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1 Cisco Networking Academy Núcleo de Computação Eletrônica Universidade Federal do Rio de Janeiro Semestre II – Capítulo II WANs e roteadores 2 2.1 – WANs ? 2.1.1 - WANs e dispositivos ? 2.1.2 - Padrões WAN ? 2.1.3 - Tecnologias WAN

Semestre II – Capítulo II

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Page 1: Semestre II – Capítulo II

1

Cisco Networking AcademyNúcleo de Computação Eletrônica

Universidade Federal do Rio de Janeiro

Semestre II – Capítulo II

WANs e roteadores

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2.1 – WANs

? 2.1.1 - WANs e dispositivos? 2.1.2 - Padrões WAN? 2.1.3 - Tecnologias WAN

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2.1.1 – WANs e dispositivos

? Opera principalmente:? Camada física? Camada de enlace

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2.1.1 – WANs e dispositivos

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2.1.1 – WANs e dispositivos

? Principais Características? Operam além da área geográfica das LANs? Usam serviços de empresas de telefonia? Usam conexões seriais? Conectam dispositivos separados por ampla

área geográfica? Roteadores? Switches? Modems? Servidores de comunicação

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2.1.1 – WANs e dispositivos

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2.1.1 – WANs e dispositivos

? Roteadores? Interface WAN? Interconexão de redes

? Switches? Comunicação por voz, dados e vídeo

? Modems? CSU/DSU? TA/NT1

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2.1.1 – WANs e dispositivos

? Modem? Cabo DCE: conector fêmea (ex.: V.35)

? Conexão à interface do roteador sem uso do modem? O roteador gera clock de transmissão

? Cabo DTE: conector macho (ex.: V.35)? Conexão à interface do roteador através de cabo

DCE ou modem? O modem gera o clock de transmissão

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2.1.2 – Padrões de WAN

? Camada física? Conexões elétricas? Conexões mecânicas? Funcionamento de serviços? Ligação entre DTE e DCE

? EIA/TIA-232? EIA/TIA-449? V.24

? V.35? X.21? G.703? EIA-530

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2.1.2 – Padrões de WAN

? V.24 ou RS-232-C ? “1” : -25 Volts < tensão < -3 Volts? “0” : +4 Volts < tensão < +25 Volts? normalmente usa ± 12 Volts? transmissão não balanceada? taxa / distância máxima : 20K bps / 15 metros? utiliza o conector DB-25

conector fêmea - vista frontal

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2.1.2 – Padrões de WAN

? V.36 ou RS-449? interfaces elétricas

? RS-423-A? V.11 ou RS-422-A

? utiliza conector DB-37 ? fabricantes podem usar DB-25 (mais compacto)

conector fêmea - vista frontal

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2.1.2 – Padrões de WAN

? RS-423-A? não balanceado, compatível com RS-232-C? “1” : -10 Volts < tensão < -0,2 Volts? “0” : +0,2 Volts < tensão < +10 Volts? tensão máxima de entrada : ± 12 Volts? taxa / distância máxima (fio AWG 24)

? 100K bps - 13 metros? 50K bps - 23 metros? 20K bps - 66 metros? 10K bps - 130 metros? < 1K bps - 1320 metros

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2.1.2 – Padrões de WAN

? V.11 ou RS-422-A? transmissão balanceada : 2 fios por sinal? “1” : entrada A negativa em relação a B? “0” : entrada A positiva em relação a B? tensão VAB : entre 0,4 e 12 Volts? taxa / distância máxima (fio AWG 24)

? 10M bps - 13 metros? 5M bps - 23 metros? 2M bps - 66 metros

? 1M bps - 130 metros? 500K bps - 230 metros? < 90K bps - 1320 metros

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2.1.2 – Padrões de WAN

? V.35? transmissão balanceada para sinais críticos ? conversão V.35 / V.36 fácil de implementar? taxa / distância máxima

? 2M bps - 8 metros? 56K bps - 31 metros? 38,4K bps - 78 metros

? 19,2K bps - 156 metros? 9,6K bps - 312 metros? 4,8K bps - 625 metros? 2,4K bps - 1250 metros

? usa conector M-34 conector M-34 fêmea - vista frontal

A

BD

CMM

NN

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2.1.2 – Padrões de WAN

? G.703? meios de transmissão

? dois cabos coaxiais: transmissão e recepção? mais comum (conector BNC)? transmissão não balanceada? distância máxima: 600 metros em 2.048K bps

? dois pares trançados: transmissão e recepção? opcional? transmissão balanceada? distância máxima: 300 metros em 2.048K bps

? possibilidade de conversão para meios óticos? padrão comum nos equipamentos de comunicação das

operadoras para transmissão a 2M bps (E1)

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2.1.2 – Padrões de WAN

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2.1.2 – Padrões de WAN

? Camada de enlace de dados? Definidos por várias agências

? ITU-T? CCITT? ISSO? IETF? EIA

? Padrões? HDLC? Frame Relay? PPP? SDLC? SLIP? LAPB? LAPD

LAPF

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2.1.2 – Padrões de WAN

? Encapsulamentos de enlace de dados associados às linhas seriais síncronas são:? High-Level Data Link Control (HDLC)

? Padrão IEEE;? Pode não ser compatível com diferentes fabricantes

devido ao caminho que o fabricante escolheu paraimplementá-lo;

? Suporta configurações ponto-a-ponto e multiponto com sobrecarga mínima.

8 bits 8 bits 8 bits *** 16 bits 8 bits

flag ender. controle informação FCS flag

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2.1.2 – Padrões de WAN

? Encapsulamentos de enlace de dados associados às linhas seriais síncronas são:? Frame Relay

? Usa instalações digitais de alta qualidade;

? Usa enquadramento simplificado sem mecanismos de correção ? envio de informações da camada 2 bem mais rápido que outros protocolos WAN.

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2.1.2 – Padrões de WAN

? Encapsulamentos de enlace de dados associados às linhas seriais síncronas são:? Point-to-Point Protocol (PPP)

? Descrito pelo RFC 1661;

? Dois padrões desenvolvidos pelo IETF;

? Compatível com diferentes fabricantes devido à definição na RFC;

? Contém um campo de protocolo para identificar o protocolo da camada de rede.

8 bits 8 bits 8 bits *** 16 bits 8 bits

flag ender. controle informação FCS flagprotocolo

16 bits

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2.1.2 – Padrões de WAN

? Encapsulamentos de enlace de dados associados às linhas seriais síncronas são:? Simple Data Link Control Protocol (SDLC)

? Protocolo de enlace de dados WAN projetado pela IBM para os ambientes do System Network Architecture (SNA);

? Está sendo substituído pelo HDLC (mais versátil).? Serial Line Interface Protocol (SLIP)

? Protocolo de enlace de dados WAN extremamente popular por transportar pacotes IP;

? Está sendo substituído em muitas aplicações pelo PPP (mais versátil).

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2.1.2 – Padrões de WAN

? Encapsulamentos de enlace de dados associados às linhas seriais síncronas são:? Link Access Procedure Balanced (LAPB)

? Protocolo de enlace de dados usado pelo X.25;

? Possui extensos recursos de verificação de erros.

? Link Access Procedure D-channel (LAPD)? Protocolo de enlace de dados WAN usado para

sinalizar e instalar a chamada no canal ISDN D;

? Transmissões de dados ocorrem nos canais ISDN B.

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2.1.2 – Padrões de WAN

? Encapsulamentos de enlace de dados associados às linhas seriais síncronas são:? Link Access Procedure Frame (LAPF)

? Para Frame-Mode Bearer Services;

? Protocolo de enlace de dados WAN, similar ao LAPD, usado com as tecnologias frame relay.

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2.1.3 – Tecnologias WAN

? Breve descrição das tecnologias WAN mais comuns, agrupadas por:? Serviços comutados por circuito;

? Serviços comutados por célula;

? Serviços digitais dedicados;

? Serviços analógicos.

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços comutados por circuito? POTS (Plain Old Telephone Service)

? Não é um serviço de dados do computador, mas é incluído por dois motivos:? muitas de suas tecnologias são parte da infra-estrutura de

dados em expansão;? modelo de rede de comunicações de longas distâncias

incrivelmente confiável e fácil de usar ? meio típico é o fio de cobre de par trançado.

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços comutados por circuito? Narrowband ISDN (Integrated Services Digital Network)

? Tecnologia historicamente importante, versátil e difundida;? Foi o primeiro serviço dial-up totalmente digital;? Uso bastante difundido, mas varia muito de país para país;

? Custo moderado;? Largura de banda máxima é de 128 kbps para BRI (Basic Rate

Interface) de custo mais baixo e de aproximadamente 3 Mbps para PRI (Primary Rate Interface);

? Meio típico é o fio de cobre de par trançado.

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços comutados por pacotes? X.25

? Tecnologia mais antiga, mas ainda bastante usada;? Tem recursos de verificação de erros extensivos dos

dias que os links de WAN eram mais propensos a erros, o que a torna confiável mas limita sua largura de banda;

? Largura de banda pode ser de até 2 Mbps;? Uso bastante extensivo;? Custo moderado;? Meio típico é o fio de cobre de par trançado.

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços comutados por pacotes? Frame Relay

? Versão comutada por pacotes da Narrowband ISDN;? Tornou-se uma tecnologia WAN extremamente popular por

direito próprio;? Mais eficiente que X.25, mas com serviços parecidos;

? Largura de banda máxima de 1,544 Mbps;? Larguras de banda de 56kbps e 384kbps são extremamente

populares nos EUA;? Uso difundido;? Custo de moderado a baixo;? Meios típicos são fio de cobre de par trançado e fibra ótica.

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços comutados por células? ATM (Asynchronous Transfer Mode)

? Intimamente relacionado à broadband ISDN;? Está tornando-se uma tecnologia WAN (e até mesmo LAN) com

a sua importância em expansão;? Usa pequenos quadros de comprimento fixo (53 bytes) para

transportar os dados;

? Largura de banda máxima de 622 Mbps, embora velocidades maiores estejam sendo desenvolvidas;

? Meios típicos são fio de cobre de par trançado e fibra ótica;? Uso difundido e em expansão;? Custo alto.

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços comutados por células? SMDS (Switched Multimegabit Data Service)

? Intimamente relacionado ao ATM e geralmente usado em MANs;

? Largura de banda máxima de 44,736 Mbps;? Meios típicos são fio de cobre de par trançado e fibra

ótica;? Uso não muito difundido;? Custo relativamente alto.

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços digitais dedicados ? T1, T3, E1, E3

? Série de serviços T nos EUA e E na Europa são tecnologias WAN extremamente importantes;

? Usam multiplexação de divisão de tempo (TDM) para "fatiar" e atribuir slots de tempo para a transmissão de dados;? T1 = 1,544M bps = 24 canais de voz cada um de 64K bps? T2 = 6,312M bps = 96 canais de voz ou 4 canais T1? T3 = 44,736M bps = 672 canais de voz ou 7 canais T2? E1 = 2,048M bps = 30 canais de voz cada um de 64K bps? E2 = 8,448M bps = 120 canais de voz ou 4 canais E1? E3 = 34,368M bps = 480 canais de voz ou 4 canais E2

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços digitais dedicados ? T1, T3, E1, E3

? Outras larguras de banda estão disponíveis;? Meios usados são geralmente o fio de cobre de par

trançado e a fibra ótica;? Uso extremamente difundido;? Custo moderado.

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços digitais dedicados ? xDSL (DSL para Digital Subscriber Line e x para uma

família de tecnologias)? Tecnologia WAN nova e em desenvolvimento direcionada

para o uso doméstico;? Tem uma largura de banda que diminui com o aumento da

distância entre os equipamentos nas companhias de telefone;

? Velocidades máximas de 51,84 Mbps são possíveis perto das instalações da companhia telefônica, as mais comuns são as larguras de banda menores (de 100s de kbps a muitos Mbps);

? Pouco uso, mas aumentando rapidamente;

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços digitais dedicados ? xDSL (DSL para Digital Subscriber Line e x para

uma família de tecnologias)? Custo moderado, mas está diminuindo;? X indica a família completa das tecnologias DSL,

incluindo:? HDSL -- DSL de taxa de bits alta;? SDSL -- DSL de linha única;? ADSL -- DSL assimétrica;? VDSL -- DSL de taxa de bits muito alta;? RADSL -- DSL de adaptação de taxa.

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços digitais dedicados ? SONET (Synchronous Optical Network)

? Família de tecnologias da camada física de alta velocidade;

? Projetada para fibra ótica, mas também pode funcionar em cabos de cobre;

? Tem uma série de taxas de dados disponíveis com designações especiais;

? Implementada em níveis de OC (optical carrier) diferentes? OC-1 = 51,84M bps? OC-3 = 155,52M bps? OC-192 = 9.952M bps

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços digitais dedicados ? SONET (Synchronous Optical Network)

? Pode atingir essas impressionantes taxas de dados usando wavelength division multiplexing (WDM), onde lasers sintonizados em cores ligeiramente diferentes (comprimentos de onda) enviam grandes quantidades de dados oticamente;

? Uso difundido entre entidades de backbone Internet;? Custo elevado (não é uma tecnologia para uso

doméstico).

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços digitais dedicados ? SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

? Família de tecnologias da camada física de alta velocidade;? Projetada para fibra ótica;? Padrão mundial para interconectar centrais telefônicas;

? Tem uma série de taxas de dados disponíveis com designações especiais;

? Implementada em níveis de STM (Synchronous Transport Mode)? STM-1 = OC-3 = 155,52M bps? STM-3 = OC-9 = 466,56M bps? STM-64 = OC-192 = 9.952M bps

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155,52 x N Mbps

155,52M bpsx N

51,84M bpsx 3

6,312M bpsx 7

1,544M bps 2,048M bps

x 3x 4

SONET

2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços digitais dedicados ? SDH

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Serviços comutados x Serviços dedicados

SDHSDHA

B

C

2 interfaces comuso e volume

dedicados F RelayF RelayA

B

C

1 interface comuso e volume

compartilhados

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Outros serviços WAN? Modems dial-up (analógico comutado)

? Velocidade limitada, mas bastante versátil;? Trabalha com a rede telefônica existente;? Largura máxima de aproximadamente 56 kbps;? Custo baixo;? Uso ainda bastante difundido; ? Meio típico é a linha telefônica de par trançado.

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Outros serviços WAN? Cable modems (analógico compartilhado)

? Põe os sinais de dados no mesmo cabo dos sinais de televisão;? Aumentando em popularidade em regiões que têm grandes

quantidades de cabos coaxiais de TV a cabo existentes (90% dos lares nos EUA);

? Largura de banda máxima: 10 Mbps, embora isso degrade quando mais usuários se conectam a um segmento de rede específico (comportando-se como uma LAN não comutada);

? Custo é relativamente baixo;? Pouco uso, mas está aumentando; ? Meio é cabo coaxial.

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Outros serviços WAN? Sem fio

? Nenhum meio é necessário já que os sinais são ondas eletromagnéticas;

? Existe uma variedade de links WAN sem fio, dois dos quais são:? Terrestre

? - Geralmente larguras de banda de alcance de Mbps (p. ex., microonda);

? - Custo relativamente baixo;? - Uma linha de visada é normalmente exigida;? - Uso moderado.

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2.1.3 – Tecnologias de WAN

? Outros serviços WAN? Satélite

? Pode atender a usuários móveis (p. ex., rede de telefone celular) e a usuários remotos (longe demais de cabos e fios);

? Uso difundido;? Custo alto.

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2.2 - WANs e roteadores

? 2.2.1 – Princípios básicos dos roteadores? 2.2.2 - A função de um roteador em uma

WAN? 2.2.3 - Topologia de laboratório do

Semestre 2

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2.2.1 – Conceitos básicos dos roteadores? Computadores têm quatro componentes

básicos:? CPU;? Memória;? Interfaces;? Barramento.

? Roteador também tem esses componentes, portanto, pode ser chamado de computador;

? Computador com finalidades especiais;

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2.2.1 – Conceitos básicos dos roteadores? Roteador

? Computador dedicado ao roteamento

? Necessita de sistema operacional

? IOS – Internetworking Operating System

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2.2.1 – Conceitos básicos dos roteadores? Arquivo de configuração

? Controlam o fluxo de tráfego no roteador

? Executados pelo IOS

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2.2.1 – Conceitos básicos dos roteadores? Componentes do roteador

? RAM/DRAM? Armazena tabelas de roteamento

? Cache ARP

? Armazena arquivo de configuração que está sendo executado

Page 25: Semestre II – Capítulo II

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2.2.1 – Conceitos básicos dos roteadores? Componentes do roteador

? NVRAM – RAM não volátil? Armazena o arquivo de configuração de backup

(inicialização)

? Conteúdo mantido mesmo com o roteador desligado

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2.2.1 – Conceitos básicos dos roteadores? Componentes do roteador

? Flash - ROM? Reprogramável

? Armazena o sistema operacional (IOS)

? Várias versões podem ser armazenadas simultaneamente

Page 26: Semestre II – Capítulo II

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2.2.1 – Conceitos básicos dos roteadores? Componentes do roteador

? ROM? Rotinas de diagnóstico

? Bootstrap

? IOS

? Não é reprogramável

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2.2.1 – Conceitos básicos dos roteadores? Componentes do roteador

? Interfaces? Conexão de rede

? Localizadas na placa mãe ou em módulos separados

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2.2.1 – Conceitos básicos dos roteadores? Exemplo de arquivo de configuração! version 12.0hostname Lab_A ! enable secret cisco ! no ip domain-lookup !interface Ethernet0ip address 220.205.75.1 255.255.255.0no shutdown!interface Serial0ip address 201.230.124.1 255.255.255.0clockrate 56000 no shutdown! interface Serial1ip address 204.204.7.2 255.255.255.0clockrate 56000 no shutdown!

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2.2.2 – A função de um roteador em uma WAN? Roteadores

? Dispositivos LAN? Principal uso em WAN

Page 28: Semestre II – Capítulo II

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55

2.2.2 – A função de um roteador em uma WAN

56

2.2.2 – A função de um roteador em uma WAN

Page 29: Semestre II – Capítulo II

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2.2.2 – A função de um roteador em uma WAN

58

Laboratório 2.2.2: Roteadores - Visão geral? Tempo estimado: 20 min? Objetivos:

? Determinar o número do modelo de um roteador Cisco e as interfaces físicas (portas) que ele tem.

? Identificar os cabos conectados ao roteador e a que eles se conectam.

? Verificar e/ou modificar os parâmetros da configuraçãoHyperTerminal.

? Conectar-se ao roteador como seu console usando o PC e o programa HyperTerminal.

? Determinar a versão do IOS e o nome do arquivo. ? Determinar o tipo da CPU, a quantidade de memória

RAM, NVRAM e Flash.

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59

2.2.3 – Topologia de laboratório do Semestre 2

60

2.2.3 – Topologia de laboratório do Semestre 2

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Laboratório 2.2.3.1: Roteadores -Visão geral? Tempo estimado: 20 min? Objetivos:

? Configurar o equipamento dos laboratórios Cisco de acordo com o diagrama da topologia do Semestre 2 ou analisar as conexões físicas de uma configuração de laboratório existente.

? Documentar o cabeamento e as conexões entre os dispositivos.

? Fazer um diagrama da configuração do equipamento de laboratório.

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Laboratório 2.2.3.2: Roteadores -Visão geral? Tempo estimado: 20 min? Objetivos:

? Analisar os roteadores em uma configuração de laboratório existente e documentar a configuração IOS.

? Usar o comando show running-config em cada roteador para determinar os números IP de rede conectados, interfaces, endereços IP e informações da máscara de sub-rede das redes locais (LANs) e das redes de longa distância (WANs) que estão sendo usadas.

? Usar o ícone Painel de controle/Rede ou o utilitário winipcfg.exeem cada estação de trabalho para determinar o endereço IP, a máscara de sub-rede e as definições do gateway padrão.

? Usar o comando ping para testar as conexões do roteador e da estação de trabalho.

? Usar os comandos IOS para configurar os roteadores com a configuração de laboratório padrão (opcional).