LIVRO-3-Routers e Switching

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Camada de rede: IP
Apresentação
O protocolo IP é o principal protocolo da camada de rede, sendo ele o responsável pelo 
endereçamento lógico, conhecido popularmente como endereço IP, que é o endereço que 
realmente usamos em configurações de rede e acesso à internet. Acompanhe nesta Unidade de 
Aprendizagem as principais características do protocolo IP, porém você verá além do IPv4, que é a 
versão utilizada atualmente, ou seja, verá o IPv6, que é o futuro do endereçamento IP em redes. 
Bons estudos.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Reconhecer as características dos cabeçalhos IPv4 e IPv6.•
Diferenciar as versões do protocolo IP.•
Analisar as estratégias de transição do IPv4 para o IPv6.•
Desafio
Sabe-se que o endereço IPv6 é representado no formato hexadecimal, diferente do IPv4, que é 
representado no formato decimal. Um dos endereços IPv6, o endereço do link local, é gerado 
automaticamente a partir do endereço MAC da interface de rede dos dispositivos. Antes de lançar 
o desafio, se faz necessário informar que os endereços MAC são representados, também, no 
formato hexadecimal; porém eles seguem o padrão IEEE 802, e, para realizar a conversão do MAC 
para IPv6, é necessário converter este MAC para o padrão de 64 bits, o EUI-64. Para realizar essa 
conversão, é necessário complementar entre o terceiro e o quarto dígito hexadecimal do MAC, os 
dígitos FF-FE.
Após esse passo, converte-se o resultado do endereço em código binário para complementar o bit 
UL (universal/Local). Isso é feito invertendo no número binário o sétimo bit mais à esquerda, de 
zero para 1, ou vice-versa. Depois da conversão, retorna-se o número binário para o formato 
hexadecimal e complementa-se na frente deste número os dígitos FE80::
Para auxiliar, segue um exemplo prático de conversão de determinado host que tem o endereço 
MAC 48-1E-C9-21-85-0C. Observe os passos para conversão: 
1. Adicionam-se os dígitos FF-FE na metade do endereço: 48-1E-C9-FF-FE-21-85-0C 
2. Complementa-se o bit U/L: 48 = 01001000 -> 01001010 
3. Retorna-se o resultado binário para hexadecimal: 01001010 = 4A 
4. Complementam-se os demais valores: 4A-1E-C9-FF-FE-21-85-0C 
5. Acrescenta-se o prefixo FE80:: O endereço link local atribuído à essa interface seria 
FE80::4A1E:C9FF:FE21:850C.
O desafio, então, é observar o endereço MAC dos hosts PC0 e PC3 na imagem e converter a partir 
deste MAC os respectivos endereços de link local IPv6.
 
Infográfico
Uma grande diferença entre o IPv4 e o IPv6 está no formato do cabeçalho, então, acompanhe o 
infográfico e analise as principais diferenças entre seus cabeçalhos. 
Conteúdo do livro
O IPv6 é o futuro das redes de computadores e internet, portanto, é importante que você conheça 
as características desse protocolo. Acompanhe a obra Comunicação de dados e redes de 
computadores. Inicie seus estudos em Camada de rede IP.
Boa leitura. 
Quarta edição
F727c Forouzan, Behrouz A. 
 Comunicação de dados e redes de computadores [recurso 
 eletrônico] / Behrouz A. Forouzan com a colaboração de 
 Sophia Chung Fegan ; tradução: Ariovaldo Griesi ; revisão 
 técnica: Jonas Santiago de Oliveira. – 4. ed. – Dados 
 eletrônicos. – Porto Alegre : AMGH, 2010.
 
 Editado também como livro impresso em 2008.
 ISBN 978-85-63308-47-4
 1. Comunicação entre computadores. 2. Redes de 
 computadores. I. Fegan, Sophia Chung. II. Título. 
CDU 004.7
Catalogação na publicação: Ana Paula M. Magnus – CRB-10/Prov-009/10
579
CAPÍTULO 20
Camada de Rede: IP
No modelo Internet, o principal protocolo de rede é o Internet Protocol (IP). Neste capítulo, 
discutiremos primeiro o internetworking e questões relativas ao protocolo de camada de rede 
em geral. 
Em seguida, falaremos sobre a versão atual do Internet Protocol, versão 4 ou IPv4. Isso nos 
leva à próxima geração desse protocolo, o IPv6, que pode se tornar o protocolo predominante 
no futuro próximo. 
Finalmente, trataremos das estratégias de transição do IPv4 para o IPv6. Alguns leitores 
poderão perceber a ausência do IPv5, que é um protocolo experimental, embasado em grande 
parte no modelo OSI, que jamais se concretizou. 
20.1 INTERNETWORKING
As camadas física e de enlace de dados de uma rede operam localmente. Juntas, essas duas ca-
madas são responsáveis pela entrega de dados na rede de um nó para o seguinte, como mostrado 
na Figura 20.1. 
Essa internetwork é composta por cinco redes: quatro LANs e uma WAN. Se o host A preci-
sar enviar um pacote de dados para o host D, o pacote precisa ir primeiro de A a R1 (um switch 
ou roteador), em seguida, de R1 a R3 e, finalmente, de R3 para o host D. Dizemos que o pacote 
de dados passa por três links. Em cada link estão envolvidas duas interfaces de camadas físicas 
e duas camadas de enlace de dados.
Entretanto, existe um grande problema nesse caso. Quando os dados chegam na interfa-
ce f1 de R1, como R1 fica sabendo que a interface f3 é a interface de saída? Não há nenhuma 
informação na camada de enlace de dados (ou na camada física) para auxiliar R1 a tomar 
a decisão correta. O frame também não transporta qualquer informação de roteamento. O 
frame contém o endereço MAC de A como origem e o endereço MAC de R1 como destino. 
Para uma LAN ou WAN, entregar significa transportar o frame por meio de um link e não 
além disso. 
Necessidade da Camada de Rede
Para solucionar o problema de entrega por intermédio de vários links, foi desenvolvida a cama-
da de rede (ou camada internetwork, como é denominada algumas vezes ). A camada de rede é 
responsável pela entrega host-host e por encaminhar os pacotes pelos roteadores ou switches. 
A Figura 20.2 mostra a mesma internetwork com uma camada de rede acrescentada.
580 CAPÍTULO 20 CAMADA DE REDE: IP
Figura 20.1 Links entre dois hosts
A
A S1
Enlace de dados
Física
Enlance de dados
Física
Entrega 
nó a nó
Entrega 
nó a nó
Entrega
nó a nó
S3 D
LAN
LAN
LAN
LAN
WAN
S1
S2
S3
f1
f1
f1
f2
f2f2
f3
D
Link 1
Link 2 Link 3
Figura 20.2 Camada de rede numa internetwork
A S1
Enlance de dados
Física
Rede
Enlance de dados
Física
Rede
S3 D
Rota host-host
LAN
LAN
LAN
LAN
A
WAN
S1
S2
S3
f1
f1
f1
f2
f2f2
f3
D
A Figura 20.3 ilustra o conceito geral do funcionamento da camada de rede atuando na 
origem, em um roteador e no destino. A camada de rede na origem é responsável pela criação 
de um pacote com dados provenientes de outro protocolo (como um protocolo de camada de 
transporte ou de um protocolo de roteamento). O cabeçalho do pacote contém, entre outras 
informações, os endereços lógicos da origem e do destino. A camada de rede é responsável 
por consultar sua tabela de rotas para encontrar informações de roteamento (como a interface 
de saída do pacote ou o endereço físico do nó seguinte). Se o pacote for muito grande, ele será 
fragmentado (a fragmentação será discutida posteriormente neste capítulo). 
Figura 20.3 Camada de rede na origem, roteador e destino
Pacote IP e 
informações
de roteamento
Pacote IP e 
informações
de roteamento
Pacote
IP
Pacote
IP
Camada de Rede Camada de Rede
Camada de Rede
Origem Destination
Processamento Processamento
Tabela de
roteamento
Tabela de
roteamento
Dados provenientes
de outro protocolo 
Para a camada
de enlace de dados
Para a camada
de enlace de dados
Vindo da camada de
enlace de dados 
Vindo da camada 
de enlace de dados 
Dados para
outro protocolo
a. Camada de rede na origem b. Camada de rede no destino
Processing
Roteador
c. Camada de rede em num roteador
A camada de rede no switch ou roteador é responsável por encaminhar o pacote. Quando um 
pacote chega, o roteador ou switch consulta sua tabela de roteamento e descobre a interface a partir 
da qual o pacote tem de ser enviado. O pacote, após algumas alterações no cabeçalho, junto com as 
informações de roteamento, é passado novamente à camada de enlace de dados. 
A camadade rede no destino é responsável pela verificação de endereços; ela se certifica que 
o endereço de destino do pacote é o mesmo que o endereço do host. Se o pacote for um fragmen-
to, a camada de rede espera até que todos os fragmentos tenham chegado e então os remonta e 
entrega o pacote remontado para a camada de transporte. 
Internet como uma Rede de Datagramas
A Internet, na camada de rede, é uma rede de comutação de pacotes. Vimos isso no Capítulo 8. 
Dizemos que, em geral, a comutação pode ser dividida em três grandes categorias: comutação 
de circuitos, comutação de pacotes e comutação de mensagens. A comutação de pacotes pode 
usar tanto o método de circuitos virtuais como o de datagramas. 
A Internet optou pelo método de datagramas para a comutação na camada de rede. Ela usa os 
endereços universais definidos na camada de rede para direcionar pacotes, da origem ao destino. 
A comutação na camada de rede na Internet usa a 
abordagem de datagramas para a comutação de pacotes.
SEÇÃO 20.1 INTERNETWORKING 581
582 CAPÍTULO 20 CAMADA DE REDE: IP
Internet como uma Rede sem Conexão
A entrega de um pacote pode ser realizada usando-se um serviço de rede orientado a conexões 
ou um sem conexão. Em um serviço orientado a conexões, a origem estabelece primeiro uma 
conexão com o destino antes de iniciar o envio de um pacote. Quando a conexão é estabelecida, 
uma seqüência de pacotes de uma mesma origem para um mesmo destino podem ser enviados 
um após o outro. Nesse caso, existe uma relação direta entre os pacotes. São enviados por uma 
mesma rota e em ordem seqüencial. Um pacote é associado logicamente ao pacote que está tra-
fegando antes dele e ao que está trafegando depois. Quando todos os pacotes de uma mensagem 
tiverem sido entregues, a conexão é encerrada. 
Em um protocolo orientado a conexões, a decisão sobre a rota de uma seqüência de pacotes 
de iguais origem e endereço de destino é realizada apenas uma vez, quando a conexão é estabe-
lecida. Os roteadores não recalculam a rota para cada pacote individual. Esse tipo de serviço é 
usado em uma metodologia de circuitos virtuais para a comutação de pacotes, como no Frame 
Relay e ATM.
No serviço sem conexão, o protocolo de camada de rede trata cada pacote de forma inde-
pendente, em que cada pacote não apresenta nenhuma relação com qualquer outro pacote. Os 
pacotes em uma mensagem podem ou não trafegar pela mesma rota até seu destino. Esse tipo de 
serviço é usado na abordagem de datagramas para a comutação de pacotes. A Internet optou por 
esse tipo de serviço na camada de rede.
A razão para tal decisão é que a Internet é composta por tantas redes heterogêneas interliga-
das que é praticamente impossível criar uma conexão desde a origem até o destino sem conhecer 
previamente a natureza das redes. 
A comunicação na camada de rede, na Internet, é sem conexão. 
20.2 IPv4
O IPv4 (Internet Protocol versão 4) é o mecanismo de entrega usado pelos protocolos TCP/IP. 
A Figura 20.4 mostra a posição do IPv4 no conjunto de protocolos. 
Figura 20.4 Posição do IPv4 no conjunto de protocolos TCP/IP
Camada de 
aplicação
Camada de 
transporte
Camada 
de rede
Camada de 
enlace de dados
Camada
física
IPv4
ICMPIGMP
ARP RARP
Tecnologia LAN ou
WAN subjacente
SCTP TCP UDP
SMTP FTP DNS BOOTPSNMPTFTP • • •
O IPv4 é um protocolo de datagramas sem conexão e não confiável — um serviço de en-
trega best-effort. O termo best-effort significa que o IPv4 não provê mecanismos de controle 
de erros ou de fluxo (exceto a detecção de erros no cabeçalho). O IPv4 pressupõe a falta de 
confiabilidade das camadas inferiores e faz o máximo para levar a transmissão até seu destino, 
mas sem garantias.
Se a confiabilidade for importante, o IPv4 deve ser usado em conjunto com um protocolo 
confiável de transporte como o TCP. Um exemplo de serviço de entrega best-effort comumente 
conhecido é o correio tradicional. O correio faz o máximo para entregar as correspondências, 
mas nem sempre é bem-sucedido. Se uma carta não registrada for perdida, fica a cargo do re-
metente ou do pretenso receptor descobrir o paradeiro dela e retificar o problema. O correio não 
acompanha todas as cartas e não notifica o remetente sobre eventuais perdas ou danos.
O IPv4 também é um protocolo sem conexão para redes de comutação de pacotes que usam 
a abordagem de datagramas (ver o Capítulo 8). Isso significa que cada datagrama é tratado de 
forma independente e que cada datagrama pode seguir uma rota diferente até seu destino. Isso 
implica uma situação na qual datagramas enviados por uma mesma origem a um mesmo destino 
podem chegar fora de ordem. Da mesma forma, alguns deles poderiam ser perdidos ou corrom-
pidos durante a transmissão. Repetindo, o IPv4 depende de um protocolo de nível superior para 
tratar todos esses problemas.
Datagrama
Os pacotes na camada IPv4 são denominados datagramas. A Figura 20.5 mostra o formato de 
um datagrama do IPv4. 
Figura 20.5 Formato do datagrama no IPv4
Comprimento total
16 bits
VER
4 bits
HLEN
4 bits
Serviço
8 bits
32 bits
Cabeçalho
Offset de fragmentação
13 bits
Flags
3 bits
Identificação
16 bits
Checksum do cabeçalho
16 bits
Tempo de vida
8 bits
Protocolo
8 bits
Endereço IP de origem
Endereço IP de destino
Opção
20 – 60 bytes
20 – 65.536 bytes
Dados
Um datagrama é um pacote de comprimento variável constituído de duas partes: cabeçalho 
e dados. O cabeçalho tem comprimento de 20 a 60 bytes e contém informações essenciais para o 
SEÇÃO 20.2 IPv4 583
584 CAPÍTULO 20 CAMADA DE REDE: IP
roteamento e a entrega. É comum no TCP/IP apresentar o cabeçalho em seções de 4 bytes. Uma 
breve descrição de cada campo se faz necessária.
Versão (VER) � . Esse campo de 4 bits define a versão do protocolo IPv4. Atualmente, a 
versão é 4. Entretanto, a versão 6 (ou IPng) poderá substituir completamente a versão 4 no 
futuro. Esse campo informa ao software IPv4 rodando na máquina em processamento que o 
datagrama tem o formato da versão 4. Todos os campos devem ser interpretados conforme 
especificado na quarta versão do protocolo. Se a máquina estiver usando alguma outra ver-
são do IPv4, o datagrama é descartado em vez de ser interpretado incorretamente. 
Comprimento do cabeçalho (HLEN) � . Esse campo de 4 bits define o comprimento to-
tal do cabeçalho do datagrama em palavras de 4 bytes. Este campo é necessário porque 
o comprimento do cabeçalho é variável (entre 20 a 60 bytes). Quando não existirem 
opções, o comprimento do cabeçalho é de 20 bytes e o valor desse campo é 5 (5 ¥ 4 = 
20). Quando o campo de opções se encontrar em seu tamanho máximo, seu valor é 15 
(15 ¥ 4 = 60).
Serviços � . O IETF mudou a interpretação e o nome deste campo de 8 bits. Esse campo, 
anteriormente denominação tipo de serviço, agora se chama serviços diferenciados. Mos-
tramos ambas as interpretações na Figura 20.6.
Figura 20.6 Tipo de serviço ou serviços diferenciados
Precedência Bits TOS
D: Minimizar atraso
T: Maximizar throughput
R: Maximizar a confiabilidade
C: Minimizar custo
Tipo de serviço
Ponto de código
Serviços diferenciados
D T R C
 1. Tipo de Serviço
 Nesta interpretação, os três primeiros bits são denominados bits de precedência. Os 4 bits 
seguintes são chamados bits TOS (tipo de serviço) e o último bit não é usado. 
a. Precedência é um subcampo de três bits no intervalo que vai de 0 (000 em binário) a 
7 (111 em binário). A precedência define a prioridade do datagrama em questões como 
congestionamento. Se um roteador estiver congestionado e precisar descartar alguns da-
tagramas, aqueles de menor precedência serão descartados primeiro. Alguns datagramas 
na Internet são mais importantes que outros. Por exemplo, um datagrama usado para 
administração da rede é muito mais urgente e importante que um datagrama contendo 
informações opcionais para um grupo.
O subcampo de precedência fazia parte da versão 4, mas jamais foi usado.
b. Bits TOS é um subcampo de 4 bits, cada bit tendo um significado especial.Embora um 
bit possa ser 0 ou 1, um e somente um dos bits do subcampo pode ter o valor 1 em cada 
datagrama. Os padrões de bits e suas interpretações são apresentados na Tabela 20.1. 
Com apenas 1 bit ativo por vez, podemos ter até cinco tipos diferentes de serviço. 
 Tabela 20.1 Tipos de serviço
Bits TOS Descrição
0000 Normal (padrão) 
0001 Minimizar custo 
0010 Maximizar confiabilidade 
0100 Maximizar throughput 
1000 Minimizar atraso
 Os programas aplicativos podem solicitar um tipo de serviço específico. Os padrões para 
algumas aplicações são mostrados na Tabela 20.2. 
 Tabela 20.2 Tipos de serviço padrão
Protocolo Bits TOS Descrição 
ICMP 0000 Normal 
BOOTP 0000 Normal 
NNTP 0001 Minimizar custo 
IGP 0010 Maximizar confiabilidade 
SNMP 0010 Maximizar confiabilidade 
TELNET 1000 Minimizar atraso 
FTP (dados) 0100 Maximizar throughput 
FTP (controle) 1000 Minimizar atraso 
TFTP 1000 Minimizar atraso 
SMTP (comando) 1000 Minimizar atraso 
SMTP (dados) 0100 Maximizar throughput 
DNS (sobre UDP) 1000 Minimizar atraso 
DNS (sobre TCP) 0000 Normal 
DNS (zona) 0100 Maximizar throughput
 Fica evidente, pela Tabela 20.2, que atividades interativas, atividades que exigem atenção 
imediata e atividades que exigem resposta imediata precisam de um atraso mínimo. Ativida-
des que enviam grandes quantidades de dados requerem throughput máximo. Atividades de 
administração necessitam de confiabilidade máxima. Atividades de segundo plano precisam 
de custo mínimo.
 2. Serviços Diferenciados
 Nessa interpretação, os seis primeiros bits formam o subcampo codepoint e os últimos 
2 bits não são usados. O subcampo codepoint pode ser utilizado de duas formas diferentes. 
a. Quando os três bits mais à direita forem 0s, os 3 bits mais à esquerda são interpretados 
iguais aos bits de precedência da interpretação de tipo de serviço. Em outras palavras, ele 
é compatível com a interpretação antiga.
SEÇÃO 20.2 IPv4 585
Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para 
esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual 
da Instituição, você encontra a obra na íntegra.
Dica do professor
Quando se está falando da camada de redes, não se pode deixar de falar sobre o principal 
protocolo desta camada: IP. Nesta videoaula o assunto abordado é justamente o protocolo IP, 
porém já nas suas duas versões: IPv4 e IPv6. 
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/d61d7d18ecb043c4fc1f2aef426eec7a
Exercícios
1) A entrega de pacote de dados pode ser realizada através de serviços de rede orientados a 
conexão ou não orientados a conexão, sendo que, na internet, a forma de entrega de 
pacotes de dados se dá sem conexão. Assinale a alternativa que expõe CORRETAMENTE os 
motivos pela entrega de dados não orientada à conexão pela internet. 
A) A conexão ocorre na camada de transporte, mais especificamente pelo protocolo TCP, que 
não participa da transmissão de dados na internet.
B) A conexão ocorre na camada de transporte, mais especificamente pelo protocolo UDP, que 
não participa da transmissão de dados na internet.
C) A razão para tal decisão é que a internet é composta por tantas redes heterogêneas 
interligadas que é praticamente impossível criar uma conexão desde a origem até o destino 
sem conhecer previamente a natureza das redes.
D) A entrega de dados na internet ocorre principalmente pelos protocolos TCP/IP, sendo que 
nenhum deles permite conexão entre dispositivos.
E) A entrega de dados na internet ocorre principalmente pelos protocolos TCP/IP, onde o TCP é 
orientado a conexão, portanto, a afirmação de que não ocorre entrega orientada a conexão 
na internet é falsa.
2) Um datagrama IP pode ter o tamanho máximo de 65.535 bytes, porém, conforme o tipo de 
rede e/ou hardware utilizado, talvez não seja possível a passagem deste datagrama, pois o 
tamanho do MTU (unidade máxima de transmissão) pode estar definido com um valor menor 
do que o definido no datagrama. Para resolver esse problema, utiliza-se uma técnica 
chamada de: 
A) Divisão.
B) Submissão.
C) Quebra.
D) Tradução.
E) Fragmentação.
3) Um datagrama IP é constituído de duas partes e pode ter um tamanho máximo de 65.535 
Bytes. Cada uma delas tem seus respectivos comprimentos que podem assumir no 
datagrama, sendo que o tamanho assumido por uma das partes influencia diretamente no 
tamanho da outra. Analise as alternativas abaixo e assinale aquela que mostra corretamente 
duas partes que compõem um datragama IP e os respectivos comprimentos que podem 
assumir. 
A) Cabeçalho: Comprimento = de 20 a 60 bytes; Dados: Comprimento = comprimento total - 
comprimento do cabeçalho.
B) Informações de controle: Comprimento = de 20 a 60 bytes; Dados: Comprimento = 
comprimento total - comprimento das informações de controle.
C) Cabeçalho: Comprimento = comprimento total - comprimento do cabeçalho; Dados: 
Comprimento = de 20 a 60 bytes.
D) Cabeçalho: Comprimento = 60 bytes; Dados: Comprimento = comprimento total - 
comprimento do cabeçalho.
E) Cabeçalho: Comprimento = 20 bytes; Dados: Comprimento = comprimento total - 
comprimento do cabeçalho.
4) O cabeçalho base do IPv6 contém um campo para prioridade, este campo define a 
prioridade de cada pacote em relação a outros pacotes de uma mesma origem. Essas 
informações são utilizadas para definir qual pacote será descartado em detrimento a outro, 
estando diretamente ligado ao tráfego. O IPv6 divide o tráfego em duas amplas categorias, 
que são: 
A) Controlado por tráfego e não controlado por tráfego.
B) Controlado por endereço broadcast e não controlado por broadcast.
C) Com prioridade e sem prioridade.
D) Controlado por roteamento e sem roteamento.
E) Controlado por congestionamento e não controlado por congestionamento.
Comparando-se as informações contidas nos cabeçalhos IPv4 e IPv6, vê-se que o TTL do 
IPv4, que representa o tempo de vida do datagrama, não existe no cabeçalho IPv6. Porém, 
5) 
há um campo no cabeçalho IPv6 que tem a mesma função do TTL. Identifique que campo é 
esse dentre as alternativas que seguem:
A) Timestamp.
B) ICMPv6.
C) Versão.
D) Saltos.
E) Endereço de origem.
Na prática
A fragmentação de um datagrama IP ocorre quando o MTU (Unidade Máxima de Transmissão) é 
menor do que o datagrama a ser enviado. O MTU pode ser diferente para cada tipo de rede, por 
exemplo, para redes ethernet, que é o padrão para redes locais, o MTU padrão tem o tamanho de 
1.500.
 
 
Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
GTER 38: IPv4 acabou, e agora?
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
Introdução ao Laboratório de IPv6
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
http://ipv6.br/videos/ver/gter-38-ipv4-acabou-e-agora
http://ipv6.br/videos/ver/video-tutorial-de-introducao-ao-livro-laboratorio-de-ipv6
Camada de rede: endereçamento 
lógico
Apresentação
Esta Unidade de Aprendizagem é o ponto inicial para o estudo da camada de redes, que é a camada 
3 do Modelo OSI, que tem a grande responsabilidade de realizar o endereçamento lógico dos 
dispositivos em uma rede. Para que possamos manter comunicação entre dispositivos em rede, 
basta que eles compartilhem um meio de comunicação? A reposta é não! Se faz necessário 
endereçar logicamente todos esses dispositivos, pois é a partir desse endereçamento que são 
definidas as rotas para entrega dos pacotes de dados. Acompanhe então como é realizado esse 
endereçamento lógico, popularmente conhecido como endereçamento IP.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Reconhecer os conceitos envolvidos no endereçamento IPv4.•
Analisar problemas de endereçamento IP.•
Diferenciar endereços IPv4 e IPv6.•
Desafio
A imagem representaa topologia de rede de uma empresa que tem seu ambiente computacional 
dividido entre matriz e filial. Essa empresa tem um link dedicado de comunicação que faz a conexão 
entre os sites, e os roteadores estão devidamente configurados para garantir a entrega de dados 
entre as duas redes. Observe, porém, que há algumas falhas no endereçamento IP dos dispositivos 
dessas redes.
 
 
Identifique os dispositivos que têm erros de endereçamento lógico e escreva a correção que 
deveria ser aplicada para que todos os computadores de ambas as redes possam manter 
comunicação entre si.
Infográfico
O NAT (do inglês "network address translator") foi um dos mecanismos que permitiram a utilização 
do endereçamento IPv4 por um período muito maior na internet, pois através dele é possível que 
redes privadas com uma grande quantidade de hosts possam acessar a internet utilizando um único 
endereço IP válido. Veja no infográfico o funcionamento básico do NAT.
Conteúdo do livro
O esgotamento dos endereços IPv4 é uma realidade, porém, o novo formato de endereçamento 
IPv6 já está sendo utilizado, principalmente pelos provedores de internet. Esse novo formato difere 
significativamente do IPv4, desde a quantidade de bits utilizados até o formato que agora passa a 
ser representado na forma hexadecimal. Acompanhe a obra Comunicação de Dados e Redes de 
Computadores. Inicie seus estudos a partir de Camada de rede: endereçamento lógico e aprofunde 
seus conhecimentos em IPv6.
Quarta edição
F727c Forouzan, Behrouz A. 
 Comunicação de dados e redes de computadores [recurso 
 eletrônico] / Behrouz A. Forouzan com a colaboração de 
 Sophia Chung Fegan ; tradução: Ariovaldo Griesi ; revisão 
 técnica: Jonas Santiago de Oliveira. – 4. ed. – Dados 
 eletrônicos. – Porto Alegre : AMGH, 2010.
 
 Editado também como livro impresso em 2008.
 ISBN 978-85-63308-47-4
 1. Comunicação entre computadores. 2. Redes de 
 computadores. I. Fegan, Sophia Chung. II. Título. 
CDU 004.7
Catalogação na publicação: Ana Paula M. Magnus – CRB-10/Prov-009/10
549
CAPÍTULO 19
Camada de Rede: 
Endereçamento Lógico
Como discutimos no Capítulo 2, a comunicação na camada de rede é host-host (computador-
computador); um computador em algum ponto do mundo precisa se comunicar com outro com-
putador em outra parte do planeta. Normalmente, os computadores se comunicam pela Internet. 
O pacote transmitido pelo computador transmissor pode passar por várias LANs ou WANs antes 
de atingir o computador de destino.
Para esse nível de comunicação, precisamos de um esquema de endereçamento global; nós 
o denominamos endereçamento lógico no Capítulo 2. Atualmente, usamos o termo endereço IP 
para indicar um endereço lógico na camada de rede do conjunto de protocolos TCP/IP. 
Os endereços Internet têm 32 bits de comprimento; isso permite um máximo de 232 ende-
reços. São conhecidos como endereços IPv4 (IP versão 4) ou simplesmente endereços IP para 
evitar confusão. 
A necessidade de mais endereços, além de outras preocupações em relação à camada IP, 
motivou um novo projeto da camada IP chamado nova geração do IP ou IPv6 (IP versão 6). 
Nessa versão, a Internet usa endereços de 128 bits que dão muito mais flexibilidade na alocação 
de endereços. São conhecidos como endereços IPv6 (IP versão 6). 
Neste capítulo, tratamos, primeiro, dos endereços IPv4, que são usados atualmente na Internet. 
Em seguida falaremos sobre os endereços IPv6, que podem se tornar dominantes no futuro. 
19.1 ENDEREÇOS IPv4
Um endereço IPv4 é um endereço de 32 bits que define de forma única e universal a conexão 
de um dispositivo (por exemplo, um computador ou um roteador) à Internet. 
Um endereço IPv4 tem 32 bits de comprimento.
Os endereços IPv4 são exclusivos no sentido de que cada endereço define uma, e somente 
uma, conexão com a Internet. Dois dispositivos na Internet jamais podem ter o mesmo endereço 
ao mesmo tempo. Veremos posteriormente que pelo uso de algumas estratégias, um endere- 
ço pode ser designado a um dispositivo por um determinado período e, em seguida, retirado e 
atribuído a um outro dispositivo. 
550 CAPÍTULO 19 CAMADA DE REDE: ENDEREÇAMENTO LÓGICO
Por outro lado, se um dispositivo que opera na camada de rede tiver m conexões com a Internet, 
ele precisa ter m endereços. Veremos, posteriormente, que um roteador é um dispositivo destes. 
Os endereços IPv4 são universais no sentido que o sistema de endereçamento tem de ser 
aceito por qualquer host que queira se conectar à Internet.
Os endereços IPv4 são exclusivos e universais.
Espaço de Endereços
Um protocolo como o IPv4, que define endereços, tem um espaço de endereços. Um espaço de 
endereços é o número total de endereços usados pelo protocolo. Se um protocolo usar N bits para 
definir um endereço, o espaço de endereços é 2N, pois cada bit pode ter dois valores diferentes 
(0 ou 1) e N bits podem ter 2N valores. 
O IPv4 usa endereços de 32 bits, o que significa que o espaço de endereços é 232, ou seja, 
4.294.967.296 (mais de 4 bilhões). Isso significa que, teoricamente, se não existisse nenhuma 
restrição, mais de 4 bilhões de dispositivos poderiam ser conectados à Internet. Veremos, em 
breve, que o número real é muito menor por causa das restrições impostas aos endereços. 
O espaço de endereços do IPv4 é igual a 232, ou seja, 4.294.967.296.
Notações
Existem duas notações predominantes para indicar um endereço IPv4: notação binária e nota-
ção decimal pontuada.
Notação Binária
Na notação binária, o endereço IPv4 é exibido como 32 bits. Cada octeto é geralmente conheci-
do como um byte. Portanto, é comum ouvirmos um endereço IPv4 referido como um endereço 
de 32 bits ou um endereço de 4 bytes. A seguir, temos um exemplo de um endereço IPv4 em 
notação binária: 
01110101 10010101 00011101 00000010
Notação Decimal Pontuada
Para tornar o endereço IPv4 mais compacto e mais fácil de ser lido, os endereços Internet nor-
malmente são escritos na forma decimal com um ponto decimal (dot) separando os bytes. A 
seguir, apresentamos a notação decimal pontuada do endereço anterior: 
117.149.29.2
A Figura 19.1 ilustra um endereço IPv4 tanto na notação binária como na notação decimal 
pontuada. Observe que, pelo fato de cada byte (octeto) ser composto por 8 bits, cada número na 
notação decimal pontuada compreende um valor que vai de 0 a 255. 
Figura 19.1 Notação decimal pontuada e notação binária para um endereço IPv4
10000000 00001011 00000011 00011111
128.11.3.31
Os sistemas de numeração são revistos no Apêndice B.
Exemplo 19.1
Passe os endereços IPv4 da notação binária a seguir para a notação decimal pontuada.
 a. 10000001 00001011 00001011 11101111
 b. 11000001 10000011 00011011 11111111
Solução
Substituímos cada grupo de 8 bits por seu número decimal equivalente (veja o Apêndice B) e acrescen-
tamos pontos decimais para separação.
 a. 129.11.11.239
 b. 193.131.27.255
Exemplo 19.2
Passe os seguintes endereços IPv4 da notação decimal pontuada para a notação binária.
 a. 111.56.45.78
 b. 221.34.7.82
Solução
Substituímos cada número decimal por seu equivalente binário (veja o Apêndice B).
 a. 01101111 00111000 00101101 01001110
 b. 11011101 00100010 00000111 01010010
Exemplo 19.3
Encontre o erro, se realmente existir algum, nos seguintes endereços IPv4.
 a. 111.56.045.78
 b. 221.34.7.8.20
 c. 75.45.301.14
 d. 11100010.23.14.67
Solução
 a. Não deve existir nenhum zero não significativo (045).
 b. Não podem existir mais de quatro números em um endereço IPv4.
 c. Cada número precisa ser menor ou igual a 255 (301 se encontra fora desse intervalo).
 d. Uma mistura de notação binária e notação decimal pontuada não é permitida.
SEÇÃO 19.1 ENDEREÇOS IPv4 551
552 CAPÍTULO 19 CAMADA DE REDE: ENDEREÇAMENTO LÓGICO
Endereçamento com Classes 
O endereçamento IPv4, em seu início, usava o conceito de classes. Essa arquitetura é chamada 
endereçamento com classes. Embora essemétodo esteja se tornando obsoleto, falaremos rapi-
damente sobre ele aqui para mostrar o conceito por trás do endereçamento sem classes. 
No endereçamento com classes, o espaço de endereços é dividido em cinco classes: A, B, C, 
D e E. Cada classe ocupa alguma parte do espaço de endereços. 
No endereçamento com classes, o espaço de endereços 
é dividido em cinco classes: A, B, C, D e E.
Podemos encontrar a classe de um endereço quando for dado o endereço, na notação binária 
ou na notação decimal pontuada. Se o endereço for dado em notação binária, alguns poucos bits, 
logo de início, podem nos informar imediatamente a classe do endereço analisado. Se o endere-
ço for dado em notação decimal pontuada, o primeiro byte define a classe. Ambos os métodos 
são ilustrados na Figura 19.2.
Figura 19.2 Encontrando as classes nas notações binária e decimal pontuada
a. Notação binária b. Notação decimal pontuada
Primeiro
byte
Terceiro
byte
Segundo
byte
Quarto
byte
0
10
110
1110
1111
Classe A
Classe B
Classe C
Classe D
Classe E
Terceiro
byte
Segundo
byte
Quarto
byte
Primeiro
byte
Classe A
Classe B
Classe C
Classe D
Classe E
0–127
128–191
192–223
240–255
224–239
Exemplo 19.4
Encontre a classe de cada um dos endereços a seguir.
 a. 00000001 00001011 00001011 11101111
 b. 11000001 10000011 00011011 11111111
 c. 14.23.120.8
 d. 252.5.15.111 
Solução
 a. O primeiro bit é 0. Trata-se de um endereço classe A.
 b. Os dois primeiros bits são 1; o terceiro bit é 0. Trata-se de um endereço de classe C.
 c. O primeiro byte é 14 (entre 0 e 127); a classe é A.
 d. O primeiro byte é 252 (entre 240 e 255); a classe é E.
Classes e Blocos
Um problema com o endereçamento com classes é que cada classe é dividida em um número 
fixo de blocos, cada bloco tendo um tamanho fixo, conforme mostrado na Tabela 19.1. 
Tabela 19.1 Número de blocos e tamanho dos blocos no endereçamento IPv4 com classes
Classe Número de Blocos Tamanho do Bloco Aplicação 
A 128 16.777.216 Unicast 
B 16.384 65.536 Unicast
C 2.097.152 256 Unicast
D 1 268.435.456 Multicast
E 1 268.435.456 Reservado
Examinemos a tabela. Anteriormente, quando uma organização solicitava um bloco de 
endereços, ela recebia um de classe A, B ou C. Os endereços classe A eram designados a gran-
des organizações com um grande número de hosts ou roteadores conectados. Os endereços de 
classe B destinavam-se às organizações de médio porte com dezenas de milhares de hosts ou 
roteadores conectados. Já os endereços de classe C destinavam-se a pequenas organizações 
com um pequeno número de hosts ou roteadores conectados.
Podemos notar uma falha nesse esquema. Um bloco em um endereço classe A é muito 
grande para praticamente qualquer organização. Isso significa que a maioria dos endereços 
na classe A era desperdiçada e não era usada. Um bloco na classe B também é muito grande, 
provavelmente muito grande para muitas das organizações que recebiam um bloco classe B. 
Um bloco na classe C, certamente, era muito pequeno para muitas organizações. Os endereços 
classe D foram projetados para multicast, como veremos em um capítulo futuro. Cada endere-
ço nessa classe é usado para definir um grupo de hosts na Internet. Os provedores de Internet 
previram erroneamente a necessidade de 268.435.456 grupos. Isso jamais aconteceu e muitos 
endereços também foram desperdiçados nesse caso. E, finalmente, os endereços classe E eram 
reservados para uso futuro; apenas um pequeno número foi utilizado, resultando, mais 
uma vez, em desperdício de endereços. 
No endereçamento com classes, grande parte dos endereços disponíveis era desperdiçada.
Netid e Hostid
No endereçamento com classes, um endereço IP na classe A, B ou C é dividido em netid e 
hostid. Essas partes são de comprimentos variáveis, dependendo da classe do endereço. A 
Figura 19.2 mostra alguns bytes netid e hostid. O netid está indicado em cores; o hostid, em 
branco. Observe que o conceito não se aplica às classes D e E. 
Na classe A, um byte define o netid e três bytes definem o hostid. Na classe B, dois bytes 
definem o netid e dois bytes definem o hostid. Na classe C, três bytes definem o netid e um byte 
define o hostid. 
Máscara 
Embora o comprimento do netid e hostid (em bits) seja predeterminado no endereçamento 
com classes, também podemos usar uma máscara (chamada máscara-padrão), um número 
SEÇÃO 19.1 ENDEREÇOS IPv4 553
Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para 
esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual 
da Instituição, você encontra a obra na íntegra.
 
Dica do professor
Uma das principais regras de endereçamento IP refere-se à máscara de redes, em que normalmente 
devemos manter a mesma máscara para todos os dispositivos na rede. O detalhe é que é possível 
manter dispositivos com máscaras de redes diferentes na mesma rede IP, desde que respeitem a 
hierarquia da rede, que é o que você verá na dica do professor de hoje.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/bec3d352177e09385869b166b60578b4
Exercícios
1) 
A partir da rede IPv4 192.168.0.0/16, podemos ter 65.536 endereços IPs. Esse resultado se 
dá a partir da multiplicação das 256 combinações possíveis do terceiro octeto com as 256 
combinações do quarto octeto. Entretanto, desse total de endereços, temos de 
desconsiderar dois deles que não podem ser utilizados para endereçar dispositivos. Um 
desses endereços que não podem ser utilizados refere-se à identificação da rede, e tem o 
(zero) nos seus últimos octetos. Analise as alternativas e marque aquela que expõe o 
próximo endereço que não pode ser utilizado e sua respectiva função nessa rede.
A) a) 192.168.0.255, que representa o endereço de broadcast.
B) b) 192.168.255.255, que representa o endereço de gateway da rede.
C) c) 192.168.0.1, que representa o endereço de gateway da rede.
D) d) 192.168.1.254, que representa o endereço de broadcast da rede.
E) e) 192.168.255.255, que representa o endereço de broadcast da rede.
2) 
Os endereços IPv4 na internet estão se esgotando, porém uma das funcionalidades que 
auxiliou na manutenção dessa versão de endereçamento IP por um longo período foi o uso 
de NAT (tradução de endereços de rede). Assinale a alternativa que expõe corretamente a 
função do NAT.
A) a) O NAT tem a função de atribuir automaticamente os endereços IP em uma rede.
B) b) O NAT tem a função de definir a rota que será utilizada para entrega de pacotes na 
internet.
C) c) O NAT tem a função de traduzir endereços IP privados em endereços públicos de internet.
D) d) O NAT tem a função de traduzir os endereços de broadcast da rede em endereços unicast.
E) e) O NAT tem a função de traduzir o endereço IP da forma decimal para a forma binária.
A utilização de sub-redes permite que uma rede IPv4 possa ser dividida em blocos de 
endereços lógicos. Essa é uma alternativa utilizada pelos provedores de internet para 
minimizar o desperdício de endereços IP na internet. Essa divisão se dá a partir da alteração 
da máscara de rede que define a quantidade de redes em que um bloco original foi dividido 
e, da mesma forma, a quantidade de endereços IP em cada uma das redes. Um exemplo de 
3) 
divisão de rede seria uma máscara /31 que no formato decimal representa a máscara de rede 
255.255.255.254. Apesar de esse exemplo estar correto, na prática ele não poderia ser 
utilizado em uma rede, por quê?
A) a) Com uma máscara /31 temos a divisão de 31 redes, porém, visto que um endereço IPv4 
tem 32 bits, essa divisão deve ser de 32 redes.
B) b) Com uma máscara /31 teremos quatro endereços IP disponíveis para hosts, e essa 
quantidade é insuficiente para uma rede.
C) c) Com uma máscara /31 teremos apenas dois endereços IP disponíveis para a rede, um para 
identificação da rede e outro para endereçar o gateway dessa rede.
D) d) Com uma máscara /31 teremos apenasdois endereços IP disponíveis, dessa forma, um 
deles será a identificação da rede e o outro a identificação de broadcast dessa rede.
E) e) Com uma máscara /31 teremos apenas dois endereços IP disponíveis, dessa forma, um 
deles será a identificação da rede e o outro a identificação de multicast dessa rede.
4) 
Determinada rede de computadores possui seu endereçamento IP com o seguinte bloco: 
10.0.0.0/8. Um dos servidores dessa rede possui o endereço 10.0.10.1/8. Identifique, entre 
as alternativas abaixo, o endereço IP que não poderia ser utilizado para endereçar um host 
na rede, sendo que este host tem a necessidade de acessar recursos desse servidor.
A) a) IP: 10.1.10.1. Máscara: 255.0.0.0.
B) b) IP: 10.0.10.10. Máscara: 255.255.0.0.
C) c) IP: 10.10.10.1. Máscara: 255.0.0.0.
D) d) IP: 10.0.100.1. Máscara: 255.0.0.0.
E) e) IP: 10.1.10.10. Máscara: 255.255.0.0.
5) 
Com o esgotamento dos endereços IPv4, já estão sendo utilizados pelos provedores de 
internet os endereços IPv6, que permitirá uma quantidade significativamente maior de 
endereços IP na internet. Analise as alternativas e assinale aquela que expõe corretamente 
as principais diferenças entre os conceitos de IPv4 e IPv6.
A) a) Os endereços IPv4 são compostos por 32 bits e são representados no formato 
hexadecimal, enquanto os endereços IPv6 são compostos por 128 bits e são representados 
no formato decimal.
B) b) Os endereços IPv4 são compostos por 32 bits e são representados no formato decimal, 
enquanto os endereços IPv6 são compostos por 64 bits e são representados no formato 
hexadecimal.
C) c) Os endereços IPv4 são compostos por 64 bits e são representados no formato decimal, 
enquanto os endereços IPv6 são compostos por 128 bits e são representados no formato 
hexadecimal.
D) d) Os endereços IPv4 são compostos por 32 bits e são representados no formato decimal, 
enquanto os endereços IPv6 são compostos por 128 bits e são representados no formato 
hexadecimal.
E) e) Os endereços IPv4 são compostos por 32 bits separados em 4 octetos, enquanto os 
endereços IPv6 são compostos por 48 bits separados em 6 octetos.
Na prática
Os provedores de internet utilizam uma técnica chamada de subnetagem ou divisão de endereços 
lógicos. Essa técnica pode também organizar as redes corporativas em setores por meio de seus 
endereços IP. Vamos analisar uma rede padrão classe C, que tem 24 bits na sua máscara de rede. 
Com a técnica de divisão de sub-redes, podemos dividir essa rede com um número menor de 
endereços IPs, porém mantendo seu bloco principal.
 
Observe que a rede original foi dividida em duas redes, ambas com 128 endereços e a mesma 
máscara de redes.
Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
Cálculo de Sub-Redes.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
O que é o IPV6, em português claro.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://www.youtube.com/watch?v=7tUEHsQR9ak
https://www.youtube.com/watch?v=_JbLr_C-HLk&feature=youtu.be
Subredes
Apresentação
Uma sub-rede é uma subdivisão lógica de IP de uma rede. O uso de sub-redes ajuda a reduzir o 
tráfego, oculta a complexidade da rede, além de facilitar as manutenções na rede. O endereço IP é 
um endereço com informações sobre como acessar um host específico. Em relação ao 
endereçamento IP, há duas versões de protocolo: o IPv4, que define um endereço IP como um 
número de 32 bits, e o IPv6, que surgiu devido ao crescimento da Internet e ao esgotamento de 
endereços IPv4, usando 128 bits para o endereço IP. 
As subdivisões de rede ocorrem em cima dos endereços IP com aplicação de máscaras e sub-redes. 
No caso do IPv4, que é composto por 4 octetos, essas máscaras são divididas em 5 classes. No 
entanto, apenas as classes A, B e C permitem a configuração de um variado número de redes com 
diferentes tamanhos. 
Nesta Unidade de Aprendizagem, você aprenderá sobre a importância da subdivisão de redes IPv4 
e verá como realizar o cálculo de sub-redes classes A, B e C e como diferenciar a subdivisão de 
redes IPv6. 
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Reconhecer os conceitos e a importância da subdivisão de redes IPv4. •
Explicar o cálculo de sub-redes classes A, B e C.•
Diferenciar a subdivisão de redes IPv6. •
Desafio
A Internet permite o crescimento acelerado de qualquer empresa, desde que consiga estabelecer 
uma comunicação bem configurada, com o maior grau de conexões e com o menor número 
possível de perda de dados ou desperdício de endereços.
 
Por isso, a empresa contrata você, que, com a finalidade de compreender melhor o funcionamento 
das sub-redes, deve:
a) Identificar, para esse cenário do IPv4, qual a máscara de IP mais adequada ao contexto e quais 
seriam as redes para esse problema;
b) Para o IPv6 apresentado, identificar a melhor distribuição para a quantidade de redes solicitada.
Infográfico
Sub-redes é a técnica de particionar uma rede grande em redes menores. Por sua vez, a super-rede 
é o método usado para combinar intervalos menores de endereços em um espaço maior. Essas 
duas técnicas são usadas para aumentar a disponibilidade e reduzir o esgotamento dos endereços 
IP. Embora essas técnicas não tenham sido capazes de eliminar o problema, certamente diminuíram 
a taxa de esgotamento de endereços. 
Confira, no Infográfico a seguir, um comparativo entre essas duas técnicas. 
Aponte a câmera para o 
código e acesse o link do 
conteúdo ou clique no 
código para acessar.
https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/dc8ce24c-165e-4244-8a63-22ddc0d36770/92ee5279-dc07-4a29-b6a4-c27ae1ed2883.jpg
Conteúdo do livro
A Internet, desde sua criação, sob um modelo padrão OSI e sua implementação do TCP/IP adotada 
pelo IPv4, sempre se mostrou consistente. Seu crescimento global acabou mostrando que essa 
versão de estrutura necessitava de uma atualização, dado o crescimento de conteúdos em tempo 
real, muito em decorrência das mídias sociais e do número de IPs públicos, que, com o crescimento 
de empresas no mundo, tem-se tornado cada vez menor. 
Mesmo que o IPv4 apresente algumas limitações, foram aplicadas algumas técnicas para tentar 
minimizar esse problema, como a aplicação do NAT ou até mesmo de redes em CIDR em vez de 
classes (A, B, C). 
No capítulo Sub-redes, da obra Arquitetura TCP/IP II, você verá conceitos e exemplos da utilização 
do IPv4, suas classes em CIDR e como funciona a criação de sub-redes com o IPv6, assim como 
algumas diferenças entre as duas versões. 
Boa leitura. 
ARQUITETURA 
TCP/IP II 
Rafael Albuquerque
Sub-redes
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Reconhecer os conceitos e a importância da subdivisão de redes IPv4.
  Explicar o cálculo de sub-redes classes A, B e C.
  Diferenciar a subdivisão de redes IPv6.
Introdução
Quando se divide uma rede em redes menores, é criado um conjunto 
de sub-redes, ou seja, trata-se de uma subdivisão lógica de uma rede IP. 
A criação dessas sub-redes torna a manutenção da rede mais fácil, uma 
vez que esta passa a ficar dividida em pequenos grupos. Essa divisão 
proporciona um tráfego reduzido e melhor desempenho da rede. As 
sub-redes são criadas a partir dos endereços IP das redes.
 Para o IPv4, as redes também podem ser caracterizadas usando 
uma máscara de sub-rede, que é um número de 32 bits (quatro octetos 
representados no formato decimal) que mascara um endereço IP e o 
divide em endereço de rede (que identifica o endereço de toda a rede) 
e endereço de host (que identifica uma máquina específica). Geralmente, 
essas máscaras são divididas em três classes: classe A, B e C.
Neste capítulo, você vai estudar os conceitos e a importância das 
subdivisões de redes IPv4. Vai ver ainda como realizar os cálculos das 
sub-redes de classesA, B e C, assim como as diferenças da subdivisão 
de rede IPv4 em relação à subdivisão de rede IPv6. 
1 Subdivisão de redes IPv4
O endereçamento IP é, com certeza, o maior responsável por toda interconexão 
em rede. Conforme Kurose e Ross (2013), um computador hospedeiro possui 
apenas um enlace com a rede (um endereço MAC associado ao endereço IP). 
Logo, quando o IP desse hospedeiro envia alguma mensagem ou datagrama, 
ele realiza o envio por meio desse enlace.
O meio físico que interconecta o hospedeiro é denominado interface. Em 
uma rede composta por roteadores e interfaces de conexão, os primeiros rece-
berão datagramas em um enlace e os repassarão a outro enlace, percorrendo 
várias interfaces. Portanto, um roteador tem múltiplas interfaces — uma para 
cada enlace.
Como todos os hospedeiros e roteadores podem enviar e receber datagramas 
IP, esse protocolo exige que cada interface tenha o seu próprio endereço IP. 
Desse modo, um endereço IP está tecnicamente relacionado a uma interface, 
e não a um hospedeiro ou roteador que contém aquela interface. Segundo 
Forouzan e Fegan (2010), o IPv4 (Internet Protocol version 4) é o mecanismo 
de entrega de datagramas sem conexão e não confiável usado pelos protocolos 
TCP/IP, uma vez que não fornece mecanismos de controle de erros ou de fluxo, 
exceto pela detecção de erros no cabeçalho. 
Embora variem na casa dos quatro bilhões (calcule 232), os endereços 
IP possuem comprimento de apenas 32 bits, o que equivale a quatro bytes. 
Normalmente, a sua escrita é feita em notação decimal, o que forma quatro 
octetos. Conforme o exemplo 11.10.2.1, o primeiro octeto “11” corresponde 
ao conjunto binário de “00001101”; o segundo octeto “10” equivale a 
“00001010”; o octeto “2” equivale a “00000010”; por fim, “1” equivale 
a “00000001”.
Conforme Kurose e Ross (2013), o endereço IP é exclusivo de cada hospe-
deiro e roteador na internet, e não pode ser determinado de qualquer forma. 
Por isso, uma parte do endereço IP de uma interface será determinado pela 
sub-rede à qual ela está conectada.
Para ilustrar o endereçamento IP e as suas interfaces, a Figura 1 traz um 
exemplo. Observe que o roteador se conecta a três interfaces de hospedeiros, 
o que forma uma sub-rede — ou três tipos de redes diferentes — que, para 
esse cenário, tem o endereço 223.1.1.0/24. A notação /24 é conhecida como 
máscara de sub-rede, na qual os 24 bits mais à esquerda definem o endereço 
da sub-rede. Logo, a sub-rede 223.1.1.0/24 possui três interfaces de hospedeiros 
(223.1.1.1, 223.1.1.2 e 223.1.1.3) e uma interface de roteador (223.1.1.4). 
Sub-redes2
Figura 1. Endereço IP de interfaces e sub-redes.
Fonte: Adaptada de Kurose e Ross (2013). 
Para aproveitar melhor a capacidade de endereçamento de IPs, em geral se 
usa a técnica de roteamento interdomínio sem classes (CIDR), que generaliza 
a lógica de endereçamento de sub-redes. Nessa técnica, o endereço de 32 bits 
é dividido em duas partes, na forma “a. b. c. d/x”, em que “x” indica o número 
de bits da primeira parte do endereço — ou o endereço da rede. Já os bits 
restantes são responsáveis por distinguir os equipamentos e dispositivos de 
uma organização, dado que todos eles têm o mesmo prefixo de rede.
Cada sub-rede em IPv4 é determinada conforme o destaque de cada inter-
face, seja referente ao hospedeiro ou ao roteador, formando grupos menores 
de redes com interfaces fechando as terminações das redes isoladas. A Figura 
2 apresenta um exemplo de sub-redes interconectadas.
3Sub-redes
Figura 2. Roteadores interconectando sub-redes.
Fonte: Adaptada de Kurose e Ross (2013).
Numa sub-rede de classe /24 ou classe C (máscara 255.255.255.0) com um endereço IP 
192.168.1.X, restam oito bits, que serão utilizados para calcular o número de hospedeiros 
dessa rede, resultando em 256 (28) endereços possíveis. Porém, dois desses endereços 
não são válidos para endereçamento de interfaces. O primeiro é o endereço que define 
a rede (192.168.1.0), e o último é o endereço de broadcast (192.168.1.255). Logo, esses 
dois endereços não podem ser atribuídos.
Sub-redes4
2 Sub-redes classes A, B e C
Em relação à capacidade de dispositivos em uma rede, as classes permitem a 
confi guração de um número variado de redes com tamanhos distintos. Para 
acomodar diferentes tamanhos de redes físicas, o espaço de endereços IPv4 
é dividido em cinco classes de endereços, denominadas classes A, B, C, D e 
E. Cada classe adota uma posição diferente, a fi m de delimitar o prefi xo de 
rede e o identifi cador de estação (ELIAS; LOBATO, 2013). 
De acordo com Forouzan e Fegan (2010), há duas notações que podem 
ser usadas para identificar a qual classe determinado endereço pertence: a 
notação binária e a notação decimal pontual. Quando um endereço é dado 
em notação binária, é possível utilizar os primeiros bits para identificar a 
sua classe; quando é uma notação decimal pontuada, basta o primeiro byte 
para definir a classe do endereço. A Figura 3 ilustra as classes de endereços 
IPv4, cuja distinção é realizada por um código fixo associado a cada classe, 
tanto na notação binária como na decimal pontuada.
Figura 3. Identificação das classes: (a) Notação binária; (b) Notação decimal pontuada.
Fonte: Adaptada de Forouzan e Fegan (2010). 
Apesar de serem divididas em cinco classes, apenas as classes A, B e C 
permitem a configuração de várias redes com tamanhos diferentes, como ilustra 
a Figura 4. Os endereços de classe D são usados para suportar endereçamento 
multicast; e os endereços de classe E não são utilizados na prática, sendo 
reservados para uso experimental (ELIAS; LOBATO, 2013).
5Sub-redes
Figura 4. Capacidade de redes e estações de cada classe de endereços IPv4.
Fonte: Elias e Lobato (2013, p. 81). 
Endereços classe A
Nos endereços de classe A, os oito primeiros bits identifi cam a rede, enquanto 
os outros 24 bits identifi cam a estação. Assim, podemos concluir que o total de 
redes de classe A é de 27 (o primeiro bit do prefi xo de rede sempre é igual a 0), 
com até 224 estações em cada rede (ELIAS; LOBATO, 2013). A máscara padrão 
dessa classe é 255.0.0.0, tendo um conjunto de endereços que vão de 1.0.0.0 até 
127.0.0.0, em que o primeiro octeto representa o endereço da rede, e os octetos 
restantes identifi cam determinado host. Endereços de classe A suportam poucas 
redes, mas cada uma pode ser muito grande.
Classe Binária Decimal pontuada
A 11111111 00000000 00000000 00000000 255.0.0
Fonte: Adaptada de Forouzan e Fegan (2010).
 Endereços classe B
Nos endereços de classe B, os 16 primeiros bits representam o prefi xo de 
rede, e os outros 16 bits representam o identifi cador da estação. Nesse caso, 
o total de redes de classe B é de 214 (os dois primeiros bits do prefi xo de rede 
são fi xados em 10), com até 216 estações em cada rede (ELIAS; LOBATO, 
2013). A máscara padrão dessa classe é 255.255.0.0, tendo um conjunto de 
endereços que vão de 128.0.0.0 até 191.255.0.0, em que os dois primeiros 
octetos representam o endereço da rede, e os octetos restantes identifi cam 
determinado host. Endereços de classe B suportam um número mediano de 
redes com tamanhos relativamente grandes.
Sub-redes6
Classe Binária Decimal pontuada
B 11111111 11111111 
00000000 00000000
255.255.0.0
Fonte: Adaptada de Forouzan e Fegan (2010).
Endereços classe C
Nos endereços de classe C, há 24 bits que identifi cam a rede, e apenas 8 bits 
que identifi cam a estação. Assim, a quantidade de redes de classe C é de, no 
máximo, 221 (os três primeiros bits do prefi xo de rede são fi xados em 110), com 
até 28 estações em cada rede (ELIAS; LOBATO, 2013). A máscara padrão dessa 
classe é 255.255.255.0, tendo um conjunto de endereços que vão de 192.0.0.0 
até 223.255.255.0, em que os três primeiros octetos representam o endereço 
da rede, e o octeto restante identifi ca determinado host. Endereços classe C 
suportam um grande número de redes pequenas.
Classe Binária Decimal pontuada
C 11111111 11111111 
11111111 00000000255.255.255.0
Fonte: Adaptada de Forouzan e Fegan (2010).
3 Subdivisão de redes IPv6
Mesmo que o IPv4 tenha disponibilizado uma comunicação ponto a ponto 
entre os sistemas da internet desde os anos de 1970, a comunicação de dados 
evoluiu desde o seu nascimento. Isso resultou no aparecimento de algumas 
limitações: 
  apesar da implementação de técnicas CIDR e NAT, o esgotamento 
ainda é um problema; 
  o uso de streams e áudio em tempo real não foi previsto no seu projeto 
original; 
  com o aumento do poder computacional, alavancou-se a procura por 
sistemas mais seguros, e não são oferecidos recursos de criptografia 
ou autenticação.
7Sub-redes
 Segundo Forouzan e Fegan (2010), as limitações apresentadas pelo IPv4 
foram superadas com a implantação de um novo padrão denominado Inter-
networking Protocol version 6 — ou somente IPv6. Nesse modelo, o IP foi 
completamente alterado, de modo a comportar o crescimento não previsto da 
internet. Isso acarretou mudanças no formato de datagramas e em protocolos 
de rede (por exemplo, ICMP, ARP, RARP e IGMP), bem como nos protocolos 
de roteamento RIP e OSPF, que foram ligeiramente alterados.
Além disso, a quantidade de IPs disponíveis é exorbitante. Como o compri-
mento dele é de 128 bits, ao contrário do IPv4, de apenas 32, o IPv6 acomoda 
mais de 340 undecilhões de endereços possíveis.
Formato dos datagramas
No IPv6, cada pacote de dados é composto por um cabeçalho base e um 
payload, conforme você vê na Figura 5. O payload é composto por cabeçalhos 
de extensão opcionais e dados da camada superior. Já o cabeçalho base ocupa 
40 bytes, de modo que os cabeçalhos de extensão e os dados da camada superior 
contenham até 65.535 bytes de informação. 
Figura 5. Cabeçalho e payload do IPv6.
Fonte: Adaptada de Forouzan e Fegan (2010). 
Os campos que compõem um cabeçalho do IPv6 são os seguintes (FO-
ROUZAN; FEGAN, 2010):
  versão – campo de quatro bits que define o número da versão do IP;
  prioridade – campo de quatro bits que define a prioridade do pacote 
em situações de congestionamento de tráfego;
Sub-redes8
  flow label – campo de três bytes (24 bits) que se destina a oferecer 
tratamento especial para determinado fluxo de dados;
  comprimento do payload – campo de dois bytes que define o compri-
mento do datagrama IP, excluindo o cabeçalho base;
  next header – campo de oito bits que aponta para o próximo cabeçalho 
após o cabeçalho base em um datagrama;
  limite de saltos – campo de oito bits que atende ao mesmo objetivo do 
campo TTL no IPv4;
  endereço de origem – endereço internet de 16 bytes (128 bits) que 
identifica a fonte de origem do datagrama;
  endereço de destino – endereço internet de 16 bytes (128 bits) que 
normalmente identifica o endereço de destino do datagrama.
Veja na Figura 6 os formatos dos pacotes no IPv6.
Figura 6. Formato dos pacotes do IPv6.
Fonte: Adaptada de Forouzan e Fegan (2010). 
9Sub-redes
Estrutura do IPv6
Assim como o IPv4, existem no IPv6 blocos de quantidades de bits. A nova 
versão do protocolo é constituída por oito blocos de 16 bits, e cada bloco possui 
uma divisão feita por dois-pontos (:). Cada grupo de 16 bits — chamado de 
deca-hexateto ou duocteto — possui quatro símbolos hexadecimais que podem 
variar de 0000 a FFFF. 
Como a sua nomenclatura é longa, algumas regras de nomenclatura foram 
definidas. Uma delas é que zeros à esquerda, em cada duocteto, podem ser 
omitidos. Logo, 2001:0CB8:00FD:000E:0000:0000:0000:0010 pode ser re-
presentado por 2001:CB8:FD:E:0:0:0:10. Além disso, blocos vazios contínuos 
podem ser representados pelos caracteres “::” (quatro pontos) uma única vez 
dentro do endereço. Logo, 2001:0DB8:00AD:000F:0000:0000:0000:0001 pode 
ser representado por 2001:DB8:AD:F::1.
Ainda conforme a sequência hexadecimal anterior, a sua rede e os seus 
hosts são identificados com a seguinte separação, conforme apresentado 
na Figura 7.
Figura 7. Separação de rede e hosts na sequência hexadecimal do IPv6.
Diferentemente das sub-redes de IPv4, em sub-redes na versão 6, não se 
costuma informar uma máscara, mas a notação bit count foi mantida. Cada 
posição em hexadecimal representa 16 combinações. É possível ainda segmen-
tar a rede em blocos menores do que um múltiplo de quatro bits, tomando-se 
bits “emprestados” da porção de hospedeiros. Veja no Quadro 1 a tabela de 
conversão de binário para hexadecimal. 
Sub-redes10
Decimal (base 10) Binário (base 2) Hexadecimal (base 16)
0
1
2
3
0000
0001
0010
0011
0
1
2
3
4
5
6
7
0100
0101
0110
0111
4
5
6
7
8
9
10
11
1000
1001
1010
1011
8
9
A
B
12
13
14
15
1100
1101
1110
1111
C
D
E
F
Quadro 1. Tabela de conversão de binário para hexadecimal
Conforme o Quadro 1, cada símbolo hexadecimal possui quatro bits, que 
permitem escrever qualquer valor entre 0 (0000) e F (1111). Cada bit que compõe 
um símbolo hexadecimal possui determinado valor posicional (23, 22, 21 e 20 
ou 8, 4, 2 e 1, respectivamente), ou seja, conforme você vê na Figura 8, para 
a sequência de bits 0DB8, cada elemento terá um valor posicional.
Figura 8. Valor posicional de cada bit da sequência em 
hexadecimal. 
11Sub-redes
Quando aumentamos o tamanho do prefixo da rede avançando sobre os bits 
de host, estamos criando blocos IP menores. Veja um exemplo para ilustrar o 
seu funcionamento. Suponha que uma empresa precise dividir o seu prefixo 
de rede em dois: 2001:0:BCAD::/48 - prefixo /48. Logo, seguindo a ideia de 
empréstimo de bits, observe a Figura 9.
Figura 9. Criação de duas sub-redes a partir do empréstimo de bit. 
ELIAS, G.; LOBATO, L. C. Arquitetura e protocolo de rede TCP-IP. Rio de Janeiro: ESR, 2013.
FOROUZAN, B. A.; FEGAN, S. C. Comunicação de dados e redes de computadores. 4. ed. 
Porto Alegre: AMGH, 2010. E-book.
KUROSE, J. F.; ROSS, K. W. Redes de computadores e a internet: uma abordagem top-down. 
6. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013.
Sub-redes12
Dica do professor
A RFC 3531 sugere três métodos para realizar a ordenação da distribuição de endereços e blocos 
utilizando o protocolo IPv6. Os métodos são: leftmost, rightmost e centermost. Essa RFC tem como 
objetivo distribuir as sub-redes IPv6. 
Assista à Dica do Professor e conheça um simulador que ajuda no entendimento desses três 
métodos. 
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/dd8339d1c6d47431f4c74c06b06cf81e
Exercícios
1) Para acomodar diferentes tamanhos de redes físicas, o espaço de endereços IPv4 é dividido 
em cinco classes de endereços: classes A, B, C, D e E. Considerando a capacidade de 
dispositivos de uma rede, qual dessas classes pode conter 216 hots?
A) Classe A. 
B) Classe B. 
C) Classe C. 
D) Classe D. 
E) Classe E. 
2) É possível descobrir a classe de um endereço quando for dado o endereço na notação binária 
ou na notação decimal pontuada. Considere o seguinte endereço na notação binária:
11000001 10000011 00011011 11111111
Indique a qual classe pertence esse endereço.
A) Classe A. 
B) Classe B. 
C) Classe C. 
D) Classe D. 
E) Classe E. 
3) Para o IPv4, uma máscara de sub-rede é um número de 32-bit, ou seja, quatro octetos 
representados no formato decimal. Passe o endereço IPv4 da notação binária 11000001 
10000011 00011011 11111111 para a notação decimal pontuada.
A) 193.131.27.255.
B) 129.11.11.239.
C) 221.34.7.8.20.
D) 111.56.45.78.
E) 75.45.301.14.
4) A RFC 3531 sugere três métodos para realizar a ordenação da distribuição de endereços e 
blocos utilizando o protocolo IPv6. 
Quais desses algoritmos é considerado o mais simples para realizar essa distribuição?
A) Centermost.
B) Leftmost.
C) Rightmost.
D) Pesquisa binária. 
E) Algoritmo de roteamento de classe. 
5) As máscaras de sub-redes são formadas por apenas dois valores: 0 e 255. Considerando as 
máscaras de sub-redes, qual a máscara de sub-redes de classe C?
A) 255.255.255.
B) 255.1.0.1.C) 255.0.0.0.
D) 255.255.0.0.
E) 255.255.255.0.
Na prática
Lidar com redes em grande escala, que agrupam várias sub-redes, 
é um desafio e exige ótima organização, para permanecer sempre 
com serviços ou aplicações ativos. Nesse sentido, entender como funciona a comunicação dessas 
sub-redes com o provedor central 
é importante para melhor gerenciar uma rede.
Nesta Na Prática, conheça o funcionamento de uma organização 
que tem um link externo de um provedor e veja como as sub-redes 
se comportam.
Aponte a câmera para o 
código e acesse o link do 
conteúdo ou clique no 
código para acessar.
https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/2215f46c-b7b2-4539-8d21-d671d8f864ac/42d9a4a4-90fa-49b1-8feb-101ef9ced84e.jpg
Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
Gerenciamento de mobilidade de fluxos IP em dispositivos 
com múltiplas interfaces
Com diferentes tecnologias de rede sem fio, como Bluetooth, Wi-Fi e 3G, sendo implantadas para 
prover ubiquidade de acesso, é natural que a área de cobertura dessas redes se sobreponha em 
determinados lugares. Esta dissertação analisa as preferências do usuário, o contexto em que o 
dispositivo está inserido e os requisitos de cada fluxo que está sendo transmitido antes de decidir 
se será necessário executar uma mudança de interface, evitando, assim, reconfigurações 
desnecessárias.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
ESTUDO DE CASO TRANSIÇÃO DO PROTOCOLO IPv4 
PARA IPv6
Leia aqui mais sobre este estudo de caso .
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://tede.ufam.edu.br/bitstream/tede/7677/8/Disserta%c3%a7%c3%a3o_FlavioAugustoMontenegroFilho_PPGI.pdf
https://portal.unisepe.com.br/unifia/wp-content/uploads/sites/10001/2018/06/055_estudo8.pdf
Classless inter-domain rounting
Apresentação
O Classless Inter-Domain Routing (CIDR) foi introduzido nos anos de 1990 como uma melhora para a 
forma como o tráfego era conduzido pelas redes IP (Internet Protocol). Isso flexibilizou a divisão de 
endereços de IP, que era feita utilizando classes, melhorando a eficiência no uso dos endereços que 
eram cada vez mais escassos. Por meio do padrão CIDR, é possível definir redes com número de 
bits variável, o que no padrão de classes só era possível para os tamanhos 8, 16 e 24 bits.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai aprender detalhes sobre o CIDR, que incluem desde 
conceitos básicos até a notação standard para o intervalo de endereços. Além disso, você vai 
conhecer outro benefício do CIDR, que é a agregação de prefixos, a qual reduz o número de rotas e 
previne a sobrecarga nas tabelas de roteamento dos roteadores.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Apresentar o conceito de Classless Inter-Domain Routing.•
Reconhecer a notação standard para endereços CIDR.•
Identificar a agregação de prefixos de roteamento.•
Desafio
O técnico de redes é o profissional responsável por instalar e configurar dispositivos de 
comunicação digital e programas de computador em dispositivos de rede. Ele também participa da 
implantação de projetos configurando diversos aspectos da rede, como, por exemplo, os endereços 
IP e as máscaras de sub-rede. Também é papel do técnico de redes estimar e indicar na 
configuração o tamanho de suas sub-redes.
Imagine que uma vaga para técnico de redes esteja aberta em uma empresa de gestão de TI 
localizada em Varsóvia, na Polônia. Essa empresa é especializada em terceirizar a área de TI de 
outras empresas, tendo soluções que vão desde cabeamento estruturado até configuração e 
segurança de redes. Você se candidatou para a vaga e, após a primeira fase, foi chamado para uma 
entrevista presencial. Nessa fase, o gerente de redes e um administrador de infraestrutura de TI 
estavam presentes. Ambos citaram que trabalham em campo implementando sub-redes de 
tamanhos distintos e que isso era imprescindível para solucionar as demandas de outras empresas. 
Nessa linha, a primeira pergunta que eles fizeram foi em relação aos seus conhecimentos e 
experiências prévias. A segunda foi a pergunta a seguir: 
Dado o endereço de IP 192.168.60.55/20, qual é a máscara de sub-rede e quantos hosts é possível 
endereçar em uma dessas redes? 
 
Infográfico
O endereço de IP identifica um host, ou seja, cada estação ou equipamento de rede deve ter um 
endereço diferente. Esse endereço é composto por 32 bits, sendo que a primeira parte dele é 
utilizada para representar a rede da qual o host faz parte, e a segunda parte identifica o host dentro 
da rede. A atribuição de endereços de IP pode acontecer de acordo com duas abordagens.
Veja, no Infográfico, uma comparação entre as abordagens das classes de endereço de IP e CIDR. 
Além da descrição de cada abordagem, você verá a diferença na quantidade de endereços IP 
desperdiçados por cada uma.
Aponte a câmera para o 
código e acesse o link do 
conteúdo ou clique no 
código para acessar.
https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/9e44e66c-39d4-4bbb-b78e-d134a1549dd6/52ad518e-9d11-43df-962e-97d8d1794b2e.jpg
Conteúdo do livro
O roteamento e o endereçamento são peças fundamentais para o funcionamento de qualquer rede. 
Sem eles, não seria possível realizar a transmissão de dados em forma de pacotes, pois não haveria 
caminhos a serem utilizados até o destino do pacote. O primeiro método de endereçamento tinha 
ineficiências que esgotaram a disponibilidade de endereços IPv4 (Internet Protocol versão 4) mais 
rapidamente do que o esperado. Dessa forma, uma vez identificado o problema, foi criado um 
sistema padronizado conhecido como CIDR. O CIDR, que é o acrônimo para roteamento entre 
domínios sem classe, é um esquema de endereçamento IP que torna a alocação de endereços IP 
mais eficiente.
No capítulo Classless Inter-Domain Routing, da obra Arquitetura TCP/IP II, base teórica desta Unidade 
de Aprendizagem, você verá uma apresentação do conceito de CIDR, deixando claro como ele 
ajudou a prolongar a disponibilidade de endereços IPv4 e a diminuir a tabela de roteamento dos 
roteadores. Além disso, você verá a notação de endereços padronizada proposta no CIDR. Por fim, 
aprenderá o conceito de agregação de endereços e os benefícios de sua utilização, além da sua 
contribuição para o funcionamento do sistema global de redes de computadores interligadas – 
Internet.
Boa leitura.
ARQUITETURA 
TCP/IP II 
Matheus da Silva Serpa 
Classless inter-domain routing
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Apresentar o conceito classless inter-domain routing.
  Reconhecer a notação standard para endereços CIDR.
  Identificar a agregação de prefixos de roteamento.
Introdução
O endereçamento IP (Internet Protocol; ou protocolo de internet, em 
português) é parte fundamental da internet. Por meio dele, os dispositivos 
que realizam o roteamento sabem para onde devem enviar os dados 
coletados. Entretanto, seu número de endereços disponíveis é limitado, 
e sua distribuição de forma não hierárquica pode levar a dificuldades 
para a conexão de rede.
Neste capítulo, você estudará sobre o classless inter-domain routing 
(CIDR), uma técnica utilizada para distribuir endereços IP. Além disso, 
conhecerá a notação padronizada do CIDR. Por fim, conhecerá a técnica 
de agregação de prefixos/rotas, responsável por juntar os prefixos IP de 
diferentes tamanhos e fazer as tabelas de roteamento nos roteadores 
serem menores e mais eficientes.
1 Conceito de CIDR 
A alocação de endereços IP é um problema que tem sido tratado por meio 
do uso de diversas técnicas, como, por exemplo, a construção de sub-redes 
de forma organizada. Entretanto, o uso somente da abordagem de sub-redes, 
embora a alocação destas siga práticas preestabelecidas, acarretará um pro-
blema: as tabelas deroteamento serão muito grandes. Os equipamentos que se 
localizam no extremo das redes (conhecido como borda da rede), responsáveis 
pela realização do roteamento, precisam ter mapeado todos os endereços das 
sub-redes para que a comunicação ocorra de forma correta. Em contrapartida, 
para a realização do roteamento fora da rede, utiliza-se uma regra de enca-
minhamento padrão para enviar os pacotes até o fornecedor do acesso, o ISP 
(Internet Service Provider; ou Provedor de Serviço Internet, em português), 
que conecta a rede (pertencente a alguma organização) à internet. 
Dentro do ISP, os roteadores precisam ter mapeado a rota até o destino 
que foi solicitado. Esses roteadores, conhecidos como roteadores de núcleo, 
têm mapeadas milhares de rotas, chegando à casa de milhões, gerando 
uma tabela de roteamento muito grande. Desse modo, o trabalho de match 
(conferir o endereço) realizado nessas tabelas torna-se custoso, uma vez que 
cada pacote enviado precisa ser conferido. Além disso, em ISPs considerados 
grandes, milhões de pacotes são enviados por segundo. Para diminuir o 
tamanho das tabelas de roteamento, utiliza-se uma técnica conhecida como 
agregação de rota, que combina vários prefixos IP, que podem ou não 
possuir diferentes tamanhos, em um único prefixo maior (TANENBAUM; 
WETHERALL, 2011).
Quando a agregação é estabelecida, os endereços IP estão contidos em 
prefixos com tamanhos variáveis, e cada roteador deve gerenciar a informa-
ção de prefixos que possui. Essa é a estratégia de endereçamento utilizada 
para que a internet funcione, conhecida como classless inter-domain router 
(CIDR). O CIDR tem a função de generalizar a visão do endereçamento 
nas sub-redes. Um endereço CIDR se parece com um endereço IP normal, 
entretanto, ele utiliza uma barra no final, seguida por um número, chamado 
de prefixo IP. Por exemplo, considere um bloco de endereços composto por 
8.192 IPs, disponível a partir do endereço 192.24.0.0, que será dividido em 
três universidades (KUROSE; ROSS; ZUCCHI, 2013).
A Universidade de Cambridge solicita 2.048 endereços, e os recebe 
de 19.24.0.0 até 192.24.7.255, com máscara de rede 255.255.248.0. Em se-
guida, a Universidade de Oxford requisita 4.096 endereços, e os recebe de 
192.24.16.0 até 192.24.31.255, com máscara 255.255.240.0. Por fim, a Uni-
versidade de Edimburgo requisita 1.024 endereços, e os recebe de 192.24.8.0 
até 192.24.11.255, com máscara de rede 255.255.252.0. Essas atribuições de 
endereços estão dispostas no Quadro 1. Os roteadores de núcleo recebem os 
endereços das três redes, e os roteadores próximos às universidades podem 
necessitar enviar pacotes para uma interface de saída diferente para cada 
Classless inter-domain routing2
um dos endereços. Assim, faz-se necessária uma entrada para cada ende-
reço nas tabelas de roteamento. A Figura 1 demonstra como o roteador de 
Londres interconecta as três universidades (três endereços) (TANENBAUM; 
WETHERALL, 2011).
Fonte: Adaptado de Tanenbaum e Wetherall (2011).
Universidade
Primeiro 
endereço
Último 
endereço Quantidade Prefixo
Cambridge 192.24.0.0 192.24.7.255 2.048 192.168.0.0/21
Edimburgo 192.24.8.0 192.24.11.255 1.024 192.24.8.0/22
Oxford 192.24.16.0 192.24.31.255 4.096 192.24.16.0/20
Disponível 192.24.12.0 192.24.15.255 1.024 192.24.12.0/22
Quadro 1. Atribuições dos endereços IP para três universidades
Na Figura 1, observa-se os três prefixos das universidades vistas por um 
roteador distante, localizado em Nova Iorque. Primeiro, os três endereços 
devem ser enviados do roteador de Nova Iorque para o de Londres. O rote-
ador de Londres verifica essa requisição e agrega os três endereços em um 
(192.24.0.0/19), enviando-o para o roteador de Nova Iorque. Esse endereço 
agregado possui um range de 8 mil endereços, com as três universidades 
inclusas e os endereços não alocados. Dessa forma, por meio da utilização 
da agregação, três endereços foram reduzidos a um, reduzindo as entradas 
na tabela de roteamento do roteador de Nova Iorque.
Além disso, o processo de agregação é realizado automaticamente, sem a 
interação de um administrador. Outro fato a ser destacado é que os endereços 
podem se sobrepor. Assim, a regra padrão utilizada para o envio dos pacotes é 
que estes sejam direcionados para a rota mais específica ou que possua o maior 
endereço combinado e tenha menos IPs. A utilização do maior endereço combi-
nado oferece uma maior flexibilidade (TANENBAUM; WETHERALL, 2011). 
3Classless inter-domain routing
Figura 1. Agregação de endereços IP.
Fonte: Adaptada de Tanenbaum e Wheterall (2011).
2 Notação dos endereços CIDR
Antes da utilização do CIDR, o esquema de endereçamento IP era realizado 
em classes com tamanhos específi cos, sendo a classe A com 8 bits (/8 = 224 
– 2 = 16.777.216 endereços), B com 16 bits (/16 = 216 – 2 = 65.534 endereços) 
e C com 24 bits (/24 = 28 – 2 = 254 endereços). Entretanto, a utilização de 
classes foi logo vista como um problema, devido ao desperdício de endere-
ços. Por exemplo, uma organização que necessita de 2.000 endereços seria 
atendida pela classe B. Entretanto, a classe B possui a disposição 65.534 
endereços, e, dessa forma, quase 63.000 endereços seriam alocados devido 
à utilização da classe, mas permaneceriam sem ser utilizados (KUROSE; 
ROSS; ZUCCHI, 2013). 
Então, o endereçamento com a utilização de classes foi migrado para 
prefixos sem classes, com o objetivo de corrigir o desperdício de endereços e 
tornar explícito quais bits, em um endereço IPv4 com 32 bits, são conhecidos 
como endereços de redes (prefixos) associados a um site e quais são utilizados 
para numerar sistemas finais individuais dentro do site. Na notação CIDR, um 
prefixo é mostrado com uma quantidade de 4 octetos, um endereço IPv4 ou 
número de rede tradicional, seguido pelo caractere "/" (barra), e por um valor 
decimal entre 0 e 32, que descreve o número de bits significativos (FULLER; 
LI, 2006).
Classless inter-domain routing4
Por exemplo, a rede 172.16.0.0, pertencente à classe B, com uma máscara de rede 
255.255.0.0, é definida como o prefixo 172.16.0.0/16. O "/ 16" indica que a máscara para 
extrair a parte da rede do prefixo é um valor de 32 bits, em que os 16 bits mais signifi-
cativos são uns e os 16 bits menos significativos são zeros. Da mesma forma, o número 
de rede pertencente à classe C 192.168.99.0 é definido como o prefixo 192.168.99.0/24; 
os 24 bits mais significativos são uns e os 8 bits menos significativos são zeros.
O uso de prefixos sem classe com comprimentos de prefixo explícitos permite 
uma correspondência muito mais flexível dos blocos de espaço de endereço, de 
acordo com a necessidade real. Antigamente, apenas três tamanhos de rede estavam 
disponíveis, porém, hoje, os prefixos podem ser definidos para descrever qualquer 
potência do bloco de dois tamanhos entre 1 e 232 endereços do sistema final. 
Na prática, o conjunto de endereços não alocado é administrado pela Internet 
Assigned Numbers Authority (IANA). A IANA faz alocações desse bloco 
para registros regionais da internet, conforme necessário. Essas alocações são 
feitas em blocos contíguos e alinhados por bits de 224 endereços (também 
conhecidos como prefixos 8). Os registros regionais da internet (RIRs), por 
sua vez, alocam ou atribuem blocos de endereços menores a registros locais 
da internet (LIRs) ou provedores de serviços da internet (ISPs). Essas entida-
des podem fazer uso direto da atribuição (como seria comum no caso de um 
ISP) ou fazer sublocações adicionais de endereços para seus clientes. Essas 
atribuições de endereço RIR variam de acordo com as necessidades de cada 
ISP ou LIR. Por exemplo, um ISP grande pode receber um bloco de endereços 
de 217 endereços (prefixo a / 15), ao passo que um ISP menor pode receber 
um bloco de endereços de 211 endereços (prefixo a / 21). 
Observe que os termos “alocar” e “atribuir” têm um significado específico 
no sistema de registro de endereços da internet. Alocar refere-se à delegação 
de