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quinta-feira, 28 de junho de 2012

Redes de Computadores Avançado


Com este módulo pretende-se desenvolver conhecimentos práticos ao nível da segmentação e 
interligação de redes de computadores. 
Abordam-se as camadas superiores dos modelos de comunicação  standard, assim como o 
equipamento relacionado com as camadas desses modelos que são vocacionadas para a 
segmentação e interligação de redes. 
Serão ainda desenvolvidas competências ao nível da  administração das redes locais de 
computadores. 

Neste módulo aborda-se os seguintes temas:
  • A camada Rede do modelo OSI 
    • Routers e portos de interfaces de routers
    • Comunicações entre redes 
    • Conceitos sobre ARP e tabelas de ARP 
    • Protocolos de routing
  • A camada Transporte do modelo OSI 
    • Objectivo da camada 4 
    • Protocolos TCP e UDP 
    • Métodos de conexão por TCP 
  • Routing e endereçamento 
    • Determinação de caminhos no routing de pacotes 
    • Classes e endereços IP e endereços reservados 
    • Network ID e cálculo de hots por classe de IP 
    • Noção de subnetting
    • Criação de subnets
  • Noções sobre as camadas de Sessão e Apresentação do modelo OSI 
  • A camada de Aplicação do modelo OSI 
    • Objectivo da camada 5 
    • Aplicações de rede 
    • Utilitários de administração de redes

Os objectivos principais de aprendizagem neste módulo são:
  • Caracterizar as funções das camadas superiores do modelo OSI 
  • Caracterizar e descrever o funcionamento de Routers
  • Realizar subnetting de redes 
  • Caracterizar a interligação de redes 
  • Utilizar os utilitários mais comuns de administração de redes locais

segunda-feira, 25 de junho de 2012

Camada Rede do modelo OSI

Routers e portos de interfaces de routers

Os routers representam os nós entre redes. São os equipamentos mais caros de uma rede, mas também os mais importantes. Em todo mundo existem milhões interligados entre si, permitindo constituir o que chamamos de internet. Sem eles não seria possível comunicar entre computadores de redes diferentes.
Actualmente, estamos prestes a esgotar os endereços IP disponíveis na internet pelo uso do IP v. 4. Nos anos 80, nunca se pensou que esta situação pudesse ocorrer, uma vez que o número de computadores existentes na época não era significativo. Na tentativa de contornar esse problema, criou-se o NAT – NetworkAddress Translation.

Este protocolo é utilizado principalmente por routers e permite que uma rede privada tenha acesso à internet (rede pública), isto é, no inicio do desenvolvimento das redes todos os pc’s tinham um endereço IP fixo (pago) público. Desta forma, uma empresa com centenas ou milhares de computadores na sua rede estaria a “gastar” igual número de IP’s públicos para aceder à Internet. Com o aparecimento do NAT foi possível que redes privadas utilizassem IP’s da gama privada (ex. 10.0.0.12) e mesmo assim pudessem aceder a uma rede pública (Internet) sem a necessidade de um IP público por computador.


Comunicação entre redes

Cada router é dotado de memória. Esta varia de tamanho de router para router, tornando-se um parâmetro importante a ter em conta quando adquirimos um.
Nessa memória são armazenados endereços de forma estática ou dinâmica em forma de tabela. A diferença entre este tipo de endereçamento será abordada mais à frente.
Em qualquer computador, através da consola de MS-DOS, é possível ter acesso à tabela de encaminhamento do nosso PC, que são em tudo semelhantes às existentes nos routers. Digitando o comando netstat –r.

Quando o PC de uma rede privada tenta aceder a internet, esse pedido percorre a rede ate chegar ao router. Esse vai conferir a sua tabela e ao verificar que o pedido não pode ser satisfeito dentro da rede encaminha o pedido para o seu hierárquico superior, neste caso o servidor ISP, e assim sucessivamente ate que se encontre o destino (ou não). A solicitação do pedido fica guardada no router para que este possa receber a resposta e reencaminhá-la para a estação que o emitiu.


Conceitos sobre ARP e tabelas de ARP

ARP significa Address resolution protocol e corresponde a forma de associar um endereço físico num endereço virtual. As tabelas ARP são usadas pelos routers e “guardam” os endereços que foram acedidos pelo utilizador.

A tabela ARP pode ser usada nestas situações:
  • Quando duas estações estão na mesma rede e pretendem comunicar entre si, ou seja, de PC para PC;
  • Quando duas estações estão em redes diferentes e tem de aceder a um router para comunicar entre si, ou seja, de PC para router;
  • Quando um router tem de encaminhar um pacote de dados para um computador através de outro router, ou seja, de router para router;
  • Quando um router tem de encaminhar um pacote de dados para uma estação da sua rede, ou seja, de router para PC.

Rotas estatística e dinâmicas

Rotas estáticas:
Inseridas manualmente (implica pessoal especializado) através de comandos de administração para gerir a tabela de encaminhamento.

Vantagens:
  • Maior segurança, uma vez que existe apenas um caminho de entrada/saída da rede;
  • Processamento da informação no router mais rápido.
Desvantagens:
  • Sem redundância ou tolerância a falhas - no caso de um link falhar, perde-se a comunicação por completo, já que o router não irá tentar descobrir um caminho alternativo;
  • Em redes de grandes dimensões torna-se impraticável configurar todas as rotas manualmente.
Rotas dinâmicas:

Vantagens:
  • Garante redundância e tolerância a falhas;
  • Boa aplicabilidade para redes de grandes dimensões.
Desvantagens:
  • Falta de controlo nas rotas escolhidas (tarefa do protocolo de encaminhamento);
  • Processamento da informação no router mais lento devido aos cálculos impostos pelo protocolo de encaminhamento.


Routing e endereçamento

Determinação de caminhos no routing de pacotes

A determinação do caminho é o processo que o router usa para escolher o próximo salto no caminho para que o pacote vá em direcção ao seu destino. Esse processo é também chamado rotear o pacote. 

O router usa o endereço de rede para identificar a rede de destino de um pacote dentro de uma internetwork.

Sem uma estrutura de endereçamento hierárquico, os pacotes não seriam capazes de trafegar através de uma internetwork.

Classes e endereços IP e endereços reservados

Endereços IP:
 
A classe A possui endereços de 1.0.0.0 até 126.0.0.0, a primeira (8 bits) é endereço de rede, as últimas três partes (24 bits restantes) são endereços de utilizadores, assim como (N.H.H.H), então teremos 126 redes e 16.777.214 utilizadores por rede.

A classe B possui endereços de 128.1.0.0 até 191.255.0.0, as duas partes (16 bits) são endereços de rede, as duas últimas partes (16 bits restantes) são endereços de utilizadores, assim como (N.N.H.H), então teremos 16.385 redes e 65.534 utilizadores por rede.

A classe C possui endereços de 192.0.1.0 até 223.255.255.0, as primeiras 3 partes (24 bits) são endereços de rede, a última parte (8 bits restantes) é endereço de utilizadores, assim como (N.N.N.H), então teremos 2.097.152 redes e 254 utilizadores por rede.


Endereços Reservados:

A classe D possui endereços de 224.0.0.0 até 239.255.255.255, essa classe é usada para protocolos multicast.

A classe E possui endereços de 240.0.0.0 até 255.255.255.255, essa classe é experimental e reservada para uso futuro( quando já não houver mais capacidade para as últimas 3 classes suportarem os utilizadores, utiliza-se as classes D e E ).

O 0.0.0.0 e o 127.0.0.0 fazem parte  da gama de IP´s reservados.


Noção de Subnetting

Subnetting ou sub-redes é uma divisão de uma rede de computadores. A divisão de uma rede grande em redes menores resulta num tráfego de rede reduzido, administração simplificada, melhor performance de rede e impedir o esgotamento completo dos endereços IP. 
Uma sub-rede é um segmento físico de rede local que funciona num ambiente TCP/IP e que usa endereços IP derivados de um único valor de "Network ID". O que acontece na prática é que uma empresa/escola/organização adquire um endereço de rede (Network ID) à FCCN, que é a entidade que regula e atribui os endereços IP a nível nacional.

Criação de subnets:

Basicamente, para a criação de sub-redes devem ser tomadas em consideração 3 tópicos, a saber:
  • Determinar o número de bits de máquina a serem usados para sub-redes.  
  • Listar as novas identificações de sub-redes.  
  • Listar os endereços IP para cada nova identificação de sub-rede.
Para criar sub-redes, qualquer máquina tem que ter uma máscara de sub-rede que define que parte do seu endereço IP será usado como identificador da sub-rede e como identificador do host.
Uma máscara de sub-rede também é conhecida como subnet mask ou netmask .


Mascara de rede:

Cada máscara de sub-rede é um número de 32 bits que usa grupos de bits consecutivos de todos os números um (1) para identificar a parte referente à identificação de rede e de zeros (0) para identificar a parte referente ao host de um endereço IP.
Por exemplo, uma máscara de sub-rede normalmente usada com o endereço IP 131.107.16.200 é o seguinte número binário de 32 bits (11111111 11111111 00000000 00000000).