VLANs Linux. Edgard Jamhour

Transcrição

1 Prática VLANs Linux Edgard Jamhour 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 página 6. 1

2 Máquina Virtual Conexão via VNC espec.ppgia.pucpr.br Virtual 1 Virtual 2 Seu computador internet Virtual 3 Virtual 4 Para realização destes exercícios práticos serão utilizados as máquinas virtuais no ambiente remoto espec.ppgia.pucpr.br. 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. Obs. O símbolo :~> representa o prompt do terminal e não deve ser digitado. :~>mkdir praticaredes1 :~>cd praticaredes 1 Para iniciar uma máquina virtual, digite o seguinte comando: :~> /usr/local/uml/linux32.jamhour G1 Dentro da máquina virtual, o login é root Para terminar a máquina virtual, digite halt. 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 inciar 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 2

3 O Ambiente de Rede das s Virtuais Seu Ambiente Host HUB VIRTUAL Virtual 1 Virtual 2 eth1 eth2 eth3 eth1 eth2 eth3 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.jamhour). Como as máquinas virtuais emulam interfaces do tipo ethernet, a denominação dessas interfaces no linux é, eth1, eth2, etc. A interface está conectada logicamente ao ambiente do Host, isto é, o servidor espec. Através da interface, 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. 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. 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

4 Configuração de Endereços na Máquina M Virtual Configuração temporária do endereço IP ifconfig $INTERFACE $IP netmask $MASCARA Exemplos: ifconfig /8 ou ifconfig netmask Verificação do IP das interfaces ifconfig ou ifconfig Ativação ou desativação das interfaces ifconfig up ifconfig down Configuração permanente do endereço IP cd /etc/sysconfig/network-scripts Arquivo ifcfg-: DEVICE= BOOTPROTO=static IPADDR= NETMASK= ONBOOT=yes Reinicialização da interface: service network restart 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 na figura. 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, o arquivo denomina-se ifcfg-. Para interface eth1, ifcfg-eth1, e assim por diante. O arquivo para interface já está previamente criado. Para as demais interfaces é necessário criar o arquivo. A figura acima ilustra o conteúdo do arquivo quando deseja-se atribuir um endereço estático /8 para a interface. O que a interface gráfica faz, é preencher este arquivo automaticamente para o usuário. Para forçar a leitura desse arquivo sem reiniciar o sistema operacional, deve-se utilizar o comando: service network restart. 4

5 Configuração de Rotas na Máquina M Virtual Adição de rotas route add -net $SUBREDE netmask $MASCARA gw $GATEWAY [metric $custo] [dev $dev] Exemplos: route add -net /24 gw metic 10 dev route add -net netmask gw Criação da rota default: Exemplos: route add -net /0 gw route add -net netmask gw route add default gw Remoção de rotas route add -net $SUBREDE netmask $MASCARA gw $GATEWAY Exemplos route del -net /24 gw route del -net /24 Visualização das rotas route -n A figura mostra a sintaxe dos comandos relacionados a 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. No comando, -net especifica a rede de destino para onde a rota será criada. O termo 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. O termo metric representa o custo. Se ele for omitido, o custo atribuído será 0. Apesar de ser possível, geralmente não é necessário especificar a interface de saída, pois o sistema operacional escolhe a interface adequada automaticamente. Se for necessário, utiliza-se o parâmetro dev. 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. O comando para remover uma rota é similar ao comando de adição, pela simples substituição da operação add pela del. Se não houver duas rotas para o mesmo destino, não é necessário especificar a rota completamente. Só é necessário especificar o gateway se tivermos duas rotas para o mesmo destino. 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). 5

6 Configuração de VLANs no Linux Hub ou switch em modo trunk Comandos: Cria interface virtual: >> vconfig add 2 Remove interface virtual: >> vconfig rem.2 H1 G H2.2.3 VLAN 2 G VLAN H1 H2 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 exemplo, o comando abaixo cria uma interface virtual na interface física conectada a VLAN 2: vconfig add 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: : interface que se usada envia pacotes sem a marcação de VLANs (formado Ethernet II DIX).2: interface que se usada envia pacotes com marcação de VLAN=2 (formado Ethernet II IEEE 802.1Q) Observe que a interface.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. 6

7 Instalação de Pacotes na VM Páginas HTML na ESPEC === /~jamhour/pacotes/vlan.tar.gz Seu Ambiente Host HUB VIRTUAL wget Virtual 1 scp Para transferir um arquivo da VM para seu ambiente no host: >> scp arquivo login@ :. (observe o. após os : ) 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 Observe que sua máquina virtual está conectada com a espec através da interface. O endereço IP da espec é Afim de poder acessar a espec é necessário que primeiro, você atribua um endereço IP interface 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 Os pacotes necessários para essa prática estão disponíveis no endereço: Você pode copiar esses pacotes para sua máquina virtual digitando o seguinte comando na sua máquina virtual: wget /~jamhour/pacotes/vlan.tar.gz Após efetuar a cópia, é necessário descompactar os pacotes: 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

8 Cenário: Passo 1 = Criar as VMs Código estudante: (101) X.2.3 VLAN 2 G VLAN H1 H2 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: /usr/local/uml/linux32.jamhour G Abra um segundo shell no terminal (Menu Arquivo Abrir Aba) e crie a máquina virtual para representar H1: /usr/local/uml/linux32.jamhour H1 Abra um terceiro shell no terminal (Menu Arquivo Abrir Aba) e crie a máquina virtual para representar H2: /usr/local/uml/linux32.jamhour H2 8

9 Cenário: Passo 2 (Instalar Pacotes) Código estudante: (101) X / / VLAN 2 G VLAN /8 H /8 H /8 O próximo passo do cenário é instalar os pacotes de VLANs em cada um dos cenários. Cada Máquina virtual irá precisar de um endereço IP único associado a Interface, 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: G: H1: H2: O procedimento para instalação dos pacotes foi descrito na página 7. Todavia, para facilitar sua consulta, os comandos estão repetidos abaixo para o caso da configuração de G. ifconfig 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. 9

10 Cenário: Passo 3 (VLANs( e IPs) Código estudante: (101) X / / / / VLAN 2 G VLAN / /25.3 H1 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 Considerando esses endereços, a configuração da VM G envolve os seguintes comandos: vconfig add 2 ifconfig /25 vconfig add 3 ifconfig /25 sysctl -w ip_forward=1 A configuração do host H1 envolve os seguintes comandos: vconfig add 2 ifconfig /25 route add -net /25 gw A configuração do host H2 envolve os seguintes comandos: vconfig add 3 ifconfig /25 route add -net /25 gw

11 Relatório Elabore um relatório.doc 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 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: tcpdump -i -w vlan.cap A opção -i permite escolher a interface onde os pacotes serão capturados. Observe que a interfaces escolhida foi a interface física, pois ela permite obter pacotes das duas VLANs. Se a captura for feita nas interfaces virtuais (.2 ou.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 seu_login@ :. 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 acima. 11