Lista de exerccios - 4 bimestre Sistemas de computao II Professor: Gerson Nunes 1) Quais so as principais funes da camada de rede?

Repasse e roteamento. O repasse quando um pacote que chega a entrada de enlace enlace deve ser transferida para a sada de enlace apropriada do roteador. Ocorre localmente em cada roteador que possui uma tabela de repasse relacionando o IP e o enlace de sada de destino. O Roteamento determina a rota do pacote da origem at o destino. Envolve todos os roteadores. As definies das rotas so feitas pelo algoritmo de roteamento, que configura as tabelas de repasse de cada roteador. 2) Qual a diferena entre rotear e repassar? Roteamento: determina a rota que os pacotes seguiro, da origem at o destino. Repasse: move os pacotes da entrada do roteador para a sada apropriada do roteador.

As definies das rotas feitas pelo algoritmo de roteamento configuram as tabelas de repasse de cada roteador.

3) Quais so os trs tipos de elementos de comutao? Descreva brevemente cada um deles.

Comutao por memria:

Os primeiros elementos de comutao por memria eram como so computadores tradicionais. A comutao entre a porta de entrada e a sada

realizada pelo controle direto da cpu-processador de roteamento. As portas de entrada e sada funcionam como os dispositivos de E/S no

computador: Quando um pacote chega, acontece uma interrupo avisando o controle que o pacote deve ser copiado para a memria. Aps esse

pacote copiado para a porta de sada. Sendo assim o pacote ter 2 travessias pelo barramento: porta de entrada-> memria e memria->porta de

sada. A velocidade limitada pela largura de banda da memria.

1. PACOTE CHEGA NA PORTA DE ENTRADA;

2. INTERRUPO sinaliza o processador de roteamento que o processo quer memria;

3. COPIA pacote para memria;

4. PROCESSADOR CONSULTA a porta de sada a qual o pacote deve ser transferido na tabela

5. COPIA o pacote para o buffer de sada

- Roteadores de comutao por memria = computadores tradicionais.

- Comutao entre a porta de entrada e sada realizada sob controle direto da CPU (processador de roteamento).

- Portas de entrada e entrada e sada como dispositivos tradicionais de E/S.

- Porta onde o pacote entra sinaliza a CPU por meio de interrupo.

- Pacote copiado para a memria do sistema.

Comutao por barramento:

O pacote transferida da porta de entrada para a porta de sada via barramento, no possuindo interveno do processador de roteamento,

logo, sem interveno da CPU; A transferncia de pacotes deve ser feita um a um. Se um pacote chega na porta de entrada mas hpa outro

pacote sendo enviado, ele entra para a fila de porta de entrada e espera at o barramento estar livre para ele.

- Portas de entrada enviam os pacotes diretamente s portas de sada por meio de um barramento.

- Sem interveno da CPU na transferncia do pacote.

- Barramento compartilhado, se ele j estiver ocupado, um novo pacote deve ser colocado em uma fila at o barramento ficar livre novamente.

Comutao por rede de interconexo (crossbar):

Comutao por uma rede de interconexo. Este tipo de comutao foi estabelecido para no precisar depender da largura de memria ou

barramento. O crossbar consiste em 2*n barramentos, sendo n o numero de portas de sada. Fazendo combinaes com as portas de entrada. O

pacote chega no barramento horizontal e percorre at encontrar o barramento vertical que leva porta de sada que o convm. Se o barramento estiver

ocupado, ele ser bloqueado na porta de entrada, ocasionando fila na porta de entrada. Ser enviado quando o barramento estiver livre de novo.

- n portas de entrada conectadas a n portas de sada, por 2n barramentos.

- Um pacote que chega percorre o barramento horizontal ligado porta de entrada at chegar ao barramento vertical que o leva a porta de sada

desejada.

- Se o barramento vertical estiver ocupado, o pacote entra em uma fila. Caso contrrio transferido.

Ilustrao dos 3 mtodos:

4) O que bloqueio HOL? Ele ocorre em portas de sada ou portas de entrada?

O bloqueio HOL(Head-of-line blocking) um bloqueio que ocorre na porta de entrada. Este bloqueio ocorre quando dois ou mais pacotes so

destinados a uma mesma porta de sada mais alta. Se o pacote1 de uma porta de entrada mais alta for o escolhido a ser enviado primeiro, o outro

pacote2 dever esperar. O problema ocorre quando existem outros pacotes3 entre eles a serem enviados para outras portas de sadas abaixo da que

os pacotes 1 e 2 desejam. Estes tambm devero ser bloqueados. Este bloqueio pe chamado de HOL.

Em um comutador com fila de entrada - um pacote que est nessa fila deve esperar pela transferncia atravs do elemento de comutao (mesmo que

sua porta de sada esteja livre) porque ele est bloqueado por um outro pacote na cabea da fila.

Ocorre nas portas de entrada.

Exemplo de HOL:

5) Roteadores possuem endereo de IP? Caso positivo, quantos endereos eles tm.

No, quem possui IP o enlace do hospedeiro. Para enviar datagramas, o hospedeiro/roteador faz atravs do enlace (a fronteira entre o enlace e o

hospedeiro chama-se interface). Atransferncia de datagramas entre interfaces se d por causa de suas identificaes, seus nmeros de IP. Por isso,

cada interface tem um nmero de IP. O IP possui 32 bits, assim possvel criar 2 endereos de IP.

No.

- Um hospedeiro, geralmente, est conectado somente a um enlace e quando deseja enviar um datagrama ele o faz por meio deste enlace.

- A fronteira entre o enlace e o hospedeiro recebe o nome de INTERFACE.

- O roteador deve repassar o datagrama para outro enlace, a fronteira entre eles tambm uma interface.

- Como roteadores e hospedeiros podem enviar e receber datagramas, o IP exige que CADA INTERFACE tenha um endereo de IP.

- Logo, endereos de IP esto associados a interfaces e no a roteadores ou hospedeiros.

- Cada endereo de IP possui 32 bits, assim so possveis 2 endereos. Aproximando 2^10 para 10, temos ~4 bilhes de endereos disponveis.

6) Quanto ao endereamento classifique como classe A, B ou C e diga quantos endereos podemos representar em cada uma das redes abaixo:fb

a. 192.168.1.0/24 - Classe C. 2^8-2 = 254 endereos. (dois dos 256 endereos so reservados para uso especial). Exemplo: [192.168.1.x]

b. 201.34.0.0/15 2 Classes B. 2*(2^16-2) = 131068 endereos.(quatro dos 131072 endereos so reservados). Exemplo: [201.34.x.x e 201.35.x.x]

c. 200.16.0.0/14 4 Classe B. 3*(2^16-2) = 196602 endereos.(seis dos 196602 endereos so reservados). Exemplo: [200.16.x.x, 200.17.x.x e

200.18.x.x]

d. 189.0.0.0/8 Classe A. 2^24 = 16777214 endereos. (dois dos 16777214 endereos so reservados). Exemplo: [189.x.x.x]

e. 187.32.0.0/22 - Classe C. 3(2^8-2) = 762 endereos. (seis dos 768 endereos so reservados). Exemplo: [187.32.0.x, 187.32.1.x e 187.32.2.x]

f. 67.132.128.0/23 - Classe C. 2(2^8-2) = 5 endereos (quatro dos 512 endereos so reservados). Exemplo: [67.132.128.x e 67.132.129.x]

7) Qual o tamanho do endereo de MAC?

6bytes = 48bits.

Para a maioria das LANs o endereo MAC tem 6bytes de comprimento, o que d 2^48 endereos MAC. Tais endereos so nicos e permanentes.

Para isso, o IEEE aloca a parcela de 2^24 endereos fixando os primeiros 24 bits de um endereo MAC e permitindo que a empresa crie combinaes

exclusivas com os ltimos 24 bits para cada adaptador.

8) Explique como funcionam o endereamento de IP, mscara de rede e os endereos de networking e broadcast?

Endereamento de IP:

O endereamento pode ser feito atravs do DHCP, que delimita ips de rede e subrede automaticamente, sem precisar reservar/fixar ou atribuir

ips especficos para as interfaces. O endereamento tambm pode ser feito pelo administrador do sistema modo braal.

- Cada interface (conexo roteador-hospedeiro, por exemplo) possui um IP.

- O IP pode ser fornecido pelo administrador do sistema em um arquivo ou obtido por DHCP.

- DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) permite que o hospedeiro obtenha um IP dinamicamente quando se conecta a rede, assim o

administrador da rede no precisa se preocupar em atribuir e reservar IPs especficos para cada interface. Vantagens: reutilizao de endereos (somente

utilizados quando algum se conecta, conexo de dispositivos mveis).

Mscara de rede:

um nmero de 32 bits usada para separar em um IP a parte correspondente rede pblica, subrede e aos hosts.

Delimita quantas subredes a rede pode ter. Quanto mais sub redes, menos IPS para servidor tero, pois delimitando uma subrede,

tprecisa de dois ips para ela: um networking e um broadcast, logo menos servidores ligados as subredes podero ter.

Endereos networking:

o endereo que identifica a rede. Endereo inicial para se conectar a uma rede.

o primeiro endereo, o mais baixo. Reservado para identificar a rede ou subrede.

Endereos broadcasts:

- Quando se deseja enviar um pacote a todos os hosts da rede, pode-se utilizar o endereo de broadcast, que direciona o pacote a todos os hosts

que esto conectados a rede.

- um valor de endereo reservado e recebe o ltimo endereo do intervalo da rede. O endereo mais alto da rede ou subrede.

9) Como funciona o DHCP? O que ele oferece? Quais suas vantagens?

- O DHCP permite que um hospedeiro obtenha um endereo de IP dinamicamente, ao se conectar a rede.

- Alm do IP, o hospedeiro recebe: mscara de sub-rede, endereo do default gateway e o endereo/nome do servidor DNS.

- Ao se conectar a rede, o hospedeiro recebe um IP aleatrio e as demais informaes. Ao se desconectar esse IP est livre para outra conexo.

- Caracterizado como plug and play.

Vantagens:

- Administrador no precisa definir os IPs manualmente.

- IP temporrio, no necessrio reservar um IP para cada hospedeiro. Exemplo: ISP com 2000 clientes, mas nunca mais de 400 esto online.

Com o uso do DHCP, o ISP no precisa de 2000 IPs, pois cada vez que um hospedeiro se desconecta esse IP fica livre para outro hospedeiro se conectar.

- Dispositivos mveis geram um grande fluxo de usurios (conectando e desconectando), em curtos perodos de tempo, o DHCP ideal para

gerenciar essa situao.

10) Como ficaria o endereo de IP 223.1.3.27 em binrio e em hexadecimal?

11011111 00000001 00000011 00011011

DF-1-3-1B

11) Como funciona a NAT em um roteador?

Ao enviar datagramas:

- Substituir o endereo IP de origem e a porta, por endereo de IP da NAT e uma nova porta. Os clientes/servidores remotos respondero

utilizando o endereo de IP da NAT e a nova porta.

O roteador deve lembrar e manter atualizada a tabela de traduo NAT de cada par IP:porta e IPNAT:nova_porta.

Ao receber datagramas:

- Substituir o endereo IP da NAT e a nova porta, pelo endereo IP e a porta, segundo a tabela de traduo NAT

12) Compare e aponte as diferenas dos algoritmos de estado de enlace e de vetor de distncias.

Estado de Enlace:

- Todos os roteadores tm topologia completa, informao de custo de enlace.

- Tempo padro para envio de mensagens

- Cada n calcula sua tabela.

Vetor de distncias:

- Roteador conhece os vizinhos conectados fisicamente, informao somente dos vizinhos.

- Processo iterativo, troca de informaes com os vizinhos.

- Tempo varivel para envio de mensagens, problemas com loops de roteamento e contagem at infinito.

- Tabela de ns compartilhada.

13) Descreva o que e como funciona o RIP, OSPF e BGP.

Protocolos de roteamento da Internet.

RIP:

- Algoritmo de Vetor de Distncia

- Utiliza o nmero de saltos como mtrica de distncia (mximo 15 saltos).

- Vetores trocados com vizinhos a cada 30s [anncio]

- Cada anncio: lista de at 25 sub-redes de destino. Se no houver resposta aps 180s, vizinho/enlace declarado morto e fica fora da rota.

OSPF:

- Algoritmo de Estado, clculo de rota com Dijkstra

- Anncio OSPF transporta uma entrada por roteador vizinho. Anncios disseminados em todo gateway.

- Mensagens autenticadas, mltiplos caminhos de mesmo custo, mltiplas mtricas de custo, suporte integrado para uni e multicast.

BGP:

- Padro para comunicao fonte-destino entre sistemas autnomos (AS).

- Permite obter informaes de acessibilidade da sub-rede a partir ASs vizinhos e propagar essas informaes a todos roteadores internos do AS.

- Capaz de determinar rotas boas para sub-redes com base na informao e poltica de acessibilidade.

- Permite que a sub-rede anuncie sua existncia ao restante da Internet.

- Pares de roteadores trocam informaes em sesses BGP, que no precisam corresponder a enlaces fsicos.

- A seleo da rota depende do valor de preferncia local, AS-PATH (caminho dos ASs que o anncio passou), roteador NEXT-HOP (roteador do

AS para AS do prximo salto) mais prximo.

- Em uma sesso entre roteadores, um AS (AS1) enviaria ao outro (AS2) a lista de prefixos que podem ser alcanados a partir de AS1, ento

AS2 envia para AS1 a lista de prefixos que podem ser alcanados de AS2. Os prefixos, junto com os atributos formam a rota que o datagrama

percorrer.

14) O que TDMA, FDMA, CDMA e OFDMA? Como funcionam?

So as tecnologias de acesso mltiplo utilizadas, principalmente, na telefonia mvel

TDMA (Time Division Multiple Access)

- Sistemas TDMA normalmente iniciam com uma fatia do espectro, chamada de portadora.

- Cada portadora ento dividida em intervalos de tempo (time slots).

- O ponto chave sobre TDMA que os usurios ainda esto designados a fatias discretas do espectro de RF, mas mltiplos usurios

compartilham agora a mesma portadora de RF, utilizando o canal em diferentes intervalos de tempo.

- Um time slot particular designado a um assinante em uma portadora, o qual somente pode enviar ou receber informao no respectivo

intervalo, independente dos outros time slots estarem ou no sendo usados.

- O fluxo de informao no contnuo para qualquer usurio, e sim enviado ou recebido atravs de rajadas (bursts).

- Os bursts so remontados no receptor e aparentam fornecer som contnuo devido a velocidade do processo e ao respeito ao princpio de

Nyquist.

FDMA (Frequency Division Multiple Access)

- Acesso mltiplo por diviso de freqncia. - Canais FDMA so definidos por uma faixa de freqncias de rdio, usualmente expressas em kilohertz (kHz). - Com FDMA, somente um assinante designado para o canal ao mesmo tempo. Nenhuma outra conversao pode acessar este canal at que

a chamada corrente seja terminada ou at que haja um handoff para outro canal diferente do sistema.

CDMA (Code Division Multiple Access)

- Utiliza a tcnica de espalhamento espectral (spread spectrum) conhecida como Seqncia Direta (Direct Sequence), DS-CDMA.

- Durante uma chamada, um cdigo binrio e designado a cada assinante.

- O cdigo DS um sinal gerado por modulao linear atravs de seqncias de Rudo Pseudo-aleatrio (PN) em banda larga. Como resultado,

o DS-CDMA utiliza sinais muito mais longos dos que os utilizados nas outras tecnologias.

- Sinais de banda larga reduzem interferncia e permitem reuso de freqncia em cada clula.

- No h diviso no tempo, e todos os usurios usam toda a largura de banda da portadora durante todo o tempo.

OFDMA

- baseado no OFDM(Orthogonal Frequency Division Mutiplexi)

- Divide-se uma sequncia de smbolos com altas taxas em n subsequncias de taxa mais baixa.

- Transmite-se cada uma das subsequncias em uma subportadora diferente.

- Utiliza uma tcnica muito eficiente, chamada DFT (discrete Fourier transform), e uma implementao tambm eficiente desta tcnica, a FFT

(fast Fourier transform), para criar diversas subportadoras utilizando apenas uma freqncia de rdio.

- OFDMA-TDMA: usurios separados no tempo. Toda a banda para um usurio durante um certo nmero de smbolos.

- OFDMA-FDMA: usurio sempre envia seus dados em um dado conjunto de subportadoras.

- OFDMA-CDMA: smbolos de dados dos usurios so espalhados em toda largura de banda. Cada portadora carrega uma poro dos usurios

ativos.

15) Como funcionam e quais so os padres de redes sem fio mais utilizados?

LAN sem fio IEEE 802.11 ou Wi-Fi.

- 802.11a/b/g utilizam o mesmo protocolo CSMA, mesma estrutura na camada de enlace

- Pode ter esquema pontual (centralizado, acesso ao canal controlado pelo ponto de acesso) ou distribudo (usurios brigam por recurso, redes ad-hoc)

- Cada estao 802.11 possui um MAC, esquema de interface semelhante a Ethernet.

- Em geral um ponto de acesso ligado a um hub ou roteador que o leva a internet. possvel criar redes sem ponto de acesso, que recebem o nome

de ad-hoc.

16) Escreva tudo que voc sabe sobre as tecnologias de telefonia mvel 2G, 3G e 4G.

2 gerao (2g): - Embora digitais, tambm foram projetados para comunicao por voz; - Converte um sinal analgico de voz para formato digital antes de modular e ento transmitir o sinal pelo ar.

- Padres 2g: TDMA, GSM, CDMA IS-95

3 GERAO(3G):

-prove servio de telefonia bem como de comunicao de dados a velocidades significativamente mais altas que 2g; (144kbps de velocidade de trnsito, 384

kpbs p/ uso estacionrio em ambiente externo, 2Mbps em ambiene externo)

4 GERAO(4g):

-tecnologia LAN ideal: acesso ubiquo(em todos os lugares possiveis), maior velocidade possvel disponivel, comutao automtica de uma tecnologia de acesso

para outra - mantendo conexes TCP, suporta udio e vdeo em tempo real sobre o IP no importando o local;

O que falta: tornar tudo realidade (haha, essa foi boa)

-tecnologias de acesso 3G, protocolos de gerenciamento de mobilidade, criptografia e protocolos de autentificao e protocolos de redes multimidia.

17) Explique como funciona um handoff (mudana de torre sem perda de comunicao) na telefonia mvel. O que acontece se no for possvel fazer

essa mudana?

Quando um handoff iminente, a unidade mvel continua o trfego pela conexo e inicia o processo de registro em outro roteador (antena).

Caso a operao no seja completada em um tempo x, a conexo ser perdida, no caso de uma ligao telefnica, ela ser cortada.

18) Como voc manteria seu servidor seguro e se preveniria de ataques?

- Ter uma poltica de segurana bsica, poltica de senhas. Grupos de usurios e acesso.

- Firewall ativo.

- Manter abertas somente portas necessrias. Se possvel, escolher nmeros de portas aleatrios (ou diferentes dos usuais).

- Deixar ativos somente servios que sero realmente utilizados.

- Fazer checagens anti-rootkit e demais infeces, periodicamente.

- Manter softwares/sistema atualizados, mas evitando verses alfa/beta e/ou sem testes de segurana.

19) Escreva tudo que voc sabe sobre criptografia.

20) De que forma as senhas criptografadas podem ser quebradas

Fora bruta:

- Testar diversas combinaes de senha at encontrar a correta.

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