Kathara

Kathará

O Kathará é um ambiente para emulação de redes de computadores virtuais, disponível para ambientes Linux, Windows ou MacOS. O download da ferramenta pode ser obtido na página Web do Kathará.

O Kathará é uma implementação em Python do Netkit (descontinuado) e faz uso de contêineres Docker.

A página Wiki do Kathará apresenta vários exemplos ilustrativos, alguns dos quais descritos na sequência.

Introdução ao Kathará

O Kathará é um ambiente para emulação de redes de computadores através da criação de contêineres Docker em uma máquina hospedeira.

Cada contêiner pode ser configurado como um dispositivo de rede específico e pode desempenhar diferentes papeis, como host, roteador, switch etc.

Cada dispositivo de rede emulado possui um console, memória, sistema de arquivos e interfaces de rede. Através das interfaces de rede os dispositivos são conectados a um domínio de colisão virtual e podem se comunicar com outros dispositivos.

O Kathará apresenta três tipos de comandos:

• v-commands: permitem criar e configurar um dispositivo via terminal.
• l-commands: permite criar um ambiente com vários dispositivos conectados em rede através de um script.
• global-commands: comandos de gerenciamento global.

Ver comandos em:

man kathara

Compartilhamento de arquivos entre dispositivos e o hospedeiro

Há duas maneiras de compartilhar arquivos entre dispositivos e o hospedeiro:

• O diretório /shared em um dispositivo aponta para o diretório /shared de todos os dispositivos do laboratório (habilitado por default).
• O diretório /hosthome em um dispositivo aponta para o diretório /home no hospedeiro (desabilitado por default).

Para modificar os compartilhamentos utilizar o comando:

kathara settings

Rede Básica

Exemplo de rede básica construída com comandos Kathará v-commands:

Procedimentos

• Comando para checar se ambiente Kathará está operando corretamente:

kathara check

• Comandos para iniciar os dispositivos pc1 e pc2, ambos com a interface eth0 conectada ao domínio de colisão A:

kathara vstart --name pc1 --eth 0:A
kathara vstart --name pc2 --eth 0:A

Cada comando ativará a console do respectivo dispositivo.

• Configuração das interfaces de rede dos dispositivos com ifconfig:

Acessar a console de cada dispositivo para configurar as interfaces de rede:

• pc1:

ifconfig eth0 192.168.0.1/24 up

• pc2:

ifconfig eth0 192.168.0.2/24 up

Verificar as configurações em cada dispositivo:

ifconfig

• Teste de conectividade com ping:

• pc1 -> pc2:

ping 192.168.0.2

• Captura de pacotes com tcpdump:

• pc2:

tcpdump icmp

Captura pacotes icmp (ping) na interface eth0 (default).

• Visualizar a captura de forma gráfica com wireshark no hospedeiro:

• Ativar o compartilhamento do /hosthome com o comando:

kathara settings

• Capturar no pc2 pacote e gravar saída em arquivo:

tcpdump icmp -w /hosthome/cap1.ncap

• Abrir arquivo no hospedeiro com wireshark.

• Remover dispositivos:

kathara vclean pc1
kathara vclean pc2

• Limpar todos os dispositivos e domínios de colisão:

kathara wipe

Laboratório: Rede Básica

Exemplo de rede básica construída com comandos Kathará l-commands:

Hierarquia de arquivos e diretórios para os scripts do laboratório

lab.conf
pc1.startup
pc2.startup
pc1/
pc2/

Conteúdo dos arquivos:

lab.conf
  pc1[0]=A
  pc2[0]=A

pc1.startup
  ifconfig eth0 192.168.0.1/24 up

pc2.startup
  ifconfig eth0 192.168.0.2/24 up

Iniciar rede do laboratório:

kathara lstart

Remover rede do laboratório:

kathara lclean

Laboratório: Redes interligadas por roteador

Exemplo de redes interligadas por roteador construída com comandos Kathará l-commands:

Hierarquia de arquivos e diretórios para os scripts do laboratório

lab.conf
pc1.startup
pc2.startup
r1.startup
pc1/
pc2/
r1/

Conteúdo dos arquivos:

lab.conf
  pc1[0]=A
  r1[0]=A
  r1[1]=B
  pc2[0]=B

pc1.startup
  ifconfig eth0 192.168.0.1/24 up

pc2.startup
  ifconfig eth0 192.168.1.2/24 up

r1.startup
  ifconfig eth0 192.168.0.2/24 up
  ifconfig eth1 192.168.1.1/24 up

Iniciar rede do laboratório:

kathara lstart

Verificar tabelas de roteamento com route:

• pc1, pc2 e r1:

route

Definir roteador default com route add manualmente em cada dispositivo:

• pc1:

route add default gw 192.168.0.2 dev eth0

• pc2:

route add default gw 192.168.1.1 dev eth0

Verificar novamente as tabelas de roteamento .

Obs: Rotas estáticas e o roteador padrão podem ser incluídas nos arquivos .startup.

Testar conectividade com ping:

• pc1 -> pc2:

ping 192.169.1.2

• pc2 -> pc1:

ping 192.169.0.1

Verificar rota com traceroute:

• pc1 -> pc2:

traceroute 192.169.1.2

Remover rede do laboratório:

kathara lclean

Laboratório: Roteamento estático e dinâmico

Exemplo de rede de computadores com roteamento estático e dinâmico construída com comandos Kathará l-commands:

Hierarquia de arquivos e diretórios para os scripts do laboratório

lab.conf
pc1.startup
pc2.startup
pc3.startup
r1.startup
r2.startup
r3.startup
pc1/
pc2/
pc3/
r1/
r2/
r3/

Conteúdo dos arquivos:

lab.conf
  pc1[0]=A
  r1[0]=A
  r1[1]=AB
  r1[2]=AC
  pc2[0]=B
  r2[0]=B
  r2[1]=AB
  r2[2]=BC
  pc3[0]=C
  r3[0]=C
  r3[1]=BC
  r3[2]=AC

Rotas default incluídas no arquivo de configuração:

pc1.startup
  ifconfig eth0 192.168.1.1/24 up
  route add default gw 192.168.1.2 dev eth0

pc2.startup
  ifconfig eth0 192.168.2.1/24 up
  route add default gw 192.168.2.2 dev eth0

pc3.startup
  ifconfig eth0 192.168.3.1/24 up
  route add default gw 192.168.3.2 dev eth0

r1.startup
  ifconfig eth0 192.168.1.2/24 up
  ifconfig eth1 10.0.1.1/24 up
  ifconfig eth2 10.0.2.1/24 up

r2.startup
  ifconfig eth0 192.168.2.2/24 up
  ifconfig eth1 10.0.1.2/24 up
  ifconfig eth2 10.0.3.1/24 up

r3.startup
  ifconfig eth0 192.168.3.2/24 up
  ifconfig eth1 10.0.3.2/24 up
  ifconfig eth2 10.0.2.2/24 up

Procedimentos práticos

Iniciar rede do laboratório:

kathara lstart

Verificar tabelas de roteamento com route:

• pc1, pc2, pc2
• r1, r2, r3

route

Testar conectividade entre as máquinas com ping:

• pc1 -> r1:

ping 192.169.1.2

• pc1 -> pc2:

ping 192.169.2.1

• pc1 -> pc3:

ping 192.169.3.1

Note que não há conectividade entre os pc1, pc2 e pc3.

Rotas estáticas

Definir rotas estáticas nos roteadores r1, r2 e r3 para conectividade completa entre os dispositivos.

Exemplo de rotas em r1 para atingir redes B e C:

route add -net 192.168.2.0/24 gw 10.0.1.2 dev eth1
route add -net 192.168.3.0/24 gw 10.0.2.2 dev eth2

Configurar também para r2 e r3.

Testar novamente conectividade entre as máquinas com ping.

Verificar rotas entre as máquinas com traceroute.

Remover rede do laboratório:

kathara lclean
kathara wipe

Referências

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Evandro.cantu (discussão) 17h07min de 25 de janeiro de 2021 (-03)

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