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Essencialmente, uma rede é composta por dispostivos finais, os hosts, os dispositivos intermediários, como switches, roteadores e firewalls, e as mídias de conexão, ou seja, o cabeamento.

• Placa de rede: A placa de interface de rede, também chamada de NIC, conecta fisicamente o host à rede.

• Porta Física: Conector/tomada em um dispositivo de rede no qual uma mídia se conecta a um host ou um outro dispositivo de rede.

• Interface: Portas especializadas em um dispositivo de rede que se conectam a redes individuais. Exemplo, quando um roteador está conectado à uma rede, as portas do mesmo são chamadas de interface de rede.

• Cabeamento: Pode ser feito por um cabo coaxial, de fibra óptica, ou de par trançado, por um repetidor ou por um transceptor;

• Concentrador: Conhecido como Hub Ethernet e também chamado de repetidor multiporta, é responsável por regenerar e retransmitir sinais.

• Comutador: Conhecido como Switch.

• Roteador: Conhecido como Router ou Gateway.

• A conexão entre dispositivos e internet é feita através de um provedor, um fornecedor de acesso chamado de ISP.
  • Para conectar um dispositivo e um provedor, a nível doméstico, podem ser usados cabos, satélites, conexão discada (dial-up), celulares, ou um DSL (Digital Subscriber Line), que é uma linha telefônica que transmite dados digitais.
  • Para conectar dispositivos e um provedor, a nível corporativo, pode-se utilizar linhas alugadas dedicadas, Metro Ethernet, satélites ou um DSL Comercial.

Ligação permanente entre dois pontos finais. Nela, o protocolo de software de rede não faz distinção, e todos os dispositivos são clientes e servidores. É geralmente usada para compartilhamento de arquivos e impressoras, sendo mais fácil de configurar e menos complexa, além de mais barata.

No entanto, sua administração não é centralizada, portanto não é tão segura. Também não é escalável e acaba sendo mais lenta. São também limitadas a dois nós.

_Dispositivos: Desktop, Laptop, Impressora, Celular, Tablet, Servidor

Exemplo: conexão doméstica entre dois computadores de uma casa

Possui um site central que interconecta sites de filial. É composta por mediadores de host (dispositivo final onde as mensagens se originam e são recebidas). Provém serviços de rede a partir das requisições dos clientes, tangendo a infraestrutura da rede ao promover a troca de mensagens.

_Dispositivos: Switch, Router, Firewall, Internet, Cabeamento

Exemplo: conexão de um usuário a um site através de um provedor

Topologia de nós com alta disponibilidade na qual cada link é essencialmente um link ponto a ponto para outro nó. Requer que todos os sistemas finais estejam interconectados a todos os outros sistemas.

Delimita a Geografia de uma rede, considerando sua extensão física.

Conjunto de tecnologias que movimentam os dados na rede.

Capacidade de uma rede de limitar o número de dispositivos afetados durante uma falha. Recupera-se rapidamente de uma falha pois utiliza de uma rede comutada por pacotes, ou seja, de vários caminhos entre a origem e o destino de um sinal, chamada de redundância.

Capacidade de uma rede de se expandir rapidamente para suportar novos usuários sem afetar a experiência dos usuários existentes. Não há necessidade de criar novos conjuntos de regras para operar na rede.

Capacidade de uma rede de entregar a experiência esperada pelo usuário. Considerando as limitações decorrentes de um congestionamento de rede, como atrasos no carregamento de um vídeo ou cortes em uma ligação, uma rede deve ser configurada pensando nas prioridades dos usuários.

• Largura de Banda: Capacidade na qual um meio pode transportar dados, sendo medida em bits por segundo (bps) [ ou seja, em kilobits por segundo (Kbps), megabits por segundo (Mbps) ou gigabits por segundo (Gbps) ]. Não se trata de velocidade, mas sim da quantidade de dados transmitidos.

• Latência: Tempo necessário para os dados viajarem de um ponto a outro, considerando os atrasos.
• Taxa de Transferência: Medida da transferência de bits através da mídia durante um determinado período.
• Goodput: Medida de dados úteis transferidos em um determinado período, sendo sempre menor que a taxa de transferência, que geralmente é menor do que a largura de banda.

Capacidade de segurança da infraestrutura de rede e segurança da informação. Tanto as informações dos pacotes e quanto as dos dispositivos devem ser protegidas.

• Confidencialidade: Apenas o destinário almejado pode acessar os dados enviados.

• Integridade: As informações não sofrem alteração durante a transmissão.

• Disponibilidade: Acesso confiável aos serviços para usuários que são autorizados.

Permitem o deslocamento das mensagens entre os envolvidos em um diagrama de redes.

Definida por dois protocolos de camada física e de camada de enlace de dados.

Meio físico de rede mais comum, usado para interconectar dispositivos finais de rede com dispositivos intermediários, como comutadores e roteadores. Seu cabo termina com conectores RJ-45.

Também usa o conector RJ-45, porém oferece mais proteção contra ruídos e acaba sendo mais caro e mais difícil de instalar do que o UTP.

Possui dois condutores que compartilham o mesmo eixo. Eles conectam antenas a dispositivos sem fio, transportando a energia de radiofrequência entre as antenas e o equipamento de rádio. Também são parte da infraesturtura de internet a cabo, pois a instalação interna (do cliente) é feita com cabos coaxiais.

Conectar equipamentos iguais = cabo crossover
Conectar equipamentos diferentes = cabo direto

Roteador - Switch >> PC1
---------------------->> PC2

A Topologia de Redes divide-se em Topologia Física e Topologia Lógica, sendo um Framework de cabeamento estruturado.

• Topologia Física: Diz respeito a localização dos dispositivos intermediários e instalação dos cabos. É mais abrangente.

_Exemplos: Topologia em Estrela; Topologia de Barramento; Topologia em Estrela Estendida; Topologia em Anel.

• Topologia Lógica: Elucida a configuração dos dispositivos, portas e o esquema de endereçamento da rede. É mais detalhada e local.

Diz respeito à direção da transmissão de dados entre dois dispositivos, comumente sendo half ou full.

• Comunicação Half-Duplex: Permite que apenas um dispositivo por vez envie ou receba na mídia compartilhada, ou seja, ambos os dispositivos podem transmitir e receber no meio físico, mas não ao mesmo tempo.

• Comunicação Full-Duplex: Ambos os dispositivos podem transmitir e receber simultaneamente na mídia compartilhada.

A Camada de Enlace de Dados, conhecida como Camada 2 ou Camada de Link de Dados, prepara os dados encapsulados (geralmente um pacote IPv4 ou IPv6) para o transporte pela mídia local. Além de dados, esses quadros possuem basicamente um cabeçalho e trailer.

• Cabeçalho: Início do quadro, contendo o endereçamento [nós de origem e destino] , o tipo [protocolo da camada 3] e o controle [qualidade de serviço].

• Pacote: Carga usável do quadro, os dados.

• Trailer: Detecção de erros e fim do quadro.

A Ethernet, tecnologia LAN de comunicação por fios, é definida por protocolos de camada física e de enlace de dados [LLC e MAC].

• Subcamada LLC: Realiza a tipificação do protocolo de camada de rede em uso no quadro de enlace de dados, permitindo que vários protocolos da camada 3 [como IPv4 e IPv6] usem a mesma interface de rede e mídia.

P.S: Faz a comunicação entre o software de rede e o hardware do dispositivo.

• Subcamada MAC: Implementada no hardware, sendo responsável pelo encapsulamento de dados e pelo controle de acesso.

P.S: Fornece o endereçamento da camada 2.

O Shell, responsável por se comunicar com o Kernel e oferecer uma interface interativa com o usuário, também existe para configurações de rede e é chamado de firmware.

É comum o uso de uma GUI para configurar roteadores domésticos.

• GUI: Interface de solicitações em um sistema operacional via ícones gráficos, como é o exemplodo Windows.

• CLI: Interface de solicitações do usuário via linha de comando, a exemplo do Linux.

Mesmo equipamentos que não precisam de configuração para operar precisam ser configurados e protegidos, seja via Console, Secure Shell (SSH), Telnet ou até por uma porta AUX.

• Console: Gerenciamento físico por meio de um canal de manutenção. Para estabelecer uma conexão de console são necessários um software de emulação de terminal e um cabo especial de console que é conectado a RS-232.

• Secure Shell: Estabelece uma conexão CLI remota e segura por meio de uma interface visual em rede que precisa ser ativa.

• Telnet: Utiliza as mesmas tecnologias do Secure Shell porém de forma insegura, sem criptografia.

• AUX: Estabelece uma CLI remotamente por uma conexão telefônica com o uso de um modem.

O gerenciamento de um dispositivo de rede pode ser feito em modo usuário e modo privilegiado. Apenas útil para operações básicas, o modo usuário é representado por uma >, enquanto o modo privilegiado por um #.

• Documentação

# Entrar no modo privilegiado:
Switch> enable

# Retornar ao modo usuário:
Switch# disable


# Retornar para o modo privilegiado:
Switch(config-line)# end
Switch#

# Entrar no modo de configuração global:
Switch# configure terminal
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Switch(config)#

# Sair do modo de configuração global:
Switch(config)# exit

# Entrar na subconfiguração de linha para a porta do console:
Switch> enable
Switch# configure terminal
Switch(config)# line console 0
Switch(config-line)#

# Entrar na subconfiguração de linha VTY, habilitando o uso de prompt de comando:
Switch> enable
Switch# configure terminal
Switch(config)# line vty 0 15
Switch(config-line)#

# Entrar na subconfiguração da interface da VLAN 1:
Switch(config)# interface vlan 1
Switch(config-if)#

# Alternar para o modo de subconfiguração do console de linha:
Switch(config)# interface vlan 1
Switch(config-if)# line console 0
Switch(config-line)#

Switch> ?

# Listar variáveis possíveis para um comando
Switch> copy?

# Configuração do hostname:
Switch> enable
Switch# configure terminal
Switch(config)# hostname Sw-Sala-1

# Configuração do console:
Sw-Sala-1(config)# line console 0
Sw-Sala-1(config-line)# password xablau
Sw-Sala-1(config-line)# login
Sw-Sala-1(config-line)# end

# Protegendo o acesso privilegiado:
Sw-Sala-1# configure terminal
Sw-Sala-1(config)# enable secret xiblau
Sw-Sala-1(config)# exit

# Protegendo linhas VTY:
Sw-Sala-1# configure terminal
Sw-Sala-1(config)# line vty 0 15
Sw-Sala-1(config-line)# password xoblau 
Sw-Sala-1(config-line)# login 

# Habilitar o acesso SSH e Telnet
Sw-Sala-1(config-line)# transport input ssh telnet
Sw-Sala-1(config-line)# exit

# Criptografando senhas:
Sw-Sala-1# configure terminal
Sw-Sala-1(config)# service password-encryption

# Adicionando um banner de aviso:
Sw-Sala-1#configure terminal
Sw-Sala-1(config)#banner motd #mensagem#

# Exibindo resultados:
Sw-Sala-1(config)# end
Sw-Sala-1# show running-config
!
!
!
line con 0
 password 7 08394D4C051810
 login
!
line vty 0 4
 password 7 08394D4C051810
 login
line vty 5 15
 password 7 08394D4C051810
 login
!
!
!
!
end

# Ligando porta ethernet (interface)
Sw-Sala-1# interface
Sw-Sala-1# no shutdown

# Desligando interface inativa
Sw-Sala-1# interface
Sw-Sala-1# shutdown

# Primeira interface
R1> enable
R1# configure terminal

# Estrutura: interface type-and-number
R1# interface gigabitethernet 0/0/0

# Estrutura: description description-text
R1(config-if)# description Link to LAN

# Estrutura: ip address ipv4-address subnet-mask
R1(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0

# Estrutura: ipv6 address ipv6-address/prefix-length
R1(config-if)# ipv6 address 2001:db8:acad:10::1/64

# Ligar porta ethernet
R1(config-if)# interface
R1(config-if)# no shutdown
R1(config-if)# exit
###########################

# Segunda interface
R1(config)# interface gigabitethernet 0/0/1
R1(config-if)# description Link to R2
R1(config-if)# ip address 209.165.200.225 255.255.255.252
R1(config-if)# ipv6 address 2001:db8:feed:224::1/64
R1(config-if)# no shutdown
R1(config-if)# exit
###########################

# Verificação
# Exibe todas as interfaces, endereços IP e seus status
R1# show ip interface brief
R1# show ipv6 interface 

# Exibe as tabelas de IP na RAM
R1# show ip route
R1# show ipv6 

# Estatísticas das interfaces de endereçamento IPv4
R1# show interfaces gig0/0/0

# Estatísticas do IPv4 para todas as interfaces do roteador
R1# show ip interfaces g0/0/0

# Estatísticas do IPv6 para todas as interfaces do roteador
R1# show ipv6 interfaces g0/0/0

# Exibe a tabela ARP
show ip arp

S1# configure terminal
S1(config)#   ip default-gateway 192.168.10.1

# Salvando configurações temporárias na memória
Sw-Sala-1# copy running-config startup-config
# Opção 2: copy run start
# Opção 3: wr

# Salvando configurações da NVRAM na memória temporária
Sw-Sala-1# copy startup-config running-config
# Opção 2: copy start run


# Exibindo configurações
Sw-Sala-1# show startup-config #NVRAM
Sw-Sala-1# show running-config #RAM/FLASH

# Exibindo diretórios de configuração
Sw-Sala-1# dir ?
Sw-Sala-1# dir nvram
Sw-Sala-1# dir flash

# Remover configurações salvas na memória
Sw-Sala-1# erase startup-config
Sw-Sala-1# erase running-config

Sw-Sala-1# reload

Protocolo: HTTP
Porta: 80

Usa o protocolo DNS para prover navegação na internet | O protocolo DNS onverte endereços IP em nomes de domínio, como www.github.com

1. O cliente/host faz uma solicitação ao servidor DNS para saber qual o endereço correto para requisição.
2. O servidor DNS informa o endereço (número) para que o cliente possa fazer sua requisição.
3. O host usa o número informado para criar requisições para o servidor (domínio e afins).

IP: 192.168.0.X
Máscara: 255.255.255.0

192 - 255 | 168 - 255 | 0 - 255 | X - 0 |

1. Todas as máquinas com essa máscara de rede estão na mesma rede.
2. Nenhuma máquina pode ser endereçada no IP 192.168.0.0 e nem no 192.168.0.255.
3. Ou seja, as máquinas podem ser receber do IP 192.168.0.1 ao 192.168.0.244.

Switch# configure terminal
Switch(config-if)# interface vlan 1
Switch(config-if)# ip address 192.168.1.20 255.255.255.0
Switch(config-if)# no shutdown
Switch# exit
Switch(config)# ip default-gateway 192.168.1.1

As máquinas só retornam ping se estiverem na mesma rede, por isso a necessidade de um roteador.

1. Obtendo IP dos dispositivos:

>ipconfig

Dispositivo I:

Configuração de IP do Windows

Adaptador Ethernet Ethernet:                

Endereço IPv4. . . . . . . .  . . . . . . . : 192.168.0.2 

Dispositivo II:

Configuração de IP do Windows

Adaptador Ethernet Ethernet:                

Endereço IPv4. . . . . . . .  . . . . . . . : 192.168.0.3 

2. Testando o ping entre os dispositivos

No Dispositivo I:

>ping 192.168.0.3 

Processos de rede para aplicações.

Representação de dados.

Comunicação entre hosts.

Conexão ponto a ponto.

Endereço e melhor caminho. Responsável pelos Protocolos de Internet (IPv4 e IPv6).

Acesso aos meios. Prepara os dados de rede para a rede física.

Transmissão binária.

Uma Unidade de Dados de Protocolo (PDU) é transmitida entre hosts na seguinte ordem:

• 1º Os Dados originados em um dispositivo de IP 192.168.32.11 viajam da camada 7 (Aplicação) até a camada 4 (Transporte)

• (Camada 4) Os Dados são encapsulados e se transformam em Segmentos

• 2º Esses Segmentos são enviados para a camada 3 (Rede)

• (Camada 3) Os Segmentos são novamente encapsulados, transformando-se em um Pacote

• 3º O Pacote viaja para a camada 2 (Enlace de Dados)

• (Camada 2) O Pacote é encapsulado e torna-se um Quadro

• 4º O Quadro é mandado para a camada 1 (Física)

• (Camada 1) Converte-se o Quadro em uma representação binária

• 5º A transmissão binária é realizada através do roteamento até a camada 1 (Física) de um outro dispositivo de IP 192.168.36.5

• (Camada 1) Os binários são convertidos novamente em um Quadro

• 6º O Quadro é enviado para a camada 2 (Enlace de Dados)

• (Camada 2) O Quadro é desencapsulado e convertido em Pacote

• 7º O Pacote então é mandado para a camada 3 (Rede)

• (Camada 3) Novamente desencapsulado, o Pacote torna-se Segmento

• 8º O Segmento viaja para a camada 4 (Transporte)

• (Camada 4) Desencapsulado, o Segmento transforma-se novamente em Dados

• 9º Os Dados vão da camada 4 (Transporte) até a camada 7 (Aplicação) do host receptor

Um switch Ethernet da Camada 2 é um comutador de dados que desconhece completamente os protocolos anexados nos quadros de enlace de dados, usando apenas os endereços MAC para tomar decisões de encaminhamento.

Ao analisar cada quadro, ele usa como base sua tabela de endereços MAC, também chamada de tabela de memória de conteúdo endereçável (CAM).

P.S_1: Se o endereço MAC de origem não existe, ele então é adicionado à tabela junto ao número da porta de entrada.

P.S_2: Caso o endereço MAC de origem não exista na tabela, mas em uma porta diferente, o switch tratará ele como uma nova entrada. A entrada então é substituída usando o mesmo endereço MAC, mas com o número de porta mais atual.

Recebe o quadro inteiro de enlace de dados e calcula o CRC (método de detecção de erros); se o CRC for válido, o switch procura o endereço de destino e, em seguida, o quadro é encaminhado para fora da porta correta.

Lê pelo menos o endereço de destino do quadro e encaminha o mesmo antes dele ser totalmente recebido.