TCP-IP - Classes e Sub-Redes - Versao 2.0

TCP/IP: Classes e Sub-redes

TCP/IPClasses e Sub-redes


Objetivos Desenvolver competências e habilidades para

aplicar adequadamente os conhecimentos sobre classes e sub-redes na resolução de problemas neste campo de conhecimento

Ponto de PartidaA partir de situações complexas teremos condições de

mobilizar conhecimento e apresentar soluções adequadas

Portanto, as competências e habilidades sãoCompetência

Avaliar a necessidade, diante de uma situação problema, de ter que reorganizar redes em sub-redes

Habilidade Empregar o conceito de classes e sub-redes para

segmentar uma rede em vários domínios de difusão

Diretrizes2


Quais os tópicos principais estudados nas aulas anteriores? Internet Infraestrutura de acesso Protocolo TCP/IP Pacote IP Endereço IP Roteamento

Tempestade de Idéias3


4 Endereçamento

Idéia de endereçamento hierárquico Imagine uma área de um campus com 3 prédios

Considere que temos que identificar numericamente os prédios, os andares, as salas e os dispositivos dentro das salas

Então o endereço abaixo poderia significar o que?

Resposta: Computador 5, na sala 7 do segundo andar do prédio 3

Considerando que cada decimal é representado por três bits, poderíamos visualizar o mesmo endereço assim

Usando essa estrutura de numeração poderíamos identificar, no máximo, quantos elementos de cada tipo?

3.2.7.5

011.010.111.101


Como será formado do endereço? O endereço IP é formado por quatro conjuntos de 8

bits (octeto) onde cada octeto pode assumir valores inteiros entre 0 e 255, ou seja, 256 valores diferentes

Portanto, teremos duas formas de representar um endereço de um dispositivo em uma rede, assim

ou, assim

Dessa forma, poderíamos identificar até 256 x 256 x 256 x 256 dispositivos através desse mecanismo, ou seja, mais de 4 bilhões de dispositivos

No entanto, temos um problema: como saber a que rede pertence um determinado dispositivo?

Formato do Endereço IP

192.57.30.224

11000000.00111001.00011110.11100000

5


6 Endereços IP

Identificando redes e dispositivos A forma mais simples encontrada para organizar

os tipos de endereços foi agrupá-los em octetos Isso permite identificar dispositivos que

pertencem a uma determinada rede e não a outra Na prática, podemos agrupar qualquer quantidade

de octetos para identificar redes ou dispositivos dentro dessas redes


7 Endereços IP (2)

Formato do Endereço IP Um endereço IP consiste de duas partes

A primeira parte do endereço identifica a rede onde o dispositivo está conectado

A segunda parte do endereço identifica, dentro da rede, cada dispositivo individualmente

Exemplo de Endereço IP


8 Classes de Endereços IP (2)

Visão Geral Com o intuito de facilitar a administração e maximizar o

número de redes e dispositivos endereçáveis em cada rede, o NIC (Network Information Center) dividiu as faixas de endereços IP em classes

Os projetistas definiram cinco diferentes classes, onde as três primeiras são utilizadas para endereçar hosts dentro de uma rede as duas restantes para propósitos especiais


9 Classes Endereços IP - Detalhe

Classe A O primeiro byte identifica o número da rede O três bytes restantes identificam dispositivos dentro de uma

rede específica O bit mais significativo do primeiro octeto é zero, assim, os

próximos 7 bits podem assumir, no máximo, valores entre entre 1.X.X.X e 126.X.X.X

Esse formato permite até 126 diferentes redes Classe A e mais de 16 milhões de dispositivos em cada uma delas

Esta classe de endereços é ideal para redes com um número grande de hosts por rede

EndereçosNúmero de rede permitido: 1.0.0.0 até 126.0.0.0Número máximo de hosts por rede: 16.777.214 (2563

– 2)

0 REDE


10 Classes de Endereços IP – Detalhe (2)

Classe B Os dois primeiros bytes identificam o número da rede O dois bytes restantes identificam dispositivos dentro de

uma rede específica Os dois bits mais significativos do primeiro octeto são um e

zero, assim, os próximos 7 bits podem assumir, no máximo, valores entre 128.X.X.X e 191.X.X.X

Esse formato permite até 16.382 diferentes redes Classe B e acima de 65 mil dispositivos em cada uma delas

EndereçosNúmero de rede permitido: 128.0.0.0 até

191.255.0.0Número máximo de hosts por rede: 65.534 (2562 –

2)

10 REDE


11 Classes de Endereços IP – Detalhe (3)

Classe C Neste caso, os três primeiros bytes identificam o número da rede O último byte restante identifica dispositivos dentro de uma rede

específica O três bits mais significativos do primeiro byte são colocados em

110, assim, os próximos 7 bits podem assumir, no máximo, valores entre 192.X.X.X e 223.X.X.X

Esse formato permite mais que 2 milhões de diferentes redes Classe C e até 254 dispositivos em cada uma delas

EndereçosNúmero de rede permitido: 192.0.0.0 até 223.255.255.0Número máximo de hosts por rede: 254


12 Máscara de Rede

O que é uma Máscara de Rede? Uma máscara de rede é um número de 32 bits e cada

dispositivo que possua um endereço IP requer uma máscara de rede

Utilidade Permite, através de uma operação lógica, identificar qual grupo

de octetos identifica a rede e qual grupo identifica o dispositivo E assim, é possível determinar se um pacote é endereçado a

um dispositivo que está na rede local ou em uma rede remota Para cada classe de rede existe uma máscara de rede padrão

Classe A 255.0.0.0 ou 11111111.00000000.00000000.00000000

Classe B 255.255.0.0 ou 11111111.11111111.00000000.00000000

Classe C 255.255.255.0 ou 11111111.11111111.11111111.00000000


13 Determinando o Destino de Um Pacote

Identificando o endereço de rede 1 AND 1 = 1 Outras combinações = 0 Se o resultado do AND casar com o número de

rede local o destino do pacote é um host na minha própria rede

Identificando a rede e o hots dentro da rede

Endereço IPAND

Máscara

10011111.11100000.00000111.10000001AND

11111111.11111111.00000000.00000000Resultado 10011111.11100000.

00000000.00000000

Endereço IPMáscaraEndereço de RedeEndereço do Host

131.107.16.200255.255.0.0131.107.0.0X.Y.16.200

Rede de destino do Pacote


14 Endereços IP EspeciaisEndereços Reservados Endereço de Rede

Endereço que identifica a rede a qual pertence um grupo de dispositivos

Endereço de Broadcast Não pode ser usado para identificar dispositivos em uma rede Endereço que identifica um pacote que deve ser entregue a todas as estações da rede Todos os bits do(s) octeto(s) que correspondem a parte que identifica o dispositivo, dentro da rede, devem estar setados para 1

=

192.57.30.224 11000000.00111001.00011110.11100000

255.255.0.0

192.57.0.0

AND11111111.11111111.00000000.00000000

11000000.00111001.00000000.00000000

AND

==


15 Endereços de Broadcast

Rede B

Rede A

Rede C

Endereço deBroadcastpara a Rede B

Endereço da rede


16 Endereços IP de Hosts

Ethernet A Ethernet B

Questionamentos Quais as máscaras padrão das redes existentes na figura? O que são os elementos E0, E1 e W0 e W1? Qual o endereço de Broadcast de cada uma das redes? Imaginando que a configuração da figura exista em uma

empresa, existem opções para simplificar a estrutura e manter as redes segmentadas?

100.100.105.1 100.100.105.2

W0 W1


Problema Considere que uma empresa que tem filiais espalhadas

em toda cidade de São Luis e cuja estrutura corporativa é consideravelmente grande, ondeExistem cerca de 6.000 dispositivos conectados em rede,

em seus diferentes empreendimentosExiste um tráfego de rede muito alto Existe um gargalo na rede devido não utilização de

segmentação e, assim, o tráfego de difusão é muito intensoProblemas na infraestrutura são difíceis de serem

rastreadosO provedor de acesso a Internet (ISP) contratado deu um

único bloco de endereços de classe B para a empresa Como segmentar a rede, reduzir o gargalo provocado

pela difusão e organizar toda a infraestrutura em redes menores (sub-redes) ?

Situação Complexa17


Motivações para Criar Sub-redes Minimizar o problema de escassez de endereços IP Simplificar a administração de infraestruturas de

rede com muitos dispositivos Reorganizar a estrutura organizacional em

segmentos lógicos para isolar o tráfego Diminuir o tráfego de difusão ao longo da

infraestrutura de rede Filtrar tráfego entre redes Isolar potencias problemas Reduzir os custos decorrentes da aquisição de

switches de alto desempenho

Motivações para o Uso de Sub-redes18


19 Sub-Redes

Considerações Iniciais Todos os dispositivos de uma rede devem ter o mesmo

identificador de rede Imagine que uma empresa tenha uma LAN de classe C saturada

devido ao tráfego excessivo e o alto número de colisõesExistem duas alternativas principais para segmentar a

rede e resolver o problema: Utilizar uma outra faixa de endereços de classe C, se possível Utilizar o endereço de rede atual e dividi-lo em sub-redes

O que é uma sub-rede? É a divisão de uma rede grande em redes menores (menor

número de dispositivos por rede) que requere que cada segmento use um endereço de sub-rede diferente

Uma sub-rede é organizada tomando emprestados alguns bits do primeiro octeto (que pertence a parte que identifica o dispositivo) após o(s) octeto(s) que identifica(m) a rede

A máscara para a sub-rede é definida de forma que identifique quantos bits foram tomados emprestados da porção que identifica os dispositivos


20 Implementando Sub-redes

Determine o número de sub-redes necessárias De acordo com a atual máscara da rede utilize os X primeiros bits da parte de endereço do dispositivo para compor a máscara da sub-rede

A quantidade X de bits deve ser suficiente para identificar cada uma das redes necessáriasSe X = 3, 23 = 8, portanto 3 bits identificam 8

diferentes sub-redes (6 sub-redes efetivamente) A partir da escolha da quantidade de sub-redes, o

número de dispositivos por sub-rede é automaticamente determinado

Máscara de RedeNúmero de Sub-redesValor BinárioMáscara em BinárioMáscara da Sub-rede

255.255.0.08111 (3 bits)11111111.11111111.11100000.00000000255 .255 .224 .0


21 Implementando Sub-redes (2)

Determinando os Endereços das Sub-redes

Distribuição do Número de Hosts por Sub-rede Utilizando a máscara 255.255.224.0 para criar uma sub-rede a partir de

uma rede de classe B poderemos ter até: 8 sub-redes com 8.190 hosts em cada sub-rede

O Número 8.190 foi encontrado multiplicando 32 (cinco últimos bits do terceiro octeto) por 256 (último octeto) e subtraindo tudo de 2 (endereços x.y.z.0 e x.y.z.255)

Os endereços x.y.0.0 e x.y.224.0 são endereços especiais que alguns routers não reconhecem como endereçaveis

Máscara 255.255.224.0x.y.00000000.00000000 – x.y.0.0x.y.00100000.00000000 – x.y.32.0x.y.01000000.00000000 – x.y.64.0x.y.01100000.00000000 – x.y.96.0x.y.10000000.00000000 – x.y.128.0x.y.10100000.00000000 – x.y.160.0x.y.11000000.00000000 – x.y.192.0x.y.11100000.00000000 – x.y.224.0

Sub-redes

NormalmenteUtilizáveis


22 Definindo Endereços de Rede de Uma Sub-rede

Resumo Cada endereço de sub-rede indica o início de uma faixa de

endereços O valor final é uma unidade menor que o valor inicial do próximo

endereço de rede

00000000 = 000100000 = 3201000000 = 6401100000 = 9610000000 = 12810100000 = 16011000000 = 19211100000 = 224

x.y.0.1 – x.y.31.254x.y.32.1 – x.y.63.254x.y.64.1 – x.y.95.254x.y.96.1 – x.y.127.254x.y.128.1 – x.y.159.254x.y.160.1 – x.y.191.254x.y.192.1 – x.y.223.254x.y.224.1 – x.y.255.254

Endereços de Sub-rede: 3º octeto

Faixa de Endereços de Host

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