8.2. Configurando a Rede

DE VOLTA AO BÁSICO Conceitos essenciais de rede (Ethernet, endereço IP, sub-rede, broadcast)

A maioria das redes locais modernas usam o protocolo Ethernet, onde dados são quebrados em pequenos blocos chamados quadros (frames, em inglês) e transmitidos através do fio um quadro por vez. As velocidades de transmissão de dados variam de 10 Mb/s para placas Ethernet antigas a 10 Gb/s nas mais novas (com as taxas mais comuns atualmente crescendo de 100 Mb/s a 1 Gb/s). Os cabos mais amplamente usados são chamados 10BASE-T, 100BASE-T, 1000BASE-T ou 10GBASE-T dependendo da vazão que eles podem fornecer confiavelmente (o T significa "twisted pair", ou "par trançado"); estes cabos terminam num conector RJ45. Existem outros tipos de cabos, usados normalmente para velocidades de 1 Gb/s ou mais.

Um endereço IP é um número usado para identificar uma interface de rede num computador em uma rede local ou na internet. Na sua versão mais utilizada atualmente (IPv4), este número é codificado em 32 bits, e é normalmente representado como 4 números separados por pontos (e.g. 192.168.0.1), cada número entre 0 e 255 (inclusive, o que corresponde a 8 bits de dados). A próxima versão do protocolo, IPv6, estende este espaço de endereçamento para 128 bits, e os endereços são geralmente representados como uma série de números hexadecimais separados por dois-pontos (e.g., 2001:0db8:13bb:0002:0000:0000:0000:0020, ou 2001:db8:13bb:2::20 resumidamente).

Uma máscara de subrede (máscara de rede) define no seu código binário que porções de um endereço IP correspondem à rede, e o restante especifica a máquina. No exemplo de configurar um endereço IPv4 estático dado aqui, a máscara de subrede, 255.255.255.0 (24 “1”s seguidos de 8 “0”s na representação binária) indica que os primeiros 24 bits do endereço IP correspondem ao endereço de rede, e os outros 8 são específicos da máquina. Em IPv6, por legibilidade, apenas os números “1”s são mostrados; a máscara de rede para uma rede IPv6 poderia ser, portanto, 64.

O endereço de rede é um endereço IP no qual a parte descrevendo o número da máquina é 0. O intervalo de endereços IPv4 em uma rede é às vezes indicado pela sintaxe, a.b.c.d/x, onde a.b.c.d é o endereço de rede e x é o número de bits afetados pela parte da rede no endereço IP. A rede de exemplo pode então ser escrita: 192.168.0.0/24. A sintaxe é similar no IPv6: 2001:db8:13bb:2::/64.

Um roteador é uma máquina que conecta várias redes umas às outras. Todo o tráfego que passa por um roteador é direcionado para a rede correta. Para fazer isto, o roteador analisa pacotes entrando e os redireciona de acordo com o endereço IP de destino. O roteador é às vezes conhecido como um gateway; nesta configuração, ele funciona como uma máquina que ajuda a alcançar mais do que a rede local (indo por uma rede extendida, como a Internet).

O endereço especial de broadcast conecta todas as estações numa rede. Quase nunca é "roteado", ele apenas funciona na rede em questão. Especificamente, significa que um pacote de dados endereçado para o broadcast nunca atravessa o roteador.

Este capítulo foca nos endereços IPv4, já que eles são os mais comumente usados. Os detalhes sobre o protocolo IPv6 são discutidos aqui Seção 10.5, “IPv6”, mas os conceitos se mantém os mesmos.

The network is automatically configured during the initial installation. If Network Manager gets installed (which is generally the case for full desktop installations), then it might be that no configuration is actually required (for example, if you rely on DHCP on a wired connection and have no specific requirements). If a configuration is required (for example for a WiFi interface), then it will create the appropriate file in /etc/NetworkManager/system-connections/.

If Network Manager is not installed, then the installer will configure ifupdown by creating the /etc/network/interfaces file. A line starting with auto gives a list of interfaces to be automatically configured on boot by the networking service.

In a server context, ifupdown is thus the network configuration tool that you usually get. That is why we will cover it in the next sections.

ALTERNATIVO NetworkManager

If Network Manager is particularly recommended in roaming setups (see Seção 8.2.5, “Configuração Automática de Rede para Usuários em Roaming”), it is also perfectly usable as the default network management tool. You can create “System connections” that are used as soon as the computer boots either manually with a .ini-like file in /etc/NetworkManager/system-connections/ or through a graphical tool (nm-connection-editor). Just remember to deactivate all entries in /etc/network/interfaces if you want Network Manager to handle them.

→ https://wiki.gnome.org/Projects/NetworkManager/SystemSettings

→ https://developer.gnome.org/NetworkManager/1.6/ref-settings.html

8.2.1. Interface de Rede

Se o computador tem uma placa Ethernet, a rede IP que é associada a ela deve ser configurada escolhendo um de dois métodos. O método mais simples é a configuração dinâmica com DHCP, e requer um servidor DHCP na rede local. Ele pode indicar um hostname ("nome de máquina") desejado, correspondendo à configuração de hostname no exemplo abaixo. O servidor DHCP então manda as configurações para a rede apropriada.

Exemplo 8.1. Configuração DHCP

auto enp0s31f6
iface enp0s31f6 inet dhcp
  hostname arrakis

IN PRACTICE Names of network interfaces

By default, the kernel attributes generic names such a eth0 (for wired Ethernet) or wlan0 (for WiFi) to the network interfaces. The number in those names is a simple incremental counter representing the order in which they have been detected. With modern hardware, that order might change for each reboot and thus the default names are not reliable.

Fortunately, systemd and udev are able to rename the interfaces as soon as they appear. The default name policy is defined by /lib/systemd/network/99-default.link (see systemd.link(5) for an explanation of the NamePolicy entry in that file). In practice, the names are often based on the device's physical location (as guessed by where they are connected) and you will see names starting with en for wired ethernet and wl for WiFi. In the example above, the rest of the name indicates, in abbreviated form, a PCI (p) bus number (0), a slot number (s31), a function number (f6).

Obviously, you are free to override this policy and/or to complement it to customize the names of some specific interfaces. You can find out the names of the network interfaces in the output of ip addr (or as filenames in /sys/class/net/).

Uma configuração "static" deve indicar uma configuração de rede de maneira fixa. Isto incluí ao menos o endereço IP e uma máscara de sub rede; endereços de rede e brodcasts são algumas vezes listados também. Um roteador conectado ao exterior será especificado como um gateway.

Exemplo 8.2. Configuração estática

auto enp0s31f6
iface enp0s31f6 inet static
  address 192.168.0.3
  netmask 255.255.255.0
  broadcast 192.168.0.255
  network 192.168.0.0
  gateway 192.168.0.1

NOTA Múltiplos endereços

É possível associar não só várias interfaces de rede a uma única placa de rede, como também vários endereços IP a uma única interface. Lembre também que um endereço IP pode corresponder a qualquer número de nomes via DNS, e que um nome pode corresponder a qualquer número de endereços IP.

Como você pode imaginar, as configurações podem ser complexas, mas estas opções são usadas somente em casos especiais. Os exemplos citados aqui são configurações habituais típicas.

8.2.2. Wireless Interface

Getting wireless network cards to work can be a bit more challenging. First of all, they often require the installation of proprietary firmwares which are not installed by default in Debian. Then wireless networks rely on cryptography to restrict access to authorized users only, this implies storing some secret key in the network configuration. Let's tackle those topics one by one.

8.2.2.1. Installing the required firmwares

First you have to enable the non-free repository in APT's sources.list file: see Seção 6.1, “Preenchendo no arquivo sources.list Arquivo” for details about this file. Many firmware are proprietary and are thus located in this repository. You can try to skip this step if you want, but if the next step doesn't find the required firmware, retry after having enabled the non-free section.

Then you have to install the appropriate firmware-* packages. If you don't know which package you need, you can install the isenkram package and run its isenkram-autoinstall-firmware command. The packages are often named after the hardware manufacturer or the corresponding kernel module: firmware-iwlwifi for Intel wireless cards, firmware-atheros for Qualcomm Atheros, firmware-ralink for Ralink, etc. A reboot is then recommended because the kernel driver usually looks for the firmware files when it is first loaded and no longer afterwards.

8.2.2.2. Wireless specific entries in `/etc/network/interfaces`

ifupdown is able to manage wireless interfaces but it needs the help of the wpasupplicant package which provides the required integration between ifupdown and the wpa_supplicant command used to configure the wireless interfaces (when using WPA/WPA2 encryption). The usual entry in /etc/network/interfaces needs to be extended with two supplementary parameters to specify the name of the wireless network (aka its SSID) and the Pre-Shared Key (PSK).

Exemplo 8.3. DHCP configuration for a wireless interface

auto wlp4s0
iface wlp4s0 inet dhcp
  wpa-ssid Falcot
  wpa-psk ccb290fd4fe6b22935cbae31449e050edd02ad44627b16ce0151668f5f53c01b

The wpa-psk parameter can contain either the plain text passphrase or its hashed version generated with wpa_passphrase SSID passphrase. If you use an unencrypted wireless connection, then you should put a wpa-key-mgmt NONE and no wpa-psk entry. For more information about the possible configuration options, have a look at /usr/share/doc/wpasupplicant/README.Debian.gz.

At this point, you should consider restricting the read permissions on /etc/network/interfaces to the root user only since the file contains a private key that not all users should have access to.

8.2.3. Conectando com PPP através de um modem PSTN

Uma conexão ponto a ponto (PPP) cria uma conexão intermitente; está é a solução mais comum para conexão feitas com um modem telefônico ("modem PSTN", já que a conexão vai pela rede de telefonia).

Uma conexão via modem telefônico precisa de uma conta com um provedor de acesso, incluindo um número telefônico, usuário, senha e às vezes o protocolo de autenticação a ser usado. tal conexão é configurada usando a ferramenta pppconfig do pacote Debian de mesmo nome. Por padrão, ela configura uma conexão chamada provider (de provedor de acesso). Quando em dúvida sobre o protocolo de autenticação, escolha PAP: ele é o oferecido pela maioria dos provedores de acesso a Internet.

Depois da configuração, é possível conectar usando o comando pon (dando a ele o nome da conexão como parâmetro, quando o valor padrão de provedor não for apropriado). O link é desconectado com o comando poff. Estes dois comandos podem ser executados pelo usuário root, ou por qualquer outro usuário que esteja no grupo dip.

8.2.4. Conectando através de um modem ADSL

O termo genérico "modem ADSL" cobre uma infinidade de dispositivos com fuções muito diferentes. Os modems que são os mais simples de usar com Linux são aqueles que tem uma interface Ethernet (e não aqueles que só tem interface USB). Estes tendem a ser bastatne populares; a maioria dos provedores de serviços internet ADSL emprestam ou fazem "leasing" de um aparelho com interfaces Ethernet. Dependendo do tipo de modem, a configuração necessária pode variar grandemente.

8.2.4.1. Modems que Suportam PPPOE

Alguns modens Ethernet funcionam com o protocolo PPPOE (Point to Point Protocol over Ethernet). A ferramenta pppoeconf (do pacote de mesmo nome) vai configurar a conexão. Para isto, ele modifica o arquivo /etc/ppp/peers/dsl-provider com as configurações fornecidas e grava a informação de login nos arquivos /etc/ppp/pap-secrets e /etc/ppp/chap-secrets. Ele é recomendado para aceitar todas as modificações que se propõe.

Uma vez que essa configuração está completa, você pode iniciar a conexão ADSL com o comando, pon dsl-provider ou desconectar com poff dsl-provider.

DICA Iniciando o ppp na inicialização

As conexões PPP sobre ADSL são, por definição, intermitentes. Como elas normalmente não são cobradas por tempo, existem poucos problemas com relação a tentação de mantê-las abertas sempre. O padrão para se fazer isto é usar o sistema init.

With systemd, adding an automatically restarting task for the ADSL connection is a simple matter of creating a “unit file” such as /etc/systemd/system/adsl-connection.service, with contents such as the following:

[Unit]
Description=ADSL connection

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/sbin/pppd call dsl-provider
Restart=always

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Uma vez que esse arquivo unit tenha sido definido, ele precisa ser habilitado com systemctl enable adsl-connection. Então o "loop" pode ser iniciado manualmente com systemctl start adsl-connection; ele também será iniciado automaticamente na inicialização.

Em sistemas em que não é usado o systemd (incluíndo Wheezy e versões anteriores do Debian), o init System V padrão funciona de maneira diferente. Em tais sistemas, tudo que é preciso é adicionar uma linha como a seguinte no final do arquivo /etc/inittab; então, a qualquer momento que a conexão cai, o init reconecta.

adsl:2345:respawn:/usr/sbin/pppd call dsl-provider

Para conexões ADSL que se auto desconectam diariamente, este método reduz a duração da interrupção.

8.2.4.2. Modems que Suportam PPTP

O protocolo PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) foi criado pela Microsoft. Publicado no começo da ADSL, foi rapidamente substituído pelo PPPOE. Se você for obrigado a usar este protocolo, veja Seção 10.2.4, “PPTP”.

8.2.4.3. Modems que Suportam DHCP

Quando um modem está conectado ao computador via cabo ethernet (crossover) você tipicamente configura uma conexão de rede pelo DHCP no computador; o modem age automaticamente como um gateway por padrão e cuida do roteamento (o que significa que ele gerencia o tráfego de rede entre o computador e a Internet).

DE VOLTA AO BÁSICO Cabos de par trançado para conexão de rede direta

Placas de rede de computadores esperam receber dados em certos fios do cabo, e enviar por outros. Quando você conecta um computador em uma rede local, você normalmente conecta um cabo (normal ou crossover) entre a placa de rede e o repetidor ou switch. Entretanto, se você quer conectar dois computadores diretamente (sem um switch ou repetidor intermediário), você deve rotear o sinal enviado por uma placa para o lado receptor da outra placa, e vice-versa. Este é o objetivo de um cabo crossover, e a razão para usá-lo.

Note que esta distinção tem se tornado quase que irrelevante com o passar do tempo, já que placas de rede modernas são capazes de detectar o tipo de cabo presente e se adaptar a ele. Portanto, não é raro que ambos os tipos de cabo funcionem em vários locais.

A maioria dos “roteadores ADSL” no mercado podem ser usados desta forma, assim como a maioria dos modens ADSL fornecidos por provedores de serviço de Internet.

8.2.5. Configuração Automática de Rede para Usuários em Roaming

Muitos engenheiros da Falcot tem um laptop que, por motivos pessoais, também são usados em casa. A configuração de rede muda de acordo com o local. Em casa, pode ser uma rede sem fio (protegida por uma chave WPA), enquanto que no trabalho se usa uma rede cabeada para mais segurança e mais banda.

Para evitar ter que conectar ou desconectar manualmente as interface de rede correspondentes, os administradores instalaram o pacote network-manager nestas "roaming machines". Com este software o usuário pode mudar de uma rede para outra usando um pequeno ícone exibido na área de notificação de suas área de trabalho gráficas. Ao clicar nestes ícones é exibida uma lista de redes disponíveis (com e sem fios), para o usuário simplesmente escolher qual ele deseja usar. O programa grava a configuração das redes que o usuário já tenha usado e automaticamente troca para a melhor rede disponível quando a rede atual cai.

Para fazer isto, o programa é estruturado em duas partes: um daemon rodando como root cuida da ativação e configuração das interfaces de rede e uma interface de usuário controla este daemon. O PolicyKit cuida das autorizações necessárias para controlar este programa e o Debian configura o PolicyKit de forma que os membros do grupo netdev possam adicionar ou mudar as conexões do Network Manager.

O Network Manager sabe como manipular vários tipos de conexões (DHCP, manual, rede local), mas apenas se a configuração for ajustada com o próprio programa. É por isto que ele vai ignorar sistematicamente todas as interfaces de rede no /etc/network/interfaces para as quais ele não foi projetado. Já que o Network Manager não dá detalhes quando nenhuma conexão de rede é mostrada, a forma fácil é apagar do /etc/network/interfaces quaisquer configurações de todas as interfaces que devem ser gerenciadas pelo Network Manager.

Note que este programa já é instalado por padrão quando a tarefa "Desktop Environment" é escolhida durante a instalação.