Camada de Rede_Aula

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Aula 4 – Camada de Rede
Distribuição de Endereços
⚫ A distribuição de endereços para os 
computadores que se conectam à Internet é 
coordenada por autoridades de abrangência 
mundial, de maneira a evitar sua duplicação e/ou 
má distribuição.
 
⚫ A autoridade local responsável pela 
distribuição dos Endereços IP's aos provedores 
no Brasil é a FAPESP (Fundação de Amparo à 
Pesquisa de São Paulo).
IANA: A Autoridade Mundial da Internet
"Governança da Internet no Mundo"
Posicionamento da Camada de Rede
Modelo ISO/OSI Modelo TCP/IP
INTERNET INTERNET INTERNET
Endereçamento IP
⚫O endereço IPv4 é composto por 32 bits, divididos em 
04 bytes (octetos).
⚫Uma parte do endereço IP identifica a Rede e a outra 
parte identifica o Host (numa determinada rede)
Endereçamento IP
Na parte do Host dois endereços são reservados (não 
podem ser utilizados):
–O primeiro, com bits todos zerados, identifica a 
própria rede
–O último, com bits todos em um (1), identifica o 
endereço de broadcast da rede
–Os demais endereços compreendidos entre o 
primeiro e último são chamados de endereços IPs 
válidos
Formato do Endereçamento IP
Os endereços IP são expressos como números decimais com 
pontos: divide-se os 32 bits do endereço em quatro octetos (um 
octeto é um grupo de 8 bits). O valor decimal máximo de cada 
octeto é 255. O maior número binário de 8 bits é 11111111. Esses 
bits, da esquerda para direita, têm os valores decimais (pesos) 
128, 64, 32, 16, 8, 4, 2 e 1. Somados, eles totalizam 255.
Como converter Binário em Decimal
Veja o valor decimal correspondente (peso) a cada Bit, 
segundo sua posição no Octeto.
No exemplo abaixo, multiplique o valor do Bit pelo seu 
correspondente decimal e some os resultados.
11010101
128+64+0+16+0+4+0+1= 213
Classes do Endereço IP
Verifique que cada classe comercial (A, B e C) divide os 4 bytes do IPv4
Em duas partes: a da Rede (Network) e a do Host ou computador (Host)
Classes do Endereço IP (continuação)
•Todos os endereços IP de classe A usam apenas os oito primeiros 
bits para identificar a parte da rede do endereço. Os três octetos 
restantes podem ser usados para a parte do host do endereço.
•2 elevado a 24 (224) (menos 2), ou seja, 16.777.214 endereços IP 
possíveis para os dispositivos conectados à rede.
•2 elevado a 8 (28) (menos 2), ou seja, 254 endereços IP possíveis 
para as redes nesta classe (teóricos). Na prática usamos só 7 bits 
para representar a rede.
Classes do Endereço IP (continuação)
•Os dois primeiros bits de um endereço de classe B são 
sempre 1 e 0 (um e zero).
•Todos os endereços IP de classe B usam os primeiros 16 bits 
para identificar a parte da rede no endereço. Os dois octetos 
restantes do endereço IP podem ser usados para a parte do 
host do endereço.
•2 elevado a 16 (216) (menos 2 novamente!), ou seja, 65.534 
endereços IP possíveis (tanto para as Redes como para os 
Hosts)
Classes do Endereço IP (continuação)
•Os três primeiros bits de um endereço de classe C são 
sempre 110 (um, um e zero).
•Todos os endereços IP de classe C usam os primeiros 24 
bits para identificar a parte da rede no endereço. Apenas o 
último octeto de um endereço IP de classe C pode ser usado 
para a parte do host do endereço.
•28 (menos 2), ou seja, 254 endereços IP possíveis
8
Classe A
Classe B
Classe C
0 net id host id
32
2 16
1 net id host id
32
0
3 24
1 net id host id
32
1 0
1º byte 2º byte 3º byte 4º byte
Classe D
4
1 multicast id
32
1 01
Classe E
4
1 test id
32
1 11
Classes do Endereço IP (continuação)
Foi dada ênfase às Classes A, B e C, as mais utilizadas, vejamos 
baixo também as Classes D e E.
Range de Endereços IP por Classes
Importante!
No endereçamento com classes, grande 
parte dos endereços disponíveis era 
desperdiçada.
Classe Redes válidas Hosts válidos Número de
 Redes
Número de
 Host/Rede
A 1.0.0.0 a 126.0.0.0 1.0.0.1 a
 126.255.255.254
126 16.777.214
B 128.0.0.0 a
 191.255.0.0
128.0.0.1 a
 191.255.255.254
16.384 65.534
C 192.0.0.0 a
 223.255.255.0
192.0.0.1 a
 223.255.255.254
2.097.152 254
Endereços Públicos
São endereços permitidos trafegarem na INTERNET.
Endereços Privativos
São endereços não permitidos trafegarem na INTERNET, são usados nas Redes LANs.
Endereços Privativos (continuação)
Um segundo conjunto de redes privadas é o link-local address 
range definida nas RFCs 3330 e 3927. A finalidade destes RFCs é 
fornecer um endereço IP (e, consequentemente, a conectividade 
entre as redes) sem usar um servidor DHCP e sem ter de configurar 
a rede manualmente. A subrede 169.254/16 foi reservada para esta 
finalidade. Dentro desta faixa, as subredes 169.254.0/24 e 
169.254.255/24 foram reservadas para uso futuro.
Se uma rede não puder obter um endereço por meio de DHCP, um 
endereço de 169.254.1.0 a 169.254.254.255 será atribuído 
aleatoriamente.
169.254.0.0 – 169.254.255.255 65.536 Uma classe B
Faixa de Endereços Nr. de IPs Nr. de Redes 
MÁSCARAS
Máscara de rede (network mask) é uma sequência de 32 bits que 
indica quais bits do endereço pertencem à Rede e quais bits 
pertencem ao Host (máscara binária)
1’s na máscara indicam os bits pertencentes à Rede enquanto que 
0’s indicam os bits pertencentes ao Host.
144 112172 34
11111111 000000011111111 0000000
255 0255 0
IP
Máscara
binário
10010000 0111000010101100 00100010IP
Máscara
decimal
144 112172 34
11111111 000000011111111 0000000
255 0255 0
O sistema de classes é uma padronização de máscaras:
Classe A: máscara 255.0.0.0
Casse B: máscara 255.255.0.0
Classe C: máscara 255.255.255.0
Com a exaustão de endereços IP, máscaras flexíveis substituíram o 
sistema de classes:
34
11111111
255
IP
Máscara
Máscara
• Endereços de unicast: identificam uma única 
máquina (interface) na rede (classes A, B e C)
• Endereços de multicast: identificam um grupo de 
máquinas na rede (classe D)
• Endereços de broadcast: identificam todas as 
máquinas da rede (host Id = tudo em 1)
Camadas de Rede
X Y
AA
BB
CC
Apresentação
Enlace
Física
Enlace
Física
A B C
Enlace
Física
Enlace
Rede
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Física
X Y
Enlace
Rede
Transporte
Sessão
Aplicação
Física
Rede Rede Rede
Observe que os Pacotes, através dos Roteadores, passam pela
Camada Física até a Camada de Rede, retornando para a Camada
Física, sucessivamente até o destino final.
Conceito de Sub-Rede
⚫A sub-rede (sub-net) é uma técnica utilizada para 
melhor aproveitamento dos endereços do IPv4.
⚫Os endereços IPv4 só não se esgotaram graças à 
utilização de técnicas como a de formação de sub-
redes e da utilização do protocolo NAT (Tradutor de 
Endereços de Rede)
⚫Utilizar sub-rede consiste em tomar emprestado bits 
que seriam da parte do host e considerá-los na 
máscara !!!! (consequentemente descontando-os da 
parte de host)
CIDR
Comprimento do netid e hostid limitados 
predeterminado podemos usar máscara 
padrão
 CIDR = notação barra ou notação CIDR 
Classless Interdomain Routing – Roteamento 
Interdomínios sem classe
Prefixo de
REDE
Prefixo de
REDE
Identificação do Host
Identificação do Host
Identificação
De
Sub-Rede
Endereçamento
Normal
Endereçamento de
Sub-Rede
Sub-Rede
Utiliza-se parte dos bits pertencentes ao Endereço de Host 
para utilizá-lo com parte da Rede, formando uma Sub-Rede.
11111111 0000000011111111 00000000Máscara Bin
Divisão de redes em sub-redes (subnetting) para melhor 
aproveitamento de endereços IP
 Uso de máscara de rede, para redefinição das porções referentes ao 
net Id e ao host Id
144 112172 34
255 0255 0Máscara Dec
144172
IP
Net Id
Subnet Id
Host Id 11234
255
34
34
11111111
Exemplo de Sub-rede com Rede IP Classe C
•200.200.100.0/26
 O endereço IP acima é um classe C que está utilizando 
26 bits na máscara. O normal seria o IP classe C utilizar 
24 bits !!!
•Quantosbits foram utilizados, ou tomados emprestados 
do host, para criar a sub-rede ?
•Rta = 26 - 24 = 2 (dois bits tomados emprestados !!)
•Nova máscara em decimal = 255.255.255.192
 (somar o peso dos bits da 7a e 8a posicão, ou seja:
 128 + 64 = 192 !!)
Exemplo de Sub-rede com Rede IP Classe C
•Quantas sub-redes posso formar com 2 bits??
 2 2 = 4
•Quantos hosts posso utilizar em cada sub-rede ??
 Foram tomados emprestados 2 bits.
 De 8 bits (parte do host na classe C) sobram 6 bits
 (8 – 2 = 6).
•2 6 = 64, OK ? Não !!!!!!! Descontar os dois endereços 
reservados !!!!!!!!!
•2 6 – 2 = 62 hosts. Agora sim !!!
 
Exemplos de Máscaras de Sub-Rede
Número de
Bits
Na Rede
Quantidade
De
Endereço IP
Máscara da Sub-Rede
/24 256 255.255.255.0
/25
/26
/27
/28
128
64
32
16
255.255.255.128
255.255.255.192
255.255.255.224
255.255.255.240
A quantidade de Endereços IP indicadas são as totalidades possíveis,
porém devemos nos lembrar que sempre um endereço IP será utilizado
para indicar a própria Sub-Rede e outro será usado para representar
o endereço de Broadcast da Sub-Rede.
Uso de Sub-Redes
O uso de 
sub-redes 
aumenta a 
quantidade 
de bits na 
máscara, 
veremos 
quando 
falarmos 
endereço 
sem classe.
Uso de Super-Redes
Endereços classes A e B esgotados, classe 
C com número máximo de 256 endereços não 
satisfaz as necessidades da maioria das 
organizações.
 Uma solução era o uso de Super-Redes . 
Nelas, uma organização pode combinar vários 
blocos classe C para criar um espaço de 
endereço maior.Várias redes são combinadas 
para criar uma super-rede.
 
Exemplo de Super-Redes
Uma empresa que precisasse de 1.000 
endereços poderia receber quatro blocos 
contíguos de classe C. A empresa usava 
esses endereços para criar uma super-rede.
 
 O uso de super-redes diminui de 1 na 
máscara, ou seja, se uma empresa for 
agraciada com quatro endereços classe C, a 
máscara muda de /24 para /22.
Máscara padrão para 
endereçamento com classe
Classe Binária Decimal Pontuada CIDR
A 11111111 00000000 00000000 00000000 255.0.0.0 /8
B 11111111 11111111 00000000 00000000 255.255.0 /16
C 11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0 /24
A última coluna da tabela acima mostra a máscara na 
forma /n, em que n pode ser 8, 16 ou 24 no 
endereçamento de classes. A notação é usada no 
endereçamento sem classe.
Esgotamento de Endereços
O endereçamento com classes, que se tornou 
obsoleto, foi substituído pelo endereçamento 
sem classes, mas os endereços são 
concedidos em blocos.
 No endereçamento sem classes, quando uma 
entidade, pequena ou grande, precisa ser 
conectada à Internet, lhe é concedido um 
bloco (intervalo) de endereço, variando de 
acordo com o tamanho e a natureza da 
organização.
Máscara IP sem classe
No endereçamento sem classe, a máscara 
para um bloco pode ter qualquer valor entre 0 
e 32, sendo muito conveniente atribuir apenas 
o valor de n precedido por uma barra (notação 
CIDR). Onde: a.b.c.d/n – a.b.c.d define um dos 
endereços e /n estipula a máscara.
 O endereço e a notação /n definem 
completamente o bloco inteiro (oprimeiro e o 
último endereços e o número de endereços).
Níveis de Hierarquia
A estrutura de endereçamento sem classes 
não restringe o número de níveis hierárquicos;
 Uma organização pode dividir o bloco de 
endereços concedidos em sub-blocos;
 Cada sub-bloco pode ser dividido em su-
blocos menores.
Tradução de Endereço de 
Rede - NAT
Entendendo o tal de NAT
◆ No início, um usuário era conectado à Internet 
por meio de uma linha discada, o que significa que 
ela era conectada por um período específico.
◆ Um ISP com um bloco de endereços poderia 
alocar dinamicamente um endereço a esse usuário.
◆ Hoje a situação é diferente, os usuários 
domésticos e pequenas empresas podem ser 
conectados por uma linha ADSL ou um cable 
modem.
◆ Esses usuários criaram pequenas redes com 
vários hosts e precisam de um endereço IP para 
cada host. Mas e a falta de IP?
Network Address Translation
A tradução de endereço de rede – NAT permite a 
um usuário ter internamente um grande conjunto 
de endereços e, externamente, um endereço ou 
então um pequeno conjunto de endereços.
 Para separar os endereços usados internamente 
na residência ou empresa daqueles utilizados 
para a Internet, os provedores de Internet 
reservaram três conjuntos de endereços 
denominados privados.
Mas como um roteador NAT sabe o endereço 
de destino para um pacote proveniente 
da Internet?
Uma tabela de tradução apresenta apenas 
duas colunas: o endereço privado e o 
endereço externo.
 
 1.- Quando o roteador traduz o endereço de 
origem do pacote que sai, ele também anota o 
endereço de destino.
 2.- Quando a resposta vem do destino, o 
roteador usa o endereço de origem do pacote 
para descobrir o endereço privado do pacote.
IPv6
IPv6
IPv6
IPv6
O Ipv6 não é uma atualização do Ipv4, 
mas sim uma nova versão do IP. Por isso 
é necessário que os dispositivos de rede 
tenham suporte a ele: Roteadores, 
Switches, Sistemas Operacionais, etc...
IPv6
IPv6
IPv6
IPv6
Conceitos: Tipos de Endereços
Ipv4
Unicast
Multicast
Broadcast
Ipv6
Unicast
Multicast
Anycast
Anycast
Um endereço IPv6 anycast é um endereço atribuído a 
mais de uma interface, tipicamente pertencendo a 
nodos diferentes, sendo que um pacote enviado a 
esse endereço será entregue à interface mais próxima, 
de acordo com os protocolos de roteamento.
 Esse tipo de endereçamento pode ser usado por um 
nodo para determinar a rota pela qual ele quer que 
seus pacotes trafeguem, com base no nodo 
destinatário. Por exemplo, ele poderia selecionar por 
quais provedores seus pacotes podem passar sem se 
preocupar com seguança.
Sistemas Autônomos
•Um SA (Sistema Autônomo) pode ser definido como
“Um grupo de redes e roteadores controlados por 
uma única autoridade administrativa.”
•Roteadores em um sistema autônomo seguem as 
mesma “regras” de roteamento
•Protocolos de roteamento num SA são classificados de 
acordo com sua atuação
Protocolo Internos e Externos
•Protocolos Interiores
–São aqueles utilizados para comunicação entre roteadores de um 
mesmo sistema autônomo
•Protocolos Exteriores
–São aqueles utilizados para comunicação entre roteadores de 
sistemas autônomos diferentes
P. Interior
P. Interior
P. Interior
P. Interior
P. Interior
P. Exterior
SA #1
SA #2
Existem duas classificações de protocolos:
 
1. IGP - Interior Gateway Protocol.
O nome usado para descrever o fato de que cada
sistema na Internet pode escolher seu próprio
protocolo de roteamento.
Os protocolos:
IGRP (Internal Gateway Routing Protocol),
EIGRP (Enhanced Internal Gateway Routing Protocol),
IS-IS (Intermediate System- Intermediate System),
RIP (Routing Information Protocol),
OSPF (Open System path First)
são exemplos de Protocolos Internos (IGP).
Protocolo Internos e Externos
Protocolo Internos e Externos (Cont.)
	Slide 1
	Slide 2: Distribuição de Endereços
	Slide 3: IANA: A Autoridade Mundial da Internet
	Slide 4
	Slide 5: Endereçamento IP
	Slide 6: Endereçamento IP
	Slide 7
	Slide 8
	Slide 9
	Slide 10
	Slide 11
	Slide 12
	Slide 13
	Slide 14
	Slide 15: Importante!
	Slide 16
	Slide 17
	Slide 18
	Slide 19: MÁSCARAS
	Slide 20
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23: Camadas de Rede
	Slide 24: Conceito de Sub-Rede
	Slide 25: CIDR
	Slide 26
	Slide 27
	Slide 28: Exemplo de Sub-rede com Rede IP Classe C
	Slide 29: Exemplo de Sub-rede com Rede IP Classe C
	Slide 30
	Slide 31: Uso de Sub-Redes
	Slide 32: Uso de Super-Redes
	Slide 33: Exemplo de Super-Redes
	Slide 34: Máscara padrão para endereçamento com classe
	Slide 35: Esgotamento de Endereços
	Slide 36: Máscara IP sem classe
	Slide 37: Níveis de Hierarquia
	Slide 38: Tradução de Endereço de Rede - NAT
	Slide 39: Entendendo o tal de NAT
	Slide 40: Network Address Translation
	Slide 41: Mas como um roteador NAT sabe o endereço de destino para um pacote proveniente da Internet?Slide 42: IPv6
	Slide 43: IPv6
	Slide 44: IPv6
	Slide 45: IPv6
	Slide 46: IPv6
	Slide 47: IPv6
	Slide 48: IPv6
	Slide 49: IPv6
	Slide 50: Anycast
	Slide 51
	Slide 52
	Slide 53
	Slide 54