LABORATÓRIO DE REDES DE COMPUTADORES 1

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LABORATÓRIO DE REDES DELABORATÓRIO DE REDES DE
COMPUTADORESCOMPUTADORES
LABORATÓRIO DELABORATÓRIO DE
REDES DEREDES DE
COMPUTADORESCOMPUTADORES
Autor: Esp. Clóvis Tristão
Revisor : Ja ime Gross
I N I C I A R
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introduçãoIntrodução
O laboratório de redes de computadores tem a �nalidade de estudar as
teorias e práticas para o desenvolvimento de redes de computadores, usando
como infraestrutura: roteadores, switches, cabos e conectores para interligar
as redes. Essa disciplina é fundamental para entender a técnica básica de
conexão de equipamentos de redes e a interligação de redes locais.
Por meio dessa estrutura, o estudante pode comprovar na prática como os
equipamentos de redes se interconectam, quais as topologias empregadas na
construção de um ambiente computacional, tipos de softwares e hardware
que podem ser utilizados.
Neste roteiro, iremos tratar do funcionamento da camada de enlace, e como
ela atua no envio de dados pelo meio de comunicação, bem como
abordaremos os modelos de redes virtuais construídas com VLANs.
Nesta unidade, também trataremos de assuntos que envolvem os bastidores
de uma rede de dados, a infraestrutura de hardware e software, que são
utilizadas para interligar redes de computadores. Bons estudos!
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A ciência da computação, assim como a de Redes de Computadores, é uma
ciência que estuda técnicas, métodos e ferramentas computacionais, que
automatizam os processos e métodos, para trazer uma solução
computacional para os sistemas de informações ou processamento dos
dados, bem como sua transmissão pelos meios de comunicação.
A camada de enlace utiliza-se dessas técnicas e processos para lidar com os
dados que são repassados pela camada rede, todas essas camadas, como já
sabemos, pertencem à arquitetura TCP/IP, que segue o modelo OSI. A camada
de enlace detecta e corrige os erros que são encaminhados da camada física,
do controle e ordenamento dos dados ou dos pacotes e seu �uxo dentro do
meio de transmissão. Ela que estabelece em qual tipo de meio de transmissão
o computador ou dispositivo está conectado, com isso é capaz de determinar
a velocidade de tráfego.
Os equipamentos envolvidos na camada de enlace são diversos, desde
computadores a roteadores, e a camada usa diversos protocolos e regras, tais
como PPP, LAPB, Ethernet. Na rede Ethernet, as placas de rede possuem um
Comutação daComutação da
Camada de EnlaceCamada de Enlace
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endereço físico, ao qual chamamos de endereço MAC ( Media Access Control ),
que é um endereço único no planeta, e não se repete nunca, esse endereço é
gravado na memória do equipamento e possui um identi�cador ou etiqueta
externa. A subcamada de enlace LLC ( Logical Link Control ), ajuda no controle
de �uxo de dados e também na multiplexação dos canais de dados, que
agregam diversos protocolos, que podem conviver em redes multiponto para
o transporte dos dados no meio físico.
A camada de enlace segue alguns padrões, que são um pouco diferentes dos
padrões das camadas acima, segundo a (IETF, 2020), que usam as RFCs (
Request For Comments ), a camada de enlace é gerenciado por múltiplos
padrões que se conversam, através de protocolos que se integram. Digamos,
que essa camada é uma bagunça de padrões, mas que são de alguma forma
organizados quando precisam conversar com outras camadas.
Achamos que, neste capítulo, é conveniente nos referirmos a
qualquer dispositivo que rode um protocolo da camada de enlace
como um nó. Os nós incluem hospedeiros, roteadores,
comutadores e pontos de acesso Wi-Fi. Também nos referirmos aos
canais de comunicação que conectam nós adjacentes nos
caminhos de comunicação como enlaces. Para levar um
datagrama de um hospedeiro de origem até um de destino, o
datagrama tem de ser transportado sobre cada um dos enlaces
individuais existentes no caminho �m a �m (KUROSE, J. F.; ROSS, K.
W., 2013, p. 322).
Segundo Kurose e Ross (2013), para o transporte do pacote, também
conhecido como datagrama, precisamos de um enlace de comunicação que
faça a comunicação �m a �m. Na Figura 2.1, podemos visualizar o enlace e
seu caminho �m a �m, com conexões cabeadas e sem �o.
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A camada de enlace possui um padrão que é, de acordo com a tecnologia e o
meio físico, que utiliza múltiplos padrões e protocolos, sendo usados para
ligar a camada de enlace à camada física.
Existem dois tipos de acesso ao meio através da camada de enlace, o acesso
ponto a ponto e o acesso tipo broadcast.
Acesso ponto a ponto, mesmo existindo uma conexão com vários
visitantes, a conexão se dará com um único de cada vez. Os
protocolos utilizados são o PPP e o HDLC.
Acesso Broadcast, vários visitantes ou computadores e servidores
estão conectados em um único meio de transmissão. Portanto, a
transmissão acontece por difusão, onde todos se comunicam ao
mesmo tempo.
As redes possuem protocolos e regras, como vimos acima e, no caso da
camada de enlace, são conhecidos como protocolos de acesso múltiplo ao
meio. Eles são divididos em categorias, tais como Protocolo de Divisão do
Canal, Protocolo de Acesso Aleatório e  Protocolo de Revezamento.
Protocolos de Divisão do Canal: TDMA, FDMA, CDMA
Protocolos de Acesso Aleatório: Slotted ALOHA, ALOHA, CSMA/CD
Protocolos de Revezamento: Pooling e Token.
Figura 2.1 - Enlace de dados, cabeados e sem �o 
Fonte: Kurose e Ross (2013, p. 322).
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A comutação dos dados, é a forma como as informações são encaminhadas
de diversas formas para vários destinos. A comutação é composta de 03
técnicas: Comutação de Circuitos, Comutação de Pacotes e Comutação
Mensagem.
Comutação de Circuitos : técnica usada para envio dos dados pelo
canal, ele solicita acesso ao meio físico, o canal é reservado, a
mensagem é transmitida e o canal é fechado. Como se fosse uma
ligação telefônica
Comutação de Pacotes : técnica usada para o envio de dados pelo
canal, e essa informação é dividida em fragmentos de pacotes. Os
pacotes são encaminhados em pacotes menores, e não necessitam
reservar o canal. Portanto, todos os computadores podem enviar os
dados ao mesmo tempo. Cada pacote possui endereço de origem,
endereço de destino e dos nós intermediários
Comutação de Mensagem : técnica usada para envio de dados, sem
um caminho �xo. Os pacotes são divididos em pedaços, para serem
enviados. E os pacotes contém endereços de origem e destino.
Como vimos, são diversas as formas de acesso ao meio, usando sempre a
camada de enlace de dados. Na próxima seção, iremos estudar os tipos de
VLANs, que criam as redes virtuais dentro de uma rede local.
praticarVamos Praticar
No campo da comutação dos dados pela camada de enlace, temos uma técnica que
multiplexa os dados e os encaminha em vários pedaços de dados, com origem,
destino e endereços intermediários, durante o caminho dos dados, e nesse meio de
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comunicação vários computadores podem encaminhar pacotes ao mesmo tempo.
Com base no texto, assinale a alternativa correta.
a) Comutação de Mensagem.
b) Comutação de Textos.
c) Comutação de Circuito.
d) Comutação de Pacotes.
e) Comutação de Dados.
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Segundo Kurose e Ross (2013), a rede de computadores LAN tem vários
gargalos, e um deles é o excesso de broadcast na rede, pois não possui nada
que isole a difusão de dados para todo o segmento de rede. O uso das redes
virtuais são uma forma de solucionar esse problema.
A VLAN possui a habilidade de segmentar a redee resolver os problemas de
broadcast. Com isso, resolve outros problemas, como a falta de desempenho.
O Switch com VLAN tem a função de segmentar a rede e melhorar o
desempenho, além de trazer segurança para a rede local. Com a VLAN existe
a possibilidade de reunir vários segmentos de rede, em VLAN, dentro do
Switch, apenas ajustando a con�guração do Switch. Para os computadores da
rede local, essa divisão de segmentos é indiferente, desde que o computador
seja permitido pelo Analista de Redes, ele pode acessar outras máquinas na
VLAN. 
VLANsVLANs
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Figura 2.2 - Duas VLANs usando um switch con�gurado com VLAN 
Fonte: Kurose e Ross (2013, p. 358).
Redes VLAN são usadas nos dias de hoje para facilitar a divisão e organização
das redes dentro do Switch.
As VLANs em uma rede local transformam as redes em ambientes
controlados e separados, possibilitando ao administrador controlar o �uxo de
dados entre as redes, pode criar quantas redes forem necessárias, mas o
switch possui um limitante, que chega perto de 4000 VLANs por equipamento.
As VLANs se baseiam em switches especialmente projetados para
reconhecer VLANs, embora também possam ter alguns switches na
periferia. Para con�gurar uma rede baseada em VLAN, o
administrador da rede decide quantas VLANs haverá, quais
computadores estão em cada VLAN e qual será o nome de cada
VLAN. Com freqüência, as VLANs são identi�cadas (informalmente)
por cores, pois assim é possível imprimir diagramas de cores
mostrando o layout físico das máquinas, com os membros da LAN
vermelha em vermelho, os membros da LAN verde em verde e
assim por diante. Desse modo, os layouts físico e lógico são visíveis
em um único diagrama (TANENBAUM, 2003, p. 259).
Uma VLAN é interessante porque segmenta a rede, tornando-a mais
gerenciável e eliminando os gargalos e os broadcasts.
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Mas isolando as redes usando as VLANs, criamos outro problema, como uma
rede irá conversar com a outra já que pertencem a redes diferentes?
Felizmente, os fornecedores e fabricantes de equipamentos de rede facilitam
a vida do administrador de redes e con�guram os comutadores de modo que
ele funcione como roteador de pacotes, e contenha portas que, quando
con�guradas, permitem que as VLANS em uma rede física troquem
informações, mas todo o gerenciamento e controle é realizado pelo
administrador da rede.
Caso sua rede VLAN comece a crescer de forma escalável, esses comutadores
possuem portas trunk, que permitem interligar VLANs e, com isso, a escala e
crescimento da rede é garantida e existe um protocolo VTP (Virtual Trunk
Protocol), que organiza os pacotes e sabe onde cada rede virtual está
localizada, e coloca um rótulo no cabeçalho indicando a qual rede o pacote
pertence, ou se ele é um pacote que será encaminhado para fora da rede
local. Na Figura 2.3, podemos ver em: (a) o trunk entre os roteadores; e em (b)
as redes virtuais locais devidamente con�guradas. 
Figura 2.3 - Redes Virtuais Locais 
Fonte: Kurose e Ross (2013, p. 359).
Vimos que as VLANs, facilitam a vida do administrador de redes, e melhoram
o desempenho da rede. Vimos que as VLANs podem ser baseadas em portas,
mas existem diversos tipos de VLANs, por exemplo VLAN baseada em MAC,
como ela é baseada ao endereço físico do dispositivo, quando esse
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equipamento é conectado a uma determinada porta, ele identi�ca em qual
VLAN o equipamento está conectado. O administrador da rede faz toda essa
con�guração dos equipamentos que serão usando em VLANs baseadas em
MAC. E na camada de enlace de dados, o pacote ganha um rótulo a mais,
identi�cando em qual rede virtual ele pertence. Na Figura 2.4, podemos ver
essa identi�cação de rótulo no cabeçalho. 
O conceito de VLAN veio para reduzir o emaranhado de cabos dentro dos
edifícios e permitir uma organização das redes de forma virtual, melhorando
a infraestrutura da rede e facilitando o dia a dia do administrador. O padrão
802.1Q do IEEE, que desenvolveu as regras para redes virtuais locais.
Como vimos, as redes virtuais locais separam a topologia lógica da topologia
física das redes e possibilita o uso das VLANs em suas redes locais. Na
próxima seção, iremos analisar os comandos e con�gurações de redes VLAN. 
praticar
Figura 2.4 - Identi�cação do cabeçalho de um pacote IP, que diz a qual rede
virtual ele pertence 
Fonte: Kurose e Ross (2013, p. 359).
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praticarVamos Praticar
Na camada de enlace de dados, os pacotes de redes virtuais locais possuem alguns
incrementos em seu cabeçalho, que foram de�nidos pelo comitê do IEEE 802.1Q, e
essas informações são de�nidas por um protocolo que faz parte das redes virtuais
locais. Responda, qual é o protocolo utilizado?
a) PPP
b) SMTP
c) HTTP
d) VTP
e) BGP
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Os equipamentos de rede possuem uma con�guração pré-de�nida, mas o
administrador de rede é perfeitamente capaz de recon�gurar o switch de
forma a atender as suas necessidades de rede.
Para sua con�guração inicial e futuras, recomendo o uso de simuladores de
redes Packet Tracer ou GNS3, são programas de computador gratuitos que
podem ser usados para con�gurar uma rede por completo e entender todos
os conceitos envolvidos nesta disciplina.
Em uma rede local virtual, você pode segmentar a rede de forma lógica
usando a VLAN, com isso você pode trafegar em uma parte da rede os dados
sigilosos da organização. Com a VLAN, você tem o controle total da rede e de
seus usuários. Garantindo segurança para a rede, seus computadores,
servidores e usuários.
Pode-se con�gurar portas especí�cas no switch, e essas con�gurações podem
ser realizadas usando uma interface grá�ca ou simplesmente uma interface
de linha de comando. Para usar essa interface de linha de comando, o switch
ComandosComandos
Avançados deAvançados de
Con�guração VLANCon�guração VLAN
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possui uma porta especí�ca, onde conecta-se a um notebook, através de um
cabo de rede ou um cabo serial, e por meio de um software, você faz a
conexão no Switch e passa a con�gurá-lo por linha de comando. Para tanto,
você precisa conhecer o equipamento e também o motivo para utilizá-lo ou
con�gurá-lo. Uma rede de computadores precisa ser bem planejada, para o
sucesso de sua implementação. 
saibamaisSaiba mais
O site da Cisco apresenta de forma clara e
didática como podemos con�gurar um
switch, e habilitar a função VLAN, que hoje
está presente na grande maioria dos
equipamentos dessa linha de switch/router.
Para saber mais, acesse o site.
ACESSAR
Pode-se acessar diversas con�gurações de roteadores e simular sua
con�guração na prática, usando a web, mas recomendamos o uso de
simuladores.
Para o estudo de comandos avançados, o software GNS3 é necessário, ele é
especí�co para quem deseja aprender sobre redes e comandos avançados.
Abaixo, segue uma con�guração típica de uma rede VLAN: 
https://www.cisco.com/c/pt_br/support/docs/smb/switches/cisco-small-business-300-series-managed-switches/smb5653-configure-port-to-vlan-interface-settings-on-a-switch-throug.html
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Con�gurando roteamento entre vlans.
Router>enable
Router#con�gure terminal
Router(con�g)#interface fastEthernet 0/1
Router(con�g-if)#no shutdown
Router(con�g-if)#exit
Router(con�g)#interface fastEthernet 0/0.1 (ID da sub-interface)
Router(con�g-subif)#encapsulation dot1Q 10 (ID da vlan)
Router(con�g-subif)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
Router(con�g-subif)#exit
Router(con�g)#interface fastEthernet 0/0.2 (ID da sub-interface)
Router(con�g-subif)#encapsulation dot1Q20 (ID da vlan)
Router(con�g-subif)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
Podemos veri�car que existem soluções em software livre para a criação de
um laboratório de redes de forma simulada, com uma excelente qualidade e
realidade de como uma rede local funciona, e claro, dada as devidas
proporções. Na próxima seção, vamos tratar do protocolo VT, usado em
conjunto com a VLAN.
i
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praticarVamos Praticar
Usando o GNS3, pense em uma solução que melhore o desempenho e a taxa de
transmissão de uma rede que possui um backbone com 04 switches interligados. Se
preferir, pode utilizar a ferramenta Packet Tracer e fazer uma simulação de como as
mensagens são encaminhadas.
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O protocolo VTP (Virtual Trunking Protocol) criado pela Cisco para garantir
uma manutenção das con�gurações de redes VLANs. As VLANs são
conectadas dentro de uma estrutura de switch/router e são con�guradas em
cada switch que pertence a rede.
O VTP, é usado para sincronizar as informações e distribuí-las entre as VLANs,
que são con�guradas na rede local, as con�gurações são distribuídas pelo
backbone criado entre as VLANs, e quem realiza essa con�guração é o
administrador da rede local. As informações são propagadas de tempos em
tempos, ou a cada ocorrência de mudança na rede.
O protocolo VTP, trabalha de 3 modos distintos, para atender a demanda da
rede virtual. São eles: Modo cliente, Modo Servidor e Modo Transparente.
O Protocolo VTP (O Protocolo VTP (
Virtual TrunkVirtual Trunk
Protocol Protocol ))
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Como vimos, o protocolo VTP é de extrema importância para o
gerenciamento de uma rede virtual local. Auxiliando na manutenção das
VLANs e seu gerenciamento.
praticarVamos Praticar
O protocolo VTP possui um método de gerenciamento, o qual ele pode alterar, criar
e apagar informações, e encaminhar para um switch em especí�co. Esse switch é
considerado especial na VLAN, e pode ser acionado a qualquer momento,
dependendo da necessidade do administrador da rede. Sabendo disso, responda à
seguinte questão: que switch é esse?
a) Switch cliente.
b) Switch servidor.
Switch
Envia os dados de forma centralizada
para cada porta de comunicação.
Existem switches de 8, 12, 24, 36 portas.
Essa transmissão é realizada de forma
simultânea; com isso, aumenta o
desempenho da rede local.
123rf.co
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c) Switch local.
d) Switch transparente.
e) Switch backup.
reflitaRe�ita
Como uma rede de dados LAN
funcionava sem o auxílio das VLANs?
Pense e re�ita sobre o assunto, quais
os principais gargalos nas
con�gurações das redes quando não
existia as VLANs? Faça uma pesquisa
no livro de Redes de Computadores,
do Andrew Tanenbaum, e busque
essas respostas e re�exões, uma
pouco de história é sempre bom para
entendermos o cenário atual das
redes de computadores.
Fonte: Tanenbaum (2003, p. 257).
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indicações
Material
Complementar
LIVRO
Rede de Computadores
Editora : Pearson
Autor : Andrew S. Tanenbaum
ISBN : 9788535211856
Comentário : Livro didático, traz todas as informações
pertinentes para o entendimento sobre redes de
computadores e LAN e VLANs, bem como todo o seu
contexto histórico.
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https://ambienteacademico.com.br/course/view.php?id=18067 21/24
WEB
Con�igurar ajustes da rede de área local
virtual (VLAN) em um roteador
Ano : 2018
Comentário : O vídeo disserta sobre como con�gurar
um roteador Cisco, para que ele atue em uma rede
virtual local ou VLAN, de forma didática, discorre sobre
os comandos que são usados para preparar um
roteador modelo RV34X Series. Bom �lme.
Para conhecer mais sobre o �lme, acesse o trailer a
seguir.
Acesso em 17/04/2020.
A C E S S A R
https://youtu.be/Bs3Hx1z0qrA
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conclusão
Conclusão
As redes de computadores atualmente têm tomando o nosso dia a dia e se
tornado necessárias para a realização de qualquer tarefa.
Para entender sobre o assunto, é necessário um estudo aprofundado, como
�zemos nesse roteiro, pois, apesar de realizarmos um recorte na disciplina,
abordamos a camada de enlace e as VLANs, que são importantes no cenário
de con�guração de redes locais virtuais, facilitam a implementação de rede
locais, bem como a sua con�guração; usando novas tecnologias e novos
protocolos.
Os equipamentos contemporâneos praticamente se autocon�guram,
bastando que o administrador da rede apenas realize pequenos ajustes de
acordo com a necessidade e demanda.
Quando se pensa em uma rede, deve-se levar em conta se há a necessidade
de implementar uma VLAN, e geralmente isso é feito e con�gurado; porém
deve ser bem planejado, para evitar o superdimensionamento ou falta de
escalabilidade.
Esperamos, com esse material, ter contribuído de forma singela com um
pouco de conhecimento; que ele possa ser útil para sua vida acadêmica e
pro�ssional. Até breve!
referências
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referências
Referências
Bibliográ�cas
ETF. Request for Comments (RFC) , Disponível em:
https://www.ietf.org/standards/rfcs/ . Acesso em: 10 abr. 2020.
KUROSE, J. F.; ROSS, K. W. Redes de computadores : uma abordagem top-
down. 6. ed. Belo Horizonte: Pearson, 2013.
TANENBAUM, A. S. Redes de computadores . 4. ed. Rio de Janeiro: Editora
Elsevier, 2003. 632 p.
https://www.ietf.org/standards/rfcs/
25/11/2022 18:09 Ead.br
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