder avaliar e diferenciar os caminhos

disponíveis.

Cada protocolo de roteamento usa sua própria métrica. Por exemplo, o RIP usa a contagem de saltos, o EIGRP usa uma combinação de largura de banda e atraso e a implantação do OSPF feita pela Cisco usa a largura de banda.

Métricas de roteamento

Métricas do RIP

A contagem de saltos é a métrica mais fácil de visualizar. A

contagem de saltos se refere ao número de roteadores que

um pacote deve atravessar para alcançar a rede de destino.

No exemplo anterior, para o R3 mostrado na figura, a rede

172.16.3.0 está há dois saltos, ou dois roteadores, de

distância.

Verificando a convergência

Podemos verificar a convergência do protocolo rip através

do comando debug ip rip

Visualizando as rotas

Use o comando show ip route para visualizar as conexões

e rotas disponíveis

Bibliografia

• CCNA Exploration 4.0 – Protocolos e conceitos de roteamento.

• Tutorial de Configuração de roteadores Cisco, disponível em:

http://translate.google.com.br/translate?hl=pt-

BR&langpair=en%7Cpt&u=http://perso.ens-

lyon.fr/christophe.crespelle/enseignements/ASR/cisco-config.pdf

Acessado em 20/03/2012.

• O protocolo OSPF – Universidade Federal do Espírito Santo,

disponível em:

http://www.inf.ufes.br/~zegonc/material/S.O.%20II/Protocolo%20OSPF

.pdf Acessado em 20/03/2012.