723791620-Relato-rio-Redes-e-Sistemas-Distribui-dos

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ENGENHARIA DE SOFTWARE
ALANA RAYSSA DE REZENDE DUARTE - 3229948102
PORTFÓLIO – RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA:
REDES E SISTEMAS DISTRIBUÍDOS: RELATÓRIO DE SIMULAÇÃO
DE REDE DE COMPUTADORES NA EMPRESA SUPER TECH
LONDRINA/PR
2022
ALANA RAYSSA DE REZENDE DUARTE - 3229948102
PORTFÓLIO – RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
REDES E SISTEMAS DISTRIBUÍDOS: RELATÓRIO DE SIMULAÇÃO
DE REDE DE COMPUTADORES NA EMPRESA SUPER TECH
Portfólio de aula prática apresentada a disciplina
de Redes e Sistemas Distribuídos em Engenharia
de Software, da Universidade Pitágoras Unopar,
como parte dos requisitos necessários à obtenção
de pontos para a média semestral.
Orientador: Gilberto Fernandes Junior
Co-orientador: Jessica Fernandes Lopes
LONDRINA/PR
2022
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 3
2 DESENVOLVIMENTO 4
2.1 MÉTODO 5
2.2 RESULTADOS OBTIDOS 8
3 CONCLUSÃO 16
REFERÊNCIAS 17
https://docs.google.com/document/d/1nWt4r3ffBo5m-Eejj34RoQxh__c1M6CA/edit#heading=h.35nkun2
https://docs.google.com/document/d/1nWt4r3ffBo5m-Eejj34RoQxh__c1M6CA/edit#heading=h.1ksv4uv
https://docs.google.com/document/d/1nWt4r3ffBo5m-Eejj34RoQxh__c1M6CA/edit#heading=h.44sinio
1 INTRODUÇÃO
O presente trabalho aborda sobre a parte prática referente aos estudos
realizados na matéria de Redes e Sistemas distribuídos relacionando a prática com
alguns dos conteúdos abordados como: introdução a redes de computadores, o
modelo de referência OSI e TCP/IP, os protocolos de redes, sub-redes, Ethernet e
IPv6, conceitos de sistemas distribuídos, processos e comunicação em sistemas
distribuídos, aspectos de projeto dos sistemas distribuídos, gerência de desempenho
e configurações.
Justifica-se pela importância da relação entre a prática e as teorias estudadas,
para uma maior compreensão do conteúdo. Com a simulação de construção de uma
rede de classe C, pode-se interagir com os conceitos de comunicação de dados e
redes de computadores, identificando e diferenciando os tipos, topologias,
equipamentos de redes e os principais protocolos e arquiteturas de redes.
Levando em consideração a intensidade de utilização de redes de
computadores na atualidade torna-se muito importante a capacidade de construção
de soluções computacionais distribuídas e compreender técnicas para saber como
utilizar, analisar, projetar, programar e manter os sistemas distribuídos.
Assim, o objetivo principal deste trabalho é simular uma rede de classe C para
a empresa Super Tech, distribuindo-a entre quatro departamentos, utilizando
equipamentos, protocolos e configurações presentes em situações reais e descrever
os procedimentos realizados em um relatório.
O relatório pretende abordar como foi realizada a simulação no programa
Cisco Parket Tracer, descrevendo os comandos utilizados para a configuração dos
switches, exemplificando como foi realizada a construção de toda a simulação e os
testes efetuados ao final do projeto.
Para tanto, será necessário como recurso, a instalação do software Cisco
Packet Tracer, o acesso a um computador e o acesso à internet. O referencial
teórico que auxiliou na construção do trabalho aborda sobre temas referente às
redes de computadores, destacando conceitos de autores como FOROUZAN e suas
abordagens abrangentes e acessíveis à teoria e aplicação de rede, de TANENBAUM
e suas explicações sobre o funcionamento das redes, de KUROSE e seus conceitos
de protocolos e redes de computadores etc.
2 DESENVOLVIMENTO
O conteúdo de redes necessita de uma abordagem que proporcione o
desenvolvimento de conhecimentos teóricos e que também possibilite uma
experiência prática enriquecendo ainda mais os conhecimentos adquiridos. Nesse
sentido, e levando em consideração a intensidade da utilização de redes na
atualidade, a experiência prática é de extrema importância, não apenas para
profissionais da área de tecnologia da informação, mas também para o
desenvolvimento e evolução de qualquer pessoa inserida em um mundo tão
globalizado e digital.
As redes são muito importantes atualmente, englobando utilizações em
aplicações comerciais, domésticas, usuários móveis e ainda relacionada a questões
sociais. A construção e configuração de uma rede permite visualizar e entender
melhor a importância do seu bom funcionamento. FOROUZAN (2010) define rede
como:
“Uma rede é um conjunto de dispositivos (normalmente conhecido como
nós) conectados por links de comunicação. Um nó pode ser um computador,
uma impressora ou outro dispositivo de enviar e/ou recepção de dados, que
estão conectados a outros nós da rede” (FOROUZAN, 2010, p.7).
Além do entendimento sobre redes de comunicação e suas funcionalidades é
importante conhecer as topologias de redes de comunicação que podem ser
definidas como físicas ou lógicas, a primeira diz respeito ao layout físico e a segunda
é correspondente a forma de transmissão dos dados na rede. Conhecer sobre as
topologias proporciona a construção de uma estrutura adequada a demanda,
representando economia financeira e de infraestrutura e, ainda, uma gestão de toda
a rede de forma mais eficiente.
Independente do ambiente em que será configurada uma rede, para planejar
uma topologia de rede que satisfaça as demandas do projeto é necessário
planejamento, identificação de equipamentos que vão suprir a necessidade e fazer
as configurações de acordo com as necessidades identificadas.
Além da topologia, a subdivisão de uma rede em sub-redes e a configuração
de Vlans possibilita uma segmentação da rede que pode ser oportuna de acordo
com a necessidade de segurança e de autonomia da rede, conforme TANEBAUM
(2011):
“É importante saber quem está conectado a cada LAN? Afinal, em quase
todas as organizações, todas as LANs estão interconectadas. A resposta é
sim, isso com frequência é importante. Os administradores de redes gostam
de agrupar os usuários em LANs de modo a refletir a estrutura
organizacional, em lugar do layout físico do prédio, por várias razões. Uma
delas é a segurança. Uma LAN poderia hospedar servidores Web e outro
computadores voltados para uso público. Outra LAN poderia hospedar
computadores que contivessem os registros do departamento de recursos
humanos, que não devem ser passados para fora do departamento [...] uma
segunda questão é a carga. Algumas LANs são utilizadas mais
intensamente que outras, e pode ser interessante separá-las” (TANEBAUM,
2011, p 215)
2.1 MÉTODOS
A fim de atender aos objetivos propostos será estudado o software Cisco
Packet Tracer, versão 8.1.1 para Windows, objetivando a construção de um cenário
virtual baseado na necessidade real estipulada pela criação de uma rede lógica com
quatro departamentos: Engenharia, Compras, TI Interno e Infraestrutura. Cada
departamento com 20 estações, 2 servidores, 2 impressoras, com um total de 24
host’s. Foi solicitada a criação de uma rede de classe C e com a topologia em
estrela. Para a numeração IP, uma utilização de sequência nas sub-redes de acordo
com a máscara adotada. Além disso, nos departamentos de Engenharia e TI Interno
foram solicitados IPs estáticos e nos departamentos de Compras e Infraestrutura IPs
dinâmicos, de maneira que sigam a sequência dos IPs estáticos.
Para a construção da simulação, primeiro será necessário fazer o cálculo da
máscara de sub-rede. Sabendo que foi solicitada uma rede da classe C, com 27 bits
reservados para rede, sobrando 5 bits para os host’s, e calculando: 25-2=30 foi
encontrado que serão 30 host’s (IPs) disponíveis para utilização e a máscara de
sub-rede será 255.255.255.224, como representado na figura 2.
Figura 2 – Cálculo de máscara de sub-rede
Fonte: elaborada pela autora
Dessa forma, sabendo a quantidade de host’s para cada departamento (24
host’s) e a máscara de sub-rede (255.255.255.224), foram separados os IPs para
cada departamento e subdivididos para as vlans, ficando descritos nos quadros 1, 2,
3 e 4.
Quadro 1 – Departamento de Engenharia (IPs estáticos)
Rede 192.168.123.0/27
Broadcast 192.168.123.31/27
Máscara 255.255.255.224
Vlan 1 192.168.123.1
Vlan 2192.168.123.14
1° IP válido 192.168.123.1
Último IP válido 192.168.123.30
N°s de Host’s 30
Fonte: Elaborada pela autora
Quadro 2 – Departamento de Compras (IPs dinâmicos)
Rede 192.168.123.32/27
Broadcast 192.168.123.63/27
Máscara 255.255.255.224
Vlan 1 192.168.123.33
Vlan 2 192.168.123.46
1° IP válido 192.168.123.33
Último IP válido 192.168.123.62
N°s de Host’s 30
Fonte: Elaborada pela autora
Quadro 3 – Departamento de TI Interno (IPs estáticos)
Rede 192.168.123.64/27
Broadcast 192.168.123.95/27
Máscara 255.255.255.224
Vlan 1 192.168.123.65
Vlan 2 192.168.123.78
1° IP válido 192.168.123.65
Último IP válido 192.168.123.94
N°s de Host’s 30
Fonte: Elaborada pela autora
Quadro 4 – Departamento de Infraestrutura (IPs dinâmicos)
Rede 192.168.123.96/27
Broadcast 192.168.123.127/27
Máscara 255.255.255.224
Vlan 1 192.168.123.97
Vlan 2 192.168.123.110
1° IP válido 192.168.123.97
Último IP válido 192.168.123.126
N°s de Host’s 30
Fonte: Elaborada pela autora
Para a simulação, foi realizado o download do software Cisco Packet Tracer,
que é um software gratuito (tipo de licença freeware) que possibilita a simulação de
redes e interação com equipamentos e configurações semelhantes a situações
reais. Para o download do programa, foi necessário o cadastro na plataforma de
ensino da Cisco – Cisco Networking Academy e a inscrição no curso “Introduction to
Packet Tracer” para ter acesso ao download do programa. Foi utilizada a versão
8.1.1 neste trabalho.
2.2 RESULTADOS OBTIDOS
Depois da instalação, para iniciar a construção solicitada, foram selecionados
quatro switch 2950T-24 (que podem ser visualizados na figura 1 – Switchs
2950T-24), cada um para um departamento. O modelo de switch 2950T-24
disponibiliza vinte e quatro portas de acesso Fast Ethernet e duas portas de uplink
Gigabit Ethernet.
Figura 1 – Switch 2950T-24
Fonte: Print feito na plataforma Cisco elaborado pela autora
Em seguida foram inseridos todos os equipamentos: 20 PC-PT, 2 Server-PT e
2 Printer-PT para cada departamento, todos conectados com o cabo Cooper
Straight-Through.
Para fazer a configuração do Switch do departamento de Engenharia, que
precisava ser com entrega de IPs estáticos, ao clicar no switch e selecionar a opção
“CLI” foi inserido o comando “enable” para acessar o modo de usuário privilegiado.
Em seguida, foi inserido o comando “configure terminal” para acessar o modo de
configuração. E para mudar o nome do switch, relacionando-o com o departamento
de Engenharia, foi utilizado o comando “hostname Engenharia”, como demonstra a
figura 3.
Figura 3 – Configuração do switch
Fonte: Print feito na plataforma Cisco elaborado pela autora
Para acessar a vlan 2 foi utilizado o comando “vlan 2” e para nomeá-la o
comando “name vlan2” e, em seguida, o comando “exit” para sair e voltar para a
configuração raiz. Assim, com a vlan1 já criada por default e configurada a criação
da vlan2 foi necessário incluir na configuração os IPs para as vlans. Para isso, foi
utilizado o comando “interface vlan 1” para acessar a interface de vlan 1 e incluído o
IP 192.168.123.1 (correspondente a vlan1) e a máscara 255.255.255.224 utilizando
o comando “ip address 192.168.123.1 255.255.255.224”. Para ativar essa vlan foi
utilizado o comando “no shutdown” e o comando “exit” para voltar para a
configuração raiz, assim como representado na figura 4.
Figura 4 – Configuração de IP para vlan1
Fonte: Print feito na plataforma Cisco elaborado pela autora
Para a configuração da vlan2 ao inserir o comando “interface vlan 2” o
terminal já informa a ativação da vlan2, assim, não é necessária fazer a
configuração com o comando “no shutdown” como foi realizado para a vlan1. Foi
incluído o IP 192.168.123.14 para a vlan2 com o comando “ip address
192.168.123.14 255.255.255.224” e exit para voltar para a configuração raiz, como
demonstrado na figura 5.
Figura 5 – Configuração de IP para vlan2
Fonte: Print feito na plataforma Cisco elaborado pela autora
Para acessar a configuração da porta gigabit foi utilizado o comando “interface
gigabitEthernet 0/1” e para liberar a comunicação entre switches foi utilizado o
comando “switchport mode trunk” e para liberar essa porta trunk para se comunicar
com todas as vlans foi inserido o comando “switchport trunk allowed vlan all”, depois
o comando “exit” para voltar a configuração raiz e fazer o mesmo processo com a
segunda porta gigabit, com os comandos: “interface gigabitEthernet 0/2”, “switchport
mode trunk”, “switchport trunk allowed vlan all” e “exit”. Para liberar as portas access
da vlan2 foram utilizados os comandos “interface range fastEthernet 0/13 –
fastEthernet 0/24” para selecionar o range de portas, “switchport access vlan2”, “exit”
e novamente “exit” para sair e ainda “wr” e "copy running-config startup-config" para
salvar as configurações inseridas, como consta na figura 6.
Figura 6 – Liberando as portas
Fonte: Print feito na plataforma Cisco elaborado pela autora
Depois de finalizada a configuração, foi inserido o endereço IP, a máscara de
sub-rede e o gateway (endereço de broadcast) em cada equipamento manualmente
um por um. Para isso foi necessário clicar no equipamento, selecionar a opção
“Desktop” e depois selecionar a opção “IP Configuration” e nesse ambiente, depois
de selecionar a opção “Static”, foi preenchido o IP referente a cada equipamento no
campo “IPv4 Address”, foi inserida a máscara de rede 255.255.255.224 em todos os
equipamentos inserindo esse número campo “Subnet Mask” e o endereço de
broadcast de acordo com a sub-rede no campo “Defaut Gateway”, todos os dados
inseridos em cada aparelho estão informados nos quadros 1 e 2, que são as
sub-redes cadastradas com IP estáticos.
Realizado esse procedimento, já é possível verificar a distribuição das Vlans
passando o mouse sobre o switch na plataforma Cisco Packet Tracer, ou ainda para
ter um panorama geral, no terminal do switch inserir o comando “show
running-config” que possibilita verificar todas as configurações realizadas, como
demonstra a figura 7.
Figura 7 – informações impressas ao inserir “show running-config”
Fonte: Print feito na plataforma Cisco elaborado pela autora
Terminadas as configurações do switch correspondente ao departamento de
Engenharia, o mesmo processo foi realizado para o switch do departamento de
Compras, porém, agora com uma configuração de IP dinâmico. Os comandos
inseridos no terminal do switch referente ao departamento de Compras foram:
“enable”, “configure terminal”, “hostname Compras”, “Vlans 2”, “name vlan2”, “exit”,
“interface vlan 1”, “ip address 192.168.123.33 255.255.255.224”, “no shutdown”,
“exit”, “interface vlan 2”, “ip address 192.168.123.46 255.255.255.224”, “exit”,
“interface gigabitEthernet 0/1”, “switchport mode trunk”, “switchport trunk allowed
vlan all”, “exit”, “interface gigabitEthernet 0/2”, “switchport mode trunk”, “switchport
trunk allowed vlan all”, “exit”, “interface range fastEthernet 0/13 - fastEthernet 0/24”,
“switchport mode access”, “switchport access vlan 2”, “exit”, “ip dhcp pool compras”,
“network 192.168.123.32 255.255.255.224”, “default-router 192.168.123.63”, “exit”,
“exit”, “wr” e “copy running-config startup-config”, respectivamente.
Depois de finalizadas as configurações, não foi necessário inserir os dados de
endereço de IP, máscara de sub-rede e broadcast em cada equipamento. Ao clicar
nos equipamentos e selecionar a opção “Desktop” e depois selecionar “IP
configuration”, ao selecionar “DHCP” o switch entrega os dados automaticamente.
Os processos de configuração do switch foram repetidos para os
departamentos de TI Interno e Infraestrutura, porém, para as configurações do
switch do TI Interno para IP estático e as configurações do switch de Infraestrutura
para IP dinâmico. Dessa forma, as únicas modificações foram os números de IPs,
que seguiram de acordo com as descrições nos quadros 3 e 4, já apresentados.
Depois de finalizadas as configurações, a redefoi colocada em funcionamento
com a simulação dos dispositivos conectados entre si e foram feitos os testes de
comunicação. O próprio sistema da Cisco Packet Tracer possui a ferramenta Add
Simple PDU (P) que possibilita o teste. Utilizando um Add Simple PDU (P) para
traçar uma rota de mensagem entre o PC1 e o PC9 configurados na Vlan 1 do
departamento de Engenharia, o sistema reportou sucesso na comunicação, como
apresentado na figura 8.
Figura 8 – Teste Vlan 1, dep Engenharia (PC1 e PC9)
Fonte: Print feito na plataforma Cisco elaborado pela autora
Quando realizado o mesmo teste, porém entre Vlans diferentes dentro do
departamento de Engenharia, entre o PC 9 da Vlan 1 do departamento de
Engenharia e o PC19 da Vlan 2 também do departamento de Engenharia, o sistema
apresentou falha na comunicação, como representado na figura 9.
Figura 8 – Teste Vlan 1 e Vlan 2, dep Engenharia (PC9 e PC19)
Fonte: Print feito na plataforma Cisco elaborado pela autora
O mesmo aconteceu com o teste realizado pelo comando “ping” no
prompt de comando. No PC1 (IP 192.168.123.10) foi aberto o prompt de comando
clicando no PC1 e selecionando as opções “Desktop” e depois “Terminal” e inserido
o comando “ping 192.168.123.9” correspondente ao PC2 que está na mesma vlan
do PC1, a vlan 1 do departamento de Engenharia. O comando reportou a troca de
mensagens entre os dois PCs, já no mesmo PC1 usando o comando “ping
192.168.123.16” correspondente ao PC19 que está alocado em outra vlan, na vlan 2
do departamento de engenharia, não aconteceu a troca de mensagem entre os PCs,
como consta na figura 9.
Figura 9 – Teste por ping entre vlans iguais e diferentes
Fonte: Print feito na plataforma Cisco elaborado pela autora
3 CONCLUSÃO
Pode-se concluir com a simulação a possibilidade de reproduzir um cenário
real, dispondo de oportunidades virtuais que também oportunizam uma experiência
enriquecedora para um processo de aprendizado mais interessante e produtivo.
Foi possível traçar a rota de um dado saindo de um computador ao outro
visualizando os dados seguindo um caminho, identificando o tipo de protocolo e o
tempo gasto para a transferência. Esse processo seria inviável de reproduzir em um
ambiente real sem a infraestrutura física necessária para tal. Dessa forma, para
auxílio aos estudos foi possível vivenciar a importância da simulação e da atividade
prática para somar aos conhecimentos.
Com a simulação foi possível identificar que a ferramenta pode ser usada
para elaborar projetos para estudar qual estrutura de rede seria necessária para
uma empresa, por exemplo. Nesse sentido, podem-se fazer melhorias em uma rede
elaborando projetos, fazendo estudos e pesquisas para identificar possíveis falhas
ou, talvez, até testar possíveis ataques e prever formas de aumentar a segurança de
uma rede.
Portanto, a elaboração do relatório não foi apenas interessante para confirmar
a importância da relação entre as teorias estudadas e a simulação da prática, mas
possibilitou o despertar para novas possibilidades de utilização do software Cisco
Packet Tracer para iniciar novas pesquisas e elaborar novos projetos para o
aprofundamento em vários outros conteúdos relacionados com redes de
computadores.
REFERÊNCIAS
FOROUZAN, Behrouz A. Comunicação de dados e redes de computadores. 4 ed.
AMGH Editora, 2010.
KUROSE, James F.; ROSS, Keith W. ZUCCHI, Wagner Luiz. Redes de
Computadores e a Internet: uma abordagem top-down. Pearson Addison Wesley,
2007.
PAQUET, C.; TEARE, D. Construindo Redes Cisco Escalaveis. Pearson
Education do Brasil, 2003.
TANENBAUM, A. S. Redes de computadores. 5. ed. São Paulo: Pearson Prentice
Hall, 2011.
ALURA. Como calcular máscaras de sub-rede de forma simples. Disponível em:
https://www.alura.com.br/artigos/como-calcular-mascaras-de-sub-rede. Acesso em:
11 set. 2022.
______. Como configurar VLans em dispositivos Cisco. Disponível em:
https://www.alura.com.br/artigos/como-configurar-vlans-em-dispositivos-cisco.
Acesso em: 11 set. 2022.
CISCO. QoS--VLAN Tag-Based. 2006. Disponível em:
https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/ios/12_2sb/feature/guide/vlntgqos.html#wp105
3556. Acesso em 10 set. 2022.
YOUTUBE. Cálculo de sub-rede e IPv4. 2022. Disponível em:
https://www.youtube.com/watch?v=6i3L3RoKz_4. Acesso em: 07 nov. 2022.
YOUTUBE. Cisco Packet Tracer - Curso completo. 2021. Disponível em:
https://www.youtube.com/watch?v=IXCBc4nurJQ. Acesso em: 11 nov. 2022.
YOUTUBE. Cisco Packet Tracer - Nível Básico - Parte 1. 2014. Disponível em:
https://www.youtube.com/watch?v=ghgj-hIx6xc. Acesso em 10 nov. 2022.
YOUTUBE. Configurações Swich (Cisco Packet Tracer). 2022. Disponível em:
https://www.youtube.com/watch?v=PiaxhswcNpU. Acesso em 07 nov. 2022.
https://www.alura.com.br/artigos/como-calcular-mascaras-de-sub-rede
https://www.alura.com.br/artigos/como-configurar-vlans-em-dispositivos-cisco
https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/ios/12_2sb/feature/guide/vlntgqos.html#wp1053556
https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/ios/12_2sb/feature/guide/vlntgqos.html#wp1053556
https://www.youtube.com/watch?v=6i3L3RoKz_4
https://www.youtube.com/watch?v=IXCBc4nurJQ
https://www.youtube.com/watch?v=ghgj-hIx6xc
https://www.youtube.com/watch?v=PiaxhswcNpU