Redes de Computadores - Lista 5

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1) Quais alguns possíveis serviços um protocolo da camada de enlace pode oferecer
a camada de rede? Quais dos serviços da camada de enlace têm correspondentes no
IP? E no TCP?
Alguns dos possíveis serviços oferecidos por um protocolo da camada de enlace à uma
camada de rede são enquadramento de dados, a
● Enquadramento de dados - Quase todos os protocolos da camada de enlace
encapsulam cada datagrama da camada de rede dentro de um quadro da camada
de enlace antes de transmiti-lo pelo enlace.
● Acesso ao enlace - Um protocolo de controle de acesso ao meio (medium access
control — MAC) especifica as regras segundo as quais um quadro é transmitido pelo
enlace.
● Entrega confiável - Quando um protocolo da camada de enlace fornece serviço
confiável de entrega, ele garante que vai transportar sem erro cada datagrama da
camada de rede pelo enlace.
● Detecção e correção de erros. O hardware da camada de enlace de um nó receptor
pode decidir incorretamente que um bit de um quadro é zero quando foi transmitido
como 1 e vice-versa.
O serviço correspondente no IP é a detecção de erros (checksums) mas sem correção, pois
um datagrama que apresenta erros é descartado.
Já o TCP apresenta tanto entrega confiável, utilizando confirmações de recebimento (ACKs)
e retransmissões para garantir que os dados sejam entregues corretamente, quanto
detecção e correção de erros, utilizando checksums, assim, se um segmento de dados
apresentar erros, o TCP solicita a retransmissão desses segmentos.
2) Por que uma pesquisa ARP é enviada dentro de um quadro de difusão? Por que
uma resposta ARP é enviada em um quadro com um endereço MAC de destino
específico?
Uma pesquisa ARP é enviada em um quadro de difusão (broadcast) para obter o endereço
MAC correspondente a um endereço IP na rede local. O quadro de difusão permite que a
mensagem ARP alcance todos os dispositivos na rede, e o dispositivo com o endereço IP
solicitado responde com seu endereço MAC. Isso permite que o remetente obtenha o
endereço MAC necessário para enviar dados corretamente ao destinatário.
A resposta ARP é enviada em um quadro com um endereço MAC de destino específico,
direcionando a resposta diretamente ao dispositivo que fez a pergunta. Isso ocorre porque,
ao enviar a resposta, o dispositivo que possui o endereço IP solicitado sabe qual é o
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Exercícios de Fixação
endereço MAC do dispositivo que fez a pergunta ARP. O que otimiza a transmissão em vez
de enviar a resposta para todos os dispositivos na rede.
3) Considere três LANs interconectadas por dois roteadores, como mostrado na
Figura 5.33.
a) Atribua endereços IP a todas as interfaces. Para a Sub-rede 1, use endereços do
tipo 192.168.1.xxx; para a Sub-rede 2, use endereços do tipo 192.168.2.xxx, e para a
Sub-rede 3 use endereços do tipo 192.168.3.xxx.
Sub-rede 1 Sub-rede 2 Sub-rede 3
192.168.1.239 192.168.2.228 192.168.3.135
b) Atribua endereços MAC a todos os adaptadores.
Hospedeiro A: 55-A9-C8-00-20-05
Hospedeiro B: 31:01:71:06:E0:49
Hospedeiro C: 81:61:28:7B:AB:9B
Hospedeiro D: 9E:83:D0:76:58:E7
Hospedeiro E: B9:FF:DD:AE:01:92
Hospedeiro F: 0E:76:5A:B4:1A:58
Roteador R1: D5:74:C8:91:86:A5
Roteador R2: C0:36:70:20:DA:04
Sub-rede 1: 45:74:C8:BF:04:F8
Sub-rede 2: E4:61:A6:F5:1F:CC
Sub-rede 3: 64:2C:68:B7:FC:ED
c) Considere o envio de um datagrama IP do hospedeiro A ao hospedeiro F. Suponha
que todas as tabelas ARP estejam atualizadas. Enumere todas as etapas, como foi
feito no exemplo de um único roteador na Seção 5.4.1.
Sabendo que todas as tabelas ARP estejam atualizadas, teremos:
1. O hospedeiro A consulta sua tabela ARP para obter o endereço MAC do roteador
R1.
2. O hospedeiro A encapsula o datagrama IP em um quadro Ethernet com endereço
MAC de origem igual ao endereço MAC de sua interface sem fio e endereço MAC de
destino igual ao endereço MAC da interface sem fio do roteador R1.
3. O quadro Ethernet é transmitido pelo hospedeiro A e recebido pela interface sem fio
do roteador R1.
4. O roteador R1 consulta sua tabela de repasse para determinar que o datagrama
deve ser encaminhado para o roteador R2.
5. O roteador R1 encapsula o datagrama IP em um novo quadro Ethernet com
endereço MAC de origem igual ao endereço MAC de sua interface de saída para a
Sub-rede 3 e endereço MAC de destino igual ao endereço MAC da interface de
entrada do roteador R2 na Sub-rede 3.
6. O quadro Ethernet é transmitido pela interface de saída do roteador R1 para a
Sub-rede 3 e recebido pela interface de entrada do roteador R2 na Sub-rede 3.
7. O roteador R2 consulta sua tabela ARP para obter o endereço MAC do hospedeiro
F.
8. O roteador R2 encapsula o datagrama IP em um novo quadro Ethernet com
endereço MAC de origem igual ao endereço MAC de sua interface de saída para a
Sub-rede 2 e endereço MAC de destino igual ao endereço MAC da interface sem fio
do hospedeiro F.
9. O quadro Ethernet é transmitido pela interface de saída do roteador R2 para a
Sub-rede 2 e recebido pela interface sem fio do hospedeiro F.
10. O hospedeiro F recebe o quadro Ethernet, desencapsula o datagrama IP e entrega-o
ao processo de destino.
d) Repita (c), admitindo agora que a tabela ARP do hospedeiro remetente esteja vazia
(e que as outras tabelas estejam atualizadas).
Se a tabela ARP do hospedeiro A estiver vazia, o processo para enviar um datagrama IP
para o roteador R1 seria o seguinte:
1. O hospedeiro A envia uma pesquisa ARP em forma de quadro de difusão para a
rede local, perguntando: "Quem tem o endereço IP do roteador R1?" Isso é enviado
para todos os dispositivos na rede local do hospedeiro A.
2. O roteador R1 recebe a pesquisa ARP e responde diretamente ao hospedeiro A com
um quadro contendo seu endereço MAC e o endereço IP correspondente ao
roteador R1.
3. O hospedeiro A atualiza sua tabela ARP com o mapeamento de endereço IP para
endereço MAC do roteador R1, que foi fornecido na resposta ARP.
Assim, com a tabela ARP do hospedeiro A atualizada com o endereço do roteador R1, ele
poderá enviar o datagrama IP para o hospedeiro F seguindo os passos mencionados na
questão anterior.
4) Neste problema, você juntará tudo o que aprendeu sobre protocolos de Internet.
Suponha que você entre em uma sala, conecte-se a Ethernet e queira fazer o
download de uma página. Quais são as etapas de protocolo utilizadas, desde ligar o
computador até receber a página? Suponha que não tenha nada no seu DNS ou nos
caches do seu navegador quando você ligar seu computador. (Dica: as etapas
incluem o uso de protocolos da Ethernet, DHCP, ARP, DNS, TCP e HTTP.) Indique
explicitamente em suas etapas como obter os endereços IP e MAC de um roteador
de borda.
As etapas do protocolo utilizadas para fazer o download de uma página da Internet, desde
ligar o computador até receber a página, são:
1. O computador é ligado e inicializa a interface de rede Ethernet.
2. O computador envia uma mensagem de broadcast DHCP Discover para obter um
endereço IP do servidor DHCP.
3. O servidor DHCP responde com uma mensagem DHCP Offer, oferecendo um
endereço IP disponível para o computador.
4. O computador envia uma mensagem DHCP Request para solicitar o endereço IP
oferecido pelo servidor DHCP.
5. O servidor DHCP responde com uma mensagem DHCP Acknowledge, confirmando
o endereço IP atribuído ao computador.
6. O computador envia uma mensagem ARP Request para descobrir o endereço MAC
do roteador de borda, usando o endereço IP do roteador como destino.
7. O roteador de borda responde com uma mensagem ARP Reply, fornecendo o seu
endereço MAC ao computador.
8. O computador envia uma mensagem DNS Query para o servidor DNS, solicitando o
endereço IP do servidor web que hospeda a página desejada.
9. O servidor DNS responde com uma mensagem DNS Response, fornecendo o
endereço IP do servidor web ao computador.
10. O computador estabelece uma conexão TCP com o servidor web, enviando uma
mensagem SYN para iniciar a conexão.
11. O servidor web responde com uma mensagem SYN-ACK, confirmando a conexão
TCP.
12.O computador envia uma mensagem ACK para confirmar a conexão TCP
estabelecida.
13. O computador envia uma mensagem HTTP Request para solicitar a página desejada
ao servidor web.
14. O servidor web responde com uma mensagem HTTP Response, fornecendo a
página ao computador.
15. O computador recebe a página e a exibe no navegador. Para obter os endereços IP
e MAC do roteador de borda, o computador envia uma mensagem ARP Request
para o endereço IP do roteador, como descrito na etapa 6. O roteador de borda
responde com uma mensagem ARP Reply, fornecendo o seu endereço MAC ao
computador, como descrito na etapa 7. Com o endereço
5) O que significa para uma rede sem fio estar operando no “modo de
infraestrutura”? Se a rede não estiver nesse modo, em qual modo ela está e qual é a
diferença entre esse modo de operação e o de infraestrutura?
No modo de infraestrutura de uma rede sem fio, todos os dispositivos sem fio são
conectados por meio de um ponto de acesso central. Esse ponto de acesso desempenha o
papel crucial de transmitir o sinal sem fio e direcionar os pacotes de dados entre os
dispositivos sem fio e a rede com fio, caso exista. Além disso, o ponto de acesso pode
fornecer recursos extras, como autenticação de dispositivos, criptografia de dados e
gerenciamento de tráfego, para aprimorar a segurança e a eficiência da rede. Essa
abordagem permite uma comunicação eficiente e organizada entre os dispositivos sem fio e
a infraestrutura de rede.
Já se a rede não estiver operando modo de infraestrutura, ela estará no modo ad hoc,
também conhecido como modo ponto a ponto, onde a rede sem fio não opera com um
ponto de acesso central. Assim, cada dispositivo sem fio atua simultaneamente como
cliente e ponto de acesso, permitindo uma comunicação direta entre os dispositivos. Esse
modo é mais adequado para configurações temporárias ou redes menores em que os
dispositivos precisam se comunicar diretamente uns com os outros. Por outro lado, o modo
de infraestrutura é mais apropriado para redes com vários dispositivos sem fio que
necessitam de conexão com uma rede com fio, como a Internet.
6) Descreva o papel dos quadros de sinalização em 802.11.
Os quadros de sinalização no padrão de rede sem fio 802.11, conhecido como Wi-Fi,
desempenham um papel fundamental na comunicação e coordenação entre dispositivos
sem fio em uma rede. Existem três principais tipos de quadros de sinalização:
● Quadros de gerenciamento (Management frames): Usados para funções de
gerenciamento, como descoberta de rede, autenticação e associação de
dispositivos. Permitem que dispositivos sem fio identifiquem e se conectem a pontos
de acesso, trocando informações sobre as capacidades e configurações da rede.
● Quadros de controle (Control frames): Utilizados para controlar a transmissão de
dados na rede sem fio. Contêm informações de controle, como confirmações de
recebimento (ACK), solicitando retransmissões e notificações de liberação do canal.
● Quadros de dados (Data frames): Responsáveis pelo transporte dos dados entre
dispositivos sem fio. Encapsulam pacotes de dados do protocolo de camada
superior (como IP) e garantem a integridade e entrega confiável dos dados.
Além dos principais, existem outros quadros que desempenham funções de coordenação e
controle das comunicações sem fio, facilitando o gerenciamento da rede, a troca de
informações e a entrega confiável dos dados entre dispositivos sem fio.