PRÁTICA DE VLAN - LINUX 1. AMBIENTE PARA REALIZAÇÃO DAS PRÁTICAS UTILIZAÇÃO DA IMAGEM NO DVD UTILIZAÇÃO DO SERVIDOR REMOTO ESPEC

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1 PRÁTICA DE VLAN - LINUX Exercícios práticos sobre VLANs usando Linux. Esses exercícios devem ser executados através do servidor de máquinas virtuais: espec.ppgia.pucpr.br IMPORTANTE: Para facilitar a execução dessa atividade pelos alunos que não fizeram a prática de roteamento IP (que não era obrigatória), esse documento está repetindo os conceitos básicos sobre máquinas virtuais e os comandos de configuração IP. Os alunos já familiarizados com o conceito de máquinas virtuais e os comandos básicos de configuração IP podem começar essa prática a partir da seção AMBIENTE PARA REALIZAÇÃO DAS PRÁTICAS Para acessar a espec, você deve digitar no seu navegador web o endereço: Em seguida, clique no ícone, Cliente VNC Windows. Se desejar, você pode salvar o programa vncviewer.exe no seu computador, ou executá-lo diretamente. Na janela do VNC Viewer, digite no campo Server: espec.ppgia.pucpr.br:1 No ambiente Fedora, digite seu login e senha. Abra um terminal utilizando a seqüência de comandos: Applications Acessórios Terminal. No terminal, crie um diretório para sua máquina virtual. mkdir praticaredes1 cd praticaredes1 Para iniciar uma máquina virtual, digite o seguinte comando: linux32.redes G1 Dentro da máquina virtual, o login é root. Para terminar a máquina virtual, digite halt. Você tem duas opções para realização das práticas: Conectar-se remotamente ao servidor espec Utilizar a imagem do DVD fornecida no encontro presencial As práticas utilizam máquinas virtuais do tipo UML (User Mode Linux). No DVD, a imagem das máquinas virtuais é Fedora 14. Na espec é Fedora 7. O kernel em ambos os ambientes é similar. A máquina espec está em processo de atualização, e espera-se que seja possível utilizar imagens idênticas em breve. As máquinas UML consomem muito menos memória e disco que outros ambientes virtuais, e por isso foram escolhidas para as práticas. Caso você disponha de um computador com bastante memória, ou vários computadores em rede, você pode você pode realizar a prática utilizando seu próprio ambiente. UTILIZAÇÃO DO SERVIDOR REMOTO ESPEC Importante, caso você encerre a máquina virtual de forma anormal, por exemplo, fechando o terminal sem terminar a máquina com halt, é necessário apagar o arquivo de imagem da máquina virtual antes de iniciar uma nova máquina. O arquivo da máquina virtual está no diretório praticaredes1, sob a denominação rootsfs-32.g1. Para remover o arquivo, digite: rm rootsfs-32.g1 UTILIZAÇÃO DA IMAGEM NO DVD A imagem do DVD reproduz um ambiente muito parecido com a espec. O DVD traz uma imagem Fedora 14 que deve ser executada através de um ambiente de virtualização Vmware. Dentro da imagem Fedora é possível lançar máquinas virtuais UML de forma idêntica ao que é feito na espec. A imagem UML no DVD é mais atualizada, e a maioria dos pacotes necessários para execução das práticas já foram instalados.

2 2. AMBIENTE DE REDE COM AS MÁQUINAS VIRTUAIS UML Existem duas formas de configurar um endereço IP no Linux sem utilizar a interface gráfica. A primeira é através do comando ifconfig. A configuração feita com o comando ifconfig é temporária, pois quando o sistema operacional é reiniciado, a configuração é perdida. A sintaxe para o comando ifconfig é mostrada a seguir. ifconfig $INTERFACE $IP netmask $MASCARA Exemplos: ifconfig eth /8 ou ifconfig eth netmask A figura ilustra como é o ambiente de rede da máquina virtual. Cada máquina virtual possui 4 interfaces de rede (o número de interfaces é definido no script Linux32.redes). Como as máquinas virtuais emulam interfaces do tipo ethernet, a denominação dessas interfaces no Linux é eth0, eth1, eth2, etc. A interface eth0 está conectada logicamente ao ambiente do Host, isto é, o servidor espec. Através da interface eth0, a máquina virtual pode acessar ao ambiente do host. Por exemplo, se você desejar transferir arquivos entre a máquina virtual e seu diretório na espec, é necessário utilizar a Interface eth0. O endereço da espec é /8. Para poder se comunicar com o ambiente Host, a máquina virtual deve ter um endereço como o mesmo prefixo da espec, isto é na faixa entre e , na interface eth0. As demais interfaces eth1, eth2 e eth3 não se conectam a espec. Elas servem apenas para conectar as máquinas virtuais entre si. Por exemplo, a interface eth1 da máquina virtual 1 está conectada na interface eth1 da máquina virtual 2. Conceitualmente, a conexão é do tipo Hub. As interfaces eth2 também estão interconectadas, mas num Hub distinto da interface eth1. As interfaces eth3 também estão ligadas, através de um terceiro Hub. A maneira de utilizar as interfaces para construir nossos cenários de rede será explicada na seqüência deste roteiro. 3. CONFIGURAÇÃO DE ENDEREÇOS NA MÁQUINA VIRTUAL Verificação do IP das interfaces ifconfig ou ifconfig eth0 Ativação ou desativação das interfaces ifconfig eth0 up ifconfig eth0 down A segunda forma é permanente, no sentido em que se o sistema operacional for reiniciado o endereço permanecerá. Essa segunda forma de configuração é feita editando-se um arquivo que é lido durante o processo de inicialização do serviço de rede. A localização do arquivo é a seguinte: /etc/sysconfig/network-scripts Nesse diretório devem ser colocados os arquivos de inicialização de cada uma das interfaces da máquina. Por exemplo, para interface eth0, o arquivo denomina-se ifcfgeth0. Para interface eth1, ifcfg-eth1, e assim por diante. O arquivo para interface eth0 já está previamente criado. Para as demais interfaces é necessário criar o arquivo. A seqüência abaixo ilustra o formato do arquivo quando deseja-se atribuir um endereço estático /8 para a interface eth0. O que a interface gráfica faz, é preencher este arquivo automaticamente para o usuário. cd /etc/sysconfig/network-scripts Arquivo ifcfg-eth0: DEVICE=eth0 BOOTPROTO=static IPADDR= NETMASK= ONBOOT=yes

3 Para forçar a leitura desse arquivo sem reiniciar o sistema operacional, deve-se utilizar o comando: service network restart 4. CONFIGURAÇÃO DE ROTAS NA MÁQUINA VIRTUAL Esta seção descreve a sintaxe dos comandos relacionados à criação, remoção e visualização de rotas no ambiente Linux. Assim como nos endereços IP, rotas podem ser criadas com a máscara em notação decimal pontuada, ou de forma compactada. route add -net $SUBREDE netmask $MASCARA gw $GATEWAY [metric $custo] [dev $dev] -net: especifica a rede de destino para onde a rota será criada. gw: especifica o Gateway ou Next-Hop. Se o termo gw for omitido, a rede de destino será considerada local, isto é, acessível sem passar por um roteador. metric: representa o custo. Se ele for omitido, o custo atribuído será 0. dev: Apesar de ser possível, geralmente não é necessário especificar a interface de saída, pois o sistema operacional escolhe automaticamente a interface que estiver na mesma rede que o gateway. necessário especificar o gateway se tivermos duas rotas para o mesmo destino. Exemplos: route del -net /24 gw route del -net /24 O comando para visualizar a tabela de roteamento é simplesmente route. Todavia, na maioria dos sistemas Linux é recomendável digitar o comando route -n, que impede que o Linux tente encontrar os nomes correspondentes aos endereços na tabela através de consultas reversas ao servidor de DNS (esse conceito será estudado mais adiante no curso). route n 5. CONFIGURAÇÃO DE VLANS NO LINUX Exemplos: route add -net /24 gw metic 10 dev eth0 route add -net netmask gw A rota default (isto é, a rota para redes externas ou Internet) pode ser definida de modo mais compacto, omitindo-se o termo -net e utilizando-se a palavra reservada default. A seguir, três formas de criar a rota default: route add -net /0 gw route add -net netmask gw route add default gw O comando para remover uma rota é similar ao comando de adição, pela simples substituição da operação add pela del. route add -net $SUBREDE netmask $MASCARA gw $GATEWAY Se não houver duas rotas para o mesmo destino, não é necessário especificar a rota completamente. Só é Como em muitos sistemas, é possível colocar uma interface do Linux em modo trunk. Isso é feito associando-se a várias interfaces virtuais mapeadas a VLANs a uma interface física. A fim de suportar a configuração de VLANs, é necessário habilitar o módulo IEEE 802.1Q do kernel do Linux. Durante a compilação do kernel, o administrador tem duas opções para usar esse módulo: estática ou dinâmica. Na opção estática, o módulo é inicializado juntamente com o kernel, durante o boot do sistema operacional. Na opção dinâmica é necessário carregar o módulo IEEE 802.1Q com o comando: modprobe 802.1Q No caso das máquinas virtuais na espec, o módulo de VLANs está compilado de forma estática. Então, não é necessário digitar o comando modprobe. Existe um utilitário de comando de linha denominado vconfig, que permite criar interfaces virtuais, que automaticamente inserem a marcação de VLANs. Por

4 exemplo, o comando abaixo cria uma interface virtual na interface física eth0 conectada a VLAN 2: vconfig add eth0 2 É possível associar inúmeras interfaces virtuais a uma mesma interface física, simplesmente repetindo o comando para outras VLANs. Após criar uma interface virtual, se o usuário digitar o comando ifconfig ele vai ver que seu computador possui duas interfaces: eth0: interface que se usada envia pacotes sem a marcação de VLANs (formado Ethernet II DIX) eth0.2: interface que se usada envia pacotes com marcação de VLAN=2 (formado Ethernet II IEEE 802.1Q) Observe que sua máquina virtual está conectada com a espec através da interface eth0. O endereço IP da espec é A fim de poder acessar a espec é necessário que primeiro você atribua um endereço IP interface eth0 de sua máquina virtual. É importante que você tome o cuidado para não usar um endereço IP duplicado (isto é, que outro usuário da espec esteja usando no momento). Uma maneira de conseguir um endereço único é utilizar o código da sua carteira de estudante. Por exemplo, se sua carteira de estudante for: (101) , você pode criar o endereço: ifconfig eth Os pacotes necessários para essa prática estão disponíveis no endereço: Observe que a interface eth0.2 só irá receber pacotes de outros computadores se eles vierem marcados com o mesmo TAG. Para permitir que computadores em VLANs distintas se comuniquem, é necessário utilizar um gateway que tenha uma interface em cada VLAN, conforme indicado na figura. Você pode copiar esses pacotes para sua máquina virtual digitando o seguinte comando no seu diretório home: wget espec.ppgia.pucpr.br/~jamhour/pacotes/vlan.tar.gz 6. INSTALAÇÃO DE PACOTES NA VM Se você estiver usando o ambiente do DVD, não é necessário instalar nenhum pacote para esta prática, você pode ir diretamente a próxima seção. Em seguida, você deve transferir o arquivo para máquina UML e descompactar os pacotes: scp tar -xzf vlan.tar.gz Para instalar os pacotes digite os seguintes comandos na seqüência: rpm -ivh vconfig<tab> rpm -ivh lib<tab> rpm -ivh tcp<tab> 7. CONFIGURAÇÃO DO CENÁRIO Se você estiver usando o ambiente espec, a fim de executar esse exercício prático, é necessário instalar os seguintes utilitários de comando de linha: vconfig: configuração e remoção de interfaces virtuais com VLANs tcpdump: utilitário para captura de pacotes

5 A figura mostra o cenário que será criado nessa prática. Nesse cenário, a rede foi dividida em duas VLANs (VLAN 2 e VLAN 3). O objetivo desse cenário simples é permitir ao aluno verificar o comportamento das VLANs e observar a marcação do IEEE 802.1Q utilizando o tcpdump e o Wireshark. Primeiro, abra um terminal na espec, e crie um diretório em sua área para armazenar as máquinas virtuais: mkdir praticavlan cd praticavlan Crie a primeira máquina virtual para representar o roteador G: linux32.redes G Abra um segundo shell no terminal (Menu Arquivo Abrir Aba) e crie a máquina virtual para representar H1: G: H1: H2: O procedimento para instalação dos pacotes foi descrito na página 6. Todavia, para facilitar sua consulta, os comandos estão repetidos abaixo para o caso da configuração de G. ifconfig eth wget /~jamhour/pacotes/vlan.tar.gz tar -xzf vlan.tar.gz rpm -ivh vconfig<tab> rpm -ivh lib<tab> rpm -ivh tcp<tab> Para os hosts H1 e H2 o procedimento é similar, bastando substituir os endereços IP. linux32.redes H1 Abra um terceiro shell no terminal (Menu Arquivo Abrir Aba) e crie a máquina virtual para representar H2: linux32.redes H2 A fim de concluir esse cenário, é necessário criar as VLANs e configurar os endereços IP. Conforme indicado na figura, cada VLAN possui uma sub-rede. Novamente, o código da sub-rede será baseado no código de estudante a fim de evitar duplicação. Supondo que sua código de estudante é (101) X, as sub-redes são definidas da seguinte forma: Sub-rede da VLAN 2: /25 Sub-rede da VLAN 3: /25 O próximo passo do cenário é instalar os pacotes de VLANs em cada um dos cenários. Se você estiver usando a imagem do DVD, pode pular este passo. Cada Máquina virtual irá precisar de um endereço IP único associado a Interface eth0, a fim de poder baixar os pacotes da espec. A fim de diminuir a possibilidade de duplicação dos endereços IP que você estiver usando, escolha os endereços usando os quatro últimos dígitos do seu código de estudante. Supondo que seu código de estudante é (101) x, escolha os seguintes endereços: Caso você tenha configurado um endereço IP em eth0 é necessário removê-lo, senão as VMs se comunicarão por essa interface e não farão a marcação de VLANs. Ifconfig eth Considerando esses endereços, a configuração da VM G envolve os seguintes comandos: vconfig add eth0 2 ifconfig eth /25

6 vconfig add eth0 3 ifconfig eth /25 sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1 ifconfig eth A configuração do host H1 envolve os seguintes comandos: vconfig add eth0 2 ifconfig eth /25 route add -net /25 gw ifconfig eth A configuração do host H2 envolve os seguintes comandos: scp vlan.cap Na espec, em um terminal execute o wireshark passando o arquivo capturado como argumento. wireshark vlan.cap Seleciona a opção Executar sem Privilégio. No wireshark, você deve ser capaz de identificar pacotes com a marcação das VLANs 2 e 3. Depois de localizar esses pacotes, efetue um print da tela para compor o seu relatório conforme indicado na figura a seguir: vconfig add eth0 3 ifconfig eth /25 route add -net /25 gw ifconfig eth TESTES E GERAÇÃO DO RELATÓRIO PARA ENTREGA NO EUREKA Inicialmente, verifique se a configuração está correta fazendo um ping de H1 para H2. Se houver resposta, você pode iniciar o procedimento de coleta dos dados. Deixe o ping sendo executado continuamente. Primeiro, faça uma captura de pacotes no roteador G a fim de verificar como o processo de marcação de VLANs funciona. Para isso, execute o tcpdump na VM G: Elabore um relatório.pdf com as seguintes informações: A) Rotas do Gateway G (obtidas com route -n) CAMPOS: REDE INTERFACE GATEWAY B) Print da captura da tela do Wireshark com a marcação das VLANs tcpdump -i eth0 -w vlan.cap A opção -i permite escolher a interface onde os pacotes serão capturados. Observe que a interfaces escolhida foi a interface física eth0, pois ela permite obter pacotes das duas VLANs. Se a captura for feita nas interfaces virtuais (eth0.2 ou eth0.3) você vai receber apenas os pacotes de uma das VLANs, e sem a marcação IEEE 802.1Q. A opção -w indica que os pacotes capturados devem ser salvos no arquivo vlan.cap. Espere alguns momentos para garantir a captura de alguns pacotes, e em seguida digite <CTRL> Z para terminar o tcpdump. Execute um dir no diretório da VM G e veja se o arquivo vlan.cap foi criado. Transfira o arquivo vlan.cap para seu diretório na espec para que ele possa ser visualizado pelo wireshark. scp vlan.cap Na imagem do DVD, o login é rss e a senha é pucpos:

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