Aula 5 - Redes de Computadores

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REDES DE COMPUTADORES 
AULA 5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Luis Rohling 
 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
No modelo TCP/IP, temos como principais protocolos o TCP, que opera 
na camada de transporte, e o IP, que opera na camada de Internet, que equivale 
à camada de rede no modelo OSI, sendo que as atribuições de cada uma dessas 
camadas já foram vistas em conteúdos anteriores. Assim, nesta aula, iremos 
estudar a operação detalhada do protocolo IP, nas versões IPv4 e IPv6, e como 
esses protocolos implementam as funções da camada de Internet. 
Figura 1 – O protocolo da camada de Internet 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
Conforme vimos em conteúdo anterior, as atribuições da camada de rede 
no processo de comunicação nas redes de dados são: 
• Processamento da comunicação ponta a ponta; 
• Endereçamento dos dispositivos finais; 
• Encapsulamento e desencapsulamento; 
• Roteamento. 
O protocolo definido pelo IETF que irá operar na camada de Internet é o 
Protocolo Internet (IP – Internet Protocol), cuja versão utilizada atualmente é o 
IPv4, que está operando em conjunto com a nova versão 6 (IPv6) no modelo 
chamado de pilha dupla (dual stack). 
ACESSO AO 
MEIO 
INTERNET 
TRANSPORTE 
APLICAÇÃO 
IPv4 e IPv6 
Modelo TCP/IP 
 
 
3 
Também é importante observarmos que mesmo com mudança da versão 
do protocolo da camada de Internet, não é necessária nenhuma alteração no 
protocolo de transporte, ou seja, temos o mesmo protocolo TCP operando da 
mesma maneira tanto para o IPv4 quanto para o IPv6, conforme vimos em 
estudo anterior. 
Para o encaminhamento dos dados por meio da rede, o protocolo IP irá 
então encapsular os segmentos recebidos da camada de transporte, 
acrescentando o cabeçalho da camada de rede, e, assim, montando os pacotes 
IP. Essa estrutura de informação – que são os pacotes IP – será encaminhada 
até o destinatário, passando pelos diversos links de dados, nos quais ocorrerá a 
troca de protocolos da camada de enlace de dados, de acordo com a tecnologia 
empregada em cada conexão. 
Uma das características do protocolo IP é que ele é chamado de protocolo 
“sem conexão”, ou seja, não é estabelecido nenhum tipo de comunicação entre 
os terminais antes do envio dos dados. Na prática, quem irá estabelecer essa 
conexão é o protocolo TCP, por meio do processo chamado de “Handshake 
triplo”, visto em conteúdo anterior. Portanto, a única atribuição do protocolo de 
rede é fazer com que as mensagens sejam entregues ao destinatário, incluindo 
as mensagens iniciais, que estabelecem a sessão de comunicação que é feita 
pelo protocolo TCP. 
Além de não estabelecer nenhum tipo de conexão, o protocolo IP também 
não possui nenhum mecanismo de confirmação de entrega, o que, na prática, 
novamente é feito pelo protocolo TCP. Ou seja, temos todos os requisitos de 
uma comunicação confiável implementada com a utilização do conjunto de 
protocolos TCP e IP, que operam de forma complementar. 
TEMA 1 – O PACOTE IP 
A estrutura de comunicação formada na camada de rede, também 
chamada de PDU, é o pacote IP, que será formado pelo acréscimo do cabeçalho 
do protocolo de rede ao segmento recebido da camada de transporte. 
 
 
 
4 
Figura 2 – Cabeçalho dos pacotes IP 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
No cabeçalho dos pacotes é que teremos as informações necessárias 
para que sejam implementadas as funções da camada de rede, tais como os 
endereços de origem e de destino dos pacotes, bem como as informações de 
controle do processo de encaminhamento de tráfego por meio da rede, que é o 
roteamento. 
Inclusive, com a evolução do protocolo IP, na versão IPv6 temos diversas 
melhorias implementadas em relação ao IPv4, as quais impactam a alteração 
das informações inseridas no cabeçalho dos pacotes. Uma dessas alterações é 
o tamanho do campo de endereços, que possibilita o endereçamento de muitos 
outros terminais, aumentando a quantidade de dispositivos conectados à 
Internet. 
1.1 O cabeçalho IPv4 
O cabeçalho do protocolo IPv4 possui um comprimento total de 20 bytes, 
em que temos diversos campos, conforme mostrado na figura a seguir. 
 
Camada de 
Transporte 
Segmento TCP CABEÇALHO 
IP 
Segmento TCP 
Camada de 
Rede 
Pacote IP 
 
 
5 
Figura 3 – Cabeçalho IPv4 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
O primeiro campo do cabeçalho, que possui quatro bits de comprimento, 
indica a versão do protocolo IP que está contido no pacote. Assim, ao receber o 
pacote, o terminal já poderá determinar qual é o conteúdo do pacote, ou seja, 
quais são os campos seguintes, pois os cabeçalhos dos protocolos IPv4 e IPv6 
são diferentes. Assim, os pacotes IPv4 terão, no campo Versão, o valor binário 
igual a 0100, que corresponde ao valor quatro em decimal. 
No segundo byte do cabeçalho, temos o campo identificado como DSCP, 
que é utilizado para a implementação dos mecanismos de qualidade de serviço 
nas redes, que é o chamado QoS. Assim, este campo poderá ser utilizado pelos 
dispositivos intermediários de rede, que são os roteadores, para aplicar um 
tratamento diferenciado para o tráfego que atravessa a rede. Porém, no processo 
de roteamento da Internet, normalmente esse campo não é utilizado, ou seja, 
não haverá nenhum tratamento diferenciado para o tráfego WEB. 
Outro campo de fundamental importância no processo de roteamento, que 
é uma das atribuições da camada de rede, é o campo identificado como TTL, 
abreviação de Time To Live, o qual representa o limite de vida do pacote dentro 
da rede com um tamanho de oito bits. Como os pacotes poderão ser roteados 
por vários caminhos, poderemos ter os loops dentro da rede, de modo que o 
pacote seria encaminhado indefinidamente, ocupando a rede e não conseguindo 
ser encaminhado para o seu destino. Assim, esse campo tem o seu valor 
decrementado cada vez que é encaminhado por um roteador dentro da rede. 
 
Versão DSCP 
Identificação 
Tamanho 
Flag Deloc.Fragmento 
TTL Protocolo Soma de verificação 
Endereço IP de origem 
Endereço IP de Destino 
 
20 bytes 
Byte1 Byte2 Byte3 Byte4 
 
 
6 
Quando o valor desse campo atingir o valor zero, o pacote é descartado, 
não sendo mais roteado. Ou seja, esgotada a quantidade de encaminhamentos, 
que são chamados de saltos, o pacote não é mais encaminhado, por isso o 
campo é chamado de tempo de vida, apesar de não estar associado diretamente 
a um relógio. 
Como os campos do cabeçalho do pacote IP são preenchidos pelo 
terminal que irá enviar os dados, esse campo é definido, por padrão, pelo próprio 
sistema operacional que está sendo executado no terminal, tanto no computador 
do usuário quanto no servidor. Assim, podemos ter inclusive valores diferentes 
de TTL para cada sentido da comunicação, ou seja, o valor de TTL inserido pelo 
cliente pode ser diferente do valor de TTL inserido pelo servidor. 
De modo semelhante ao protocolo Ethernet, o protocolo IP também insere 
no seu cabeçalho um valor para identificar qual é o protocolo de camada superior 
que está encapsulado no pacote IP, que consiste no campo mostrado na figura 
que mostra os campos do cabeçalho e que está identificado como Protocolo, 
cujo tamanho é de oito bits. 
Para identificar o remetente e o destinatário dos pacotes IP, o protocolo 
IP insere no cabeçalho os endereços IP de origem e de destino, que são dois 
campos de 32 bits cada. Assim, os roteadores que realizam o processo de 
encaminhamento do tráfego na rede IP irão analisar o endereço de destino 
contido no cabeçalho de cada pacote, definindo por qual interface será 
encaminhado o pacote. 
1.2 O cabeçalho IPv6 
O cabeçalho do pacote IPv6 é diferente do cabeçalho do pacote IPv4, 
possuindo uma menor quantidade de campos, pois a operação do protocolo IPv6 
apresenta diversas evoluções em relação à versão anterior. 
Com o aumento do tamanho do identificador, que é o endereço IP, 
teremos a necessidade de um tamanho maior do cabeçalho, já que o espaço 
necessáriopara cada endereço (de origem e de destino) será quatro vezes 
maior. Assim, o espaço ocupado no cabeçalho para esses endereços, que era 
de 64 bits no cabeçalho IPv4, será de 256 bits no protocolo IPv6, pois os 
endereços são de 128 bits. 
 
 
7 
Assim, para diminuir o tamanho do cabeçalho, o IPv6 utiliza um campo 
chamado de Próximo Cabeçalho, o qual permite acrescentar mais cabeçalhos, 
se necessário, conforme mostrado na figura a seguir. 
Figura 4 – Cabeçalho IPv6 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
Assim como no IPv4, o primeiro campo do cabeçalho IPv6 é o campo que 
indica a versão do protocolo, que, nesse caso, conterá o valor binário 0110, que 
equivale ao valor de seis em decimal. 
O próximo campo identifica a classe de tráfego e equivale ao campo 
DSCP do protocolo IPv4, de modo a manter a compatibilidade com os 
mecanismos de QoS já implementados para a versão anterior. 
O IPv6 introduziu um novo campo, o Rótulo de Fluxo. Esse campo é 
utilizado para agilizar o processo de roteamento, de modo que os fluxos de 
tráfego iguais tenham o mesmo processamento pelos roteadores. O próximo 
campo do cabeçalho IPv6, que é o Tamanho do Payload, irá indicar qual é a 
quantidade de dados recebidos da camada superior, os quais estão inseridos no 
pacote IP. 
Versão Classe de tráfego 
Tamanho do Payload 
Rótulo de fluxo 
Próximo 
Cabeçalho Limite de saltos 
Endereço IP de origem 
Endereço IP de Destino 
40 bytes 
Byte1 Byte2 Byte3 Byte4 
 
 
8 
Caso seja necessário inserirmos mais informações para o processo do 
IPv6, o campo Próximo Cabeçalho será utilizado para indicar que antes dos 
dados da camada superior, chamada Payload, existirá mais um cabeçalho, cujos 
campos dependerão do tipo de cabeçalho adicional. 
O campo TTL do cabeçalho do protocolo IPv4 foi renomeado no protocolo 
IPv6, sendo agora identificado como Limite de Saltos, porém, com a mesma 
funcionalidade da versão anterior. Assim, esse campo tem uma identificação 
mais adequada em relação à sua funcionalidade no IPv6. 
Os dois últimos campos do cabeçalho, de 128 bits cada, são os endereços 
de Origem e de Destino do pacote IP, utilizados pelos roteadores para o 
processo de encaminhamento dos pacotes na rede, da mesma maneira que para 
o IPv4. 
TEMA 2 – O ENDEREÇAMENTO IP 
Para a identificação dos computadores na rede IP, temos o endereço IP, 
que deve ser atribuído a cada dispositivo que necessite estabelecer um processo 
de comunicação na rede. Esse identificador tem que ser exclusivo para que o 
processo de encaminhamento dos pacotes na rede (roteamento) possa localizar 
corretamente o destinatário do pacote IP. 
Assim, quando for conectado em uma rede, seja por meio de uma 
conexão com cabo UTP ou em uma rede wireless, o seu computador receberá 
esse identificador, o qual dependerá do esquema de endereçamento da rede à 
qual foi conectado. 
Para que você possa identificar qual é o endereço atribuído ao seu 
computador, se estiver utilizando o sistema operacional Windows, deverá abrir a 
tela de comandos com a digitação do comando “cmd” na linha de pesquisa, 
abrindo uma tela identificada como “Prompt de comando”, conforme mostrado 
na figura a seguir. Para visualizar o endereço IP, o comando a ser utilizado é o 
“ipconfig”. 
 
 
 
9 
Figura 5 – Identificando o endereço IP do computador 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
Neste exemplo, podemos verificar que o computador está operando com 
as duas versões do protocolo IP, possuindo um endereço IPv4 (192.168.15.153) 
e um endereço IPv6 (2804:7f4:358c:e14:5cf1:97b2:2927:652). Além do 
endereço IPv4, temos também a Máscara de Sub-rede, que, neste caso, é 
255.255.255.0. Para o IPv6, temos, ainda, o endereço de link local 
(fe80::80c6:f1e7:60fc:8b7). Mais adiante, veremos a diferença entre esses 
endereços e a forma como foram atribuídos ao computador. 
2.1 A máscara de rede 
Outra característica do identificador de camada de rede é o endereço IP, 
que é dividido em duas partes, sendo que a primeira parte representa a 
identificação da rede, enquanto a segunda representa a identificação dos hosts 
dentro da rede. Para que possamos identificar essa divisão, teremos um 
parâmetro adicional indicado pela notação de uma barra seguida do valor que 
corresponde à quantidade de bits que representa a rede. Assim, um endereço 
Ipv4 seguido da notação “/24” indicará que esse endereço tem os seus primeiros 
24 bits representando a rede, e os últimos oito bits identificando os hosts dentro 
desta rede. 
 
 
10 
Outra forma de identificarmos essa divisão entre a parte de rede e a parte 
de hosts é a utilização da chamada máscara de rede, que também é um 
identificador de 32 bits representado em decimal. 
Figura 6 – O endereço Ipv4 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
No exemplo mostrado acima, temos o endereço 192.168.100.25/24, ou 
seja, com uma máscara igual a 255.255.255.0, indicando que os primeiros 24 
bits identificam a rede, que é a rede 192.168.100, e os últimos oito bits 
identificando o host nessa rede, que é o host 25. 
Para o endereço Ipv6, não temos a utilização da máscara de rede, mas 
apenas a indicação da divisão entre a parte de rede e de host com a notação da 
barra, chamada de comprimento de prefixo. O endereço 
2804:7f4:358c:e14:5cf1:97b2:2927:652/64 tem os primeiros 64 bits para a 
representação da rede 2804:7f4:358c:e14, e os últimos 64 bits para a 
identificação do host dentro dessa rede, que é o host 5cf1:97b2:2927:652. 
2.2 O endereço IPv4 
O endereço IPv4 é formado por um conjunto de 32 bits, sendo 
representado no formado decimal, em uma notação com quatro valores 
separados por pontos. Assim, o conjunto de 32 bits é separado em quatro grupos 
de oito bits, chamados de octetos. Cada um desses octetos é então convertido 
para o seu valor decimal. 
Para realizarmos a conversão dos valores binários para decimal, 
podemos utilizar o método da soma dos pesos dos bits. A primeira etapa desse 
processo de conversão é a definição do peso de cada bit, conforme mostrado na 
figura a seguir. 
 
Endereço IPv4: 192.168.100.25 
Máscara: 255.255.255.0 
Bits de rede 
Bits de 
Host 
 
 
11 
Figura 7 – O peso dos bits 
BIT 7 6 5 4 3 2 1 0 
Peso 27 26 25 24 23 22 21 20 
Decimal 128 64 32 16 8 4 2 1 
Fonte: Rohling, 2022. 
Definido o valor de cada bit, para a conversão de um valor binário de oito 
bits deveremos então realizar a multiplicação dos valores dos bits pelos seus 
pesos, realizando a soma do resultado dessas multiplicações para obter o valor 
decimal equivalente. Para convertermos o valor binário 10110010 para o seu 
valor decimal, teremos: 
101100102 = (1 × 128) + (0 × 64) + (1 × 32) + (1 × 16) + (0 × 8) + (0 × 4)
+ (1 × 2) + (0 × 1) = 178 
Assim, um endereço IPv4 será representado por quatro valores decimais, 
que poderão variar de 0 a 255, correspondendo aos valores decimais 
equivalentes aos valores binários 00000000 a 11111111, respectivamente. 
Porém, além do endereço IPv4, os dispositivos conectados em uma rede IPv4 
também deverão ter um segundo parâmetro, que também é um conjunto de 32 
bits, identificado como Máscara de Rede ou de Sub-rede. A finalidade da 
máscara é permitir que o terminal identifique o endereço da rede à qual ele está 
conectado, por meio da aplicação dessa máscara sobre o endereço IP atribuído 
ao terminal. 
O processo de aplicação da máscara de rede sobre o endereço IP 
consiste em executar uma operação binária do tipo AND, bit a bit, entre o 
endereço IP e a máscara. O resultado de uma operação AND será igual a um 
apenas quando os dois valores forem iguais a um, sendo zero caso um dos 
valores (ou ambos) seja igual a zero. 
Figura 8 – A operação AND binária 
 
0 AND 0 = 0 
0 AND 1 = 0 
1 AND 0 = 0 
1 AND 1 = 1 
 
 
12 
 Assim, se o primeiro bit da operação AND for a máscara, de acordo com 
a figura anterior, o resultado da operação será igual ao valor do segundo bit. 
Dessa forma, ao aplicarmos a máscara sobreo endereço IP, o resultado será 
igual ao valor dos octetos do endereço IP em que a máscara for igual a um. 
Considerando que temos como endereço do terminal o 192.168.10.10 com 
máscara 255.255.255.0, ao aplicarmos a máscara, teremos o resultado 
mostrado na figura a seguir. 
Figura 9 – Aplicação da máscara IP 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
Portanto, o endereço da rede será 192.168.10.0, que consiste no 
resultado da operação AND da máscara sobre o endereço do terminal. 
2.3 O endereço IPv6 
O identificador do protocolo IPv6 é formado por um conjunto de 128 bits, 
representado em hexadecimal, de maneira semelhante ao endereço MAC do 
protocolo Ethernet. Assim, cada quatro bits do endereço IPv6 é representado por 
um caractere hexadecimal, em um total de 32 caracteres. Para a separação dos 
valores, é utilizada a notação de dois pontos entre conjuntos de dezesseis bits, 
ou seja, entre conjuntos de quatro caracteres hexadecimais. 
 192 168 10 10 
11000000 10101000 00001010 00001010 
 
 255 255 255 0 
11111111 11111111 11111111 00000000 
 
11000000 10101000 00001010 00000000 
 192 168 10 0 
Endereço IP 
Máscara 
Endereço da rede 
 
 
13 
Assim, conforme mostrado anteriormente, um exemplo de endereço IPv6 
seria o 2804:7f4:358c:e14:5cf1:97b2:2927:652. Porém, no exemplo acima, você 
pode notar que nem todos os valores separados por dois pontos contêm os 
quatro valores em hexadecimal. Isso ocorre porque temos algumas regras que 
permitem a simplificação da representação de um endereço IPv6. 
A primeira regra para a simplificação estabelece que os valores iguais a 
zero que estejam à esquerda e dentro de um intervalo de valores separados por 
pontos poderão ser suprimidos. Assim, no exemplo anterior, o endereço com a 
representação completa dos valores e com a inserção dos valores iguais a zero 
que foram suprimidos seria 2804:07f4:358c:0e14:5cf1:97b2:2927:0652. 
Dependendo dos valores contidos no endereço, podemos ter uma redução 
significativa na quantidade de caracteres utilizados para representar um 
determinado endereço IPv6. Como exemplo, podemos considerar o endereço 
2001:001f:010a:0003:0b36:0001:009c:0005, que pode ser simplificado e escrito 
como 2001:1f:10a:3:b36:1:9c:5. 
A segunda regra para a simplificação da representação do endereço IPv6 
é a supressão total das sequências de valores iguais a zero. No entanto, essa 
simplificação não pode ser aplicada em duas sequências separadas, caso 
contrário, não seria possível a formação do conjunto de 128 bits novamente com 
base em um valor simplificado dessa forma. Como exemplo de aplicação dessa 
regra, podemos representar o endereço IPv6 
2001:001f:0000:0000:00000:001c:09b8:000f sendo escrito como 
2001:1f::1c:9b8:f. 
TEMA 3 – OS TIPOS DE ENDEREÇOS 
O processo de comunicação nas redes de dados em relação ao 
destinatário dos pacotes IP pode ocorrer de três maneiras distintas: 
comunicações em unicast, multicast e broadcast. Portanto, será necessário um 
mecanismo de identificação do destinatário dos pacotes de acordo com cada um 
desses tipos de comunicação. 
Na comunicação em unicast, temos apenas um destinatário da 
mensagem, conforme mostrado na figura a seguir. 
 
 
 
14 
Figura 10 – A comunicação em unicast 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
3.1 O Broadcast IPv4 
Quando estudamos o protocolo Ethernet, vimos o mecanismo de 
broadcast de camada de enlace empregado por este protocolo, no qual o 
endereço de destino inserido no cabeçalho do quadro Ethernet é preenchido com 
bits 1, ou seja, um conjunto de 48 bits 1, o que equivale ao endereço MAC igual 
a FF:FF:FF:FF:FF:FF. Assim, ao receber um quadro com esse endereço de 
destino, o switch irá encaminhar o quadro para todas as interfaces, menos para 
a interface na qual o quadro foi recebido. Os computadores conectados à rede 
Ethernet, quando recebem um quadro com o endereço MAC de Broadcast como 
endereço de destino, também processam o quadro, realizando o 
desencapsulamento do pacote IP, que é encaminhado para a camada superior 
(camada de rede). 
Da mesma forma, o protocolo IP também possui um mecanismo de 
identificação do tráfego de Broadcast utilizado no campo de endereço contido no 
cabeçalho dos pacotes IP. Na comunicação em broadcast, portanto, os 
destinatários da mensagem serão todos os computadores conectados à rede, 
conforme mostrado na figura a seguir. 
 
 
 
15 
Figura 11 – A comunicação em unicast 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
Para o envio de mensagens de broadcast, o protocolo Ipv4 utiliza um 
mecanismo semelhante ao Ethernet, com o preenchimento dos endereços com 
bits 1. Porém, no caso do protocolo IPv4, poderemos ter um endereço de 
Broadcast “absoluto” semelhante ao MAC de broadcast, com bits iguais a um em 
todas as posições do endereço de 32 bits. Assim, o endereço de Broadcast Ipv4 
será, em notação decimal, igual a 255.255.255.255. 
Porém, como os roteadores não encaminham o tráfego de broadcast entre 
as redes, o mais comum é a utilização do endereço de broadcast da rede, obtido 
com o preenchimento da parte do endereço que representa os hosts em uma 
rede também com bits iguais a um. 
Na rede 192.168.10.0/24, por exemplo, teremos como endereço de 
broadcast o endereço 192.168.10.255, pois como temos uma máscara de rede 
de 24 bits, isso significa que os últimos oito bits são para os hosts, e o endereço 
de broadcast da rede é gerado com a colocação de bits 1 em todas as posições 
dos bits de host, que equivalem ao valor decimal igual a 255. 
 
 
 
16 
Figura 12 – O endereço de Broadcast 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
3.2 O Multicast 
O terceiro tipo de comunicação é o Multicast, no qual o destinatário da 
mensagem é um grupo de dispositivos terminais (figura 13), e não todos os 
terminais conectados à rede, como ocorre na comunicação em broadcast. 
Segundo o que vimos no protocolo Ethernet, teremos um conjunto de endereços 
específicos para esse tipo de comunicação. 
 
Endereço IP: 
 192 168 10 10 
11000000 10101000 00001010 00001010 
Máscara: 
 255 255 255 0 
11111111 11111111 11111111 00000000 
Endereço da rede: 
11000000 10101000 00001010 00000000 
 192 168 10 0 
Endereço de broadcast da rede: 
11000000 10101000 00001010 11111111 
 192 168 10 255 
 
 
 
17 
Figura 13 – A comunicação em multicast 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
Para o envio das mensagens em multicast utilizando o protocolo IPv4, 
temos um intervalo de endereço que foi reservado pelo IETF para esse tipo de 
comunicação. O intervalo de endereços de multicast vai do endereço 224.0.0.0 
até o 239.255.255.255. Assim, esses endereços serão utilizados na configuração 
dos aplicativos que operam utilizando a comunicação em muticast, tanto no 
servidor quanto nos clientes. Além da configuração dos terminais, é necessária 
a configuração adequada dos dispositivos intermediários de rede, principalmente 
dos roteadores que farão o encaminhamento desse tráfego. 
O protocolo IPv6 também possui endereços definidos especificamente 
para o processo de multicast, os quais são divididos em duas categorias e 
identificados como Multicast Atribuído e Multicast Solicitado. Para o primeiro, 
temos dois endereços: 
• FF02::1, o endereço de Multicast de todos os nós; 
• FF02::2, o endereço de Multicast de todos os roteadores. 
Esses endereços são utilizados no processo de configuração básica dos 
hosts em uma rede IPv6 para a troca de mensagens entre o roteador e os hosts 
conectados à rede. Assim, os pacotes IPv6 enviados com o endereço FF02::1 
no campo de endereço de destino no cabeçalho dos pacotes serão processados 
por todos os hosts conectados à rede. 
 
 
 
18 
Os pacotes IPv6 enviados com o endereço FF02::2 no campo de 
endereço serão processados por todos os roteadores conectados à rede, mesmo 
que tenhamos apenas um roteador, pois, dessa forma, os hosts não precisam 
conhecer o endereço do roteador na suaconexão com a rede LAN para 
estabelecer a comunicação com o mesmo. 
TEMA 4 – ENDEREÇOS PÚBLICOS E PRIVADOS 
Na definição dos endereços IPv4 a serem utilizados para a identificação 
dos hosts que poderiam se conectar à rede de dados, o padrão publicado pelo 
IETF definiu uma organização em classes, de forma que as máscaras de rede 
seriam definidas em função dos próprios endereços. Porém, essa divisão dos 
endereços em classes acabou se demostrando um fator de limitação para o 
crescimento do número de hosts que poderiam se conectar à Internet, fazendo 
com que houvesse um grande desperdício de endereços. Assim, nas redes 
atuais, essa classificação das redes em classes já não é mais adotada, contudo, 
nesse caso, é necessário que tenhamos também a informação sobre a máscara 
de rede para podermos identificar à qual rede o endereço pertence. 
4.1 As classes de endereços IPv4 
Para a definição das classes de endereços IPv4, o critério empregado foi 
o valor dos bits iniciais de cada endereço, com base nos quais poderia então ser 
definida a máscara de rede a ser empregada. Dessa forma, foram definidas as 
classes de endereço A, B e C, em que os endereços de classe A utilizam uma 
máscara de oito bits, os endereços de classe B utilizam uma máscara de 16 bits, 
e os endereços de classe C utilizam uma máscara de 24 bits. 
Quanto ao valor dos endereços de cada uma das classes, os endereços 
de classe A têm o seu primeiro bit igual a zero. Assim, os endereços de classe 
A terão no seu primeiro octeto um valor decimal de 0 a 127; os de classe B terão 
como os dois primeiros bits os valores um e zero, de forma que o valor decimal 
do primeiro octeto será um valor entre 128 e 191; e os de classe C iniciarão com 
a sequência de três bits iguais a um, um e zero, de forma que o valor decimal do 
primeiro octeto poderá variar entre 192 e 223. Dessa forma, temos as classes e 
máscaras utilizadas por cada uma das classes conforme mostrado na tabela a 
seguir: 
 
 
19 
Tabela 1 – Classes de endereço IPv4 
Classe Endereços Máscara padrão 
A 1.0.0.0/8 até 126.0.0.0/8 255.0.0.0 
B 128.0.0.0/16 até 191.0.0.0/16 255.255.0.0 
C 192.0.0.0/24 até 223.0.0.0/24 255.255.255.0 
Fonte: Rohling, 2022. 
Assim, um host que utilize o endereço 200.10.10.25 deverá utilizar uma 
máscara de 24 bits, ou seja, 255.255.255.0, pois o octeto inicial é igual a 200, 
estando entre os valores 192 e 223, que delimitam a classe C. De outra forma, 
dizemos que o endereço 200.10.10.25 é um endereço de classe C. 
4.2 Os endereços IPv4 privados 
Apenas a mudança na utilização das classes padrão, definidas 
incialmente para o endereçamento IPv4, não foi suficiente para atender à 
demanda crescente do número de hosts que precisavam se conectar à Internet, 
sendo então adotado o conceito de endereços IPv4 públicos e privados. Nesta 
divisão, foram então definidos três blocos de endereços que seriam privados, a 
fim de serem utilizados para a identificação dos hosts nas redes LAN, sendo que 
esses endereços não são rotados na rede WAN. Assim, podemos atribuir um 
endereçamento na rede local independentemente dos endereços utilizados nas 
outras redes locais, que, inclusive, podem estar utilizando os mesmos 
endereços. Dessa forma, o IETF definiu os seguintes blocos de endereços para 
serem utilizados como endereços privados: 
• 10.0.0.0/8; 
• 172.16.0.0/12; 
• 192.168.0.0/16. 
Utilizando o conceito de classes, que continua sendo a referência para 
identificarmos as máscaras padrão dos endereços, poderemos utilizar para o 
endereçamento das redes LAN: 
• Uma classe A (classe 10.0.0.0/8); 
• 16 classes B, que vão da classe 172.160.0.0/16 a 172.31.0.0/16; 
• 256 classes C, que vão da classe 192.168.0.0/24 a 192.168.255.0/24. 
 
 
20 
Figura 14 – O endereçamento privado nas redes LAN 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
Porém, para permitir que os hosts da rede LAN possam acessar os 
servidores na rede WAN, é necessário que os endereços contidos no cabeçalho 
dos pacotes IP sejam trocados em um processo chamado NAT (Network 
Address Translation). Esse processo normalmente é executado pelo roteador, 
que fará a troca de endereços para cada pacote encaminhado da rede LAN para 
a rede WAN. Além disso, o roteador também deverá fazer a troca dos endereços 
nos pacotes que retornarem da WAN, de forma que sejam encaminhados para 
o host correto na rede LAN. 
Figura 15 – O processo de NAT 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
LAN 1 
192.168.10.0/24 
LAN 2 
192.168.20.0/24 
10.10.34.15 
IP privado 
Servidor 
WEB 
200.10.20.35 
IP público 
NAT 
135.12.47.143 
 
 
21 
No exemplo da figura acima, o roteador fará a troca do endereço de 
origem dos pacotes IP enviados pelo computador para o servidor, normalmente 
utilizando o endereço da interface do roteador na sua conexão com a Internet. 
Assim, os pacotes gerados pelo computador terão como endereço IP de origem 
o 10.10.34.15 e como IP de destino o 200.10.20.35. Ao passar pelo roteador, o 
endereço de origem, no cabeçalho do pacote IP, será substituído pelo 
135.12.47.143, que é o endereço público do roteador. Ao receber as respostas 
do servidor, que terão como endereço de destino o 135.12.47.143, o roteador 
fará a troca desse endereço para o 10.10.34.15, encaminhando o pacote IP para 
a rede LAN. 
4.2 Os endereços IPv6 de link local e de unicast global 
Para o protocolo IPv6, o IETF não adotou mais a divisão entre endereços 
públicos e privados, ou seja, uma das principais diferenças entre o IPv4 e o IPv6 
é que não temos mais o processo de tradução de endereços (NAT). Assim, no 
protocolo IPv6, para que um host estabeleça um processo de comunicação com 
a Internet, ele terá um endereço exclusivo e válido chamado de endereço de 
Unicast Global. Uma vez que será roteado na Internet, esse endereço terá que 
ser atribuído pelo provedor de acesso à internet, chamado ISP, de acordo com 
os endereços que foram alocados para esse provedor de acesso. 
O outro tipo de endereço definido no protocolo IPv6 é chamado de 
endereço de Link Local. Ele é atribuído de maneira automática pelo próprio 
sistema operacional do terminal do usuário, desde que esse sistema ofereça 
suporte ao IPv6. Assim, não é mais necessário nenhum serviço de rede externo 
para que um host estabeleça uma comunicação na rede local. Toda a 
comunicação na LAN será realizada utilizando o endereço de Link Local, cuja 
rede alocada para esse endereçamento é FE80::/64. 
Na figura a seguir, podemos identificar esses dois tipos de endereço IPv6, 
nos quais observamos dois endereços de Unicast Global que estão na rede 
2804:7f4:358c:e14::/64 e um endereço de Link Local que está na rede FE80::/64. 
 
 
 
22 
Figura 16 – Os endereços IPv6 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
Na figura, podemos constatar também outra diferença entre os protocolos 
IPv4 e IPv6, pois pode haver mais de um endereço IPv6 atribuído a uma 
interface, o que não ocorre no IPv4. 
TEMA 5 – A DIVISÃO EM SUB-REDES 
No processo de comunicação nas redes IP, uma das funções do 
dispositivo de encaminhamento de tráfego (roteador) é a conexão entre os 
chamados domínios de Broadcast. Em outras palavras, o roteador irá separar os 
domínios de Broadcast de forma que o tráfego de Broadcast recebido pelo 
roteador em uma de suas interfaces não será enviado para as demais. 
O tráfego de Broadcast gera uma ocupação total da rede, e a quantidade 
desse tipo de tráfego aumenta à medida que o número de hosts conectados em 
uma rede aumenta. Assim, redes com muitos hosts conectados terão uma 
degradação do seu desempenho em função do tráfego de Broadcast. Portanto, 
a solução para diminuir o impacto do tráfego de Broadcast no desempenho das 
redes é a segmentação da rede, dividindo-a em domínios de Broadcast menores. 
Para isso, além da necessidade de mais interfaces disponíveis no roteador, é 
necessária também a divisão do endereçamento da rede, com a criação das 
chamadas sub-redes.23 
Para que não seja necessário que o roteador possua diversas interfaces 
físicas, uma solução é a utilização das subinterfaces, nas quais temos a 
configuração das interfaces lógicas e das redes virtuais, as VLANs. 
O processo de criação das sub-redes consiste basicamente na alteração 
da máscara de rede, de forma que a quantidade de bits alocados para a 
identificação da rede seja aumentada com a utilização de bits que eram alocados 
para a identificação dos hosts, processo chamado de “empréstimo”. Ou seja, a 
máscara de rede original será aumentada, alocando mais bits para a parte de 
rede do endereço, sendo que esses bits “emprestados” serão utilizados para 
formar as sub-redes. 
5.1 Divisão no limite dos octetos 
Uma das formas mais simples para a divisão em sub-redes é a utilização 
de uma das classes de endereço IPv4 alocadas para as redes privadas, 
realizando o deslocamento da máscara para o próximo octeto. Podemos utilizar 
uma rede de classe B, em que temos 16 bits para a parte de rede e 16 bits para 
a parte de host, e realizarmos o deslocamento da máscara para o próximo octeto, 
ou seja, de /16 para /24. 
Assim, teremos então a divisão da rede de classe B em redes de classe 
C, com a criação das sub-redes de classe C, conforme a figura a seguir: 
Figura 17 – Divisão em sub-redes 
 
Fonte: Rohling, 2022. 
REDE REDE HOST HOST 
REDE REDE Sub-
Rede 
HOST 
Rede classe B (/16): máscara 255.255.0.0 
Sub-rede classe C (/24): máscara 255.255.255.0 
 
 
24 
 Assim, se utilizarmos a rede privada de classe B 172.16.0.0/16 e 
realizarmos o deslocamento da máscara para o próximo octeto, teremos a 
divisão dessa rede em 256 novas sub-redes de classe C, conforme segue: 
• 1ª Sub-rede: 172.16.0.0/24; 
• 2ª Sub-rede: 172.16.1.0/24; 
• 3ª Sub-rede: 172.16.2.0/24; 
• 4ª Sub-rede: 172.16.3.0/24; 
• 5ª Sub-rede: 172.16.4.0/24; 
• ... 
• 256ª Sub-rede: 172.16.255.0/24. 
A quantidade de sub-redes criadas é calculada com base nas 
combinações binárias possíveis por meio do número de bits de host que foram 
“emprestados” para a criação das sub-redes, que, nesse caso, foram oito bits. 
Assim, temos: 
2n = 28 = 256 sub-redes 
Em cada uma dessas redes poderemos ter até 254 endereços de host, 
pois teremos oito bits para a parte de host, sendo que a primeira combinação 
será o endereço da rede, e o último endereço será o de broadcast da rede, 
conforme vimos anteriormente. Assim, nessa divisão de uma classe B em 
classes C, termos: 
2n - 2 = 28 – 2 = 254 endereços de host 
Além da divisão de uma classe B em classes C, podemos ainda realizar 
a divisão de uma classe A em classes B ou em classes C. Para isso, deveremos 
realizar a mudança da máscara de rede de /8 de uma rede classe A para uma 
máscara /16, criando sub-redes classe B, ou para uma máscara /24, criando sub-
redes classe C. 
Como temos apenas uma classe A reservada pelo IETF para o 
endereçamento privado, que é a rede 10.0.0.0/8, poderemos então dividir essa 
rede em classes B, obtendo 256 sub-redes com 65534 endereços de host em 
cada uma, ou dividir a rede 10.0.0.0/24 em 65536 sub-redes, com 254 endereços 
de host em cada uma delas. 
 
 
 
25 
Portanto, para definirmos qual classe de endereço devemos utilizar como 
base e a classe de endereços a ser criada, devermos avaliar a quantidade de 
hosts que teremos na maior sub-rede e a quantidade de sub-redes a serem 
criadas. 
5.2 Divisão fora do limite dos octetos 
Além do processo de divisão em sub-redes no limite dos octetos, uma 
outra forma de realizarmos essa divisão em sub-redes é utilizarmos uma 
máscara, realizando o “empréstimo” de alguns bits de host para a parte de rede, 
e não um octeto inteiro. Assim, podemos, por exemplo, criar sub-redes por meio 
de uma classe C, o que ocorreu na prática em relação aos endereços válidos, 
em função do esgotamento do espaço de endereçamento do protocolo IPv4. 
Dessa forma, os provedores de acesso à Internet normalmente alocam 
para seus clientes um espaço de endereçamento menor que uma classe C, 
realizando a divisão em sub-redes com máscaras de até /30, principalmente nos 
links de conexão entre o roteador do provedor e o roteador do cliente, que 
utilizarão esse endereço IPv4 para realizar o processo de NAT. 
Porém, neste caso é necessário realizarmos o cálculo utilizando a 
representação binária dos endereços e das máscaras, pois a divisão é realizada 
dentro dos octetos. A quantidade de bits a serem “emprestados” segue a mesma 
regra vista anteriormente, ou seja, de acordo com a quantidade de sub-redes a 
serem criadas. Assim, a quantidade de bits necessários para a criação das sub-
redes será calculada por 2n, em que n é o número de bits de sub-rede. 
Para criarmos dez sub-redes, nas quais teremos até 300 hosts em cada 
uma, é necessário definirmos a quantidade mínima de bits para a parte de sub-
rede e para a parte de host. Nesse caso, teremos: 
a) Endereços de host = 2n - 2 = 29 – 2 = 510 endereços de host; 
b) Quantidade de sub-redes = 2n = 24 = 16 sub-redes. 
Portanto, serão necessários no mínimo nove bits para a parte de host e 
quatro bits para a parte de sub-rede. Dessa forma, não poderíamos utilizar um 
endereço de classe C, pois o total de bits de host já é menor que a quantidade 
de endereço de hosts necessários. 
 
 
 
26 
Porém, se utilizarmos um endereço classe B, como temos 16 bits de host, 
poderemos então “emprestar” os quatro bits para a formação das sub-redes, 
restando ainda 12 bits para a parte de host, que é suficiente para endereçar os 
300 hosts em cada sub-rede. Então, utilizando a rede 172.16.0.0/16, por 
exemplo, faremos a divisão desta em sub-redes com máscara /20, pois teremos 
os 16 bits da rede de classe B original, acrescidos dos quatro bits de sub-rede, 
totalizando 20 bits. Essa divisão é mostrada na tabela a seguir: 
Tabela 2 – O terceiro octeto binário 
Rede 172 16 00000000 0 /16 
1ª Sub-rede 172 16 00000000 0 172.16.0.0/20 
2ª Sub-rede 172 16 00010000 0 172.16.16.0/20 
3ª Sub-rede 172 16 00100000 0 172.16.32.0/20 
4ª Sub-rede 172 16 00110000 0 172.16.48.0/20 
5ª Sub-rede 172 16 01000000 0 172.16.64.0/20 
 
16ª Sub-rede 172 16 11110000 0 172.16.240.0/20 
Fonte: Rohling, 2022. 
Nesta tabela, foi representado o terceiro octeto em binário a fim de que 
possamos realizar as combinações binárias possíveis para a formação das sub-
redes. Como temos 12 bits para host, poderemos ter até 212 – 2 = 4094 hosts em 
cada sub-rede. Assim, para a quarta sub-rede, por exemplo, teremos como 
endereço de rede 172.16.48.0/20, e para o endereçamento dos hosts dentro 
dessa rede, teremos o intervalo de 172.16.48.1/20 até 172.16.63.254/20, sendo 
o endereço de broadcast o 172.16.63.255/20. 
Além da divisão fora do limite dos octetos, com a aplicação de uma 
mesma máscara de sub-rede para todas as sub-redes criadas, também 
podemos aplicar novamente o processo de divisão de sub-redes por meio de 
uma das redes criadas na primeira divisão. Tal processo é chamado de VLSM 
(Variable Length Subnet Mask), sendo conhecido como máscara de sub-rede de 
tamanho variável. Na divisão da rede 172.16.0.0/16 em sub-redes com máscara 
/20 mostrada acima, poderíamos tomar a última sub-rede /20 criada, ou seja, a 
rede 172.16.240.0/20, e realizarmos a sua divisão em sub-redes /24, conforme 
segue: 
 
 
27 
• 1ª Sub-rede: 172.16.240.0/24; 
• 2ª Sub-rede: 172.16.241.0/24; 
• 3ª Sub-rede: 172.16.242.0/24; 
• 4ª Sub-rede: 172.16.243.0/24; 
• ... 
• Última Sub-rede: 172.16.255.0/24. 
5.3 Divisão de sub-redes IPv6 
No caso do endereçamento IPv6, como a configuração da rede é feita de 
maneira automática com a criação do endereço de Link Local, não seria 
necessária a divisão em sub-redes, pois cada rede LAN conectada a uma 
interface física ou virtual do roteador habilitado com o protocolo IPv6 terá o seu 
endereçamento associado a uma rede FE80::/64. Porém, caso seja necessária 
a divisão de uma rede deUnicast Global fornecida pelo provedor de acesso à 
Internet, poderemos então aplicar o mesmo método empregado no IPv4, 
fazendo-se a mudança do comprimento do prefixo. Assim, por meio de uma rede 
/64, poderíamos criar sub-redes /68 com a utilização de quatro bits de host 
“emprestados”. 
Esse deslocamento de quatro bits do comprimento do prefixo permitirá 
que criemos 16 sub-redes, que serão geradas com base nas combinações do 
caractere hexadecimal utilizado para criá-las, que irá variar de 0 (zero) até F. 
Nesse caso, utilizando-se a rede 2001:db8:acad:1::/64 para a criação de sub-
redes /68, por exemplo, teríamos as seguintes sub-redes IPv6: 
• 1ª Sub-rede: 2001:db8:acad:1::/68; 
• 2ª Sub-rede: 2001:db8:acad:1:1000::/68; 
• 3ª Sub-rede: 2001:db8:acad:1:2000::/68; 
• 4ª Sub-rede: 2001:db8:acad:1:3000::/68; 
• 5ª Sub-rede: 2001:db8:acad:1:4000::/68; 
• ... 
• 16ª Sub-rede: 2001:db8:acad:1:F000::/68. 
Porém, mesmo sendo um cálculo bastante simples, os endereços das 
sub-redes podem não ser tão fáceis de identificar, podendo ainda causar 
algumas dúvidas e até mesmo levar a erros de configuração. 
 
 
28 
Assim, poderíamos então realizar o deslocamento do comprimento do 
prefixo no limite dos hextetos, ou seja, com o deslocamento de 16 bits no 
comprimento do prefixo. Dessa forma, considerando-se a rede IPv6 do exemplo 
anterior, a rede 2001:db8:acad:1::/64 poderia ser dividida em redes /80, 
conforme segue: 
• 1ª Sub-rede: 2001:db8:acad:1::/80; 
• 2ª Sub-rede: 2001:db8:acad:1:1::/80; 
• 3ª Sub-rede: 2001:db8:acad:1:2::/80; 
• 4ª Sub-rede: 2001:db8:acad:1:3:/80; 
• 5ª Sub-rede: 2001:db8:acad:1:4::/80; 
• ... 
• Última sub-rede: 2001:db8:acad:1:FFFF::/80. 
Com essa divisão, obteremos, então, 65.536 sub-redes, as quais são 
diferenciadas pelo quinto hexateto, que varia de 0 (zero) até FFFF. A quantidade 
total de sub-redes é determinada pelo mesmo processo de cálculo das redes 
IPv4, que, nesse caso, em função dos 16 bits “emprestados” para a formação de 
sub-redes, será de: 
216 = 65.536 sub-redes 
FINALIZANDO 
A comunicação na rede de dados atual, sobretudo a Internet, utiliza como 
protocolo da camada de rede o Protocolo IP nas versões IPv4 e IPv6, que 
implementam as funcionalidades do processo de comunicação, isto é, o 
processamento da comunicação ponta a ponta, o endereçamento dos 
dispositivos finais, o encapsulamento e desencapsulamento e o roteamento. 
Assim, nesta aula, vimos a estrutura dos pacotes IP com os principais 
campos inseridos nos seu cabeçalho, nos quais temos também os endereços IP 
de origem e de destino, os quais fornecem a informação necessária para que 
seja estabelecida a comunicação ponta a ponta. Para o endereçamento dos 
dispositivos finais, temos diversos tipos de endereços, sendo que, no protocolo 
IPv4, temos a divisão em classes de endereços, bem como a divisão entre 
endereços públicos e privados. Já para o endereçamento IPv6, temos os 
endereços de Link Local e os endereços de Unicast Global. 
 
 
29 
Em ambos os casos, temos a atribuição do endereçamento a ser utilizado 
no acesso à Internet definido pelos provedores de acesso, que farão o 
roteamento do tráfego dos seus clientes até o destino, incluindo o 
encaminhamento do tráfego para a rede de outros provedores. O processo de 
roteamento executado pelos roteadores será baseado nas informações contidas 
nos pacotes, que são os endereços IPv4 ou IPv6 de destino e a base de dados 
sobre as redes, a qual é elaborada pelos roteadores e chamada de tabela de 
roteamento. 
Essas tabelas de roteamento conterão basicamente os endereços das 
redes e as interfaces pelas quais os pacotes devem ser encaminhados para 
chegarem até a rede de destino. Como podemos ter milhares ou até mesmo 
milhões de redes na Internet, uma forma de reduzir o tamanho das tabelas de 
roteamento é a utilização de máscaras com tamanhos menores em relação às 
máscaras padrão, o que é chamado de CIDR (Classless Inter-Domain Routing). 
Com a utilização do CIDR, é realizado um “resumo” das redes que um 
determinado roteador possui conectadas no processo de divulgação da 
informação sobre essas redes para os demais roteadores. Inclusive, essa 
notação baseada em CIDR foi vista em nossa aula, em que discutimos que um 
dos intervalos de endereçamento IPv4 utilizado para as redes privadas é o 
172.16.0.0/12, que representa as redes de classe B de 172.16.0.0/16 até 
172.31.0.0/16. 
Outro aspecto prático em relação às redes de dados é o fato de que nas 
redes LAN de maior porte, tais como as redes empresariais, é necessária a 
segmentação da rede para diminuir o impacto do tráfego de broadcast com a 
criação de sub-redes. Porém, ao realizarmos essa divisão, é necessária a 
definição de um endereçamento distinto para cada uma das sub-redes criadas 
com a utilização dos endereços privados, no caso das redes IPv4. 
Para a definição do endereçamento a ser utilizado em uma rede LAN, é 
necessário conhecermos a quantidade de hosts que serão conectados em cada 
sub-rede, bem como a quantidade de sub-redes que serão criadas. Com base 
nesses dados, poderemos definir qual será a classe de endereço IPv4 a ser 
utilizada, assim como o tamanho de máscara a ser utilizada para a criação das 
sub-redes. 
 
 
 
30 
Visto o mecanismo de endereçamento da camada de rede, 
posteriormente, estudaremos a última camada do modelo TCP/IP, abordando as 
principais aplicações utilizadas nas redes de dados e os protocolos empregados 
por essas aplicações. 
 
 
 
31 
REFERÊNCIAS 
CHAPPEL, L. Diagnosticando redes: Cisco internetwork toubleshooting. São 
Paulo: Pearson Education do Brasil, 2002. 
MAIA, L. P. Arquitetura de redes de computadores. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 
2013. 
TANEMBAUM, A. S. Redes de computadores. 2. ed. São Paulo: Pearson 
Education do Brasil, 2011. 
	FINALIZANDO
	REFERÊNCIAS