Protocolos de Redes Professora Marcela Santos [email protected] Camada de Rede – Endereçamento IP

Protocolos de Redes

Professora Marcela [email protected]

Camada de Rede – Endereçamento IP

Entrega direta: duas estações estão na mesma rede física conectado diretamente com a outra.

Entrega direta X indireta

Mas como uma estação emissora pode saber que a estação de destino se encontra em uma rede

diretamente conectada ?

Entrega indireta: a estação de destino não está diretamente conectada a outra estação forçando o emissor a passar o datagramaa um roteador para entrega.




Entrega indireta: a estação de destino não está diretamente conectada a outra estação forçando o emissor a passar o datagrama a um roteador para entrega.



Exemplo:

Endereço IP de origem: 200 . 237 . 190 . 21 ANDMáscara de rede: 255 . 255 . 255 . 0 ===================== 200 . 237 . 190 . 0




Exemplo:

Endereço IP de destino: 200 . 237 . 190 . 22 ANDMáscara de rede: 255 . 255 . 255 . 0 ===================== 200 . 237 . 190 . 0


• O IP é um protocolo da Camada de rede

• É um endereço lógico único em toda a rede, portanto, quando estamos navegando na Internet estamos utilizando um endereço IP único mundialmente, pois a Internet é uma rede mundial

• Em redes locais podemos utilizar alguns endereços que não são válidos na Internet. Estes são reservados para redes locais, mas cada máquina da rede local utilizará um único IP nesta rede local.

Internet Protocol - IP

• Serviço: Atribuído na camada de Transporte (TCP) e refere-se a uma aplicação que está sendo transportada (porta);

• Lógico: Atribuído na camada de rede (IP) e indica a origem e destino do serviço, independente do serviço que está sendo transportado;

• Físico: Atribuído na camada enlace (MAC), e indica o próximo host da rede onde o pacote será entregue.

Endereços Lógicos, Físicos e de Serviço

• Um endereço IP consiste em 4 bytes ou 32 bits. Ao invés de trabalhar com 32 bits por vez, é comum a prática de segmentação dos 32 bits de um endereço IP em quatro campos de 8 bits chamados de octetos;

• Cada octeto é convertido em um número de base decimal na escala de 0-255. Estes são separados por um ponto. Este formato é chamado de notação decimal pontuada. Em uma rede, estes números devem ser únicos e seguem a algumas regras que veremos a seguir;

• Exemplo.: 74.125.91.104 (www.google.com).

Endereçamento IPv4

• Identificação de rede e uma de host (máquina):

• A identificação de rede (também conhecida como endereço de rede) identifica os sistemas que estão localizados no mesmo segmento físico de rede na abrangência de roteadores IPs.

Todos os sistemas na mesma rede física devem ter a mesma identificação de rede. A identificação de rede deve ser única na rede → PREFIXO

• A identificação de host (também conhecido como endereço de host) identifica uma estação de trabalho, servidor, roteador, ou outro host TCP/IP (nó da rede) dentro de uma rede. O endereço para cada host deve ser único para a identificação de rede. → SUFIXO

Endereçamento IPv4

Endereçamento IPv4

• Existem 5 classes (A,B,C,D,E) de endereços IP, que irão variar conforme a quantidade de endereços de rede existente em cada classe;

• O objetivos das classes é determinar qual parte do endereço IP pertence a rede e qual parte do endereço IP pertence ao host, além de permitir uma melhor distribuição dos endereços IP’s.

Endereçamento IPv4

• O primeiro byte do endereço está entre 1 e 127.• Exemplo: 13.0.0.1 / 80.10.69.12 / 37.25.10.99• Nos endereços de Classe A, o primeiro número identifica a rede e

os outros três números identificam o próprio host.

Endereçamento Ipv4 – Classe A

• O primeiro byte do endereço está entre 128 e 191.• Exemplo: 133.0.0.1 / 140.10.69.12 / 190.25.10.99.• Nos endereços de Classe B, os dois primeiros números

identificam a rede e os outros dois números identificam o host.

Endereçamento Ipv4 – Classe B

• O primeiro byte do endereço está entre 192 e 223.• Exemplo: 200.0.0.1 / 220.10.69.12 / 195.25.10.99• Nos endereços de Classe C, o três primeiros números identificam

a rede e os últimos números identificam o próprio host.

Endereçamento Ipv4 – Classe C

• O primeiro byte do endereço está entre 224 e 239;• Exemplo: 225.0.0.1 / 239.10.69.12 / 226.25.10.99;• Esta classe está reservada para criar agrupamentos de

computadores para o uso de Multicast (acesso apenas a endereços que estejam configurados para receber os dados). Não podemos utilizar esta faixa de endereços para endereçar os computadores de usuários na rede TCP/IP.

Endereçamento Ipv4 – Classe D

• O primeiro byte do endereço está entre 240 e 247.• A Classe E é um endereço reservado e utilizado para testes e

novas implementações (IETF – Internet Engeneering Task Force) e controles do TCP/IP.

• Não podemos utilizar esta faixa de endereços para endereçar os computadores na rede TCP/IP.

Endereçamento Ipv4 – Classe E

• Endereço de rede → bits do sufixo zerados e servem para identidicar a rede.

• Endereço de difusão → bits do sufixo iguais a 1, e serve de endereço de destino significando que o pacote é para todos os equipamentos de uma rede.

• Este computador → todos os números do sufixo zerados, garante um endereço IP bem definido para a inicialização

• Loopback → qualquer endereço da rede 127, geralmente 127.0.0.1, os pacotes que têm esse endereço de destino não são enviados a rede, são processados localmente (teste e comunicação local)

Endereçamento Ipv4 – endereços reservados

1. Octeto

Max. Redes

Formato Exemplo Max. Host

1-126 126 R.H.H.H 100.1.240.28 16.777.214

128-191 16.384 R.R.H.H 157.100.5.195

65.534

192-223 2.097.152

R.R.R.H 205.35.4.120 254

224-239 Multicast

240-247 Reservado

Endereçamento Ipv4 – Nº máximo de host em cada classe

• Para definirmos os IP’s de uma rede, precisamos seguir estas duas regras:

Endereçamento Ipv4 – Conflitos de IP

1) Na mesma rede, os IP’s de todas as máquinas devem estar na mesma rede.

Por exemplo: Endereços Classe A. (13.0.0.1, onde o 13 é rede e 0.0.1 é host);

Todos os hosts desta rede devem estar na mesma rede, ou seja, com IP’s começados por 13;

2) Numa mesma rede não poderá haver endereços IP’s iguais.

Endereçamento Ipv4 – Conflitos de IP

Serve para “extrair” a identificação de rede de um endereço IP através de uma operação simples de AND binário

Exemplo:

Endereço IP: 200 . 237 . 190 . 21 ANDMáscara de rede: 255 . 255 . 255 . 0 ===================== 200 . 237 . 190 . 0

Endereçamento Ipv4 – Máscaras de rede

Endereço Máscara Classe Sub-rede

131.108.2.10 255.255.255.0 B 131.108.2.0

15.6.24.20 255.255.0.0 A 15.6.0.0

168.124.36.12 255.255.255.0 B 168.124.36.0

Endereçamento Ipv4 – Máscaras e Classes

Existem casos onde faz-se necessário subdividir uma rede em redes menores. Imagine o administrador de uma rede que contém 16 milhões de hosts. Ele deverá utilizar uma rede Classe A;

• Defini-se uma máscara de rede “não padrão” que permita extrair os endereços de rede e de máquina corretamente.

• Por exemplo, o administrador da classe B 150.165 (que comporta aproximadamente 256 x 256 máquinas) pode “tirar” 8 bits do endereço de máquina e “acrescentar” 8 bits no endereço de rede

Endereçamento Ipv4 – Sub-redes

• Em uma rede, o primeiro endereço da rede identifica o endereço da rede em si, e não poderá ser utilizado em nenhum equipamento;

• O último endereço também não poderá ser utilizado, pois é reservado para broadcast dentro daquela rede;

• Exemplo: – IP: 200.220.171.4 – Máscara: 255.255.255.0– Rede: 200.220.171.0– Broadcast: 200.220.171.255

Endereçamento Ipv4 – Máscara de sub-rede

• Também pode ser necessário, em casos especiais, subdividir ainda mais as classes de endereços IP;

• Para isso existem outras máscaras de IP conforme exemplos abaixo:– IP: 200.220.171.0 Mask: 255.255.255.0

Endereços entre: 200.220.171.0 e 200.220.171.255

– IP: 200.220.171.0 Mask: 255.255.255.128 Endereços entre: 200.220.171.0 e 200.220.171.127

– IP: 200.220.171.0 Mask: 255.255.255.192Endereços entre: 200.220.171.0 a 200.220.171.63

– Etc.

Endereçamento Ipv4 – Máscara e sub-rede

Endereçamento Ipv4 – Máscara e sub-rede (Exercício)

Dividir a rede 200.17.30.0 em sub-redes com 32 endereços

1. Qual a máscara a aplicar?

2. Quantas sub-redes obtém?

3. Quais são?

4. Qual o endereço de broadcast de cada uma delas?

Endereçamento Ipv4 – Máscara de sub-rede (Exercício)

Dividir a rede 200.17.30.0 em sub-redescom 32 endereços


O primeiro passso é saber a qual classe esse endereço pertence. Para isso basta transformar 200 em binário

200(10)= 11001000(2) Endereço começa com 110, portanto é da Classe C

A máscara é obtida com os bits que representam a rede em 1 e os bits que representam o host em 0

11111111.11111111.11111111.00000000


Dividir a rede 200.17.30.0 em sub-redescom 32 endereços


O primeiro passso é saber a qual classe esse endereço pertence. Para isso basta transformar 200 em binário

200(10)= 11001000(2) Endereço começa com 110, portanto é da Classe C

A máscara é obtida com os bits que representam a rede em 1 e os bits que representam o host em 0

255.255.255.0



2. Quantas sub-redes obtém?

A classe C tem 8 bits para o host, para projetar sub-rede eu retiro bits do endereço de host para forma os endereços de sub-rede. O enunciado pede 32 endereços que é igual a 25, então eu tenho 5 bits para os endereços de host e 3 para identificar as sub-redes.

23= 8 → 8 sub-redes com 32 endereços cada



3. Quais são?

200.17.30.0200.17.30.32200.17.30.64200.17.30.96200.17.30.128200.17.30.160200.17.30.192200.17.30.224

200.17.30.00000000200.17.30.00100000200.17.30.01000000200.17.30.01100000200.17.30.10000000200.17.30.10100000200.17.30.11000000200.17.30.11100000



4. Qual o endereço de broadcast de cada uma delas?

200.17.30.00011111200.17.30.00111111200.17.30.01011111200.17.30.01111111200.17.30.10011111200.17.30.10111111200.17.30.11011111200.17.30.11111111

200.17.30.31200.17.30.63200.17.30.95200.17.30.127200.17.30.159200.17.30.191200.17.30.223200.17.30.255

A divisão tradicional, com as classes A, B e C de endereços IP fazia com que um grande número de endereços fossem desperdiçados.

Um provedor de acesso que precisasse de 10.000 endereços IP, por exemplo, precisaria ou utilizar uma faixa de endereços classe B inteira (65 mil endereços), o que geraria um grande desperdício, ou utilizar 40 faixas de endereços classe C separadas, o que complicaria a configuração.

A solução para o problema foi a implantação do sistema CIDR (abreviação de "Classless Inter-Domain

Routing")

CIDR – Classless Inter-Domain Routing

No CIDR são utilizadas máscaras de tamanho variável (o termo em inglês é VLSM, ou Variable-Length Subnet Mask), que permitem uma flexibilidade muito maior na criação das faixas de endereços.

Se são necessários apenas 1000 endereços, por exemplo, poderia ser usada uma máscara /22 (que permite o uso de 1022 endereços), em vez de uma faixa de classe B inteira, como seria necessário antigamente.


Outra mudança é que as faixas de endereços não precisam mais iniciar com determinados números.

Uma faixa com máscara /24 (equivalente a uma faixa de endereços de classe C) pode começar com qualquer dígito e não apenas com de 192 a 223.


O CIDR permite também que várias faixas de endereços contínuas sejam agrupadas em faixas maiores, de forma a simplificar a configuração.

É possível agrupar 8 faixas de endereços com máscara 255.255.255.0 (classe C) contínuas em uma única faixa com máscara /21, por exemplo, que oferece um total de 2045 endereços utilizáveis (descontando o endereço da rede, endereço de broadcast e o endereço do gateway).


Quando falamos em máscaras de tamanho variável, entretanto, precisamos começar a trabalhar com endereços binários, pois a divisão pode ser feita em qualquer ponto.

Imagine, por exemplo, o endereço "72.232.35.108". Originalmente, ele seria um endereço de classe A e utilizaria máscara "255.0.0.0".

Mas, utilizando máscaras de tamanho variável, ele poderia utilizar a máscara "255.255.255.248", por exemplo.

VLSM - Variable-Length Subnet Mask

Nesse caso, teríamos 29 bits do endereço dedicados à endereçar a rede e apenas os 3 últimos bits destinados ao host.

Convertendo o endereço para binário teríamos o endereço "01001000.11101000.01100000.01101100", onde o "01001000.11101000.01100000.01101" é o endereço da rede e o "100" é o endereço do host dentro dela.

Como temos 29 bits dedicados à rede, é comum o uso de um "/29" como máscara, no lugar de "255.255.255.248".

VLSM - Variable-Length Subnet Mask

• Quando quiser configurar uma rede local, você deve usar um dos endereços reservados; endereços que não existem na Internet e que por isso podemos utilizar à vontade em nossas redes particulares;

• As faixas abaixo são reservadas para uso em redes locais:

Faixa Máscara

10.X.X.X 255.0.0.0

172.16.X.X até 172.31.X.X

255.255.0.0

192.168.X.X 255.255.255.0

Endereços não válidos na Internet

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