hardware, linux e redes dei – isep – ipp 2006 ciência vivajpl/cienciaviva/hlr.pdf · tv-out....

HLRHardware, Linux e Redes

DEI – ISEP – IPP

2006Ciência Viva

Berta BatistaJorge Pinto LeiteJosé Cardoso

HardwareDesmistificar o hardware de um computador pessoal (PC) vulgarReconhecer e identificar os seus constituintesDiagnosticar problemas e soluções possíveisOnde encontrar ajuda?

LinuxAprender a instalar e utilizar um sistema operativo da família do LinuxDiagnosticar e resolver problemasComo utilizo o restante equipamento que tenho em casa?Ferramentas para LinuxOnde encontrar ajuda?

RedesCompreender o que é uma rede e tipos de redes existentesDefinir e implementar uma redeDiagnosticar e resolver problemas de redeComandos para detecção de problemas de rede

HardwareComponentes físicos

SoftwareAplicações

Software de base: sistema operativo

FirmwareSoftware específico inalterável

Hardware é o que chutamos enquanto software é o que insultamos

Fonte de alimentação

Motherboard

Dispositivo óptico

DiscosDiscos

Slots de expansão PCI

Slots de expansão PCI

Slots de expansão PCI

Diskette

2 x Porta de rede RJ45

Porta paralelaEncaixe PS/2

para rato

Encaixe PS/2para teclado

Porta série RS/232 9 pinos

PortaFireWire

4 x USB

TV-Out

Slot gráfica PCI Express 16 x

Slot gráfica PCI Express 1x

Slot gráfica PCI Express 4x

Slots PCISlots PCISlots PCI

Slot gráfica PCI Express 16x

Slot gráfica PCI Express 1xSlot gráfica PCI Express 1x

Slot gráfica PCI Express 16xSlot gráfica PCI Express 16x Conector alimentação

Slot DDR

Conector alimentação

Slot gráfica AGP 8x

Slots PCI Express

DIP 16-pin

SIPP

SIMM 30-pin

SIMM 72-pin

DIMM

DDR DIMM

DIMM (SDRAM)

DDR DIMM

ATA (IDE)

Serial ATA (SATA)

ATA (IDE) na verdade é um PATA

Primary

Secondary

Diskette

ATA (IDE) na verdade é um PATA

SATA

SATA

SATA power cable

SATA data cable

Interface gráfica

Sistema gráfico

Standard Resolução Número de pixelsVGA 640 x 480 307.200

SVGA 800 x 600 480.000

SVGA 1024 x 768 786.432

SVGA (16:9) 1280 x 768 983.040

XGA 1152 x 864 995.328

Vesa 1280 1280 x 1024 1.310.720

Vesa 1600 1600 x 1200 1.920.000

Memória = Largura x Altura x Profundidade

Standard Resolução Número de pixels Profundidade

983.040 24 bits (3 bytes)

32 bits (4 bytes)

24 bits (3 bytes)

32 bits (4 bytes)

983.040

1.310.720

1.310.720

VRAM (min.)

SVGA (16:9) 1280 x 768 2.949.120 (~3MB)

SVGA (16:9) 1280 x 768 3.932.160 (~4MB)

Vesa 1280 1280 x 1024 3.932.160 (~4MB)

Vesa 1280 1280 x 1024 5.242.880 (~5,5MB)

• Sombras• Transparência• Reflexo da água• ...

EM RESUMO:

Componentes mínimos essenciais de um computador pessoal

Internos1. Motherboard2. Processador3. Cooler4. Fonte de alimentação5. Caixa (?)6. Memória7. Disco (?)8. Dispositivo óptico (CD, DVD)

Externos1. Teclado2. Rato3. Monitor

Problema

Está um computador à frente de cada umEsse computador funciona …

Desmontar o computadorRetirar o disco, CD, memória, placa gráfica, placa de rede, …DEIXAR MONTADA A MOTHERBOARD E O PROCESSADOR

Montar de novo SEM FECHAR A CAIXA!

Espera-se que ainda funcione …

Problema

Retirar a memória e arrancar o computador

Colocar o disco e o CD como master no canal primário IDE

Encaixar mal a placa gráfica e/ou a placa de rede

BIOS

• O primeiro programa executado pelo processador no arranque• Descreve o CPU aos componente primários (principais) da motherboard• Instrui o CPU sobre o que executar mal o código de BIOS esteja concluído• Identifica e acede ao sector de BOOT no dispositivo de arranque (FDD, HDD, CD, DVD, LAN)• O sector de BOOT carrega um programa de gestão de arranque que é responsável pelo arranque do sistema operativo• Muitos tipos de acesso ao hardware num PC na realidade envolvem interacções entre o sistema operativo e a BIOS

Questões a reter nas opções de BIOS:

BIOS

Opções de identificação dos dispositivos de massa (disco, CD) e de quantidade de memória existente no sistemaOpções de activação ou desactivação dos periféricos constituintes da motherboard(placa de rede, som, etc.)Opções de sequência de arranqueRepôr configurações à prova de falhaRepôr configuração optimizada

Como fazer o reset da BIOS?

1ª questão: porquê fazer um reset da BIOS?

2ª questão: como fazê-lo?

Drivers

O que é?

Como ver?

Como obter?

Como instalar?

Como actualizar?

Ubuntu•Instalar SO•Instalar Apache (página de abertura: testephp.php)•Instalar PHP•Instalar PHPMYADMIN•Instalar mySQL•Instalar daemon ssh

Compatibilidade de componentesConvém verificar antes de adquirirVerificar onde?

Site do fornecedorSite do equipamentoSite do produtor

Exemplo:Alguns produtos (hardware e software) não funcionam no Windows XPAlguns produtos (hardware) não funcionam no Linux

Performance de sistemas

Uma escolha errada pode prejudicar muito a performance do nosso sistemaA instalação de “tudo e mais alguma coisa”prejudica a performance do nosso sistema

Outros factores que prejudicam a performance:

Mais do que um antivírusMais do que um firewallSpywareMalware

Endereçamento IP

O que é uma rede?

LAN (Local Area Network)Conjunto de equipamentos e meios de ligação conectados numa área geograficamente limitada

Objectivo: compartilhar recursos (físicos, de ligação, etc.) entre vários dispositivos

Como identificar e gerir uma rede local (LAN)?

Quantos tipos de redes diferentes existem?

LAN

Local Area Network

MAN

Metropolitan Area Network

SAN

Storage Area Network

WAN

Wide Area Network

Endereçamento IP

Cada equipamento (host) ligado numa LAN possui um identificador próprio, denominado endereço IP

O standard actual (ainda) é o IPv4 que consiste num conjunto de 32 bits

ALTO! O que é um bit?

Sistema árabe (o nosso)Base decimalDez algarismos (0 a 9)Para representar números superiores a 9, acrescentamos algarismos à esquerdaComo se efectua a conversão?

Multiplica-se o algarismo de cada posição por 10 elevado àposição menos 1, contando-se as posições da direita para a esquerda, e somando esses produtosExemplo:

5233 x 100 = 3 x 1 = 32 x 101 = 2 x 10 = 205 x 102 = 5 x 100 = 500

+523

Sistema digital (utilizado na informática, etc.): base 2 – binário

Só existem dois valores possíveis: 0 e 1 (desligado e ligado)Todas as operações de conversão são feitos da mesma formaCada algarismo designa-se por bit (BInary digiT)

Converter de binário para decimalMultiplica-se o algarismo de cada posição por 2 elevado àposição menos 1, contando-se as posições da direita para a esquerda, e somando esses produtosExemplo:

1 1 0 0 1 0 1 11 x 20 = 1 x 1 = 1

0 x 22 = 0 x 4 = 01 x 23 = 1 x 8 = 80 x 24 = 0 x 16 = 00 x 25 = 0 x 32 = 0

1 x 27 = 1 x 128 = 1281 x 26 = 1 x 64 = 64

1 x 21 = 1 x 2 = 2

203

Um conjunto de 8 bits designa-se por byte (B)

Valor máximo de um byte: 255 (11111111)

Como se converte de decimal para binário?Começa-se do índice mais altoSempre que o valor correspondente a esse índice for inferior ou igual ao valor que se quer converter, coloca-se um “1” nessa posição, e subtrai-se o valor ao restante do número que se estáa converterExemplo: 213 abcdefgh

“a” corresponde a 128 -> 213 – 128 = 85 (“a” = 1)“b” corresponde a 64 -> 85 – 64 = 21 (“b” = 1)“c” corresponde a 32 -> 32 > 21 (“c” = 0)“d” corresponde a 16 -> 21 – 16 = 5 (“d” = 1)“e” corresponde a 8 -> 8 > 5 (“e” = 0)“f” corresponde a 4 -> 5 – 4 = 1 (“f” = 1)“g” corresponde a 2 -> 2 > 1 (“g” = 0)“h” corresponde a 1 -> 1 – 1 = 0 (“h” = 1)11010101

Converter de decimal para binário2408194685199

Converter de binário para decimal111111111000000111000011101010101000110001101011

Endereçamento IP

Cada equipamento (host) ligado numa LAN possui um identificador próprio, denominado endereço IP

O standard actual (ainda) é o IPv4 que consiste num conjunto de 32 bits

Os bits são divididos em bytes, e representados em formato decimal sendo cada byte separado por um ponto (.)

Exemplo:194.65.13.17

Cada host ligado à Internet global tem um endereço IP único.

Para que haja lógica nos endereços IPv4, foi convencionada que parte do endereço IP corresponde a um identificador da rede LAN onde estáconectado o host, e o restante ao próprio host.

Como se reconhece o endereço da rede?Através de um conceito de máscara de rede

A máscara de rede é multiplicada bit a bit ao endereço IPOnde o resultado for 1 – zona do endereço da redeOnde o resultado for 0 – zona do endereço de host

Exemplo:Endereço IP: 194.65.13.17Máscara de rede: 255.255.255.0

Representado cada byte em binário, temos:194 11000010255 11111111

11000010

65 01000001255 11111111

01000001

13 00001101255 11111111

00001101

17 000100010 00000000

00000000

x

x

x

x

Endereço da rede:194.65.13.0

O endereço de rede não pode ser atribuído a nenhum equipamento (host) e é sempre o valor mais baixo possível no byte que contém 0 (zero) na máscara de rede.

O endereço mais alto possível também é reservado dentro de uma LAN e designa-se por endereço de broadcast.

Na rede anterior (194.65.13.17 com máscara de rede 255.255.255.0), o endereço de rede é 194.65.13.0 e o endereço de broadcast é 194.65.13.255.

Restam 254 (de 1 a 254 inclusivé) endereços possíveis para hosts

É necessário haver regras e para uniformizar os endereços IP, foram definidas algumas:

Baseada no primeiro byte: CLASSE

Classe A: 0xxxxxxx

Classe B: 10xxxxxx

Classe C: 110xxxxx

Classe D: 1110xxxx (multicast)

Quais os limites de endereços IP de cada classe?

Cada classe tem uma máscara de rede própria

Classe A: 255.0.0.0

Classe B: 255.255.0.0

Classe C: 255.255.255.0

Assim, o correcto não é dizer um endereço IP apenas como x.y.z.wmas como z.y.z.w com máscara de rede m.n.o.p

Atenção!

Há endereços reservados que não podem ser utilizados

Endereços não utilizáveis:0.0.0.0 (classe?)255.255.255.255127.0.0.1 (atenção a este!) (classe?)

Mas em contrapartida há endereços que se podem repetirEndereços privados (em oposição aos restantes que são públicos)

10.x.x.x (classe?)172.16.x.x a 172.31.x.x (classe?)192.168.x.x (classe?)

Estes endereços não são encaminhados para a Internet pelos dispositivos de encaminhamento

Dispositivo

192.168.0.4255.255.255.0

192.168.0.1255.255.255.0

192.168.0.3255.255.255.0

192.168.0.2255.255.255.0

Dispositivo

IP:192.168.0.4MR:255.255.255.0PLPD:192.168.0.254

IP:192.168.0.1MR:255.255.255.0PLPD:192.168.0.254

InternetInternet192.168.0.254255.255.255.0

IP:192.168.0.3MR:255.255.255.0 PLPD:192.168.0.254

IP:192.168.0.2MR:255.255.255.0PLPD:192.168.0.254

Porta de ligação pré-definida (gateway)Necessário para que o computador saiba para onde deve enviar qualquer pedido de acesso externo que faça

Qual o esquema de funcionamento de uma rede?

(Consideremos a rede global, Internet, por exemplo)

Cada host acessível tem um endereço IP público

Decoramos os endereços IP de cada um que nos interessa?

Servidor pretendidoTradutorDNS

1

2

3

1. O que é www.sapo.pt?http://www.sapo.pt 2. É 213.13.146.10

3. Atenção 213.13.146.10: quero algo

Endereçamento IP dinâmico – DHCP

Dynamic Host Configuration Protocol

Só temos que definir na nossa ligação TCP/IP que queremos obter automaticamente um endereço IP

Necessitamos contudo que exista um host com capacidade de atribuir um endereço IP por DHCP

É garantido que não há qualquer duplicação de endereços na rede

Dá-nos não só um endereço IP, como um (pelo menos) endereço de DNS

Quando um computador se desliga, o endereço que lhe estava associado é libertado para poder ser utilizado por outro

Como resolver a escassez de endereços IP disponíveis?

1. Utilização de endereços privados em redes locais (é claro que qualquer equipamento que necessite ser “visto” na Internet não pode ter um endereço privado…)

2. Utilização de NAT (Network Address Translation): se só 10 dos nossos 50 computadores estão em simultâneo na Internet, porque adquirir 50 endereços IP públicos?

3. O NAT mantém uma tabela de correspondência entre o endereço interno do nosso computador e um endereço externo de um conjunto adquirido ao fornecedor de serviços que lhe foi temporariamente atribuído

4. IPv6…

Como ligamos em casa uma rede à Internet?

NAPT (Network Address Port Translation)

Similar ao NAT mas temos apenas um só endereço externo (público)

Fazer uma rede:

1. Construir os cabos

2. Ligar os cabos aos dispositivos

3. Definir um esquema de endereçamento (público? privado?)

4. Atribuir endereços aos hosts

5. Activar as ligações de rede dos hosts

6. Verificar e testar as ligações

O pino 1 é que está àesquerda quando:-Olhamos o conector RJ45 de cima-Com a patilha para baixo-Com o cabo a afastar-se de nós

1. Construir os cabos

“Pentear” o caboCortá-lo à medidaInseri-lo firmemente na fichaCravá-lo

2. Ligar os cabos aos dispositivos

3. Definir um esquema de endereçamentoClasse de endereçoMáscara de redePrivado ou público?Estático ou dinâmico (DHCP)?

Dinâmico: quem é o servidor DHCP? Configurá-lo.Estático: sabemos o endereço da porta de ligação prédefinida

e do servidor DNS?

4. Atribuir endereços aos hosts

Windows

4. Atribuir endereços aos hosts

Windows

4. Atribuir endereços aos hosts

Windows

5. Activar as ligações de rede dos hosts

6. Verificar e testar as ligações

Comandos ICMP (Internet Control Message Protocol)

ping

tracert

nslookup

O comando ping (por exemplo, ping www.sapo.pt) permite verificar não só se conseguimos chegar ao equipamento em causa, mas também se o nosso DNS está correcto

O comando tracert (por exemplo, tracert www.sapo.pt) permite verificar o caminho até o equipamento em causa

O comando nslookup (por exemplo, nslookup www.sapo.pt) permite testar o nosso “tradutor” DNS

É (quase) impossível falar hoje em redes sem falar em wireless…

Wireless – acesso sem fios

Várias tecnologias (RF, IR, etc.)

Problema: segurança

Protocolos de segurança sem fio

WEP (Wired Equivalent Protocol)

WAP (Wireless Application Protocol)

Nunca deixar os routers com as passwords por defeito!

Regra Nº1 de segurança: Nunca há segurança num sistema de comunicação

Melhor método: autenticação por MAC (Medium Access Control)

Trabalho

Definir um esquema de endereçamento estático privado dos computadores que utilizam

Construir os cabos de ligação ao switch

Montar uma placa de rede nova nos computadores

Montar a rede (utilizando a placa nova)

Verificar a rede

Objectivo:

Todos os computadores deverão “pingar” entre si

O ou os computadores que tiverem servidor web (Apache ou IIS) deverão permitir acesso pelos outros

Instalar (no Ubuntu) um pacote que permita acesso remoto de terminal (procurar na Internet)

Acessos & partilhas

Para configurar uma partilha a um determinado dispositivo temos que o autorizar

A forma da autorização depende do sistema operativo do equipamento onde reside o recurso a ser partilhado

Normalmente passa pela indicação de “querer partilhar” e dos “tipos de acesso” permitidos

QuemAutorização (leitura, escrita, etc.)