network-services

Projeto didático que recria serviços de rede (DHCP, DNS, NTP, FTP, TCP echo, pipeline de logs) do zero em Go/C, executável como demo local reproduzível via Docker Compose.

Arquitetura

flowchart LR
  seed[Seed Node] --> mongo[(MongoDB)]
  dhcpc[DHCP client] -- UDP --> dhcps[DHCP server] --> mongo
  ftp[FTP server] --> mongo
  prod[logs-producer] -- AMQP --> rabbit[(RabbitMQ)]
  rabbit -- AMQP --> recv[logs-receiver] -- HTTP --> es[(Elasticsearch)] --> kib[Kibana]
  dnsc[DNS client] -- UDP --> dns[DNS server]
  ntpc[NTP client] -- UDP --> ntp[NTP server]
  echo[TCP echo]

Matriz de Serviços

Serviço	Linguagem	Porta interna	Porta host	Status
MongoDB	—	27017	27017	infra
RabbitMQ (+mgmt)	—	5672 / 15672	5672 / 15672	infra
Elasticsearch	—	9200	9200	infra
Kibana	—	5601	5601	infra
seed (Node)	JS	—	—	one-shot (seed MongoDB)
logs-producer	Go	—	—	✅ publica logs via AMQP
logs-receiver	Go	—	—	✅ consome AMQP → Elasticsearch
dhcp-server	Go	UDP 67	— (interno)	✅ aloca IP do MongoDB
dhcp-client	Go	—	—	✅ solicita IP via DHCP
dns-server	Go	UDP 53	— (interno)	🧪 didático (zones.json)
dns-client	Go	—	—	🧪 consulta DNS didático
ntp-server	Go	UDP 123	— (interno)	✅ SNTP (timestamps era-1900)
ntp-client	Go	—	—	✅ consulta NTP
tcp-echo	Go	8888	8888	✅ servidor de eco TCP
ftp-server	Go	21	2121	🧪 controle + PASV LIST/RETR/STOR
network-quiz	Go	8080	8080	🧪 quiz TCP de redes
session-manager	C	—	—	⚙️ opcional (profile `extras`)

Legenda: ✅ funcionando · 🧪 didático/experimental · ⚙️ opcional

Quickstart

Pré-requisitos

Docker + Docker Compose v2
make

Subir o stack

make up

Copia .env de .env.example automaticamente se não existir, depois executa:

docker compose -f StartNewServer/docker-compose.yml up -d --build

Demo completo

make demo

O script scripts/demo.sh sobe o stack, exercita DNS, NTP, TCP echo, exibe a contagem de logs no Elasticsearch e acompanha os logs do DHCP.

Outros alvos `make`

Alvo	O que faz
`make down`	Para e remove os containers
`make logs`	Acompanha logs dos containers (últimas 50 linhas)
`make test`	Executa testes Go em `pkg/dhcp_server` e `pkg/NTP`
`make clean`	`down -v` (remove volumes)
`make dev`	Orientação para rodar serviços nativos com `go run`

Links úteis após `make up`

Interface	URL
Kibana	http://localhost:5601
RabbitMQ Management	http://localhost:15672 (guest/guest)
Elasticsearch	http://localhost:9200

Uso por Serviço

Pipeline de Logs (logs-producer → RabbitMQ → logs-receiver → Elasticsearch → Kibana)

# Ver logs chegando no Elasticsearch
curl -s http://localhost:9200/logs/_count | python3 -m json.tool
# {"count": 42, ...}

# Verificar logs dos containers
make logs

DHCP

# Acompanhar alocações de IP (servidor interno)
docker compose -f StartNewServer/docker-compose.yml logs dhcp-server

# Exemplo de saída
# dhcp-server  | Received DHCP Discover from 02:42:ac:12:00:05
# dhcp-server  | Offering IP 10.0.0.10 to 02:42:ac:12:00:05
# dhcp-server  | ACK sent: 10.0.0.10 assigned

DNS (profile clients)

docker compose -f StartNewServer/docker-compose.yml --profile clients run --rm dns-client

# Exemplo de saída
# Querying DNS for example.local...
# Response: example.local -> 10.0.0.1

NTP (profile clients)

docker compose -f StartNewServer/docker-compose.yml --profile clients run --rm ntp-client

# Exemplo de saída
# NTP response received
# Server time: 2024-01-15 14:32:10 UTC
# Offset: +0.003s

TCP Echo

# Conectar ao servidor de eco
nc localhost 8888
Hello network-services!
# Hello network-services!   <- eco do servidor

FTP

ftp -p localhost 2121
# Connected to localhost
# 220 Go FTP Server ready
# Name: anonymous
# 331 Password required
# Password: (enter)
# 230 Login successful
ftp> ls
ftp> get arquivo.txt
ftp> quit

Network Quiz

# Acessar o quiz de redes via TCP
nc localhost 8080
# Bem-vindo ao Quiz de Redes!
# Pergunta 1: O que é um endereço MAC?

Estrutura do Projeto

network-services/
├── Makefile                        # Alvos: up, down, demo, logs, test, clean
├── .env.example                    # Variáveis de ambiente de referência
├── scripts/
│   ├── demo.sh                     # Demo end-to-end automatizado
│   └── smoke.sh                    # Smoke tests básicos
├── pkg/                            # Implementações Go dos serviços
│   ├── dhcp_server/                # Servidor DHCP (aloca IPs do MongoDB)
│   │   ├── cmd/                    # Entrypoint
│   │   ├── internal/               # Lógica interna
│   │   ├── mongo/                  # Integração MongoDB
│   │   └── go.mod
│   ├── dhcp-simulation-client/     # Cliente DHCP
│   ├── dhcp-simulation-server/     # Servidor DHCP (versão simulação)
│   ├── dns-simulation-server/      # Servidor DNS didático
│   ├── dns-simulation-cliente/     # Cliente DNS
│   ├── NTP/                        # Servidor e cliente NTP (SNTP)
│   │   ├── cmd/                    # Entrypoints server/client
│   │   ├── ntptime/                # Conversão de timestamps era-1900
│   │   └── go.mod
│   ├── FTP/                        # Servidor FTP (controle + PASV)
│   ├── TCP/                        # Servidor de eco TCP
│   ├── network-quiz/               # Quiz TCP de redes
│   ├── logs-producer-teste/        # Produtor de logs via AMQP
│   ├── logs-receiver/              # Receptor de logs → Elasticsearch
│   ├── session-manager-c/          # Gerenciador de sessões em C (opcional)
│   └── deprecated/                 # Código legado não utilizado
└── StartNewServer/                 # Orquestração Docker Compose
    ├── docker-compose.yml          # Definição de todos os serviços
    ├── src/                        # Seed Node.js (seed MongoDB)
    │   ├── setup.js
    │   └── rabbitmq-elasticsearch.js
    ├── elasticsearch.yml           # Configuração do Elasticsearch
    └── Dockerfile                  # Imagem base

Variáveis de Ambiente

Copie .env.example para StartNewServer/.env (feito automaticamente pelo make up):

Variável	Padrão	Descrição
`MONGO_URI`	`mongodb://mongodb:27017`	URI de conexão MongoDB
`MONGO_DB`	`mydb`	Nome do banco de dados
`RABBITMQ_URL`	`amqp://guest:guest@rabbitmq:5672/`	URL RabbitMQ
`ELASTICSEARCH_URL`	`http://elasticsearch:9200`	URL Elasticsearch
`LOGS_QUEUE`	`logs_queue`	Nome da fila AMQP
`LOGS_INDEX`	`logs`	Índice Elasticsearch
`PRODUCER_INTERVAL_SECONDS`	`5`	Intervalo de produção de logs (segundos)
`DNS_ZONES_FILE`	`/app/zones.json`	Arquivo de zonas DNS
`KIBANA_PORT`	`5601`	Porta host do Kibana
`ES_PORT`	`9200`	Porta host do Elasticsearch
`RABBITMQ_MGMT_PORT`	`15672`	Porta host do RabbitMQ Management
`TCP_ECHO_PORT`	`8888`	Porta host do TCP echo
`FTP_PORT`	`2121`	Porta host do FTP
`QUIZ_PORT`	`8080`	Porta host do Network Quiz

Troubleshooting

Elasticsearch não sobe (falta de memória)

O Elasticsearch exige no mínimo 1 GB de heap. Ajuste via variável de ambiente antes de make up:

export ES_JAVA_OPTS="-Xms512m -Xmx512m"
make up

Ou adicione ao .env:

ES_JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m

Conflito de portas

Se alguma porta já estiver em uso no host, edite StartNewServer/.env antes de make up:

# Exemplo: mudar porta do Kibana para 5602
KIBANA_PORT=5602

Serviços DHCP/DNS/NTP não respondem externamente

Por design, DHCP (UDP 67), DNS (UDP 53) e NTP (UDP 123) ficam apenas na rede interna Docker para evitar conflitos com serviços do sistema. Use make demo para exercitá-los ou acesse via outro container na mesma rede.

`make test` falha

Certifique-se de ter Go 1.21+ instalado localmente:

go version
# Deve ser >= go1.21

Roadmap / Limitações Conhecidas

SMTP real não implementado. O antigo smtp-simulation-server era na verdade um quiz TCP de redes; foi renomeado para network-quiz para refletir sua função real.
session-manager-c é opcional (--profile extras) devido ao build pesado de vcpkg/mongo-c-driver. Não é necessário para a demo principal.
Pacotes DHCP/DNS são didáticos, não conformes ao formato wire RFC. São adequados para fins de aprendizado, mas não para uso em produção.
DHCP/DNS/NTP não são publicados para o host para evitar conflitos com serviços privilegiados do sistema operacional.
Submódulos C/Go originais (smtp_server_c, dns_server_c, golang-dns) eram privados/inacessíveis e foram removidos do projeto ativo.
Próximos passos: conformidade RFC para DNS/DHCP; testes de integração automatizados; dashboard Kibana pré-configurado; SMTP real.

Mini Curso de Redes

Este projeto nasceu de um mini curso didático sobre redes de computadores, ministrado em ambiente acadêmico.

Parte 1 — Fundamentos de Redes (Semana de SI)

Tema: Introdução aos fundamentos de redes de computadores.

Visão geral dos princípios básicos de redes
Implementação de um servidor TCP simples usando sockets
Demonstração de comunicação cliente-servidor
Atividade prática: servidor de eco TCP (hoje: pkg/TCP/echo_server.go)

Parte 2 — Tecnologias Avançadas e Segurança (Semana Universitária)

Tema: Tecnologias avançadas e segurança em redes.

Servidor HTTP com gerenciamento de rotas em Go
Conceitos avançados de roteamento e segurança
Atividade prática: servidor HTTP com roteamento de URLs e discussão sobre proteção contra ataques comuns

Abordagem Pedagógica

Integração conceitual: cada módulo combina teoria de redes com implementação prática em Go ou C.
Progressão lógica: dos fundamentos TCP/IP até serviços completos (DHCP, DNS, NTP, FTP).
Projeto cumulativo: os participantes desenvolvem servidores funcionais ao longo do curso.
Foco em redes, não em programação: o código é apresentado como ilustração dos conceitos — não como objetivo final.

O desenvolvimento prático é uma apresentação da lógica de criação dos serviços; o foco é o entendimento de redes de computadores.

Licença

Este projeto está licenciado sob a MIT License.

Contribuições são bem-vindas via pull requests. Para mudanças maiores, abra uma issue primeiro para discutir o que você gostaria de alterar.

Name		Name	Last commit message	Last commit date
.idea		.idea
StartNewServer		StartNewServer
docs		docs
pkg		pkg
scripts		scripts
.env.example		.env.example
.gitignore		.gitignore
Makefile		Makefile
README.en.md		README.en.md
README.md		README.md
Redes de Computadores - Um Guia para Iniciantes (1).pdf		Redes de Computadores - Um Guia para Iniciantes (1).pdf

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Matriz de Serviços

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NTP (profile clients)

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Variáveis de Ambiente

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Elasticsearch não sobe (falta de memória)

Conflito de portas

Serviços DHCP/DNS/NTP não respondem externamente

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Parte 2 — Tecnologias Avançadas e Segurança (Semana Universitária)

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