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REDES DE COMPUTADORES Roteiro Aula Prática 2 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA REDES DE COMPUTADORES Unidade U3 ARQUITETURA E TECNOLOGIAS DE REDES Aula A1 ETHERNET TECNOLOGIA E PROTOCOLOS DE CAMADA FÍSICA E DE ENLACE Tempo previsto de execução de aula prática 4h OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática 1 Compreender a prática dos conceitos de redes de computadores especificamente Ethernet IPv4 e IPv6 Os alunos utilizarão o Cisco Packet Tracer para criar uma rede simples que abranja os tópicos descritos SOLUÇÃO DIGITAL Nessa prática você deverá utilizar a ferramenta Cisco Packet Tracer para criar e testar uma pequena rede de computadores que foi proposta Primeiramente você deverá fazer download da ferramenta Cisco Packet Tracer acessando o seguinte link httpsmeganzfileh081RB7DxPpdyKOKI53zaJKFLtNwEw8webLplHT7b8Sv6uqL1cY Fazer o cadastro no site da Cisco necessário login para utilizar a versão estudante httpsidciscocom Para aprofundar o conteúdo não é obrigatório mas passamos essa dica faça o pequeno curso oficial gratuito através da Academia de Rede Cisco é só fazer o cadastro e acompanhar o curso é possível ir do básico ao avançado dica de conteúdo adicional httpsskillsforallcomlearningcollectionsciscopacket tracerutmsourcenetacadcomutmmediumreferralutmcampaignpacket traceruserlogin0userLangptBR 3 Não é obrigatório o uso desta ferramenta em específico portanto podese escolher qualquer ambiente de infraestrutura para Redes de Computadores EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL EPI NSA PROCEDIMENTOS PRÁTICOS ProcedimentoAtividade nº 1 Atividade proposta Parte 1 Ethernet Tecnologia e Protocolos de Camada Física e de Enlace Configuração Inicial Crie um projeto no Cisco Packet Tracer Adicione dois switches Switch0 e Switch1 e quatro computadores PC0 PC1 PC2 PC3 ao seu projeto Conecte os PCs aos switches usando cabos Ethernet Domínios de Broadcast e Colisão Conecte os dois switches utilizando um cabo Ethernet Identifique os domínios de colisão e broadcast na rede criada Explique o conceito de domínio de broadcast e de colisão e como eles se aplicam à rede que você criou Operação e Velocidades Configure cada porta dos switches para operar a 100 Mbps Verifique a conectividade entre todos os PCs usando o comando ping Explicar a operação básica de comutação e as velocidades configuradas Parte 2 Protocolo IPv4 Conceitos e Divisão de Endereços IP Configuração de Endereços IP Configure cada PC com um endereço IP da mesma subrede por exemplo 1921681024 Verifique a conectividade entre todos os PCs usando o comando ping Classes de Endereços e Notação 4 Explique as classes de endereços IPv4 A B C e como elas se aplicam aos endereços configurados Mostre a notação CIDR utilizada na configuração dos endereços IP Pacote IPv4 Utilize o Packet Tracer para capturar pacotes ICMP entre dois PCs Analise o cabeçalho do pacote IPv4 e identifique os campos principais endereço de origem destino etc Parte 3 Protocolo IPv4 Redes e Subredes Divisão em Subredes Divida a rede 1921681024 em duas subredes 1921681025 e 192168112825 Configure dois PCs em cada subrede e verifique a conectividade DHCP e NAT Adicione um roteador à rede e configure um servidor DHCP para uma das subredes Configure o NAT no roteador para permitir que os PCs acessem a Internet simulada no Packet Tracer Cálculo da Máscara de Subrede Explique o cálculo da máscara de subrede utilizado para a divisão da rede Mostre como determinar o número de hosts disponíveis em cada subrede Parte 4 Protocolo IPv6 Configuração de IPv6 Adicione dois PCs e um roteador adicionais à sua rede Configure endereços IPv6 para os PCs e roteador use endereços IPv6 locais ou de linklocal Cabeçalho e Tipos de Endereçamento IPv6 Utilize o Packet Tracer para capturar pacotes ICMPv6 entre dois PCs Analise o cabeçalho do pacote IPv6 e identifique os campos principais Explique os diferentes tipos de endereços IPv6 unicast multicast anycast Técnicas de Transição Configure uma técnica de transição como o dualstack no roteador para permitir a coexistência de IPv4 e IPv6 Verifique a conectividade entre dispositivos IPv4 e IPv6 na rede Documentação 5 Documente cada passo realizado incluindo capturas de tela e explicações sobre cada configuração e resultado obtido Certifiquese de explicar conceitos teóricos quando solicitado utilizando a rede criada como exemplo Bom trabalho Checklist Saber os conceitos básicos de infraestrutura de Redes de Computadores Utilizar a ferramenta Cisco Packet Tracer para desenvolver o exercício proposto Realizar a explicação dos conceitos questionados RESULTADOS Resultados de Aprendizagem Esperase que o aluno seja capaz de desenvolver uma pequena rede pelo exercício proposto através do Cisco Packet Tracer ESTUDANTE VOCÊ DEVERÁ ENTREGAR Descrição orientativa sobre a entregada da comprovação da aula prática Para comprovar a realização da atividade é necessario a entrega da topologia dos resultados esperados UNIVERSIDADE CURSO ALUNO RELATÓRIO AULA PRÁTICA ETHERNET TECNOLOGIA E PROTOCOLOS DE CAMADA FÍSICA E DE ENLACE CIDADE ESTADO 2025 ALUNO RELATÓRIO AULA PRÁTICA ETHERNET TECNOLOGIA E PROTOCOLOS DE CAMADA FÍSICA E DE ENLACE Relatório apresentado como parte das atividades práticas da disciplina de Redes de Computadores sob orientação doa com o objetivo de aplicar os conceitos da Unidade 3 Arquitetura e Tecnologias de Redes CIDADE ESTADO 2025 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO5 2 TOPOLOGIA UTILIZADA5 3 PARTE 1 ETHERNET CAMADA FÍSICA E ENLACE8 31 MONTAGEM DE REDE COM SWITCHES E PCS8 32 DOMÍNIOS DE BROADCAST E COLISÃO9 33 CONFIGURAÇÃO DE VELOCIDADE DAS PORTAS 100MBPS10 34 TESTES DE CONECTIVIDADE PING11 4 PARTE 2 PROTOCOLO IPV4 CONCEITOS E CIDR13 41 ATRIBUIÇÃO DE ENDEREÇOS IP NA MESMA SUBREDE13 42 EXPLICAÇÃO SOBRE CLASSES A B E C14 43 NOTAÇÃO CIDR14 44 ANÁLISE DE PACOTES ICMP14 5 PARTE 3 REDES E SUBREDES IPV415 51 DIVISÃO DA REDE 1921681024 EM 2515 52 CONFIGURAÇÃO DOS PCS EM CADA SUBREDE16 53 CONFIGURAÇÃO DO SERVIDOR DHCP16 54 CONFIGURAÇÃO DO NAT17 6 PARTE 4 PROTOCOLO IPV6 E DUAL STACK18 61 ENDEREÇAMENTO IPV6 NOS PCS E ROTEADOR18 62 ANALISE DO CABEÇALHO IPV6 PDU DETAILS19 63 TIPOS DE ENDEREÇOS IPV619 64 DUAL STACK20 7 TESTES E RESULTADOS21 71 TESTES DE CONECTIVIDADE IPV4 PING21 72 TESTES DE DHCP22 73 TESTES DE CONECTIVIDADE IPV622 74 TESTES DE DUAL STACK22 75 ANÁLISE DE CABEÇALHOS E ENCAPSULAMENTO22 22 8 CONCLUSÃO23 REFERÊNCIAS24 1 INTRODUÇÃO A prática proposta teve como objetivo proporcionar uma vivência simulada dos principais conceitos de redes de computadores utilizando a ferramenta Cisco Packet Tracer Durante a atividade foram trabalhados diversos aspectos fundamentais da infraestrutura de redes como montagem de topologias físicas e lógicas configuração de dispositivos endereçamento IPv4 e IPv6 além da implementação de protocolos e serviços de rede Ao longo do experimento foram configuradas conexões com switches roteadores e estações finais permitindo a compreensão de como funcionam os domínios de colisão e broadcast a operação das portas Ethernet e a comutação de pacotes Em seguida foram atribuídos endereços IP utilizando tanto configurações estáticas quanto dinâmicas via DHCP além da divisão em subredes com base na notação CIDR A prática também abordou a análise do cabeçalho dos pacotes ICMP e a aplicação de técnicas como NAT Network Address Translation para permitir o acesso simulado à internet Por fim foram realizadas configurações com endereços IPv6 e a aplicação da técnica de dual stack que permite a coexistência simultânea dos protocolos IPv4 e IPv6 em uma mesma rede Essa experiência permitiu reforçar os conteúdos teóricos estudados em sala de aula aproximando o aluno do funcionamento real das redes e preparando para configurações mais avançadas em ambientes corporativos ou acadêmicos 2 TOPOLOGIA UTILIZADA Durante a realização da prática foram criadas diferentes topologias de rede utilizando o simulador Cisco Packet Tracer com o objetivo de representar cenários variados e reforçar os conceitos de redes de computadores A montagem da topologia foi feita de forma progressiva acompanhando o desenvolvimento das etapas da atividade Topologia 1 Comunicação entre switches Camada de Enlace A primeira topologia consistiu em dois switches interligados com dois computadores conectados a cada switch Essa configuração permitiu observar os conceitos de domínio de colisão domínio de broadcast e a operação da camada de enlace Figura 1 Conexão entre Switch0 Switch1 e quatro PCs para testes de broadcast e colisão Topologia 2 Introdução de um roteador para separação de subredes Posteriormente um roteador foi adicionado à topologia para permitir a comunicação entre subredes distintas O roteador foi conectado aos dois switches e um novo PC PC5 foi inserido diretamente no roteador representando uma rede adicional Figura 2 Adição do Router0 à rede para separação de subredes e simulação com o PC5 Topologia 3 Comunicação entre dois roteadores Para simular o acesso a redes externas e trabalhar com protocolos como o NAT e o DHCP foi inserido um segundo roteador Router1 ligado a dois novos computadores PC6 e PC7 Essa configuração representou a simulação de um ambiente com múltiplas redes e acesso à Internet simulada Figura 3 Expansão da topologia com o Router1 e PCs adicionais representando acesso externo Topologia 4 Comunicação via IPv6 Por fim a topologia foi reutilizada com a adição de endereçamento IPv6 nos dispositivos simulando a coexistência dual stack IPv4 e IPv6 Essa configuração foi essencial para testar a conectividade em ambas as pilhas de protocolos e realizar o envio de pacotes ICMPv6 entre as máquinas Figura 4 Configuração da mesma estrutura com suporte a IPv4 e IPv6 dual stack 3 PARTE 1 ETHERNET CAMADA FÍSICA E ENLACE 31 MONTAGEM DE REDE COM SWITCHES E PCS Nesta primeira etapa da atividade foi criada uma topologia simples utilizando dois switches Switch0 e Switch1 conectados entre si por um cabo Ethernet além de quatro computadores PC0 PC1 PC2 e PC3 distribuídos igualmente entre os dois switches A conexão entre os dispositivos foi feita com cabos do tipo copper straightthrough que representam conexões físicas comuns em redes locais LAN O objetivo dessa montagem foi simular uma rede local em um ambiente controlado onde os computadores podem se comunicar entre si por meio dos switches Essa estrutura é importante para compreender o funcionamento da camada física e de enlace do modelo OSI que são responsáveis pela transmissão de bits através de meios físicos e pelo controle de acesso ao meio respectivamente Figura 5 Topologia inicial com dois switches e quatro PCs conectados por cabos Ethernet representando uma rede local LAN 32 DOMÍNIOS DE BROADCAST E COLISÃO Com a topologia montada foi possível analisar os domínios de colisão e broadcast da rede Cada porta dos switches representa um domínio de colisão separado o que significa que colisões de pacotes são evitadas dentro da porta específica Já o domínio de broadcast abrange todos os dispositivos conectados ao mesmo segmento de rede nesse caso todos os PCs e switches da topologia Esses conceitos são fundamentais para entender como as redes Ethernet evitam conflitos na comunicação A análise dos domínios foi feita por meio do modo simulação do Packet Tracer observando os pacotes de broadcast e como eles se propagam pela rede Figura 6 Simulação no Cisco Packet Tracer mostrando a propagação de pacotes entre PC0 e PC3 ilustrando os domínios de broadcast e colisão na rede 33 CONFIGURAÇÃO DE VELOCIDADE DAS PORTAS 100MBPS Após a montagem da rede foi necessário configurar as portas dos switches para operar com uma velocidade de 100 Mbps Essa configuração foi feita acessando o menu de cada switch no Packet Tracer clicando na interface FastEthernet correspondente a cada cabo e ajustando a velocidade de forma manual Essa etapa foi importante para observar o funcionamento da rede em uma velocidade limitada simulando ambientes reais em que nem todos os dispositivos operam com velocidades de 1 Gbps ou superiores As portas foram ativadas com o comando no shutdown para garantir seu funcionamento Figura 7 Tela de configuração dos endereços IP nos PCs com as portas FastEthernet dos switches operando a 100 Mbps 34 TESTES DE CONECTIVIDADE PING Para verificar se os dispositivos estavam realmente conectados e aptos a se comunicar foram realizados testes de conectividade utilizando o comando ping a partir de cada PC O ping é uma ferramenta que envia mensagens do tipo ICMP para outro dispositivo da rede verificando se a resposta é recebida corretamente Os testes foram executados entre PCs ligados a switches diferentes e o sucesso da comunicação confirmou que a rede foi montada corretamente e que os pacotes estavam sendo transmitidos sem erros Além disso foi possível observar que não houve perda de pacotes o que reforça a estabilidade da rede Figura 8 Resultado positivo do teste de conectividade via comando ping entre PC0 e outro dispositivo da rede Figura 9 Execução de múltiplos testes de ping a partir do PC0 confirmando a comunicação com os demais PCs da topologia 4 PARTE 2 PROTOCOLO IPV4 CONCEITOS E CIDR 41 ATRIBUIÇÃO DE ENDEREÇOS IP NA MESMA SUBREDE Nesta etapa os computadores da topologia foram configurados com endereços IP estáticos pertencentes à mesma subrede utilizando o intervalo de endereços 1921681024 Essa configuração permitiu que todos os PCs pudessem se comunicar entre si diretamente sem a necessidade de roteamento Cada PC recebeu um IP individual dentro da faixa permitida e todos utilizaram a mesma máscara de subrede 2552552550 O gateway padrão foi configurado para o IP do roteador 19216811 garantindo que as máquinas pudessem se comunicar com outras redes futuramente Essa etapa foi essencial para entender como a segmentação de redes afeta a comunicação Figura 10 Configuração do endereço IP estático no PC0 com IP da rede 1921681024 utilizando o gateway 19216811 42 EXPLICAÇÃO SOBRE CLASSES A B E C Durante a prática foi retomado o conceito das classes de endereçamento IPv4 que são definidas com base no valor dos primeiros bits do endereço As três principais classes utilizadas em redes são Classe A endereços de 1000 a 126255255255 usada para redes muito grandes Classe B de 128000 a 191255255255 para redes de médio porte Classe C de 192000 a 223255255255 amplamente utilizada em redes locais Na prática usamos endereços da classe C pois a rede 19216810 pertence a essa faixa sendo adequada para LANs pequenas e médias como a simulada no Cisco Packet Tracer 43 NOTAÇÃO CIDR A notação CIDR Classless InterDomain Routing foi aplicada para representar a máscara de subrede de forma simplificada No lugar de escrever 2552552550 utilizamos a notação 24 que indica que os 24 primeiros bits do endereço IP pertencem à parte da rede Durante a configuração dos PCs essa notação também aparece nas interfaces do Packet Tracer como forma abreviada O uso do CIDR é essencial para a criação de sub redes e foi aprofundado na etapa seguinte da prática 44 ANÁLISE DE PACOTES ICMP Para observar o comportamento do protocolo IPv4 na prática realizamos uma análise de pacotes ICMP usando o comando ping no modo de simulação do Cisco Packet Tracer O objetivo era capturar um pacote gerado entre dois PCs e examinar seu cabeçalho IPv4 No painel de simulação clicamos sobre o pacote ICMP para visualizar os detalhes na camada 3 rede onde foi possível identificar os seguintes campos do cabeçalho Versão IPv4 Endereço de origem IP do PC de origem Endereço de destino IP do PC de destino TTL Time to Live Protocolo ICMP Essa análise foi importante para compreender a estrutura dos pacotes IPv4 e como as informações são encapsuladas para transporte Figura 11 Exibição dos detalhes da camada 3 rede mostrando o funcionamento do protocolo IPv4 no envio de pacotes entre dois PCs 5 PARTE 3 REDES E SUBREDES IPV4 51 DIVISÃO DA REDE 1921681024 EM 25 Nesta etapa a rede 1921681024 foi dividida em duas subredes 25 ou seja com máscara 255255255128 Essa divisão criou dois blocos Subrede 1 19216810 a 1921681127 gateway 19216811 Subrede 2 1921681128 a 1921681255 gateway 1921681129 Cada subrede permite o uso de até 126 endereços válidos para hosts Esse processo de subnetting é essencial para separar grupos de máquinas na mesma rede física e organizar o tráfego Figura 12 e 13 Configuração da interface G00 do roteador com o endereço 1921681125 correspondente à subrede 1 Configuração da interface G01 do roteador com o endereço 192168112925 correspondente à subrede 2 52 CONFIGURAÇÃO DOS PCS EM CADA SUBREDE Foram atribuídos endereços IP estáticos para os computadores de cada subrede Na subrede 1 os PCs PC0 e PC1 receberam IPs como 192168110 e 192168111 com gateway 19216811 Na subrede 2 os PCs PC2 e PC3 foram configurados via DHCP posteriormente mas poderiam receber IPs como 1921681130 e 1921681131 com gateway 1921681129 53 CONFIGURAÇÃO DO SERVIDOR DHCP Para automatizar a atribuição de endereços na subrede 2 foi configurado um servidor DHCP no próprio roteador O DHCP foi configurado com os seguintes comandos ip dhcp excludedaddress 1921681129 ip dhcp pool SUBREDE2 network 1921681128 255255255128 defaultrouter 1921681129 dnsserver 8888 Após isso os PCs da subrede 2 passaram a receber IPs automaticamente ao selecionar a opção DHCP na interface do Packet Tracer Figura 15 Configuração automática de IP via DHCP no PC2 54 CONFIGURAÇÃO DO NAT Para permitir que os PCs internos pudessem acessar uma rede externa simulada como a Internet foi implementado o NAT Network Address Translation no roteador A interface G02 foi configurada com um IP público ex 200001 e um PC externo com 200002 foi conectado à essa interface O NAT foi configurado com os seguintes comandos accesslist 1 permit 19216810 000255 ip nat inside source list 1 interface g02 overload interface g00 ip nat inside interface g01 ip nat inside interface g02 ip nat outside Figura 16 Exibição da tradução de endereços NAT no roteador após execução do comando show ip nat translations 6 PARTE 4 PROTOCOLO IPV6 E DUAL STACK 61 ENDEREÇAMENTO IPV6 NOS PCS E ROTEADOR Nesta etapa da prática foi configurado o endereçamento IPv6 em duas máquinas PC5 e PC6 e nas interfaces do roteador Router1 Os endereços utilizados seguiram a notação recomendada para simulações com o prefixo 2001db864 reservado para documentação PC5 recebeu o endereço 2001db8011064 com gateway 2001db8011 PC6 recebeu 2001db8021064 com gateway 2001db8021 O roteador foi configurado com G00 2001db801164 G01 2001db802164 Além disso o comando ipv6 unicastrouting foi ativado para permitir o roteamento IPv6 Após a configuração os testes de conectividade com ping IPv6 mostraram sucesso na comunicação entre os dois dispositivos Figura 17 Resposta positiva ao ping IPv6 entre PC5 e PC6 validando a comunicação entre subredes via IPv6 62 ANALISE DO CABEÇALHO IPV6 PDU DETAILS Utilizando o modo de simulação do Packet Tracer foi possível capturar um pacote ICMPv6 enviado entre os PCs e analisar seu cabeçalho IPv6 No detalhamento da PDU foram observados os principais campos Versão 6 IPv6 Endereço de origem e destino Payload Length Next Header ICMPv6 Hop Limit Essa análise reforça o entendimento da estrutura do IPv6 e como ele substitui o IPv4 em diversos aspectos eliminando a necessidade de NAT incorporando suporte nativo a segurança IPsec e oferecendo maior espaço de endereçamento 63 TIPOS DE ENDEREÇOS IPV6 Durante o experimento também foram discutidos os principais tipos de endereços IPv6 com suas finalidades Unicast identifica um único nó foi o tipo utilizado na prática Multicast envia pacotes para múltiplos destinos simultaneamente ex ff021 Anycast identifica um conjunto de interfaces sendo entregue ao mais próximo O endereço atribuído aos PCs ex 2001db80110 é do tipo unicast global e permite roteamento entre redes Durante os testes também foi possível observar o uso automático de endereços de linklocal fe8010 para comunicação local entre roteador e PCs 64 DUAL STACK Na última etapa a rede foi configurada em modo dual stack permitindo que os dispositivos utilizassem IPv4 e IPv6 simultaneamente Os PCs mantiveram seus endereços IPv6 e passaram a ter também PC5 1921681010 gateway 192168101 PC6 1921682010 gateway 192168201 Roteador G00 192168101 G01 192168201 Com isso foi possível realizar pings de ambos os protocolos mostrando que a rede aceita tanto pacotes IPv4 quanto IPv6 Essa configuração é comum em ambientes reais durante a transição gradual entre as versões dos protocolos IP Figura 18 Exemplo de configuração de um PC em modo dual stack com endereços válidos atribuídos simultaneamente em IPv4 e IPv6 7 TESTES E RESULTADOS Para validar o funcionamento correto da rede configurada foram realizados diversos testes de conectividade e funcionalidade utilizando ferramentas como o comando ping o modo simulação Simulation Mode do Cisco Packet Tracer e comandos específicos no roteador como show ip nat translations e show ipv6 interface brief Os testes confirmaram que as camadas de enlace rede transporte e aplicação estavam operando conforme o esperado em cada cenário A seguir são apresentados os principais testes realizados e seus respectivos resultados 71 TESTES DE CONECTIVIDADE IPV4 PING Entre PCs da mesma subrede o ping entre PC0 e PC1 ambos na subrede 1921681025 teve 100 de sucesso Entre PCs de subredes diferentes o ping entre PC0 e PC2 foi bemsucedido após a configuração do roteamento estático no roteador Após configuração do NAT os PCs conseguiram enviar pacotes para o IP 200002 PC simulado como Internet confirmando o funcionamento da tradução de endereços 72 TESTES DE DHCP PC2 e PC3 pertencentes à subrede 192168112825 receberam IPs automaticamente após a ativação do servidor DHCP no roteador O comando ip dhcp excludedaddress garantiu que o IP do roteador 1921681129 não fosse atribuído a outro dispositivo 73 TESTES DE CONECTIVIDADE IPV6 Ping IPv6 de PC5 para PC6 2001db80210 apresentou 0 de perda O comando show ipv6 interface brief mostrou que as interfaces estavam corretamente ativadas com os respectivos endereços 74 TESTES DE DUAL STACK Após a atribuição de endereços IPv4 às interfaces e PCs já configurados com IPv6 foi possível realizar pings com ambos os protocolos O funcionamento paralelo de IPv4 e IPv6 confirmou que a rede estava operando em modo dual stack 75 ANÁLISE DE CABEÇALHOS E ENCAPSULAMENTO Através do modo simulação foi possível capturar pacotes ICMP e ICMPv6 e observar os campos dos cabeçalhos IPv4 e IPv6 Essa análise reforçou os conceitos teóricos de encapsulamento nas camadas da pilha TCPIP 8 CONCLUSÃO A realização desta prática no simulador Cisco Packet Tracer proporcionou uma compreensão aprofundada sobre os fundamentos das redes de computadores desde a montagem física de uma topologia até a configuração de protocolos avançados como NAT DHCP e IPv6 Durante o desenvolvimento da atividade foi possível aplicar conceitos teóricos na prática testando diferentes cenários de comunicação entre dispositivos e validando o funcionamento correto da rede por meio de testes como o ping análise de cabeçalhos e visualização de pacotes A atividade envolveu a criação de subredes a partir de um bloco de endereçamento IPv4 o uso da notação CIDR a automatização da configuração com DHCP e a simulação de acesso externo com NAT Também foi possível experimentar o endereçamento IPv6 e aplicar o modelo dual stack demonstrando a capacidade dos dispositivos de operar com IPv4 e IPv6 simultaneamente Os testes realizados confirmaram a eficiência das configurações propostas e permitiram visualizar o tráfego de dados em diferentes camadas da pilha de protocolos fortalecendo o aprendizado sobre encapsulamento e roteamento Ao final a prática cumpriu seu objetivo de integrar teoria e aplicação desenvolvendo habilidades importantes para o futuro acadêmico e profissional na área de redes REFERÊNCIAS CISCO Packet Tracer Network Simulation Tool Disponível em httpswwwnetacadcomcoursespackettracer TANENBAUM Andrew S WETHERALL David Redes de Computadores 5 ed 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Divida a rede 1921681024 em duas subredes 1921681025 e 192168112825 Configure dois PCs em cada subrede e verifique a conectividade DHCP e NAT Adicione um roteador à rede e configure um servidor DHCP para uma das subredes Configure o NAT no roteador para permitir que os PCs acessem a Internet simulada no Packet Tracer Cálculo da Máscara de Subrede Explique o cálculo da máscara de subrede utilizado para a divisão da rede Mostre como determinar o número de hosts disponíveis em cada subrede Parte 4 Protocolo IPv6 Configuração de IPv6 Adicione dois PCs e um roteador adicionais à sua rede Configure endereços IPv6 para os PCs e roteador use endereços IPv6 locais ou de linklocal Cabeçalho e Tipos de Endereçamento IPv6 Utilize o Packet Tracer para capturar pacotes ICMPv6 entre dois PCs Analise o cabeçalho do pacote IPv6 e identifique os campos principais Explique os diferentes tipos de endereços IPv6 unicast multicast anycast Técnicas de Transição Configure uma técnica de transição como o dualstack no roteador para permitir a coexistência de IPv4 e IPv6 Verifique a conectividade entre dispositivos IPv4 e IPv6 na rede Documentação 5 Documente cada passo realizado incluindo capturas de tela e explicações sobre cada configuração e resultado obtido Certifiquese de explicar conceitos teóricos quando solicitado utilizando a rede criada como exemplo Bom trabalho Checklist Saber os conceitos básicos de infraestrutura de Redes de Computadores Utilizar a ferramenta Cisco Packet Tracer para desenvolver o exercício proposto Realizar a explicação dos conceitos questionados RESULTADOS Resultados de Aprendizagem Esperase que o aluno seja capaz de desenvolver uma pequena rede pelo exercício proposto através do Cisco Packet Tracer ESTUDANTE VOCÊ DEVERÁ ENTREGAR Descrição orientativa sobre a entregada da comprovação da aula prática Para comprovar a realização da atividade é necessario a entrega da topologia dos resultados esperados UNIVERSIDADE CURSO ALUNO RELATÓRIO AULA PRÁTICA ETHERNET TECNOLOGIA E PROTOCOLOS DE CAMADA FÍSICA E DE ENLACE CIDADE ESTADO 2025 ALUNO RELATÓRIO AULA PRÁTICA ETHERNET TECNOLOGIA E PROTOCOLOS DE CAMADA FÍSICA E DE ENLACE Relatório apresentado como parte das atividades práticas da disciplina de Redes de Computadores sob orientação doa com o objetivo de aplicar os conceitos da Unidade 3 Arquitetura e Tecnologias de Redes CIDADE ESTADO 2025 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO5 2 TOPOLOGIA UTILIZADA5 3 PARTE 1 ETHERNET CAMADA FÍSICA E ENLACE8 31 MONTAGEM DE REDE COM SWITCHES E PCS8 32 DOMÍNIOS DE BROADCAST E COLISÃO9 33 CONFIGURAÇÃO DE VELOCIDADE DAS PORTAS 100MBPS10 34 TESTES DE CONECTIVIDADE PING11 4 PARTE 2 PROTOCOLO IPV4 CONCEITOS E CIDR13 41 ATRIBUIÇÃO DE ENDEREÇOS IP NA MESMA SUBREDE13 42 EXPLICAÇÃO SOBRE CLASSES A B E C14 43 NOTAÇÃO CIDR14 44 ANÁLISE DE PACOTES ICMP14 5 PARTE 3 REDES E SUBREDES IPV415 51 DIVISÃO DA REDE 1921681024 EM 2515 52 CONFIGURAÇÃO DOS PCS EM CADA SUBREDE16 53 CONFIGURAÇÃO DO SERVIDOR DHCP16 54 CONFIGURAÇÃO DO NAT17 6 PARTE 4 PROTOCOLO IPV6 E DUAL STACK18 61 ENDEREÇAMENTO IPV6 NOS PCS E ROTEADOR18 62 ANALISE DO CABEÇALHO IPV6 PDU DETAILS19 63 TIPOS DE ENDEREÇOS IPV619 64 DUAL STACK20 7 TESTES E RESULTADOS21 71 TESTES DE CONECTIVIDADE IPV4 PING21 72 TESTES DE DHCP22 73 TESTES DE CONECTIVIDADE IPV622 74 TESTES DE DUAL STACK22 75 ANÁLISE DE CABEÇALHOS E ENCAPSULAMENTO22 22 8 CONCLUSÃO23 REFERÊNCIAS24 1 INTRODUÇÃO A prática proposta teve como objetivo proporcionar uma vivência simulada dos principais conceitos de redes de computadores utilizando a ferramenta Cisco Packet Tracer Durante a atividade foram trabalhados diversos aspectos fundamentais da infraestrutura de redes como montagem de topologias físicas e lógicas configuração de dispositivos endereçamento IPv4 e IPv6 além da implementação de protocolos e serviços de rede Ao longo do experimento foram configuradas conexões com switches roteadores e estações finais permitindo a compreensão de como funcionam os domínios de colisão e broadcast a operação das portas Ethernet e a comutação de pacotes Em seguida foram atribuídos endereços IP utilizando tanto configurações estáticas quanto dinâmicas via DHCP além da divisão em subredes com base na notação CIDR A prática também abordou a análise do cabeçalho dos pacotes ICMP e a aplicação de técnicas como NAT Network Address Translation para permitir o acesso simulado à internet Por fim foram realizadas configurações com endereços IPv6 e a aplicação da técnica de dual stack que permite a coexistência simultânea dos protocolos IPv4 e IPv6 em uma mesma rede Essa experiência permitiu reforçar os conteúdos teóricos estudados em sala de aula aproximando o aluno do funcionamento real das redes e preparando para configurações mais avançadas em ambientes corporativos ou acadêmicos 2 TOPOLOGIA UTILIZADA Durante a realização da prática foram criadas diferentes topologias de rede utilizando o simulador Cisco Packet Tracer com o objetivo de representar cenários variados e reforçar os conceitos de redes de computadores A montagem da topologia foi feita de forma progressiva acompanhando o desenvolvimento das etapas da atividade Topologia 1 Comunicação entre switches Camada de Enlace A primeira topologia consistiu em dois switches interligados com dois computadores conectados a cada switch Essa configuração permitiu observar os conceitos de domínio de colisão domínio de broadcast e a operação da camada de enlace Figura 1 Conexão entre Switch0 Switch1 e quatro PCs para testes de broadcast e colisão Topologia 2 Introdução de um roteador para separação de subredes Posteriormente um roteador foi adicionado à topologia para permitir a comunicação entre subredes distintas O roteador foi conectado aos dois switches e um novo PC PC5 foi inserido diretamente no roteador representando uma rede adicional Figura 2 Adição do Router0 à rede para separação de subredes e simulação com o PC5 Topologia 3 Comunicação entre dois roteadores Para simular o acesso a redes externas e trabalhar com protocolos como o NAT e o DHCP foi inserido um segundo roteador Router1 ligado a dois novos computadores PC6 e PC7 Essa configuração representou a simulação de um ambiente com múltiplas redes e acesso à Internet simulada Figura 3 Expansão da topologia com o Router1 e PCs adicionais representando acesso externo Topologia 4 Comunicação via IPv6 Por fim a topologia foi reutilizada com a adição de endereçamento IPv6 nos dispositivos simulando a coexistência dual stack IPv4 e IPv6 Essa configuração foi essencial para testar a conectividade em ambas as pilhas de protocolos e realizar o envio de pacotes ICMPv6 entre as máquinas Figura 4 Configuração da mesma estrutura com suporte a IPv4 e IPv6 dual stack 3 PARTE 1 ETHERNET CAMADA FÍSICA E ENLACE 31 MONTAGEM DE REDE COM SWITCHES E PCS Nesta primeira etapa da atividade foi criada uma topologia simples utilizando dois switches Switch0 e Switch1 conectados entre si por um cabo Ethernet além de quatro computadores PC0 PC1 PC2 e PC3 distribuídos igualmente entre os dois switches A conexão entre os dispositivos foi feita com cabos do tipo copper straightthrough que representam conexões físicas comuns em redes locais LAN O objetivo dessa montagem foi simular uma rede local em um ambiente controlado onde os computadores podem se comunicar entre si por meio dos switches Essa estrutura é importante para compreender o funcionamento da camada física e de enlace do modelo OSI que são responsáveis pela transmissão de bits através de meios físicos e pelo controle de acesso ao meio respectivamente Figura 5 Topologia inicial com dois switches e quatro PCs conectados por cabos Ethernet representando uma rede local LAN 32 DOMÍNIOS DE BROADCAST E COLISÃO Com a topologia montada foi possível analisar os domínios de colisão e broadcast da rede Cada porta dos switches representa um domínio de colisão separado o que significa que colisões de pacotes são evitadas dentro da porta específica Já o domínio de broadcast abrange todos os dispositivos conectados ao mesmo segmento de rede nesse caso todos os PCs e switches da topologia Esses conceitos são fundamentais para entender como as redes Ethernet evitam conflitos na comunicação A análise dos domínios foi feita por meio do modo simulação do Packet Tracer observando os pacotes de broadcast e como eles se propagam pela rede Figura 6 Simulação no Cisco Packet Tracer mostrando a propagação de pacotes entre PC0 e PC3 ilustrando os domínios de broadcast e colisão na rede 33 CONFIGURAÇÃO DE VELOCIDADE DAS PORTAS 100MBPS Após a montagem da rede foi necessário configurar as portas dos switches para operar com uma velocidade de 100 Mbps Essa configuração foi feita acessando o menu de cada switch no Packet Tracer clicando na interface FastEthernet correspondente a cada cabo e ajustando a velocidade de forma manual Essa etapa foi importante para observar o funcionamento da rede em uma velocidade limitada simulando ambientes reais em que nem todos os dispositivos operam com velocidades de 1 Gbps ou superiores As portas foram ativadas com o comando no shutdown para garantir seu funcionamento Figura 7 Tela de configuração dos endereços IP nos PCs com as portas FastEthernet dos switches operando a 100 Mbps 34 TESTES DE CONECTIVIDADE PING Para verificar se os dispositivos estavam realmente conectados e aptos a se comunicar foram realizados testes de conectividade utilizando o comando ping a partir de cada PC O ping é uma ferramenta que envia mensagens do tipo ICMP para outro dispositivo da rede verificando se a resposta é recebida corretamente Os testes foram executados entre PCs ligados a switches diferentes e o sucesso da comunicação confirmou que a rede foi montada corretamente e que os pacotes estavam sendo transmitidos sem erros Além disso foi possível observar que não houve perda de pacotes o que reforça a estabilidade da rede Figura 8 Resultado positivo do teste de conectividade via comando ping entre PC0 e outro dispositivo da rede Figura 9 Execução de múltiplos testes de ping a partir do PC0 confirmando a comunicação com os demais PCs da topologia 4 PARTE 2 PROTOCOLO IPV4 CONCEITOS E CIDR 41 ATRIBUIÇÃO DE ENDEREÇOS IP NA MESMA SUBREDE Nesta etapa os computadores da topologia foram configurados com endereços IP estáticos pertencentes à mesma subrede utilizando o intervalo de endereços 1921681024 Essa configuração permitiu que todos os PCs pudessem se comunicar entre si diretamente sem a necessidade de roteamento Cada PC recebeu um IP individual dentro da faixa permitida e todos utilizaram a mesma máscara de subrede 2552552550 O gateway padrão foi configurado para o IP do roteador 19216811 garantindo que as máquinas pudessem se comunicar com outras redes futuramente Essa etapa foi essencial para entender como a segmentação de redes afeta a comunicação Figura 10 Configuração do endereço IP estático no PC0 com IP da rede 1921681024 utilizando o gateway 19216811 42 EXPLICAÇÃO SOBRE CLASSES A B E C Durante a prática foi retomado o conceito das classes de endereçamento IPv4 que são definidas com base no valor dos primeiros bits do endereço As três principais classes utilizadas em redes são Classe A endereços de 1000 a 126255255255 usada para redes muito grandes Classe B de 128000 a 191255255255 para redes de médio porte Classe C de 192000 a 223255255255 amplamente utilizada em redes locais Na prática usamos endereços da classe C pois a rede 19216810 pertence a essa faixa sendo adequada para LANs pequenas e médias como a simulada no Cisco Packet Tracer 43 NOTAÇÃO CIDR A notação CIDR Classless InterDomain Routing foi aplicada para representar a máscara de subrede de forma simplificada No lugar de escrever 2552552550 utilizamos a notação 24 que indica que os 24 primeiros bits do endereço IP pertencem à parte da rede Durante a configuração dos PCs essa notação também aparece nas interfaces do Packet Tracer como forma abreviada O uso do CIDR é essencial para a criação de sub redes e foi aprofundado na etapa seguinte da prática 44 ANÁLISE DE PACOTES ICMP Para observar o comportamento do protocolo IPv4 na prática realizamos uma análise de pacotes ICMP usando o comando ping no modo de simulação do Cisco Packet Tracer O objetivo era capturar um pacote gerado entre dois PCs e examinar seu cabeçalho IPv4 No painel de simulação clicamos sobre o pacote ICMP para visualizar os detalhes na camada 3 rede onde foi possível identificar os seguintes campos do cabeçalho Versão IPv4 Endereço de origem IP do PC de origem Endereço de destino IP do PC de destino TTL Time to Live Protocolo ICMP Essa análise foi importante para compreender a estrutura dos pacotes IPv4 e como as informações são encapsuladas para transporte Figura 11 Exibição dos detalhes da camada 3 rede mostrando o funcionamento do protocolo IPv4 no envio de pacotes entre dois PCs 5 PARTE 3 REDES E SUBREDES IPV4 51 DIVISÃO DA REDE 1921681024 EM 25 Nesta etapa a rede 1921681024 foi dividida em duas subredes 25 ou seja com máscara 255255255128 Essa divisão criou dois blocos Subrede 1 19216810 a 1921681127 gateway 19216811 Subrede 2 1921681128 a 1921681255 gateway 1921681129 Cada subrede permite o uso de até 126 endereços válidos para hosts Esse processo de subnetting é essencial para separar grupos de máquinas na mesma rede física e organizar o tráfego Figura 12 e 13 Configuração da interface G00 do roteador com o endereço 1921681125 correspondente à subrede 1 Configuração da interface G01 do roteador com o endereço 192168112925 correspondente à subrede 2 52 CONFIGURAÇÃO DOS PCS EM CADA SUBREDE Foram atribuídos endereços IP estáticos para os computadores de cada subrede Na subrede 1 os PCs PC0 e PC1 receberam IPs como 192168110 e 192168111 com gateway 19216811 Na subrede 2 os PCs PC2 e PC3 foram configurados via DHCP posteriormente mas poderiam receber IPs como 1921681130 e 1921681131 com gateway 1921681129 53 CONFIGURAÇÃO DO SERVIDOR DHCP Para automatizar a atribuição de endereços na subrede 2 foi configurado um servidor DHCP no próprio roteador O DHCP foi configurado com os seguintes comandos ip dhcp excludedaddress 1921681129 ip dhcp pool SUBREDE2 network 1921681128 255255255128 defaultrouter 1921681129 dnsserver 8888 Após isso os PCs da subrede 2 passaram a receber IPs automaticamente ao selecionar a opção DHCP na interface do Packet Tracer Figura 15 Configuração automática de IP via DHCP no PC2 54 CONFIGURAÇÃO DO NAT Para permitir que os PCs internos pudessem acessar uma rede externa simulada como a Internet foi implementado o NAT Network Address Translation no roteador A interface G02 foi configurada com um IP público ex 200001 e um PC externo com 200002 foi conectado à essa interface O NAT foi configurado com os seguintes comandos accesslist 1 permit 19216810 000255 ip nat inside source list 1 interface g02 overload interface g00 ip nat inside interface g01 ip nat inside interface g02 ip nat outside Figura 16 Exibição da tradução de endereços NAT no roteador após execução do comando show ip nat translations 6 PARTE 4 PROTOCOLO IPV6 E DUAL STACK 61 ENDEREÇAMENTO IPV6 NOS PCS E ROTEADOR Nesta etapa da prática foi configurado o endereçamento IPv6 em duas máquinas PC5 e PC6 e nas interfaces do roteador Router1 Os endereços utilizados seguiram a notação recomendada para simulações com o prefixo 2001db864 reservado para documentação PC5 recebeu o endereço 2001db8011064 com gateway 2001db8011 PC6 recebeu 2001db8021064 com gateway 2001db8021 O roteador foi configurado com G00 2001db801164 G01 2001db802164 Além disso o comando ipv6 unicastrouting foi ativado para permitir o roteamento IPv6 Após a configuração os testes de conectividade com ping IPv6 mostraram sucesso na comunicação entre os dois dispositivos Figura 17 Resposta positiva ao ping IPv6 entre PC5 e PC6 validando a comunicação entre subredes via IPv6 62 ANALISE DO CABEÇALHO IPV6 PDU DETAILS Utilizando o modo de simulação do Packet Tracer foi possível capturar um pacote ICMPv6 enviado entre os PCs e analisar seu cabeçalho IPv6 No detalhamento da PDU foram observados os principais campos Versão 6 IPv6 Endereço de origem e destino Payload Length Next Header ICMPv6 Hop Limit Essa análise reforça o entendimento da estrutura do IPv6 e como ele substitui o IPv4 em diversos aspectos eliminando a necessidade de NAT incorporando suporte nativo a segurança IPsec e oferecendo maior espaço de endereçamento 63 TIPOS DE ENDEREÇOS IPV6 Durante o experimento também foram discutidos os principais tipos de endereços IPv6 com suas finalidades Unicast identifica um único nó foi o tipo utilizado na prática Multicast envia pacotes para múltiplos destinos simultaneamente ex ff021 Anycast identifica um conjunto de interfaces sendo entregue ao mais próximo O endereço atribuído aos PCs ex 2001db80110 é do tipo unicast global e permite roteamento entre redes Durante os testes também foi possível observar o uso automático de endereços de linklocal fe8010 para comunicação local entre roteador e PCs 64 DUAL STACK Na última etapa a rede foi configurada em modo dual stack permitindo que os dispositivos utilizassem IPv4 e IPv6 simultaneamente Os PCs mantiveram seus endereços IPv6 e passaram a ter também PC5 1921681010 gateway 192168101 PC6 1921682010 gateway 192168201 Roteador G00 192168101 G01 192168201 Com isso foi possível realizar pings de ambos os protocolos mostrando que a rede aceita tanto pacotes IPv4 quanto IPv6 Essa configuração é comum em ambientes reais durante a transição gradual entre as versões dos protocolos IP Figura 18 Exemplo de configuração de um PC em modo dual stack com endereços válidos atribuídos simultaneamente em IPv4 e IPv6 7 TESTES E RESULTADOS Para validar o funcionamento correto da rede configurada foram realizados diversos testes de conectividade e funcionalidade utilizando ferramentas como o comando ping o modo simulação Simulation Mode do Cisco Packet Tracer e comandos específicos no roteador como show ip nat translations e show ipv6 interface brief Os testes confirmaram que as camadas de enlace rede transporte e aplicação estavam operando conforme o esperado em cada cenário A seguir são apresentados os principais testes realizados e seus respectivos resultados 71 TESTES DE CONECTIVIDADE IPV4 PING Entre PCs da mesma subrede o ping entre PC0 e PC1 ambos na subrede 1921681025 teve 100 de sucesso Entre PCs de subredes diferentes o ping entre PC0 e PC2 foi bemsucedido após a configuração do roteamento estático no roteador Após configuração do NAT os PCs conseguiram enviar pacotes para o IP 200002 PC simulado como Internet confirmando o funcionamento da tradução de endereços 72 TESTES DE DHCP PC2 e PC3 pertencentes à subrede 192168112825 receberam IPs automaticamente após a ativação do servidor DHCP no roteador O comando ip dhcp excludedaddress garantiu que o IP do roteador 1921681129 não fosse atribuído a outro dispositivo 73 TESTES DE CONECTIVIDADE IPV6 Ping IPv6 de PC5 para PC6 2001db80210 apresentou 0 de perda O comando show ipv6 interface brief mostrou que as interfaces estavam corretamente ativadas com os respectivos endereços 74 TESTES DE DUAL STACK Após a atribuição de endereços IPv4 às interfaces e PCs já configurados com IPv6 foi possível realizar pings com ambos os protocolos O funcionamento paralelo de IPv4 e IPv6 confirmou que a rede estava operando em modo dual stack 75 ANÁLISE DE CABEÇALHOS E ENCAPSULAMENTO Através do modo simulação foi possível capturar pacotes ICMP e ICMPv6 e observar os campos dos cabeçalhos IPv4 e IPv6 Essa análise reforçou os conceitos teóricos de encapsulamento nas camadas da pilha TCPIP 8 CONCLUSÃO A realização desta prática no simulador Cisco Packet Tracer proporcionou uma compreensão aprofundada sobre os fundamentos das redes de computadores desde a montagem física de uma topologia até a configuração de protocolos avançados como NAT DHCP e IPv6 Durante o desenvolvimento da atividade foi possível aplicar conceitos teóricos na prática testando diferentes cenários de comunicação entre dispositivos e validando o funcionamento correto da rede por meio de testes como o ping análise de cabeçalhos e visualização de pacotes A atividade envolveu a criação de subredes a partir de um bloco de endereçamento IPv4 o uso da notação CIDR a automatização da configuração com DHCP e a simulação de acesso externo com NAT Também foi possível experimentar o endereçamento IPv6 e aplicar o modelo dual stack demonstrando a capacidade dos dispositivos de operar com IPv4 e IPv6 simultaneamente Os testes realizados confirmaram a eficiência das configurações propostas e permitiram visualizar o tráfego de dados em diferentes camadas da pilha de protocolos fortalecendo o aprendizado sobre encapsulamento e roteamento Ao final a prática cumpriu seu objetivo de integrar teoria e aplicação desenvolvendo habilidades importantes para o futuro acadêmico e profissional na área de redes REFERÊNCIAS CISCO Packet Tracer Network Simulation Tool Disponível em httpswwwnetacadcomcoursespackettracer TANENBAUM Andrew S WETHERALL David Redes de Computadores 5 ed São Paulo Pearson 2011 FOROUZAN Behrouz A Comunicação de Dados e Redes de Computadores 4 ed São Paulo McGrawHill 2008

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