Dynamips, Dynagen e GNS3. Emuladores para dispositivos de rede. Jefferson Rosa.

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1 Dynamips, Dynagen e GNS3. Emuladores para dispositivos de rede. Jefferson Rosa. Curso de Especialização em Redes e Segurança de Sistemas. Pontifícia Universidade Católica do Paraná. Curitiba, 17 Novembro de Resumo. O artigo descreve como os estudantes e profissionais da área de redes de computadores poderão criar laboratórios virtuais utilizando imagens para emular dispositivos de redes como roteadores. Os candidatos que estão estudando para as certificações Cisco Certified Network Associate, Cisco Certified Network Professional ou Cisco Certified Internetwork Expert sabem que as provas possuem cenários interativos sendo imprescindível o acesso prático nos equipamentos de networking. Atualmente esse acesso pode ser feito de três formas: adquirindo um roteador, comprando simuladores ou utilizando emuladores de imagens para criar cenários de redes.

2 1 - Introdução. A certificação Cisco Certified Network Associate é a primeira certificação da Cisco Systems, que está dividido em quatro módulos. 1) Noções básicas de redes. 2) Conceitos e protocolo de encaminhamento. 3) LAN switching e wireless. 4) Acesso à WAN. Para os candidatos que desejam fazer o exame, a criação dos cenários práticos são essenciais para o sucesso na aprovação. Esse artigo tem como objetivo demonstrar a instalação e a utilização dos softwares emuladores conhecidos como Dynamips, Dynagen e GNS3, utilizando o sistema operacional Linux Fedora 11 de uma forma totalmente gratuita. Para criação dos cenários práticos, serão utilizados três roteadores denominados como R1, R2 e R3 interconectados via conexões seriais. No artigo serão demonstrados tutoriais dos cenários práticos e como adquirir uma imagem do roteador cisco série O documento está organizado da seguinte forma: Seção 2 programas emuladores. Seção 3 sistema operacional e softwares. Seção 4 instalação Dynagen e Dynamips. Seção 5 cenário prático. Seção 6 instalação do GNS3. Seção 7 Avaliação dos emuladores Dynamips, Dynagen e GNS3. Seção 8 conclusão.

3 2 - Programas Emuladores. Os emuladores Dynamips, Dynagen e GNS3 são softwares que reproduzem as funções de um determinado ambiente. No caso desse trabalho um ambiente de redes de computadores. O Dynamips é um software utilizado para emular dispositivos de redes, como os roteadores da Cisco séries 1700, 2600, 3600, 7200, permitindo que estudantes e profissionais executem testes sem a necessidade de dispositivos de redes reais. [1] O Dynagen é um software front-end, baseado em texto que usa um hypervisor para comunicação com Dynamips. Utiliza um método simples de arquivo que permite especificar as configurações de hardware e a interconexão de redes, fornecendo uma interface para gerenciar a console dos dispositivos. [2] O Graphical Network Simulador GNS3 é um software que permite criar topologias de redes através de uma interface gráfica. [3] Para os candidatos dos exames Cisco Certified Network Associate, Cisco Certified Network Professional ou Cisco Certified Internetwork Expert são programas ideais já que podemos configurar e estourar os roteadores sem termos maiores problemas.

4 3 - Sistema Operacional e Softwares. Sistema operacional: Linux Fedora 11 Leonidas. Softwares: Dynamips RC2. Dynagen GNS3 GNS Arquivo de configuração. O Dynagen utiliza o arquivo de configuração chamado simple1.net para armazenar as configurações dos dispositivos e interconexões de rede. O arquivo de configurações está localizado no diretório /opt/dynamips/dynagen /sample_labs/simple1, seguindo as seguintes seções. [] localhost. Especifica o host que está sendo executado pelo Dynamips. [[3620]]. Essa seção define a instância do roteador. Por padrão o Dynagen vem configurado para trabalhar com a imagem do roteador Cisco série Imagem = /opt/dynamips/images/c3620-is-mz bin Identifica o caminho do diretório onde está armazenada a imagem que será executada pelo Dynamips. Memória RAM. Quantidade de memória utilizada para executar a imagem do roteador pelo Dynamips. [[Router [R1]] Identifica o nome do roteador que será utilizado para o cenário prático. Model = 3620 Identifica o modelo da instância que deverá ser inserida em cada roteador. S1/0 = R2 S1/0 Permite a conexão serial entre as interfaces dos roteadores. O arquivo de configuração simple1.net após ser editado deverá ser configurado conforme o modelo apresentado abaixo, para criação e conexão entre três roteadores. [localhost] [[3620]] image = /opt/dynamips/images/c3620-is-mz bin ram = 256 [[router R1]]

5 model=3620 s1/0 = R2 s1/0 [[router R2]] model=3620 [[router R3]] model= Recursos. O Dynamips por ser um emulador de imagem utiliza uma grande quantidade de memória e CPU, porém existem artifícios para reduz o consumo conforme será explicado na Seção 5 cenário prático Console de Serviços. O Dynagen possui uma interface que permite visualizar uma série de comandos que a console suporta para acessar a imagem do roteador. Nesse artigo serão explicados os comandos básicos para montar os cenários propostos. = > list Lista os comandos e a quantidade de instância dos roteadores que estão em funcionando. = > start R1. Inicia instância do roteador R1. = > stop R1 Finaliza instância do roteador R1. = > idlepc get R1 Comando utilizado para verificar um valor de instância que o sistema fornece para redução da carga da CPU. = > idlepc save R1 Salva as alterações dos valores da instância para o roteador R1. = > telnet R1 Acessa a imagem do roteador chamado R1.

6 4 - Instalação Dynamips e Dynagen. [4], [5] Nessa seção serão demonstrados os procedimentos para instalação dos emuladores, os arquivos Dynamips e Dynagen poderão ser baixados nos endereços indicados. Dynamips RC ~]# mkdir /opt/dynamips Dynamips]# tar zxvf dynagen tar.gz cd /opt/dynamips/dynagen Verifique no arquivo README.txt a versão do Dynamips que é requerida para está versão do Dynagen. dynagen ]# less README.txt This version of Dynagen requires at least version RC2 of Dynamips Deveremos alterar a permissão do arquivo Dynamips RC1-x86.bin e criar links entre o diretório sbin e os arquivos Dynamips RC1-x86.bin e Dynagen Dynamips]# chmod 755 Dynamips RC1-x86.bin Dynamips]# cd /usr/sbin sbin]# ln -s /opt/dynamips/dynamips rc1-x86.bin Dynamips sbin]# ln -s /opt/dynamips/dynagen /dynagen dynagen Agora criaremos um diretório para armazenarmos a imagem do roteador Cisco série 3620 que pode baixada no site disco virtual IOS.

7 sbin]#mkdir /opt/dynamips/images sbin]#cd /opt/dynamips/images images]# tar zxvf c3620-is-mz bin Para executar o Dynamips é preciso configurar o arquivo simple1.net que está no diretório /opt/dynamips/dynagen /sample_labs/simple1/ images]# cd /opt/dynamips/dynagen /sample_labs/simple1/ simple1]# vi simple1.net O firewall deverá ser desativado para permitir acesso na porta de console do roteador virtual. /]# service iptables stop Agora o Dynamips e o Dynagen estão prontos para serem executados, podemos acessar os roteadores utilizando o comando telnet, IP loopback e o endereço de console. dynagen ]# Dynamips -H 7200 & simple1]# dynagen simple1.net

8 telnet Observação pressione enter para acessar a imagem. Would you like to enter the initial configuration dialog? [yes/no]: no Configuração Interface Lógica. [4] Como visto na seção 4 o Dynagen permite executar conexões via porta de console. Nessa seção iremos configurar uma interface virtual para acessar o roteador R1. Para conectarmos a interface virtual do computador TAP0 com a interface ethernet do roteador, precisamos editar o arquivo de configuração simple1.net e incluir os parâmetros de conexão. [[router R1]] model=3620 f0/0 = NIO_tap:tap0 Incluído os parâmetros no arquivo de configuração simple1.net, teremos que instalar e configurar uma interface virtual no Linux. search tunctl yum install tunctl.i586 modprobe tun tunctl ifconfig tap netmask up ifconfig

9 Instalado e configurado a interface virtual vamos inicializar o Dynamips e acessar a imagem do roteador R1. H 7200 & => dynagen simple1.net telnet Acessando a imagem do roteador R1 vamos configurar a interface f0/0, permitindo a comunicação com a interface virtual TAP0 do Linux. R1> enable R1# configure terminal R1(config)# interface f0/0 R1(config-if)# ip address R1(config-if)# no shutdown R1(config-if)# exit R1(config)#exit R1# show running-config R1# ping Para acessar o roteador R1 pela porta ethernet, devemos habilitar a sessão telnet e restringir o acesso por senha. R1# configure terminal R1(config)# enable secret cisco R1(config)# line vty 0 4 R1(config-line)# password cisco R1(config-line)# login telnet Configuração Interface Física. [4] Também podemos configurar a interface física para conectarmos o Dynamips pela rede local, permitindo que remotamente seja acessado o roteador R1. Para conectarmos a interface física do computador com a interface ethernet do roteador, precisamos editar o arquivo de configuração simple1.net e incluir os parâmetros de conexão. [[router R1]] model=3620 f0/0 = NIO_gen_eth:eth0 Incluído os parâmetros no arquivo de configuração simple1.net, temos que configurar a interface física local e o default gateway no Linux. ifconfig eth route add default gw netstat -rn

10 ifconfig Observe que a interface eth0 não possui endereço IP configurado, a razão para remover o IP da interface eth0 é que o Linux somente vai usar a interface que está enviando o tráfego. jefferson]#dynamips H 7200 & => dynagen simple1.net telnet Acessando a imagem do roteador R1 vamos configurar a interface f0/0, permitindo a comunicação com a interface física. R1# configure terminal. R1(config)# int f0/0 R1(config-if)# no shutdown R1(config-if)# ip address R1(config-if)# exit R1(config)# exit R1# ping Com essa configurações o roteador R1 possui comunicação com a rede local. 5 Cenário Prático. [6] No cenário prático proposto para o artigo serão configurados três roteadores denominados como R1, R2 e R3 que serão conectados via conexões seriais. Os roteadores poderão ser acessados pelas interfaces de console, virtual ou física permitindo a configuração e execução de testes de conectividades. 5.1 Mapeamento de Seriais. Serão executados os mapeamentos das seriais S1/0 e S1/1 roteadores R1, R2 e R3. para comunicação entre os

11 Edite o arquivo de configuração sample1.net para mapear as interfaces entre os roteadores. Mapeamento R1. R1 serial 1/0 <=> R2 serial 1/0. R1 serial 1/1 <=> R3 serial 1/1. Mapeamento R2. R2 serial 1/1 <=> R3 serial 1/0. Mapeamento R3. Não é necessário mapear as interfaces porque as conexões já estão feitas no R1 e R2. Configuração do arquivo sample1.net. [localhost] [[3620]] image = /opt/dynamips/images/c3620-is-mz bin ram = 256 [[router R1]] model=3620 f0/0 = NIO_tap:tap0 s1/0 = R2 s1/0 s1/1 = R3 s1/1 [[router R2]] model=3620 s1/1 = R3 s1/0 [[router R3]] model=3620

12 Após mapear as conexões entre as interfaces, inicialize o servidor Dynamips e execute o arquivo simple1.net. Na console execute o comando list e verifique se as instâncias dos roteadores estão sendo executadas. => list 5.2 Otimização de Recursos. O Dynamips consome uma grande quantidade de memória e cpu, também permite que seja utilizados meios para otimizar os recursos utilizando o comando idlepc.

13 Devemos executar os seguintes comandos na console do Dynagen para otimizar os recursos. => stop R2 => stop R3 telnet Pressione CRTL-C para ir direto a console do roteador e não tecle ENTER, deixando os logs da console aparecerem. Na console do Dynagen digite o comando que ira buscar um valor que otimize a utilização da CPU. => idlepc get R1 A opção marcada com * menor valor deverá ser escolhida. * 1: 0x60451d8c [59] 2: 0x60451e0c [37] 3: 0x604231fc [68] 4: 0x c [71] * 5: 0x c [54] 6: 0x6036cc18 [80] 7: 0x6036cc78 [59] 8: 0x6036ccac [26] 9: 0x6036ccbc [56] 10: 0x60424e08 [57] Enter the number of the idlepc value to apply [1-10] or ENTER for no change: 5 Applied idlepc value 0x c to R1

14 O valor idlepc deverá ser salvo para a instância dos roteadores R1, R2 e R3. => idlepc save R1 => start R2 => idlepc get R2 0x c => idlepc save R2 => start R3 => idlepc get R3 0x c => idlepc save R3 5.3 Configuração do roteadores (R1) Não encerre a sessão do Dynagen e Dynamips. Após mapeado as interfaces seriais e otimizado os recursos de memória e cpu, devemos executa a configuração lógica entre os roteadores. A interface virtual deverá ser configurada para conexão com a porta ethernet do roteador R1 jefferson]# ifconfig tap netmask telnet

15 Configurando interface fastethernet f0/0 com TAP0. R1> enable R1# configure terminal R1(config)# interface f0/0 R1(config-if)# ip address R1(config-if)# no shutdown R1(config-if)# exit R1(config)#exit R1# ping Configurando interface R1 serial 1/0 <=> R2 serial 1/0. R1>enable R1#conf terminal R1(config)#interface serial 1/0 R1(config-if)#ip address R1(config-if)#no shutdown R1(config-if)#encapsulation ppp R1(config-if)#exit R1(config)#ip route R1(config)#exit Configurando interface R1 serial 1/1 <=> R3 serial 1/1. R1>enable R1#conf terminal R1(config)#interface serial 1/1 R1(config-if)#ip address R1(config-if)#no shutdown R1(config-if)#encapsulation ppp R1(config-if)#exit R1(config)#ip route R1(config)#exit Liberando Acesso Telnet para o Roteador R1. R1# configure terminal R1(config)# enable secret cisco R1(config)# line vty 0 4 R1(config-line)# password cisco R1(config-line)# login R1(config)#exit 5.4 Configuração do Roteadores (R2) telnet

16 Configurando interface R2 serial 1/0 <=> R1 serial 1/0. R2>enable R2#conf terminal R2(config)#interface serial 1/0 R2(config-if)#ip address R2(config-if)#no shutdown R2(config-if)#encapsulation ppp R2(config-if)#exit R2(config)#ip route R2(config)#exit Configurando interface R2 serial 1/1 <=> R3 serial 1/0. R2(config)#interface serial 1/1 R2(config-if)#ip address R2(config-if)#no shutdown R2(config-if)#encapsulation ppp R2(config-if)#exit R2(config)#ip route R2(config)#exit Liberando Acesso Telnet para o Roteador R2. R2# configure terminal R2(config)# enable secret cisco R2(config)# line vty 0 4 R2(config-line)# password cisco R2(config-line)# login R2(config)#exit

17 5.5 Configuração do Roteadores (R3) telnet Configurando interface R3 serial 1/0 <=> R2 serial 1/1 R3>enable R3# configure terminal R3(config)# interface serial 1/0 R3(config-if)# ip address R3(config-if)# no shutdown R3(config-if)# encapsulation ppp R3(config-if)# exit R3(config)# ip route R3(config)#exit Configurando interface R3 serial 1/1 <=> R1 serial 1/1. R3(config)#interface serial 1/1 R3(config-if)#ip address R3(config-if)#no shutdown R3(config-if)#encapsulation ppp R3(config-if)#exit R3(config)#ip route R3(config)# Liberando Acesso Telnet para o Roteador R3. R3# configure terminal R3(config)# enable secret cisco R3(config)# line vty 0 4 R3(config-line)# password cisco

18 R3(config-line)# login R2(config)#exit 5.6 Execução de teste entre os roteadores. Configurado os roteadores R1, R2 e R3 teremos que confirmar se existe comunicação. Utilizaremos os comandos ping e telnet para verificar a conectividade entre os roteadores. Roteador R1 R1> enable R1# ping => TAP0 R1# ping => serial 1/0 R2 R1# telnet => serial 1/0 R2 R1# ping => serial 1/1 R3 R1# telnet => serial 1/0 R3 Roteador R2 R2>enable R2# ping => serial 1/0 R1 R2# telnet => serial 1/0 R1 R2# ping => serial 1/0 R3 R2# telnet => serial 1/0 R3 Roteador R3 R2>enable R3# ping serial 1/1 R2 R3# telnet serial 1/1 R2 R3# ping serial 1/1 R1 R3# telnet serial 1/1 R1 6 - Instalação GNS3. Para instalar o software devemos instalar e configurar os pacotes PyQt4, Dynamips e o GNS3. # yum install PyQt4. Os arquivos Dynamips e Gns3 poderão ser baixados nos endereços indicados. Dynamips RC2. GNS src.tar.gz Deveremos descompactar e alterar as permissões do pacote do GNS3 e mover o Dynamips para o diretório GNS src. opt]# tar zxvf GNS src.tar.gz opt]# chmod 755 -r GNS src opt]# cd GNS src Dynamips]# cp Dynamips RC1-x86.bin /opt/gns src

19 6.1 - Configuração GNS3. Após instalado executar e configurar o GNS3 arrastando os roteadores r1,r2 e r3 para área de trabalho. GNS src]#./gns3 Para configurar o GNS3, ir em editar preferências, Dynamips e identificar o diretório onde está o programa Dynamips.

20 Teremos que adicionar a imagem do roteador, em editar imagens IOS identificar o diretório onde está localizada a imagem. Criar e inicializar as conexões seriais entre os roteadores.

21 Finalizando o cenário prático devemos acessar os roteadores via portas de console, executarmos as configurações dos roteadores r1, r2 e r3 conforme foi explicado na seção 5 telnet localhost Avaliação do Dynamips, Dynagen e GNS3 Os emuladores como Dynamips, Dynagen e o GNS3 permitem que sejam criados complexos cenários de redes virtuais com algumas vantagens e desvantagens: Vantagens. Gratuito. Simplicidade para instalar e configurar os arquivos. Executa diversos tipos de imagem de roteadores em diferentes plataformas como Cisco e Juniper Desvantagens. Quanto maior a complexidade do cenário maior será a exigência de hardware. Imagens dos roteadores não são gratuitas. Quando alterado o arquivo de configuração é necessário reiniciar o serviço.

22 8 - Conclusão. Nesse artigo verifiquei que os emuladores se tornaram uma realidade na área da tecnologia. Emuladores que podem executar vários serviços, programas ou até mesmo emular imagens de equipamentos. Alguns centros especializados em treinamento para certificações, já disponibilizam laboratórios virtuais utilizando o Dynagen. Concluí que é possível, de forma simples criar cenários de alta complexidade utilizando emuladores de imagens freeware. Devido aos altos valores para comprar um equipamento, os emuladores de imagens são uma boa alternativa para criar laboratórios virtuais para estudos. Seção 9 - Referências. [1] Dynamips / Dynagen Tutorial. Disponível em [2] Dynagen The network configuration. Disponível em [3] GNS3 Graphical Network Simulador. Disponível em [4] Cisco Using Dynamips as your personal Internet router. Disponível em [5] Blindhog. Disponível em [6] Blog Cisco Certified. Disponível em [7]

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