Cisco CCNAv7 - Exercícios da camada de enlace de dados

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Tente responder cada questão antes de abrir a resposta. As respostas estão em blocos que você abre clicando em Ver resposta. No final, há atividades práticas.

Parte 1: Propósito e subcamadas

1. Em que camada do modelo OSI trabalha a camada de enlace de dados? E a qual camada do modelo TCP/IP ela corresponde?

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Camada 2 do modelo OSI. No TCP/IP, ela faz parte da camada de acesso à rede, junto com a camada física.

2. Qual é o nome da PDU da camada de enlace?

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Quadro (frame).

3. Cite as duas grandes tarefas da camada de enlace.

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(1) Permitir que as camadas superiores acessem o meio, encapsulando o pacote em um quadro. (2) Controlar o acesso ao meio e detectar erros.

4. Por que o mesmo pacote IP pode ser carregado por quadros diferentes ao longo do caminho?

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Porque cada enlace usa um meio e um protocolo de camada 2 diferentes (por exemplo, Wi-Fi, Ethernet, PPP). A camada de enlace cria um quadro adequado a cada enlace, mas o pacote da camada 3 continua o mesmo.

5. Quais são as duas subcamadas da camada de enlace e qual é o papel de cada uma?

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LLC (Logical Link Control): comunica-se com a camada de rede e identifica o protocolo transportado. MAC (Media Access Control): encapsula os dados em quadros e controla o acesso ao meio.

6. Associe o padrão à sua descrição:

Padrão	Descrição
A. IEEE 802.3	1. Wi-Fi
B. IEEE 802.11	2. Ethernet
C. IEEE 802.15	3. Bluetooth
D. IEEE 802.2	4. LLC

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A-2, B-1, C-3, D-4.

7. Que organização definiu o protocolo PPP? E o HDLC?

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O PPP foi definido pela IETF (RFC 1661). O HDLC foi definido pela ISO.

8. O que o roteador faz com o quadro que chega por uma interface antes de encaminhar o pacote?

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Ele remove o cabeçalho e o final do quadro (desencapsula), consulta o endereço IP de destino do pacote e cria um novo quadro para o enlace de saída.

Parte 2: Topologias

9. Qual é a diferença entre topologia física e topologia lógica?

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A física mostra a disposição real de dispositivos e cabos. A lógica mostra como os quadros circulam pela rede, independentemente do cabeamento.

10. Cite as três topologias físicas mais comuns em redes WAN.

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Ponto a ponto, hub and spoke e malha (mesh).

11. Quantos enlaces tem uma malha completa com 8 locais?

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n × (n − 1) ÷ 2 = 8 × 7 ÷ 2 = 28 enlaces.

12. Qual é a principal desvantagem da topologia hub and spoke?

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O hub é um ponto único de falha. Se ele falhar, as filiais perdem a comunicação entre si.

13. Quais são as topologias físicas mais usadas nas LANs atuais?

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Estrela e estrela estendida, com switches como ponto central.

14. Uma rede com um hub no centro tem topologia física em estrela. Qual é a sua topologia lógica?

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Multiacesso (comportamento de barramento): tudo o que um dispositivo transmite é repetido para todos os outros.

15. Em qual topologia lógica o controle de acesso ao meio é quase desnecessário e por quê?

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Na ponto a ponto, pois só existem dois nós e o outro é sempre o único destino possível.

16. Classifique como física ou lógica: (a) “os PCs estão ligados a um switch por cabos UTP”; (b) “os quadros são enviados para todos os dispositivos do meio compartilhado”.

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(a) Física. (b) Lógica.

Parte 3: Duplex e controle de acesso

17. Qual é a diferença entre half duplex e full duplex?

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No half duplex, os dois lados podem transmitir, mas um de cada vez. No full duplex, os dois transmitem e recebem ao mesmo tempo.

18. Por que não ocorrem colisões em um enlace full duplex entre um PC e um switch?

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Porque transmissão e recepção usam caminhos separados (pares de fios ou fibras diferentes), então os sentidos não competem.

19. O que é um duplex mismatch e quais são os sintomas?

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É quando uma ponta está em full duplex e a outra em half duplex. O enlace sobe, mas há lentidão, erros (CRC), colisões tardias e muitas retransmissões.

20. Como evitar o duplex mismatch?

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Configurando os dois lados do mesmo jeito: ambos em autonegociação ou ambos fixos com a mesma velocidade e duplex.

21. Qual comando mostra, em um switch Cisco, a velocidade e o duplex de todas as portas em uma tabela resumida?

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show interfaces status.

22. Quais comandos fixam uma porta em 100 Mb/s e full duplex?

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Dentro do modo de configuração da interface: speed 100 e duplex full.

23. O que significa a sigla CSMA/CD e onde ela era usada?

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Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (detecção de colisão). Era usada em redes Ethernet half duplex, com hubs.

24. Descreva, em ordem, o que ocorre quando uma colisão é detectada no CSMA/CD.

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As estações param de transmitir, enviam um sinal de jam, esperam um tempo aleatório (backoff) e tentam novamente.

25. Qual método é usado nas redes Wi-Fi e como ele se diferencia do CSMA/CD?

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O CSMA/CA (Collision Avoidance). Em vez de detectar a colisão depois de ocorrer, tenta evitá-la (espera aleatória) e usa confirmação (ACK) para cada quadro unicast.

26. Por que o CSMA/CD não é mais necessário nas redes Ethernet atuais?

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Porque as LANs atuais usam switches e enlaces full duplex, nos quais não há colisões.

27. Qual é a ideia do acesso controlado (token)?

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Um quadro especial, o token, circula pelo anel, e só quem o possui pode transmitir. Assim, não há colisões. Foi usado em Token Ring e FDDI (hoje legados).

28. Associe o método à rede:

Método	Rede
A. CSMA/CD	1. Wi-Fi
B. CSMA/CA	2. Ethernet com hub (half duplex)
C. Token	3. Token Ring

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A-2, B-1, C-3.

Parte 4: O quadro e os endereços

29. Quais são as três partes principais de um quadro?

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Cabeçalho, dados (o pacote) e final (trailer).

30. Liste os campos do quadro Ethernet, na ordem, com seus tamanhos.

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Preâmbulo (7 bytes), SFD (1), MAC de destino (6), MAC de origem (6), EtherType (2), dados (46 a 1500) e FCS (4).

31. Qual é o tamanho mínimo e o máximo do quadro Ethernet (sem contar o preâmbulo e o SFD)?

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64 bytes e 1518 bytes.

32. Quantos bytes de overhead (cabeçalho e final) o quadro Ethernet tem?

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6 + 6 + 2 + 4 = 18 bytes.

33. Um pacote IP de 28 bytes será enviado em um quadro Ethernet. Qual será o tamanho do quadro e por quê?

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O campo de dados precisa ter no mínimo 46 bytes, então são acrescentados 18 bytes de enchimento (46 − 28). O quadro terá 46 + 18 = 64 bytes.

34. Um pacote de 1500 bytes será enviado. Qual é o tamanho do quadro? E se a rede usar tag VLAN 802.1Q?

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1500 + 18 = 1518 bytes. Com a tag VLAN (4 bytes): 1522 bytes.

35. Qual é a eficiência (dados ÷ quadro) de um quadro Ethernet com 1500 bytes de dados? E de um com 46 bytes de dados?

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1500 ÷ 1518 ≈ 98,8%. Com 46 bytes: 46 ÷ 64 ≈ 71,9%.

36. Qual é a função do campo EtherType? Dê dois exemplos de valores.

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Informa qual protocolo está dentro do quadro. Exemplos: 0x0800 (IPv4), 0x86DD (IPv6) e 0x0806 (ARP).

37. O que o FCS faz e o que acontece se o valor não conferir?

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É um CRC de 32 bits que permite ao receptor detectar erros. Se o valor calculado for diferente do recebido, o quadro é descartado. A camada de enlace não corrige o erro.

38. Quantos bits tem um endereço MAC? Quantos dígitos hexadecimais isso representa?

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48 bits, ou seja, 48 ÷ 4 = 12 dígitos hexadecimais.

39. Qual é o endereço MAC de broadcast?

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FF:FF:FF:FF:FF:FF.

40. Associe o tipo de destino ao endereço:

Tipo	Exemplo de endereço
A. Unicast	1. FF:FF:FF:FF:FF:FF
B. Broadcast	2. 00:1A:2B:3C:4D:5E
C. Multicast IPv4	3. 01:00:5E:00:00:05

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A-2, B-1, C-3.

41. Um PC com IP 192.168.1.10 envia um pacote para 8.8.8.8. Qual é o MAC de destino do quadro que sai do PC: o do servidor 8.8.8.8 ou o do roteador local?

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O do roteador local (gateway). O destino está fora da rede, e o quadro vai ao próximo salto. O IP de destino continua sendo 8.8.8.8.

42. Entre o PC1 e o servidor existem dois roteadores. Quantos quadros diferentes (com cabeçalhos de camada 2 distintos) o mesmo pacote percorre, sem contar os switches?

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Três: PC1 → Roteador 1, Roteador 1 → Roteador 2 e Roteador 2 → Servidor. O pacote IP é o mesmo nos três.

43. Verdadeiro ou falso: “Os endereços MAC de origem e de destino mudam a cada salto, mas os endereços IP permanecem iguais (sem considerar NAT)”.

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Verdadeiro.

44. Que protocolos de camada 2 são usados em (a) LANs com fio, (b) LANs sem fio e (c) enlaces WAN ponto a ponto?

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(a) Ethernet (802.3). (b) 802.11 (Wi-Fi). (c) PPP ou HDLC.

Parte 5: Atividades práticas

Prática 1 (Packet Tracer): estrela estendida

1. Monte dois switches ligados entre si, cada um com dois PCs (IPs 192.168.10.1 a 192.168.10.4, máscara 255.255.255.0).
2. Faça ping entre todos os PCs.
3. Execute show interfaces status nos dois switches e preencha:

Porta	Velocidade	Duplex
Fa0/1	?	?
Fa0/2	?	?
Porta que liga os switches	?	?

Prática 2 (Packet Tracer): quadros em modo Simulation

1. No modo Simulation, envie um ping do PC de um switch para o PC do outro.
2. Em cada dispositivo, abra os detalhes do PDU e anote os MACs de origem e de destino da camada 2.
3. Confirme que os MACs são os mesmos em todo o trajeto (por que sim, se não há roteador?).

Prática 3 (Wireshark): quadro Ethernet real

1. Capture o tráfego enquanto roda ping para um site.
2. Para um pacote ICMP, anote MAC de origem, MAC de destino e EtherType.
3. Descubra a quem pertence o MAC de destino (ip neigh show no Linux ou arp -a no Windows).
4. Aplique o filtro arp e observe o broadcast (ff:ff:ff:ff:ff:ff) em uma requisição ARP.

Prática 4 (switch): provocando um duplex mismatch

1. Em um switch no Packet Tracer, fixe a porta de um PC em speed 100 e duplex full.
2. No PC, configure a placa com 10 Mbps e half duplex.
3. Anote o que acontece com o link e com show interfaces. Depois, volte as duas pontas para auto.

Ver pistas das práticas

• Prática 1: as portas dos PCs normalmente aparecem como a-full e a-100 (o prefixo “a” indica valor autonegociado).
• Prática 2: sem roteador, os MACs de origem e de destino não mudam entre os PCs, pois todos estão na mesma rede local. Os switches apenas encaminham o quadro.
• Prática 3: o MAC de destino é o do gateway, e o EtherType do IPv4 é 0x0800.
• Prática 4: como os valores são incompatíveis, o link pode ficar inativo ou degradado. O objetivo é perceber que velocidade e duplex precisam combinar nas duas pontas.

Próximo passo

Parabéns, você concluiu o Módulo 6. No próximo módulo, você vai estudar o switching Ethernet: como os switches aprendem endereços MAC e encaminham quadros.