Módulo 6_Ethernet e IP

Question 1

Quais as duas tecnologias de LAN mais implantadas atualmente?

Answer 1

Ethernet e WLANS (LAN sem fio).
A Ethernet usa comunicações com fio, incluindo par trançado, links de fibra óptica e cabos coaxiais, a WLAN utiliza ondas de rádio.

Question 2

Em quais camadas a Ethernet opera?

Answer 2

Ela opera na camada de enlace de dados e na camada física. É uma família de tecnologias de rede definidas nos padrões IEEE 802.2 e 802.3

Question 3

Ethernet oferece suporte às seguintes larguras de banda de dados:

Answer 3

10 Mbps
100 Mbps
1000 Mbps (1 Gbps)
10,000 Mbps (10 Gbps)
40,000 Mbps (40 Gbps)
100,000 Mbps (100 Gbps)

Question 4

Quais os tamanhos, mínimo e máximo, de um quadro Ethernet?

Answer 4

O tamanho mínimo de quadro Ethernet é 64 bytes e o máximo é 1518 bytes. Isso inclui todos os bytes do campo de endereço MAC de destino através do campo FCS (Frame Check Sequence). O campo de preâmbulo não é incluído ao descrever o tamanho do quadro.

Question 5

Todos os quadros que Ethernet que fogem do tamanho, mínimo e máximo, são descartados pelo dispositivo receptor.

VERDADEIRO OU FALSO

Answer 5

Verdadeiro

Question 6

Como são tratados os quadros Ethernet que fogem da faixa de tamanho aceita? Como são chamados?

Answer 6

Os quadros são descartados. O menores de 64 bytes, mínimo aceito, são considerados um “fragmento de colisão”/”quadro desprezível”, os maiores que 1500 bytes são chamados de “jumbo” ou “baby giant”.

Question 7

Quais são os campos de quadro Ethernet?

Answer 7

Preâmbulo e Delimitador Início de quadro;
Endereço MAC de Destino;
Endereço MAC de Origem;
Tipo/Comprimento;
Dados;
Sequência de Verificação de Quadro.

Question 8

Campo Ethernet: Preâmbulo e SFD

Answer 8

Preambulo: Consiste de 7 bytes de padrões alternados de 1 e 0, usado para sincronizar a comunicação entre dispositivos.

SFD (Start Frame Delimiter): Um byte (10101011) que indica o início do quadro.

Question 9

Campo Ethernet: MAC de Destino e de Origem

Answer 9

Cada um com 6 bytes, indicam os endereços MAC do dispositivo destinatário e do dispositivo remetente.

Question 10

Campo Ethernet: Tipo/EtherType

Answer 10

Com 2 bytes, especifica o protocolo de rede de camada superior que está sendo usado, como IPv4 ou IPv6.

Question 11

Campo Ethernet: Dados/Payload

Answer 11

Pode variar entre 46 a 1500 bytes, contendo os dados reais transmitidos. Se os dados são menores que 46 bytes, são preenchidos com bytes de preenchimento.

Question 12

Campo Ethernet: FCS (Frame Check Sequence)

Answer 12

Com 4 bytes, é utilizado para verificar a integridade dos dados recebidos.

Question 13

Um endereço MAC Ethernet é um valor binário de 48 bits expresso como 12 dígitos hexadecimais (4 bits por dígito hexadecimal). Os dígitos hexadecimais usam os números de 0 a 9 e as letras de A a F. Tabela de comparação:

Answer 13

Decimal Binário Hexadecimal
0 0000 0000 00
1 0000 0001 01
2 0000 0010 02
3 0000 0011 03
4 0000 0100 04
5 0000 0101 05
6 0000 0110 06
7 0000 0111 07
8 0000 1000 08
9 0000 1001 09
10 0000 1010 0A
11 0000 1011 0B
12 0000 1100 0C
13 0000 1101 0D
14 0000 1110 0E
15 0000 1111 0F

Question 14

Quais as três representações utilizadas para o Endereço MAC?

Answer 14

Com travessões: 00-60-2F-3A-07-BC

Com dois pontos: 00:60:2 F:3A:07:BC

Com períodos: 0060.2F3A.07BC

Question 15

Qual parte do quadro Ethernet ajuda um destino a detectar se há erros em um quadro?

Answer 15

FCS (Frame Check Sequence): Sequência de verificação de quadro

Question 16

Qual campo de quadro Ethernet descreve o protocolo de camada superior que é encapsulado?

Answer 16

O EtherType é um campo de 2 bytes que identifica qual protocolo de camada superior (como IPv4, IPv6, ARP, etc.) está contido no campo de dados/payload do quadro Ethernet.

Question 17

Para realizar comunicações de ponta a ponta através dos limites da rede, os protocolos de camada de rede executam quatro operações básicas:

Answer 17

Endereçamento de dispositivos finais;
Emcapsulamento;
Roteamento;
Dsencapsulamento.

Question 18

Características do IP:

Answer 18

Não faz conexão antes do envio, não é confiável;
Tem o melhor esforço, envia direto, sem rastrear e gerenciar o fluxo de dados (papel do TCP, PRINCIPALMENTE, da camada 4);
Não retransmite, caso corrompa dados ou não sejam entregues;
Independente de mídia, pode enviar por qualquer canal, cobre, fibra ótima ou sem fio.

Question 19

O que é unidade máxima de transmissão (maximum transmission unit - MTU)?

Answer 19

É o maior tamanho em bytes de um pacote que pode ser enviado em uma única transmissão pela camada de rede de um dispositivo. Em outras palavras, a MTU define o tamanho máximo de dados que pode ser transmitido em um único quadro de rede.

Diferentes redes e interfaces podem ter diferentes valores de MTU. Por exemplo, a MTU padrão para a maioria das redes Ethernet é de 1500 bytes. Pacotes maiores que a MTU precisam ser fragmentados em partes menores, o que pode causar sobrecarga adicional no processo de comunicação e impactar a eficiência da rede.

Question 20

O que é comprimento de prefixo IPv4?

Answer 20

O comprimento do prefixo é o número de bits definido como 1 na máscara de sub-rede. Está escrito em “notação de barra”, que é anotada por uma barra (/) seguida pelo número de bits definido como 1. Portanto, conte o número de bits da máscara de sub-rede e preceda-o com uma barra.

Question 21

Exemplo de uso do comprimento de prefixo IPv4:

Answer 21

Ao representar um endereço IPv4 usando um comprimento de prefixo, o endereço IPv4 é gravado seguido do comprimento do prefixo sem espaços. Por exemplo, 192.168.10.10 255.255.255.0 seria gravado como 192.168.10.10/24. O uso de vários tipos de comprimentos do prefixo será discutido mais tarde. Por enquanto, o foco estará no prefixo /24 (ou seja, 255.255.255.0)

Question 22

Como se determina um endereço de rede de um host IPv4?

Answer 22

Através da operação lógica AND, feita bit a bit, entre o endereço do host e sua máscara de sub-rede.
Com os endereços decimais pontilhados e binários dos dois, passe pela operação AND e encontra o endereço de rede daquele host.

Question 23

Qual é o benefício de se criar sub-redes?

Answer 23

Manter um domínio de broadcast grande, pode trazer congestionamento e atraso nas comunicações.
A divisão em sub-redes reduz o tráfego total da rede e melhora seu desempenho. Ele também permite que um administrador implemente políticas de segurança que controlam quais sub-redes têm permissão para se comunicar entre si, por exemplo.
Podemos divir por localização/andar, departamento e até por tipos de dispositivos.

Question 24

Por que ter redes grandes pode atrasar as comunicações?

Answer 24

Congestionamento de Tráfego: Muitos dispositivos transmitindo dados simultaneamente podem causar congestionamento.

Maior Distância Física: Dados percorrendo grandes distâncias resultam em maior latência.

Fragmentação de Pacotes: Pacotes podem precisar ser fragmentados e depois reagrupados, aumentando a sobrecarga.

Retransmissão de Dados: Pacotes perdidos precisam ser retransmitidos, causando atrasos.

Roteamento Complexo: Dados passando por vários roteadores e switches introduzem mais latência.

Processamento em Dispositivos Intermediários: Roteadores e switches processando pacotes podem ficar sobrecarregados.

Question 25

A capacidade de hosts de cada sub-rede depende do número de bits disponíveis para os endereços de host. Tabela de relação entre os bits utilizados e o número de hosts possíveis:

Answer 25

Bits para Sub-rede | Capacidade de Hosts | Notação CIDR
——————- | ——————- | ————
1 | 2 hosts | /31
2 | 6 hosts | /30
3 | 14 hosts | /29
4 | 30 hosts | /28
5 | 62 hosts | /27
6 | 126 hosts | /26
7 | 254 hosts | /25
8 | 510 hosts | /24
9 | 1022 hosts | /23
10 | 2046 hosts | /22
11 | 4094 hosts | /21
12 | 8190 hosts | /20
13 | 16382 hosts | /19
14 | 32766 hosts | /18
15 | 65534 hosts | /17
16 | 131070 hosts | /16
17 | 262142 hosts | /15

Question 26

Classes de endereços no IPv4:

Answer 26

Em 1981, os endereços IPv4 de Internet eram atribuídos com um endereçamento classful (RFC 790) Os clientes estavam alocados em um endereço de rede em uma das três classes, A, B, ou C. A RFC dividiu os intervalos de unicast em classes específicas chamadas:

Classe A;
Classe B;
Classe C.

Question 27

Classes de endereços no IPv4: Classe A (0.0.0.0/8 a 127.0.0.0/8)

Answer 27

Projetado para suportar redes extremamente grandes com mais de 16 milhões de endereços de host. Usava um prefixo fixo /8 com o primeiro octeto para endereços de rede e os três octetos restantes para endereços de host.

Question 28

Classes de endereços no IPv4: Classe B (128.0.0.0 / 16 - 191.255.0.0 / 16)

Answer 28

Projetada para oferecer suporte às necessidades de redes de tamanho moderado a grande com até aproximadamente 65.000 endereços de host. Usava um prefixo fixo /16 com os dois octetos de mais alta ordem para endereços de rede e os dois octetos restantes para endereços de host.

Question 29

Classes de endereços no IPv4: Classe C (192.0.0.0 / 24 - 223.255.255.0 / 24)

Answer 29

Projetado para oferecer suporte a pequenas redes com no máximo 254 hosts. Usava um prefixo fixo /24 com os primeiros três octetos para endereços de rede e o octeto restante para endereços de host.

Question 30

O que são endereços IP privados?

Answer 30

Endereços IP privados são faixas de endereços IP reservadas para uso exclusivo em redes privadas, não sendo roteáveis na internet pública. Eles são utilizados para identificar dispositivos dentro de uma rede local (LAN), permitindo a comunicação entre os dispositivos sem o risco de conflitos ou interferências com a internet externa.

Question 31

Os endereços IPv4 privados mais comuns são definidos pelas seguintes faixas:

Answer 31

IPv4:
10.0.0.0 a 10.255.255.255
172.16.0.0 a 172.31.255.255
192.168.0.0 a 192.168.255.255

Question 32

Os endereços IPv6 privados mais comuns são definidos pelas seguintes faixas:

Answer 32

IPv6:
fc00::/7 (Destinado para redes locais privadas)
fd00::/8 (Destinado para redes locais específicas dentro do escopo local unicast)

Question 33

Os endereços IP privados são filtrados e descartados pelos roteadores de Internet, não é possível estabelecer comunicação. Como isso é solucionado?

Answer 33

Atraves da Conversão de endereços de rede (NAT). A NAT é usada para converter endereços IPv4 privados em endereços IPv4 públicos. Normalmente isso é feito no roteador que conecta a rede interna à rede do ISP, conseguindo assim, se comunicar com a Internet.

Question 34

Outra função da camada de rede é direcionar pacotes entre hosts. Um host pode enviar um pacote para o seguinte:

Answer 34

Próprio - Um host pode executar ping em si mesmo enviando um pacote para um endereço IPv4 especial de 127.0.0.1 ou um endereço IPv6 :: / 1, conhecido como interface de loopback. O ping na interface de loopback testa a pilha de protocolos do TCP/IP no host.
Host local - este é um host de destino que está na mesma rede local que o host de envio. Os hosts de origem e destino compartilham o mesmo endereço de rede.
Host remoto - este é um host de destino em uma rede remota. Os hosts de origem e destino não compartilham o mesmo endereço de rede.

Question 35

O dispositivo final de origem determina se o endereço IP de destino está na mesma rede em que o próprio dispositivo de origem está. O método de determinação varia de acordo com a versão IP:

Answer 35

Em IPv4 - o dispositivo de origem usa sua própria máscara de sub-rede junto com seu próprio endereço IPv4 e o endereço IPv4 de destino para fazer essa determinação.
Em IPv6 - o roteador local anuncia o endereço da rede local (prefixo) para todos os dispositivos da rede.

Question 36

Comando Linux: netstat -r

Answer 36

comando netstat -r exibe a tabela de roteamento IP do sistema. A saída inclui várias colunas que mostram as rotas de rede e suas métricas associadas:

Destino da Rede: O endereço IP da rede de destino.

Máscara de Rede: A máscara de sub-rede aplicada ao endereço de destino.

Gateway: O endereço do gateway (roteador) usado para alcançar a rede de destino.

Interface: O endereço IP da interface que envia os pacotes.

M Métrica: A prioridade da rota (quanto menor o valor, maior a prioridade).

Question 37

Comando Linux: route print

Answer 37

O comando route print também exibe a tabela de roteamento IP, similar ao netstat -r. Ele exibe:

Destino da Rede: Similar ao netstat -r, mostra a rede de destino.

Máscara de Sub-rede: Máscara de rede aplicada ao destino.

Gateway: O endereço do roteador que encaminha os pacotes para a rede de destino.

Interface: Relaciona qual interface está sendo usada para rotear os pacotes.

Métrica: Indica a prioridade da rota.

Question 38

A primeira regra para ajudar a reduzir a notação de endereços IPv6 é omitir os 0s (zeros) à esquerda de qualquer seção de 16 bits ou hexteto. Aqui estão quatro exemplos de maneiras de omitir zeros à esquerda:

Answer 38

01AB pode ser representado como 1AB
09f0 pode ser representado como 9f0
0a00 pode ser representado como a00
00ab pode ser representado como ab

Question 39

A segunda regra para ajudar a reduzir a notação de endereços IPv6 é que o uso de dois-pontos duplo (::) pode substituir uma única sequência contígua de um ou mais segmentos de 16 bits (hextetos) compostos exclusivamente por 0s. SÓ PODE SER USADO UMA VEZ. Ex.:

Answer 39

2001:db8:cafe: 1:0:0:0:1 (0s iniciais omitidos) poderia ser representado como 2001:db8:cafe:1::1. O dois-pontos duplos (::) é usado no lugar dos três hextets all-0 (0:0:0).

Question 40

O que é o prefixo IPv6?

Answer 40

O prefixo IPv6 é a parte do endereço IPv6 que indica a rede à qual o endereço pertence. Ele funciona de forma semelhante ao prefixo em endereços IPv4 com a notação CIDR.

Um endereço IPv6 completo tem 128 bits, mas o prefixo geralmente usa os primeiros 64 bits para a parte de rede e os últimos 64 bits para a parte de host. A notação CIDR para IPv6 é escrita na forma de endereço/prefixo, por exemplo, 2001:0db8::/32, onde o “/32” indica que os primeiros 32 bits são usados para o prefixo da rede.