Rede de Computadores para Automação Industrial

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1 Rede de Computadores para Automação Industrial Engenharia Elétrica - 10o período Hélio Marques Sobrinho 1 / 307

2 Horários das aulas Segundas 19:00 às 20:40 Terças 19:00 às 20:40 2 / 307

3 Bibliografia Referências Computer Networks Andrew S. Tanenbaum Redes de computadores: Das LANs, MANs, WANs às redes ATM Luiz Fernando Gomes Soares et alii. Redes Industriais para Automação Industrial Alexandre Baratella Lugli e Max Mauro Dias Santos Redes Industriais Pedro Urbano Braga de Albuquerque E muito mais! A Internet! Vejam: 3 / 307

4 Programa Introdução Sistemas industriais e redes de comunicação Redes de computadores Arquiteturas e topologias Modelo ISO/OSI Classificação Redes industriais Redes de campo e de supervisão Sistemas de gerência 4 / 307

5 Introdução Sistemas industriais Revolução Industrial ( /1840) Artesanato Máquinas Automação industrial Maior eficiência Menor consumo de energia, matéria primas, Menor emissão de resíduos Melhor condição de segurança Redução de esforço / interferência humana... 5 / 307

6 Exemplos Indústria automobilística Indústria química Corte da madeira, branqueamento, corte, embalagem,... Indústria de embalagens Britagem, pelotização, carregamento,... Indústria de papel e celulose Manipulação de materiais nocivos, Dosagem, controle de ph,... Indústria de mineração Estamparia, soldagem, pintura,... Corte, montagem. Etiquetagem, embalagem... 6 / 307

7 Visão geral Computer Network Enterprise Network Human Network 7 / 307

8 Visão técnica Operação Projeto da planta Rede de Instrumentação Internet Manutenção Gerência 8 / 307

9 Níveis de abstração do problema Geração de Informação estratégica Visualização, Configuração, variáveis Tecnologias e protocolos de comunicação Algoritmos, PID, Relés, fuzzy,... Sensores, transdutores, acionadores,... Motores, robôs, caldeiras,... 9 / 307

10 Níveis de tecnologia Gerenciamento Controle supervisório Alarme e intertravamento Controle regulatório Sensores e atuadores 10 / 307

11 Topologia básica Base de dados Supervisor Rede de comunicação de dados Controlador Controladorlocal local1 1 Condicionamento de sinais sensores atuadores Processo físico Controlador local 2 Controlador local n Condicionamento de sinais Condicionamento de sinais sensores atuadores Processo físico... sensores atuadores Processo físico 11 / 307

12 Tendência Supervisor Base de dados Gerência de Informação? Rede de comunicação e supervisão Gateway Rede de campo Dispositivo Dispositivo Dispositivo... Dispositivo 12 / 307

13 Novas abordagens para os níveis de abstração 13 / 307

14 Em 3 camadas Gerenciamento integrado. Sistema de ERP. Banco de dados relacionais. Controle de processo: Contínuo e Batch, Diagnóstico. Controle lógico: discreto e analógico. Variáveis do processo. Diagnóstico 14 / 307

15 Características principais Usuário primário Informação Automação e Controle Dispositivos Tamanho Volume da rede dos dados Tempo de resposta Custo Gestores Grande Muito alto Troca de dados Histórico Operação Moderado Alto Manutenção ponto a ponto E/S remotas Moderado Moderado Dispositivos inteligentes Moderado Alto a moderado Rápido Baixo Muito rápido Baixo Muito rápido Baixo Manutenção FIação Pequena Baixo : focos primários 15 / 307

16 Visão geral Monitorar ou acionar dispositivosos físicos remotamente Controle e monitoramento 16 / 307

17 Desafios da Automação Industrial Redes determinísticas e tolerantes a falhas Interoperabilidade Algoritmos de controle eficientes Algoritmos de detecção e previsão de falhas Sistemas de gerência de informação Minimização de custos de instalação e operação Escalabilidade 17 / 307

18 Interferências Interferências gerada por sinais de alta frequência 18 / 307

19 Interferência Interferências gerada por sinais de alta frequência 19 / 307

20 Detecção de erros digitais Segurança e Privacidade Parity Checksum MD5sum SHA-0 SHA-1 SHA-2 SHA-3 SHA-256 SHA-384 SHA MD : Message Digest SHA : Secure Hash Algorithm 20 / 307

21 Paridade 21 / 307

22 Exemplos Texto The quick brown fox jumps over the lazy dog MD5: 37c4b87edffc5d198ff5a185cee7ee09 SHA1: be417768b5c3c5c1d9bcb2e7c119196dd76b5570 SHA-256: c03905fcdab297513a620ec81ed46ca44ddb62d41cbbd83eb4a5a3592be26a 69 SHA-512 a12ac6bdd854ac30c5cc5b576e1ee2c060c0d8c2bec d7119aa2b962f 7f30ce2e39879cbff0109c8f0a3fd9389a369daae45df7d7b286d7d98272dc5b1 22 / 307

23 Redes industriais RTU Serial Modbus Hart ASCII Ethernet Modbus/TCP AS-i Programa CAN DP Profibus PA Foundation Fieldbus Ethernet industrial 23 / 307

24 Alguns protocolos Sigla Significado RTU Remote Terminal Unit TCP Transmission Control Protocol Hart Highway Addressable Remote Transducer Protocol AS-i Actuator-Sensor-Interface CAN Controller Area Network DP Decentralized Peripheral PA Process Automation 24 / 307

25 Redes industriais Barramento serial Definição Digital Multiponto Bidirecional Full duplex Redes Industriais Equipamentos de Supervisão Comunicação Controle industrial Instrumentação 25 / 307

26 Redes industriais Entre pontos Objetivo: Transferir informação Entre sistemas Redes Industriais Temperatura Pressão Produtividade Informações: Variáveis de processo Consumo de energia Pass Transp/h Peças produzidas 26 / 307

27 Variáveis de processo Contínua ou Discreta Refinarias Indústrias Processos Variáveis de Processo Açucar e Álcool Papel e Celulose Petroquímica Contínuo Automobilística Indústrias Manufatura Metalúrgicas Metroferroviárias Discreto 27 / 307

28 Histórico Anos 40: Sinais de pressão 3 ~ 15 psi Contínuo Anos 60 : Sinais elétricos 4 ~20 ma Anos 70 : Computador e Controle central Histórico Sensores inteligentes Anos 80 : Controle digital Ano 2000 : IEC protocolos Discreto 28 / 307

29 Histórico Pneumática Analógica 1980 Fieldbus Digital 2000 Tempo 29 / 307

30 Sistemas centralizados / distribuídos Sistemas Centralizados Controlador E/S E/S E/S Barramento de Campo Controlador E/S E/S E/S E/S E/S 30 / 307

31 Barramento de campo distribuído Controlador E/S E/S Controlador E/S E/S E/S Monitoramento E/S E/S 31 / 307

32 Sistema de controle distribuído E/S Controlador E/S E/S E/S E/S E/S Controlador Controlador GTW Controlador Monitoramento E/S E/S GTW Monitoramento 32 / 307

33 Redes industriais Custo de fiação Redução Custo de instalação Vantagens De Redes industriais Configuração Acesso remoto Diagnóstico Autodiagnóstico Dispositivos mais inteligentes Novas funcionalidades 33 / 307

34 Pirâmide de Automação N5 Gerenciamento Corporativo N4 Gerenciamento da planta N3 Supervisão N2 Controle N1 Dispositivos de campo Planta : Processo controlado 34 / 307

35 Pirâmide de Automação Gerenciamento Corporativo Gerenciamento da planta ERP N5 N4 MPS MPRII MES PIMS SCADA HMI N3: Supervisão N2: Controle PLC DCS CNC SoftPLC N1 : Dispositivos de campo Planta : Processo controlado Sensores e Atuadores 35 / 307

36 Algumas siglas { Sigla Significado ERP Entreprise Resource Planning MPS Manufacturing Procedure Specification MRPII Manufacturing Resource Planning II MES Manufacturing Execution System PIMS Process Information Management System SCADA Supervisory Control And Data Acquisition HMI Human Machine Interface PLC Programmable Logic Controller SDCD Sistema Digital de Controle Distribuído DCS Distributed Control System CNC Computer Numerical Control SoftPLC Software PLC 36 / 307

37 Tipos de Redes de campo Controle De Processo Ethernet FieldBus DeviceBus Controle Lógico SensorBus Equipamentos simples Bit Byte Equipamentos complexos Bloco 37 / 307

38 SensorBus Interligar sensores e atuadores discretos Bits Tempo de resposta : ms SensorBus Distância : < 200 m AS-interface AS-i Exemplos CAN 38 / 307

39 DeviceBus Interligar dispositivos genéricos Bytes DeviceBus Tempo de resposta : dezenas de ms Distância : milhares de metros Profibus-DP Exemplos DeviceNet 39 / 307

40 FieldBus Interligar instrumentação analógica Mensagens FieldBus Tempo de resposta : centenas de ms Distância : < 10 km Profibus-PA Exemplos Foundation FieldBus-H1 40 / 307

41 DataBus Interligar redes corporativas Arquivos DataBus Tempo de resposta : segundos Distância : dezenas de km Exemplos Ethernet TCP/IP 41 / 307

42 Exemplo de Arquitetura MES MRPII PIMS ERP Servidor SCADA Histórico Cliente SCADA Robô CNC Cliente SCADA CLP CNC GTW 42 / 307

43 Comunicação Paralela Vários bits simultaneamente Serial Um bit de cada vez 43 / 307

44 Transmissão Half duplex Transmissão em uma direção de cada vez ou Full duplex Transmissão simultânea 44 / 307

45 Loop de corrente 20 ma Half duplex 45 / 307

46 RS-232 / RS-232C Protocolo serial Arquitetura master/slave Recomended Standard Mínimo de 3 fios: Rx, Tx, Sgnd Conectores DB9 e DB25-15V a 3V e +3 a +15V bit0 bit1 bit2 bit3 bit4 bit5 bit6 46 / 307

47 Comprimento máximo do cabo 47 / 307

48 Níveis de tensão 48 / 307

49 RS-232C 49 / 307

50 Parâmetros de configuração Número de bits Velocidade 75, 150, 300, 600, 1200, 2400, 9600, 19200,... Paridade 5, 6, 7, 8,... Nenhuma, Par, Impar None, Even, Odd Notação: bps / bits parity - stop 9600/8-E bps, 8 bits, Even parity, 1 stop 50 / 307

51 RS-232C - DB9 51 / 307

52 RS-232C - DB9 52 / 307

53 RS-232C - DB25 53 / 307

54 Rede em anel com RS / 307

55 Protocolo Serial RS / 307

56 Rede usando RS / 307

57 Protocolo Serial RS 485 Características 3 fios Diferencial Topologia multiponto Até 32 dispositivos 35Mbps até 12 m 100Kbps até 1200 m 57 / 307

58 Rede usando RS / 307

59 UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 59 / 307

60 USART Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter 60 / 307

61 DSP Digital Signal Processors 61 / 307

62 Redes de computadores Rede de computadores Interligação dispositivos computacionais Motivação Compartilhamento de elementos computacionais internet Interconexão de redes Processamento, Memória, Dispositivos e Informação Como os elementos estão conectados Arquitetura Projeto da rede e seus componentes 62 / 307

63 Dado e Informação 63 / 307

64 Classificação de Redes Escala LAN - Local Area Networks MAN - Metropolitan Area Networks WAN - Wide Area Networks Escopo WLAN - Wireless Local Area Network SAN Storage Area Network Server Area Network DAN - Desk Area Network PAN - Person Area Network CAN - Campus Area Network BAN Body Area Network / 307

65 Body Area Network 65 / 307

66 Wearable Medical BAN Applications 66 / 307

67 Topologia Propriedade geométrica Forma Interconexões e arranjos 67 / 307

68 Topologia de redes 68 / 307

69 Arquitetura Tipo de rede Com fio (coaxial, UTP, fibra óptica,...) Sem fio (RF) Elementos de conexão/comunicação Hubs, switches, modems, roteadores, antenas, 69 / 307

70 Coaxial fino Junção T Terminador Partes do conector 70 / 307

71 Rede com cabo coaxial fino 71 / 307

72 Coaxial grosso 72 / 307

73 Conectores vampiro 73 / 307

74 Conector vampiro 74 / 307

75 Rede com UTP/STP 75 / 307

76 Conectores e fiação RJ11 Telefonia RJ45 Redes 76 / 307

77 Padrões de cabeamento TIA / EIA 77 / 307

78 Conectores RJ45 pushdown 78 / 307

79 Cabos ScTP Conector RJ45 STP 79 / 307

80 IP68 RJ45 uso militar e industrial 80 / 307

81 Cabos STP, ScTP e UTP 81 / 307

82 Ferramentas para montagem Coaxial stripper Alicate de corte de precisão Push down Crimper 82 / 307

83 Ferramentas de testes Testador de Cabos Penta Scanner 83 / 307

84 Categorias Padronizados por TIA e EIA TIA : Telecommunication Industry Association EIA : Electronic Industries Alliance CAT-1 1 MHz Adequado a comunicação telefônica CAT-2 4 MHz Adequado a comunicação telefônica UTP 84 / 307

85 Categoria CAT-3 Uso em conexão telefônica Conector RJ / 307

86 Categoria CAT-4 Uso em conexão telefônica Conector RJ-11 Taxa de 16Mbps Foi utilizado em algumas redes token ring Tornnado obsoleto pelo CAT-5 86 / 307

87 Categorias dos cabos Ethernet Categoria Cat 5 Capacidade de Transmissao do Sinal Ethernet Fast Ethernet 10 / 100 Mbps Segmento limitado a 100 m Ethernet Cat 5e Fast Ethernet (melhorada) Ethernet Gigabit (curta distância) 10 / 100/1000 Mbps Segmento limitado a 100 m Usos Típicos Residências Escritórios caseiros Pequenos escritórios Residências Pequenos escritórios Consoles de jogos Redes de computadores 87 / 307

88 Categorias dos cabos Ethernet Categoria Capacidade de Transmissao do Sinal Cat 6 Ethernet Fast Ethernet Ethernet 1 Gigabit (consistente) Segmento limitado a 100 m Redes amplas Data centers Escritórios Redes certificadas Cat6 Ethernet Fast Ethernet Ethernet 10 Gigabits Segmento limitado a 100 m Grandes datacenters Grandes escritórios Server farms Equipamentos futuros Cat 6a (ampliada) Usos Típicos 88 / 307

89 Categorias dos cabos Ethernet Categoria Capacidade de Transmissao do Sinal Usos Típicos Cat 7 Ethernet Fast Ethernet Ethernet 10 Gigabit (consistente) Segmento limitado a 100 m Redes amplas Data centers Escritórios Redes certificadas Cat7 Grandes datacenters Grandes escritórios Server farms Equipamentos futuros Cat 7a (ampliada) Ethernet Fast Ethernet Ethernet 40 Gigabits Segmento limitado a 50 m Ethernet 100 Gigabits Segmento limitado a 15 m 89 / 307

90 Categorias dos cabos Ethernet Categoria Capacidade de Transmissao do Sinal Usos Típicos Cat 8 Ethernet Fast Ethernet Ethernet 40 Gigabit (consistente) Segmento limitado a 30 m Grandes datacenters Grandes escritórios Server farms Equipamentos futuros 90 / 307

91 Outros conectores 91 / 307

92 Múltiplas velocidades 92 / 307

93 Fibra óptica 93 / 307

94 Fibra óptica 94 / 307

95 Rede com fibra óptica e cobre 95 / 307

96 FDDI - Fiber Distributed Data Interface Basead em Token ring 100 Mbps 200 km 96 / 307

97 Rede usando hubs 97 / 307

98 Uso de roteador 98 / 307

99 Uso de hub, switch e routers 99 / 307

100 Redes sem fio Wireless IEEE a, 80211b, 80211g, 80211n,... WiFi, Wi-max, Bluetooth Rádios e antenas 100 / 307

101 Interferências 101 / 307

102 Interferências CI Cochannel Interference ratio z DI Distance between interference C C 1 I i i 102 / 307

103 Interferências 103 / 307

104 Frequências livres Unlicensed National Information Infrastructure Não há necessidade de registro Brasil: Anatel Bandas 900 Mhz 2400 MHz 902 to 928 MHz; 2,400 to 2,483.5 MHz 5 GHz 5,725 to 5,850 MHz 5,150 to 5,250 MHz 5,250 to 5,350 MHz 5,725 to 5,825 MHz 104 / 307

105 Frequências livres Características 900 MHz 2.4 GHz Até 3 Mbps Sem necessidade de linha de visada Não é afetada pelas condições meteorológicas Até 11 Mbps Requer visada para longas distâncias ( centenas de metros) Não é afetada pelas condições meteorológicas 5G Hz Velocidades muito altas Sem necessidade de linha de visada Potência irradiada praticamente ilimitada Distâncias bem longas 105 / 307

106 Alocação de canais Fixed FCA - Fixed Channel Allocation ou Fixed Channel Assignment Dynamic Menor nível de interferência DCA - Dynamic Channel Allocation ou Dynamic Channel Assignment DFS - Dynamic Frequency Selection Spread Spectrum 106 / 307

107 Spread spectrum x Narrow band 107 / 307

108 Canais em rede b 108 / 307

109 Overlap de canais em 2.4 GHz 109 / 307

110 Espectro em 5 GHz 110 / 307

111 Propagação do sinal Setorial / parabólica omni 111 / 307

112 Site survey Requisitos da rede Diagrama do local Distâncias entre equipamentos, potência e frequência Área de cobertura Atenuadores, interferências e bloqueios Arquitetura Infraestrutura de rede Segurança Rádios, antenas, access points Alimentação e cabos Autenticação e criptografia Documentação 112 / 307

113 Grau de atenuação conforme material Material Atenuação Exemplos Ar Nenhuma Espaço aberto, interiores Madeira Baixa Portas, tetos, divisórias Plástico Baixa Divisórias, janelas Vidro Baixa Janelas transparentes Vidro colorido Média Janelas pintadas Água Média Aquários, fontes Criaturas vivas Média Pessoas, animais, plantas Tijolos Média Paredes Gesso Média Divisórias, paredes, painéis Ceramica Alta Tijolos, telhas Papel Alta Rolos de papel Concreto Alta Paredes, pisos, pilares Vidro blindado Alta Janelas a prova de balas Metal Muito alta Concreto reforçado, espelho, armários metálicos, elevadores 113 / 307

114 Protocolos Protocolos Controle, comunicação e monitoramento Regras Sintaxe e semântica da comunicação Conexão e desconexão Formato de pacotes/mensagens Sequência de transmissão/recepção de pacotes/mensagens Detecção de erros e retransmissão 114 / 307

115 Regras de comunicação 115 / 307

116 Protocolo RS232C? TCP/IP? AppleTalk? ASCII? ISO ? Ethernet? SMB? NCP? EBCDIC? Windows-1252? Wireless? BSC3? HTTP???? UTF-8???? 116 / 307

117 Protocolo 117 / 307

118 Modelo de referência OSI - ISO OSI Open Systems Interconnection ISO International Organization for Standardization 118 / 307

119 Curiosidade Origem da sigla ISO? Do grego: ἴσος : isos = igual! 119 / 307

120 Camada física (1) Definições físicas Mecânicas, ópticas, elétricas e eletromagnéticas Representação da informação Variações das grandezas Tensão, corrente, frequência, fase, / 307

121 Modulação de sinais Phase 121 / 307

122 Bit rate e Baud rate Bit rate: bits por segundo Baud rate: número de variações do sinal por segundo 122 / 307

123 Representação dos bits 123 / 307

124 Conector RJ / 307

125 Sinais no RJ / 307

126 Cabeamento padrão TIA/EIA 126 / 307

127 Camada de enlace (2) Controle de fluxo de dados Transmissão dos dados Detecção e correção de erros Controle de acesso ao meio físico 127 / 307

128 Formatação de um pacote 128 / 307

129 O pacote ping - ICMP 129 / 307

130 Camada de rede (3) Endereços dos nodos Roteamento das informações Controle de qualidade de serviço Pacote IPv4 130 / 307

131 Camada de transporte (4) Transferência transparente das informações Controle de qualidade do enlace Segmentação e remontagem de mensagens Controle de conexão Controle de retransmissão 131 / 307

132 Protocolo TCP 132 / 307

133 UDP User datagram protocol 133 / 307

134 TCP x UDP 134 / 307

135 Camada de sessão (5) Gerência de conexão entre aplicações remotas 135 / 307

136 Camada de apresentação (6) Tratamento de representação dos dados Codificação, tamanho de palavras, little/big endian, ASCII, EBCDIC, ISO , UTF8,... Sintaxe e semântica dos nodos Exemplo de uso de codificação errada: 136 / 307

137 Camada de aplicação (7) Interface de serviços e aplicativos para o usuário DNS NFS, SMB, NCP,... FTP SIP Web server Banco de dados Aplicações em redes E muito mais / 307

138 Serviços multi camadas MPLS : Multi Protocol Level Switch Camadas 2 e 3 ARP : Address Resolution Protocol Camadas 2 e / 307

139 Protocolos no modelo OSI 139 / 307

140 NetBios Network Interface Card Transport Driver Interface 140 / 307

141 Critérios de segurança da informação Integridade Disponibilidade Confiabilidade Privacidade 141 / 307

142 Critérios do DoD - 1/3 Departamento de Defesa dos EUA Orange book STD Trusted Computer Evaluation Criteria Classes D : proteção mínima C : proteção discrecionária C1 : usuário cooperante separação do usuário e dados Limitação de acesso C2 : Proteção de acesso controlado Procedimentos de login, isolamento de recursos logs de atividades e auditoria 142 / 307

143 Critérios do DoD 2/3 B : proteção obrigatória B1: proteção e segurança rotulada Modelo informal de politica de segurança Objetos rotulados (locais e exportados) Qualquer falha deve ser removida B2: Proteção estruturada Modelo formal de segurança Controle de acesso discrecionário Mecanismo de autenticação reforçados Funções de operador e administrador de sistemas Controle de gerência de configuração 143 / 307

144 Critérios do DoD 3/3 B3: Domínio de segurança Mecanismo de de auditoria expandidos Procedimentos de recuperação do sistema Sinalização de eventos relativos à segurança Altamente resistente a invasão A: Proteção verificada Equivalente à classe B3 Análise derivada de especificação formal Técnicas de verificação e validação de implementação 144 / 307

145 Common Criteria Common Criteria for Information Technology Security Evaluation CCITSE, ou simplesmente "Common Criteria" Nível EAL1 EAL2 EAL3 EAL4 EAL5 EAL6 EAL7 julho/2009 Significado Testado funcionalmente Testado estrututalmente Metodicamente testado e verificado Metodicamente projetado, testado e revisado Projetado semi-formalmente e testado Projetado semi-formalmente, verificado e testado Projeto formalmente verificado e testado 145 / 307

146 Algumas classificações Windows 2000 EAL4 Windows 2008 EAL+ SuSE Linux EAL4+ MacOS EAL3 Red Hat EAL4 Solaris EAL4 IBM system Z EAL5 Unisys IBM X C2 C2 146 / 307

147 Gerenciamento Gerenciamento de falhas Gerenciamento de configuração Controle de acesso à informação Gerenciamento de desempenho Instalação e diponibilização Gerenciamento de segurança Localização, isolamento e solução Eficiência dos recursos da rede Gerenciamento de contabilitação Registro de utilização dos recuros de rede 147 / 307

148 Internet Conceito internet = Interconnected Networks Internet = a rede global de computadores Órgãos reguladores ICANN - Internet Corporation for Assigned Names and Numbers IANA - Internet Assigned Numbers Authority IETF - Internet Engineering Task Force IAB - Internet Architecture Board ISOC - Internet Society IESG - Internet Engineering Steering Group 148 / 307

149 No Brasil CGI.br - Comitê Gestor de Internet Subordinado ao Ministério de Ciência e Tecnologia Registro.br Registro de domínios do TLD*.br Alocação de blocos de IPs *TLD : Top Level Domain 149 / 307

150 Padrões da Internet W3C.org World Wide web Consortium HTML CSS Java script Gráficos Áudio Vídeo / 307

151 Domínios 151 / 307

152 O TCP/IP 152 / 307

153 Protocolos no TCP/IP 153 / 307

154 NBT NetBIOS over TCP/IP 154 / 307

155 Configuração do TCP/IP Endereços e nomes IPv4, IPv6 DNS e DNS reverso NetBios,NBT,SPX,NCP,AppleTalk,... Serviços Protocolos e portos Exemplos: HTTP 80, SSH 22, POP3 110,... Roteamentos Regras, máscaras, redirecionamentos 155 / 307

156 Endereçamento IPv4 Número de 32 bits 4 números de 8 bits (0 a 255) formato w.x.y.z = 192* * * = ping -c PING ( ) 56(84) bytes of data. 64 bytes from : icmp_seq=1 ttl=64 time=0.489 ms 64 bytes from : icmp_seq=2 ttl=64 time=0.379 ms 64 bytes from : icmp_seq=3 ttl=64 time=0.399 ms ping statistics --3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 1998ms rtt min/avg/max/mdev = 0.379/0.422/0.489/0.050 ms 156 / 307

157 Classes do IPv4 Host Id = 0 é o endereço da rede Host Id = 2IPS -1 é o endereço de broadcast 157 / 307

158 Exemplo /26 HostId tem (32-26) = 6 bits => 26 IPs = 64 IPs Endereços Rede: Nodos: a Broadcast: Máscara: / 307

159 Endereços Privados Não são roteáveis na Internet Devem ser mascarados ou encapsulados 159 / 307

160 Máscaras Notações IP e máscara no formato w.x.y.z IP/N /24 : uma rede ou sub-rede /32 : um IP específico 160 / 307

161 Redes e Classes Classe Máscara em bits Máscara formatada A / B / C / Subclasse de A / Subclasse de B / Subclasse de C / / 307

162 Roteamento IP de destino Gateway Máscara netstat -rn Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags UG U U U MSS Window irtt Iface eth0 lo eth0 eth0 Rota default: Genmask = / 307

163 Exemplos de rotas Internet IP privado Rede 1 Router 1 IP público... Router 2 IP privado Router 3 IP privado Rede 3 Rede / 307

164 Exemplo com IPs Internet Rede / Rede Router 1... Router 3 Router Rede 3 Rede 2... Rede /24... Rede / / 307

165 Sub-redes R + H = 32! N bits de HostId são adicionados ao NetId : Gerando assim 2N subclasses com 2 H-N IPs 165 / 307

166 IPv6 Número de 128 bits Representação em hexadecimal Exemplos: ::1/128 fe80::201:2ff:feec:229a 166 / 307

167 Tipos de endereço 167 / 307

168 Exemplos de escopo Loopback ::1/128 Scope:Host Link local Prefixo fe8 a feb MAC 00:01:02:EC:22:9A fe80::201:2ff:feec:229a/64 Scope:Link Sites locais Prefixo fec0::/10 IPv4 compatível 168 / 307

169 Nomes - DNS InterNIC Network Information Center Acredited Registars Entidades credenciadas para reistrar domínios No Brasil: Registro.br Domíno : www. linuxtech.com.br. Resolução:. br com linuxtech www } IP: / 307

170 DNS reverso Resolução de Nomes/IPs IPv4: linuxtech.com.br A PTR ns.linuxtech.com.br. Desempenho Pesquisas no DNS! Timeout ou erro! Segurança Autenticidade IP/Domínio! Conexão com nodo errado! 170 / 307

171 Serviços e Protocolos TLSP LDAP NIS X11 HTTP RDP WHOIS XNET FTP TCP HTTPS RCP RCP UDP SFTP EGP NTP SCP SSH SMB NCP FINGER GRE NetBIOS RSVP ICMP DNS IGMP OSPF BGP SMTP POP IMAP NFS e muito mais! 171 / 307

172 Exemplos de portos de protocolos Protocolo Porto HTTP : 80 HTTPS : 443 RDP : 3389 SCP : 3820 SMTP : 25 ou 587 IMAP : 143 IMAPS : 993 SSH : 22 X11 : 6000 a / 307

173 A interface do Unix/Linux : X / 307

174 Automação residencial O protocolo X / 307

175 Lista dos comandos X / 307

176 Lista dos comandos X / 307

177 Exemplo: Protocolo HTTP Browser... Servidor WEB Portos Http 80 Https / 307

178 Requisição do Browser GET /fac/lpress/demo.htm HTTP/1.1 Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, image/pjpeg, application/vnd.ms-powerpoint, application/vnd.ms-excel, application/msword, application/x-shockwave-flash, */* Accept-Language: en-us Accept-Encoding: gzip, deflate User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; MathPlayer 2.0; SV1;.NET CLR ;.NET CLR ) Host: som.csudh.edu Connection: Keep-Alive 178 / 307

179 Resposta do Servidor WEB HTTP/ OK Content-Length: 142 Content-Type: text/html Last-Modified: Fri, 01 Jul :25:24 GMT Accept-Ranges: bytes ETag: "10041aa57ec51:1c3f" Server: Microsoft-IIS/6.0 MicrosoftOfficeWebServer: 5.0_Pub Date: Fri, 01 Jul :50:19 GMT <html> <head> <title>demonstration page</title> </head> <body> Page to demonstrate the GET verb of the HTTP protocol. </body> </html> 179 / 307

180 Exemplo: MUA MTA MDA : Mail User Agent : Mail Transfer Agent : Mail Delivery Agent 180 / 307

181 Protocolo SMTP S: 220 smtp.example.com ESMTP Postfix C: HELO relay.example.org S: 250 Hello relay.example.org, I am glad to meet you C: MAIL S: 250 Ok C: RCPT S: 250 Ok C: RCPT S: 250 Ok C: Cliente S: Servidor C: DATA S: 354 End data with <CR><LF>.<CR><LF> C: From: "Bob Example" C: To: "Alice Example" C: Cc: C: Date: Tue, 15 January :02: C: Subject: Test message C: C: Hello Alice. C: This is a test message with 5 header fields and 4 lines in the message body. C: Your friend, C: Bob C:. S: 250 Ok: queued as C: QUIT S: 221 Bye 181 / 307

182 Protocolo POP3 S: <wait for connection on TCP port 110> C: <open connection> S: +OK POP3 server ready C: APOP mrose c4c9334bac560ecc979e58001b3e22fb S: +OK mrose's maildrop has 2 messages (320 octets) C: STAT S: +OK C: LIST S: +OK 2 messages (320 octets) S: S: S:. C: RETR 1 S: +OK 120 octets S: <the POP3 server sends message 1> S:. C: DELE 1 S: +OK message 1 deleted C: RETR 2 S: +OK 200 octets S: <the POP3 server sends message 2> S:. C: DELE 2 S: +OK message 2 deleted C: QUIT S: +OK dewey POP3 server signing off (maildrop empty) C: <close connection> S: <wait for next connection> C: Cliente S: Servidor 182 / 307

183 Prototocolo POP3 183 / 307

184 Protocolo IMAP 184 / 307

185 Protocolo e máquina de estados 185 / 307

186 Máquina de estado de Mealy Transições Si Sj Entrada / Saída Si E/S Sj 0/0 1/1 1/0 S1 S2 0/1 1/0 S0 0/0 186 / 307

187 Exemplo de máquina de estados 187 / 307

188 Outro exemplo Open door Closed Signal received Opening Step motor Open door switch Step motor Close door switch Photo-eye blocked Open Closing Signal received Close door 188 / 307

189 Automação Industrial - Protocolos 189 / 307

190 Protocolo Profibus Process Field Bus 1989 Alemanha 190 / 307

191 Características gerais do Profibus Multiplos mestres Topologia depende do meio físico RS-485 : segmentada sem topo Fibra óptica : Estrela ou anel MPB: linha segmentoada com topo Par trançado blindado ou fibra óptica Taxa 9,6 kbps a 12 Mbps Número de estações 32 estações master/slave por segmento 136 estações por rede Dados máximo de 244 bytes cíclico e 240 acíclico 30 kbytes cíclicos 191 / 307

192 Rede Profibus Token Ring 192 / 307

193 Rede Profibus 193 / 307

194 194 / 307

195 Profibus PA 195 / 307

196 Variantes do Profibus PROFIBUS-FMS Field Message Specification Automação geral PROFIBUS-DP Decentralized Periphery Automação de manufatura PROFIBUS-PA Process Automation Automação de processos 196 / 307

197 Profibus PA conectado ao barramento DP do sistema 197 / 307

198 Hierarquia de um sistema PROFIBUS 198 / 307

199 Formato de um pacote Profibus SD 199 / 307

200 Modelo de bloco funcional de perfis PROFIBUS 200 / 307

201 Lista de Protocolos para Automação Industrial 201 / 307

202 Protocolos para Automação Industrial (1/11) AS-i Actuator-sensor interface a low level 2-wire bus establishing power and communications to basic digital and analog devices BSAP Bristol Standard Asynchronous Protocol developed by Bristol Babcock Inc. CC-Link Industrial Networks Supported by the CLPA CIP (Common Industrial Protocol) can be treated as application layer common to DeviceNet, CompoNet,ControlNet and EtherNet/IP Controller Area Network utilised in many network implementations, including CANopen and DeviceNet ControlNet an implementation of CIP, originally by Allen-Bradley DeviceNet an implementation of CIP, originally by Allen-Bradley DF-1 used by Allen-Bradley PLC-5, SLC-500, and MicroLogix class devices 202 / 307

203 Protocolos para Automação Industrial (2/11) DirectNet Koyo / Automation Direct[1] proprietary, yet documented PLC interface EtherCAT Ethernet Global Data (EGD) GE Fanuc PLCs (see also SRTP) EtherNet/IP IP stands for "Industrial Protocol". An implementation of CIP, originally created by Rockwell Automation Ethernet Powerlink an open protocol managed by the Ethernet POWERLINK Standardization Group (EPSG). FINS Omron's protocol for communication over several networks, including ethernet. FOUNDATION fieldbus H1 & HSE HART Protocol HostLink Protocol Omron's protocol for communication over serial links. 203 / 307

204 Protocolos para Automação Industrial (3/11) Interbus Phoenix Contact's protocol for communication over serial links, now part of PROFINET IO MACRO Fieldbus "Motion and Control Ring Optical" developed by Delta Tau Data Systems. MECHATROLINK open protocol originally developed by Yaskawa. MelsecNet supported by Mitsubishi Electric. Modbus PEMEX Modbus Plus Modbus RTU or ASCII or TCP OSGP The Open Smart Grid Protocol, a widely use protocol for smart grid devices built on ISO/IEC Optomux Serial (RS-422/485) network protocol originally developed by Opto 22 in The protocol was openly documented[2] and over time used for industrial automation applications 204 / 307

205 Protocolos para Automação Industrial (4/11) PieP An Open Fieldbus Protocol Profibus by PROFIBUS International. PROFINET IO RAPIEnet Real-time Automation Protocols for Industrial Ethernet Honeywell SDS Smart Distributed System Originally developed by Honeywell. Currently supported by Holjeron. SERCOS III Ethernet-based version of SERCOS real-time interface standard SERCOS interface, Open Protocol for hard real-time control of motion and I/O 205 / 307

206 Protocolos para Automação Industrial (5/11) GE SRTP GE Fanuc PLCs Sinec H1 Siemens SynqNet Danaher TTEthernet TTTech Industrial control system protocols MTConnect OPC OPC UA 206 / 307

207 Protocolos para Automação Industrial (6/11) Building automation protocols 1-Wire from Dallas/Maxim BACnet for building automation, designed by committee ASHRAE. C-Bus CC-Link Industrial Networks supported by Mitsubishi Electric DALI DSI Dynet EnOcean Low Power Wireless protocol for energy harvesting and very lower power devices. 207 / 307

208 Protocolos para Automação Industrial (7/11) LonTalk protocol for LonWorks technology by Echelon Corporation Modbus RTU or ASCII or TCP obix S-Bus VSCP xap Open protocol X10 Open industry standard ZigBee Open protocol Konnex (KNX) previously AHB/EIB 208 / 307

209 Protocolos para Automação Industrial (8/11) Power system automation protocols DNP3 Distributed Network Protocol IEC IEC IEC Security for IEC 60870, 61850, DNP3 & ICCP protocols Modbus Profibus 209 / 307

210 Protocolos para Automação Industrial (9/11) Automatic meter reading protocols ANSI C12.18 DLMS/IEC IEC M-Bus ZigBee Smart Energy 2.0 Modbus 210 / 307

211 Protocolos para Automação Industrial (10/11) Automobile / Vehicle protocol buses Controller Area Network (CAN) an inexpensive low-speed serial bus for interconnecting automotive components DC-BUS[3 automotive power-line communication multiplexed network FlexRay a general purpose high-speed protocol with safety-critical features IDB-1394 IEBus J1708 RS-485 based SAE specification used in commercial vehicles, agriculture, and heavy equipment. J1939 and ISO11783 an adaptation of CAN for agricultural and commercial vehicles Keyword Protocol 2000 (KWP2000) a protocol for automotive diagnostic devices (runs either on a serial line or over CAN) 211 / 307

212 Protocolos para Automação Industrial (11/11) Automobile / Vehicle protocol buses Local Interconnect Network (LIN) a very low cost in-vehicle sub-network Media Oriented Systems Transport (MOST) a high-speed multimedia interface SMARTwireX Vehicle Area Network (VAN) 212 / 307

213 Transporte via TCP (exemplo) TCP Frame Transaction Identifier Protocol Identifier Length Field Address Function Code Modbus frame Data Checksum 213 / 307

214 Trabalho Descreva um dos protocolos utilizados em automação industrial, exemplifique e explique alguns pacotes do protocolo Exemplo: 214 / 307

215 Modbus serial Tensões e correntes 5V, 10V or 24V dc transducer excitation output, isolated 0-10V, 4-20 ma or 0-20 ma analog output, scalable, isolated 200 mv, 2V, 20V, 200V, 300V & 600V DC voltage ranges 2, 20, 200 ma and 5A DC current ranges Interface RS232/RS485 RS232 or RS485 serial communications, half or full duplex, isolated Modbus RTU, Modbus ASCII or Laurel ASCII protocol Output update rate to 60/sec 4-20 ma, 0-20 ma or 0-10V transmitter output 215 / 307

216 Ethernet Frequências 10Mbps : 20MHz 100Mbps : 125MHz 1000Mbps: 350MHz Níveis de tensão 350mV a 3.1V 216 / 307

217 Ethernet além de 100Gbps Uso de fibra óptica : THz Ref.: Finisar Corporation, 1389 Moffett Park Drive, Sunnyvale, California, 94089, USA 217 / 307

218 Segurança de rede Formas de ataque Man in the middle Escuta de conexões Rede, modem, serial, wireless, Ativo e passivo Denial of services (DoS) Distributed DoS (DDoS) IP spoofing Engana o TCP alterando origem dos pacotes 218 / 307

219 Ataque Man in the middle 219 / 307

220 Ataque Denial of services (DoS) 220 / 307

221 Ataque IP spoofing 221 / 307

222 Ferramentas Análise de logs Firewall TCP wrappers Port scanners e sniffers 222 / 307

223 Firewall Proteção entre redes locais/privadas e redes públicas Proteção contra acessos indevidos Redes locais para as redes públicas Das redes públicas para as redes locais Filtro de pacotes Log de atividades entre as redes 223 / 307

224 Firewall - Organização Pacotes Endereços de origem e destino Protocolo de sessão e aplicação Encapsulamento de dados Aplicação Transporte SMTP, Telnet, FTP, HTTP,... TCP, UDP, ICMP.... Internet IPv4, IPv6 Meio de acesso à rede Ethernet, FDDI, ATM, Wireless, / 307

225 Regras Direção Inbound, Outbound, Either Endereços e portos Inbound, Outbound, Either Endereço de origem Endereço de destino Porto de origem Porto de destino Protocolo (TCP, UDP, ICMP, ) Ação (Allow, Deny, Drop, Reject) Destinos especiais SNAT, DNAT, REDIRECT, MASQUERADE, LOG, MARK, REJECT, NAT : Network Address Translation ou Masquerade 225 / 307

226 Iptables Manipulação das tabelas de regras de firewall Mantida pelo kernel Linux Organização Tables Tabelas que são compostas de cadeias Chains Cadeias que são compostas por regras Regras Regras que definem o destino do pacote 226 / 307

227 Tabelas padrão (Após kernel ) Filter : tabela default NAT Chains: INPUT, FORWARD e OUTPUT Chains: PREROUTING, OUTPUT e POSROUTING Mangle Chains: INPUT, PREROUTING, FORWARD, OUTPUT e POSTROUTING 227 / 307

228 Ações do Firewall 228 / 307

229 Utilização do iptables (1) tabela: especifica a que tabela o comando se aplica cadeia: especifica a que cadeia da tabela o comando se aplica # iptables [ -t tabela ] -L [ cadeia ] Lista as regras (da cadeia) # iptables [ -t tabela ] -N cadeia [ opções ] Cria uma nova cadeia # iptables [ -t tabela ] -X cadeia [ opções ] Remove a cadeia # iptables [ -t tabela ] -F [ cadeia ] Apaga todas as regras (da cadeia) # iptables [ -t tabela ] -Z [ cadeia ] Zera os contadores de bytes e pacotes (da cadeia) 229 / 307

230 Utilização do iptables (2) # iptables [ -t tabela ] -P cadeia política [ opções ] Define a política padrão para cadeia ACCEPT, DROP, QUEUE ou RETURN # iptables [ -t tabela ] -E nomevelho nomenovo cadeia [ opções ] Troca o nome de uma cadeia # iptables [ -t tabela ] -{ A D} cadeia especificação [ opções ] Adiciona ou remove uma regra da cadeia # iptables [ -t tabela ] -D cadeia número [ opções ] Remove uma regra da cadeia # iptables [ -t tabela ] -I cadeia [ número ] especificação [ opções ] Inclui uma regra na cadeia # iptables [ -t tabela ] -R cadeia número especificação [ opções ] Substitui uma regra na cadeia 230 / 307

231 Algumas opções do iptables (3) -v modo verboso -n saída na forma numérica -x expande os números de bytes e pacotes -h ajuda --line-numbers inclui número da linha no início de cada regra --module-probe=comando especifica o comando para a carga dos módulos 231 / 307

232 Especificações do iptables (4) -p [! ] protocolo Especifica o protocolo: tcp, udp, icmp ou all -s [! ] endereço [ / máscara ] Especifica o endereço de origem (source) --source-port [! ] porto [ : porto ] Especifica o porto ou faixa de portos de origem -d [! ] endereço [ / máscara ] Especifica o endereço de destino --destination-port [! ] porto [ : porto ] Especifica o porto ou faixa de portos de destino 232 / 307

233 Especificações do iptables (5) --source-port { [, porto ] }* Especifica até 15 portos de origem --destination-port porto { [, porto ] }* Especifica até 15 portos de destino --port porto { [, porto ] }* Especifica o porto, quando os porto de origem e destino forem iguais 233 / 307

234 Especificações do iptables (6) --uid-owner userid Especifica o Id do usuário do processo que criou o pacote --gid-owner gid Especifica o GID do processo que criou o pacote --pid-owner pid Especifica o número do processo que criou o pacote --sid-owner sessionid Especifica o número da sessão (grupo de processos) que criou o pacote 234 / 307

235 Especificações do iptables (7) -i [! ] interface Especifica a interface de entrada (de onde veio o pacote) -o [! ] interface Especifica a interface de saída (para onde irá o pacote) --mac-source [! ] endereço Especifica o porto ou faixa de portos de origem --icmp-type [! ] tipo Especifica o tipo do pacote ICMP 235 / 307

236 Especificações do iptables (8) --tcp-flags [! ] máscara ativos Especifica a lista de flags TCP. A máscara contém os flags que devem estar inativos. Os flags são SYN, ACK, FIN, RST, URG, PSH, ALL ou NONE [! ] syn Especifica pacotes com o bit SYN ativo e os bits ACK e FIN inativos --limit taxa [ / sufixo ] Especifica a taxa média máxima de pacotes. O sufixo pode ser Second, minute, hour ou day. O default é 3/hour. [! ] --limit-burst númer Especifica o número máximo inicial de pacotes. O default é / 307

237 Especificações do iptables (9) -j alvo Especifica o que fazer com o pacote. Poder ser uma cadeia ou um destino especial. Destinos especiais LOG, MARK, REJECT, TOS, MIRROR, SNAT, DNAT, MASQUERADE e REDIRECT Opções do destino LOG --log-level nível --log-prefix prefixo --log-tcp-sequence --log-tcp-options --log-ip-options (veja syslog.conf) (até 29 caracteres) 237 / 307

238 Especificações do iptables (10) Opções do destino MARK --set-mark marca Opções do destino REJECT --reject-with tipo O tipo pode ser: icmp-net-unreachable icmp-host-unreachable icmp-port-unreachable icmp-proto-unreachable icmp-net-prohibited icmp-host-prohibited echo-reply tcp-reset Opções do destino TOS --set-tos tos (veja iptables -j TOS -h) 238 / 307

239 Especificações do iptables (11) --state state { [, state ] }* Especifica o(s) estado(s) da conexão ao(s) qual(is) o pacote está associado Estados: INVALID - conexão inválida ESTABLISHED - conexão já estabelecida NEW - nova conexão RELATED - nova conexão associada a uma já existente (ex: FTP) 239 / 307

240 Especificações do iptables (12) --ttl ttl Especifica o TTL do pacote --ttl-set ttl Estabelece novo TTL do pacote --ttl-dec ttl Decrementa o TTL do pacote --ttl-inc ttl Incrementa o TTL do pacote TTL = Time to live Somente é válido para a tabela mangle! 240 / 307

241 Especificações do iptables (13) Opções do destino SNAT --to-source endereço [- endereço ] [ :porto [- porto ]] Opções do destino DNAT --to-destination endereço [-endereço ] [ :porto [ - porto ]] Opções dos destinos MASQUERADE ou REDIRECT --to-ports porto [ - porto ] 241 / 307

242 Exemplos Tabelas sem regras # iptables -L -n Chain INPUT (policy ACCEPT) target prot opt source destination Chain FORWARD (policy ACCEPT) target prot opt source destination Chain OUTPUT (policy ACCEPT) target prot opt source destination # 242 / 307

243 Exemplos Algumas regras de PREROUTING # iptables -L PREROUTING -t nat -n Chain PREROUTING (policy ACCEPT) target prot opt source destination DNAT tcp / DNAT tcp / DNAT tcp / DNAT tcp / DNAT tcp / DNAT tcp / DNAT tcp / DNAT udp / /0 DNAT udp / /0 # tcp dpt:2222 to: :22 tcp dpt:21211 to: :22 tcp dpt:2227 to: :22 tcp dpt:59023 to: :23 tcp dpt:59023 to: :23 tcp dpt:59021 to: :21 tcp dpt:59021 to: :21 udp dpt:11113 to: :11113 udp dpt:11113 to: : / 307

244 Conexões seguras VPN Autenticação e Criptografia Ipsec IP Security 244 / 307

245 Conexões seguras SSH Sessões autenticadas e criptografadas Outras formas SSL, PPP + SSH, PPPT,, tunnel SSH, 245 / 307

246 Monitoramento de tráfego de rede iptraf tcpdump snort ethereal / wireshark SNMP arp mrtg nmap kismet / 307

247 Etherape 247 / 307

248 Wireless applications 248 / 307

249 249 / 307

250 Zenmap 250 / 307

251 Zenmap 251 / 307

252 RSA Algoritmo para criptorafia com chave pública Rivest, Ron Shamir, Adi Adlerman, Leonard Par de chaves Pública e privada Tipicamente de 1024 a 4096 bits 252 / 307

253 Funcionamento do RSA 253 / 307

254 Ferramentas e Diagnósticos ifconfig traceroute kismet Ip tcpdump iwconfig tc nmap iwlist route ethtool Iwspy ping wireshark arp host netstat whois Wireless e muito mais. 254 / 307

255 Interfaces athena:~ # ifconfig eth0 eth0 Link encap:ethernet HWaddr C8:9C:DC:4A:AC:4E inet addr: Bcast: Mask: inet6 addr: fe80::ca9c:dcff:fe4a:ac4e/64 Scope:Link UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets: errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets: errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:1 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes: ( Mb) TX bytes: ( Mb) Interrupt:45 athena:~ # arp -a venus.linuxtech.net.br ( ) at 00:06:4f:48:da:74 [ether] on eth0 thor.linuxtech.net.br ( ) at 00:01:02:ec:22:9a [ether] on eth0 athena:~ # 255 / 307

256 Desempenho athena:~ # bing localhost venus -e 100 BING localhost ( ) and venus.linuxtech.net.br ( ) 44 and 108 data bytes 1024 bits in 0.168ms: bps, ms per bit 1024 bits in 0.133ms: bps, ms per bit 1024 bits in 0.000ms 1024 bits in 0.025ms: bps, ms per bit 1024 bits in 0.009ms: bps, ms per bit 1024 bits in 0.007ms: bps, ms per bit 1024 bits in 0.029ms: bps, ms per bit 1024 bits in 0.030ms: bps, ms per bit 1024 bits in 0.029ms: bps, ms per bit 1024 bits in 0.028ms: bps, ms per bit 1024 bits in 0.030ms: bps, ms per bit 1024 bits in 0.006ms: bps, ms per bit --- localhost statistics --bytes out in dup loss rtt (ms): min avg max % % venus.linuxtech.net.br statistics --bytes out in dup loss rtt (ms): min avg max % % estimated link characteristics --warning: rtt big host ms < rtt small host ms estimated throughput bps minimum delay per packet 0.134ms (22848 bits) average statistics (experimental) : packet loss: small 0%, big 0%, total 0% warning: rtt big host ms < rtt small host ms average throughput bps average delay per packet 0.295ms (50353 bits) weighted average throughput bps resetting after 100 samples. athena:~ # 256 / 307

257 Estatísticas de rede TCP - nomes venus:~ # netstat tp Active Internet connections (w/o servers) Proto Recv Q Send Q Local Address Foreign Address State PID/Program name tcp 1 0 venus:51694 athena.linuxte:www http CLOSE_WAIT 9736/httpd2 prefork tcp 1 0 venus:52724 athena.linuxte:www http CLOSE_WAIT 32271/httpd2 prefor tcp 1 0 venus:52725 athena.linuxte:www http CLOSE_WAIT 20839/httpd2 prefor tcp 1 0 venus:52727 athena.linuxte:www http CLOSE_WAIT 18470/httpd2 prefor tcp 1 0 venus:52735 athena.linuxte:www http CLOSE_WAIT 29330/httpd2 prefor tcp 0 0 venus:smtp athena.linuxtech.:45083 TIME_WAIT tcp 1 0 venus:52736 athena.linuxte:www http CLOSE_WAIT 1560/httpd2 prefork tcp 1 0 venus:52730 athena.linuxte:www http CLOSE_WAIT 19645/httpd2 prefor tcp 1 0 venus:52715 athena.linuxte:www http CLOSE_WAIT 9736/httpd2 prefork tcp 1 0 venus:52707 athena.linuxte:www http CLOSE_WAIT 9845/httpd2 prefork tcp 1 0 venus:52729 athena.linuxte:www http CLOSE_WAIT 32272/httpd2 prefor tcp 1 0 venus:52702 athena.linuxte:www http CLOSE_WAIT 3670/httpd2 prefork tcp 0 0 venus:ssh athena.linuxtech.:55318 ESTABLISHED 5177/1 venus:~ # 257 / 307

258 Estatísticas de rede TCP - IPs venus:~ # netstat ntp Active Internet connections (w/o servers) Proto Recv Q Send Q Local Address Foreign Address State PID/Program name tcp : :80 CLOSE_WAIT 9736/httpd2 prefork tcp : :80 CLOSE_WAIT 32271/httpd2 prefor tcp : :80 CLOSE_WAIT 20839/httpd2 prefor tcp : :80 CLOSE_WAIT 18470/httpd2 prefor tcp : :80 CLOSE_WAIT 29330/httpd2 prefor tcp : :80 CLOSE_WAIT 1560/httpd2 prefork tcp : :80 CLOSE_WAIT 19645/httpd2 prefor tcp : :80 CLOSE_WAIT 9736/httpd2 prefork tcp : :80 CLOSE_WAIT 9845/httpd2 prefork tcp : :80 CLOSE_WAIT 32272/httpd2 prefor tcp : :80 CLOSE_WAIT 3670/httpd2 prefork Tcp : :55318 ESTABLISHED 5177/1 venus:~ # 258 / 307

259 Estatísticas de rede UDP venus:~ # netstat ua Active Internet connections (servers and established) Proto Recv Q Send Q Local Address Foreign Address State udp 0 0 *:39715 *:* udp 0 0 *:exp1 *:* udp 0 0 ns.linuxtech.com:domain *:* udp 0 0 venus:domain *:* udp 0 0 localhost:domain *:* udp 0 0 *:sunrpc *:* udp 0 0 *:ipp *:* udp 0 0 ns.linuxtech.com.br:ntp *:* udp 0 0 venus:ntp *:* udp 0 0 localhost:ntp *:* udp 0 0 *:ntp *:* udp :netbios ns *:* udp 0 0 venus:netbios ns *:* udp 0 0 *:netbios ns *:* udp :netbios dgm *:* udp 0 0 venus:netbios dgm *:* udp 0 0 *:netbios dgm *:* udp 0 0 *:mdns *:* udp 0 0 *:exp1 *:* udp 0 0 *:domain *:* udp 0 0 *:sunrpc *:* udp 0 0 localhost:ntp *:* udp 0 0 fe80::206:4fff:fe48:ntp *:* udp 0 0 fe80::206:4fff:fe48:ntp *:* udp 0 0 *:ntp *:* venus:~ # 259 / 307

260 Tabela de rotas athena:~ # netstat rn Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags MSS Window irtt Iface default UG eth0 loopback * U lo link local * U eth * U vmnet * U vmnet * U eth0 athena:~ # netstat rn Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags MSS Window irtt Iface UG eth U lo U eth U vmnet U vmnet U eth0 athena:~ # 260 / 307

261 Rotas Para um nodo Máscara / 32 ou Para uma rede Máscara < 31 ( de /31 até /1) 261 / 307

262 Verificação de rotas athena:~ # traceroute -n google.com traceroute to google.com ( ), 30 hops max, 40 byte packets using UDP ( ) ms ms ms ( ) ms ms ms ( ) ms ( ) ms ( ) ms ( ) ms ms ( ) ms ( ) ms ms ms ( ) ms ms ms 7 *** ( ) ms ms ms ( ) ms ms ms ( ) ms ms ms athena:~ # 262 / 307

263 Minha rede local Internet Thor FW Sirius Venus FW Win-7 Athena AP 263 / 307

264 URIs, URLs e URNs URI Uniform Resource Identifier URL - Uniform Resource Locator URN Uniform Resource Name <scheme name> : <hierarchical part> [? <query> ] [ # <fragment> ] <scheme:> //domain:port/path?query_string#fragment_id 264 / 307

265 265 / 307

266 Exemplos de URIs ftp://public.ftp-servers.example.com/mydirectory/myfile.txt https://mysite.com/getsecret?user=bob&passwd=secret Subject=ComputerNetworks about:credits [date=date to retrieve tag=tag to retrieve] git://github.com/user/project-name.git ldap://ldap1.example.net:6666/o=university%20of %20Michigan, c=us??sub?(cn=babs%20jensen) / 307

267 Compartilhamento de arquivos NFS Network File System 267 / 307

268 NFS 268 / 307

269 Port mapper athena:~ # rpcinfo p thor program vers proto port service tcp 111 portmapper udp 111 portmapper udp 2049 nfs udp 2049 nfs udp 2049 nfs_acl tcp 2049 nfs tcp 2049 nfs tcp 2049 nfs_acl udp status udp nlockmgr udp nlockmgr udp nlockmgr tcp status tcp nlockmgr tcp nlockmgr tcp nlockmgr udp 882 mountd tcp 885 mountd udp 882 mountd tcp 885 mountd udp 882 mountd tcp 885 mountd Athena:~ # 269 / 307

270 Storage Area Network 270 / 307

271 Uso de NFS athena:~ # showmount e venus clnt_create: RPC: Program not registered athena:~ # showmount e thor Export list for thor: /srv / /etc / /home / , / /var/neomail / /var/spool/mail / athena:~ # mount thor:/srv /mnt mount.nfs: access denied by server while mounting thor:/srv athena:~ # mount thor:/home /mnt athena:~ # mount grep mnt thor:/home/ on /mnt type nfs (rw,relatime,vers=3,rsize=32768,wsize=32768,namlen=255,hard,proto=t cp,timeo=600,retrans=2,sec=sys,mountaddr= ,mountvers=3, mountport=882,mountproto=udp,local_lock=none,addr= ) athena:~ # 271 / 307

272 Telecomunicações Enlaces disponíveis SDH - Synchronous Digital Hierarchy: Rede óptica rápida 155Mb/s PDH Plesiochronous Digital Hierarchy Rede lenta a 45Mb/s (USA) 2 a 34Mb/s (Europa) 272 / 307

273 ATM Asynchronous Transfer Mode Padrão ANSI e ITU American National Standard Institute International Telecommunication Union Préviamente CCITT Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique 273 / 307

274 ATM Características Pacotes fixos de 53 bytes Uso de QoS Velocidade de poucos megabits/s a muitos gigabits/s 274 / 307

275 ATM Células UNI UNI : User-Network Interface GFC = Generic Flow Control (4 bits) (default: 4-zero bits) VPI = Virtual Path Identifier (8 bits UNI) or (12 bits NNI) VCI = Virtual Channel identifier (16 bits) PT = Payload Type (3 bits) CLP = Cell Loss Priority (1-bit) HEC = Header Error Control (8-bit CRC, polynomial = X8 + X2 + X + 1) 275 / 307

276 ATM Células NNI NNI : Network-Network Interface GFC = Generic Flow Control (4 bits) (default: 4-zero bits) VPI = Virtual Path Identifier (8 bits UNI) or (12 bits NNI) VCI = Virtual Channel identifier (16 bits) PT = Payload Type (3 bits) CLP = Cell Loss Priority (1-bit) HEC = Header Error Control (8-bit CRC, polynomial = X8 + X2 + X + 1) 276 / 307

277 Optical Carrier - OC Classificação Velocidade em Mbp/s OC OC OC OC OC OC OC / 307

278 Comunicação Comutação espacial 278 / 307

279 Comunicação Multiplexação Temporal 279 / 307

280 Comunicação Multiplexação do comprimento de onda 280 / 307

281 Comunicação Multiplexação da frequência 281 / 307

282 Multiplexações FDMA : Frequency Division Multiple Access TDMA : Time Division Multiple Access CDMA : Code Division Multiple Access 282 / 307

283 Comunicação celular 283 / 307

284 Sistema telefônico 284 / 307

285 285 / 307

286 Telefonia Telecomunicações FX Foreign Exchange Service FXO Foreign Exchange Office Interface de sinalização telefônica Sinais fora do gancho/no gancho, ocupado,... FXS Foreign Exchange Station Interface telefônica Telefones analógicos, PBX, Fax, modems, Alimentação (bateria), somal de discagem, 286 / 307

287 DTMF 287 / 307

288 FSK 288 / 307

289 FSK Frequency Shift Keying 289 / 307

290 Fibra optica 290 / 307

291 Propagação da luz 291 / 307

292 Conversores 292 / 307

293 AFL-6400 Características Transferência de sinais analógicos em ambientes ruidosos Isolação do sinal das fontes de alta tensão Eliminação de loops de terra Precisão e alta relação sinal/ruido Controle e aquisição de dados bidirecionais Sistema de alta confiabilidade Referência 293 / 307

294 AFL-6400 : Sinais de entrada 294 / 307

295 AFL-6400 : Análise espectral 295 / 307

296 VOIP Voice over IP Protocolos Autenticated Identity Body Call Admission Control Distributed Universal Number Discovery (DUNDi) H.248 e H..323 Inter-Asterix-Exchange (IAX) Media Gateway Control Protocol Message Session Relay Protocol Network Voice Protocol Real-time Transport Protocol (RTP) Session Initiation Protocol (SIP) Signaling Compression Simple Gate Control Protocol Skype Protocol E muito mais! 296 / 307

297 Asterisk Free open source framework Communication Applications Real Time Voice and Video PBX Voice mail Conference bridge Call center IVR server (Interactive Voice Response) 297 / 307

298 Rede VOIP 298 / 307

299 IVR Interactive Voice Response 299 / 307

300 Protocolo H.323 Aúdio Vídeo Telefonia 300 / 307

301 301 / 307

302 Rede síncrona SONET Synchronous Optical Network STM : Synchronous Transport Module Transporte de pacotes ATM 302 / 307

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