Camada de Redes - Parte 03

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Redes de computadores
CAMADA DE REDE
- PARTE 03 -
Universidade Federal de Mato Grosso
Instituto de Computação
Prof. Dr. Luís Cézar Darienzo Alves
Motivação
 Desperdício de endereços
 Qualquer endereço de rede somente pode ser alocado a uma 
única rede física
 Esquema de endereçamento IP original é bastante insatisfatório
 Expectativa de rápido esgotamento do espaço de 
endereçamento
 Conexão de novas redes é impossibilitada
 Crescimento da internet é inviabilizado
Motivação
 Solução
 Pesquisar e adotar esquemas de endereçamento mais 
eficientes
 Compartilhar um único endereço de rede entre múltiplas redes 
físicas
 Objetivos
 Minimizar o desperdício de endereços
 Maximizar o tempo de vida do espaço de endereçamento de 
32 bits
Esquemas de endereçamento
 Sub-redes
 Permitem compartilhar um único endereço de rede entre 
diversas redes físicas
 Minimizam o desperdício de endereços
N2 172.16.2.0N1172.16.1.0
N3 172.16.3.0
R1
N4172.16.4.0
Esquemas de endereçamento
 Sub-redes
 Endereços de sub-rede podem ter um número variado de bits 
no prefixo de rede e identificador de estação
 Novo prefixo de rede deve ser maior que o prefixo original
 Prefixo de rede e identificador de estação devem possuir 32 bits
 Endereços de rede classe A, B ou C podem ser usados para 
criar sub-redes
Esquemas de endereçamento
 Super-redes
 Permitem o uso de diversos endereços de rede nas várias redes 
de uma instituição
 Alocam quantidade de endereços adequada às necessidades 
da instituição
 Evitam a alocação de endereços classe B
 Alocam blocos de endereços
 Conjunto de endereços classe C
 Partes de um endereço classe A, B ou C
 Bloco deve comportar o número de estações da instituição
Esquemas de endereçamento
 Super-redes
 Bloco de endereços é um conjunto contíguo de endereços
 Tamanho é potência de 2
 Satisfaz algumas restrições adicionais
 Endereços são formados por um prefixo de bloco e um 
identificador de estação
 Endereço pode ter número variado de bits no prefixo de bloco
 Invalida o conceito de classes A, B e C
 Identificador de estação define o tamanho do bloco de endereços
Arquiteturas de endereçamento
 Arquitetura classful
 Adota o conceito de classes 
A, B e C
 Roteamento usa o conceito 
de classes
 Suporta o esquema
de sub-redes
 Não suporta o esquema de 
super-redes
 Arquitetura classless
 Não adota o conceito de 
classes A, B e C
 Roteamento não usa o 
conceito de classes
 Suporta os esquemas de sub-
redes e super-redes
Arquiteturas de endereçamento
 Arquitetura classful
 Sub-rede é a subdivisão de um 
endereço de rede classe A, B ou C 
em endereços de sub-rede
 Proíbe alguns endereços de 
sub-rede
 Não permite recursividade de 
sub-redes
 Arquitetura classless
 Sub-rede é a subdivisão de um 
bloco de endereços em blocos 
menores
 Permite todos os endereços 
de sub-rede
 Permite recursividade de sub-
redes
Arquiteturas de endereçamento
 Arquitetura classful
 Sub-redes devem ser 
contíguas
 Arquitetura classless
 Sub-redes não precisam ser 
contíguas
N2
172.16.2.0
N5
172.20.0.0
N1
172.16.1.0
R1
N4
172.16.4.0
N3
172.16.3.0
R2
Endereçamento de sub-redes
 Objetivo
 Permite que um único endereço de rede classe A, B ou C seja 
compartilhado entre diversas sub-redes físicas
 Modifica a estrutura hierárquica dos endereços IP
 Divide o identificador de estação para representar as sub-redes
0 31
Identificador de rede Identificador de estação
Identificador de rede Identificador de estaçãoIdentificador de sub-rede
Endereçamento de sub-redes
 Hierarquia de endereçamento
 Identificador de sub-rede
 Identifica, juntamente com o identificador de rede, cada sub-rede 
física de forma individual e única
 A concatenação dos identificadores de rede e sub-rede é 
denominada prefixo de sub-rede
 Identificador de estação
 Identifica cada estação da sub-rede física de forma individual e 
única
Endereçamento de sub-redes
 Atribuição de endereços
Diferentes prefixos de sub-rede devem ser 
adotados para diferentes redes físicas
Um único prefixo de sub-rede deve ser 
compartilhado por interfaces de uma rede física
Um único identificador de estação deve ser 
atribuído a cada interface de uma rede física
N2R1
E3
E4
E1
N1
E2
172.16.1.2
172.16.1.1
172.16.1.3
172.16.2.3
172.16.2.2
172.16.2.1
172.16.1.0 172.16.2.0
Endereçamento de sub-redes
 Endereço de sub-rede
 Pode ser utilizado para referenciar a sub-rede física
 Endereço de broadcast direto
 Permite o envio de datagramas para todas as estações da sub-
rede
0 31
Identificador de rede 0 . . . 0Identificador de sub-rede
0 31
Identificador de rede 1 . . . 1Identificador de sub-rede
Figura 4.5
Endereçamento de sub-redes
 Máscara de sub-rede
 Objetivo
 Delimitar a posição do prefixo de sub-rede e do identificador de 
estação
 Representação
 Padrão de 32 bits
 Possui bits 1 no prefixo de sub-rede
 Possui bits 0 no identificador de estação
0 31
1 . . . 1 0 . . . 01 . . . 1
172.16.1.1 255.255.255.0
172.16.1.1/24
Decimal
Contagem de Bits
Endereçamento de sub-redes
 Projeto de sub-redes
 Número de sub-redes
 Definido pelo número de bits do identificador de sub-rede
 São inválidos endereços de sub-rede cujos bits do identificador de 
sub-rede são todos iguais a 0 ou 1
n 2n
Identificador
de sub-rede
Endereços
de sub-redes
n 2n - 2
Identificador
de sub-rede
Endereços
de sub-redes
Endereçamento de sub-redes
 Projeto de sub-redes
 Exemplo
0 31
11000000 10101000 00000001 00000000
11000000 10101000 00000001 00000001
11000000 10101000 00000001 00000010
11000000 10101000 00000001 00000011
11000000 10101000 00000001 00000100
11000000 10101000 00000001 00000101
11000000 10101000 00000001 00000110
11000000 10101000 00000001 00000111
192.168.1.0/27
192.168.1.32/27
192.168.1.64/27
192.168.1.96/27
192.168.1.128/27
192.168.1.160/27
192.168.1.192/27
192.168.1.224/27
2725
Endereçamento de sub-redes
 Endereços possíveis
Conjunto de endereços que compartilham um 
mesmo prefixo de sub-rede
 Endereços válidos
Conjunto de endereços possíveis que podem 
ser atribuídos às interfaces
n 2n
Identificador
de estação
Endereços
possíveis
n 2n - 2
Identificador
de estação
Endereços
válidos
Endereçamento de sub-redes
 Endereços possíveis e válidos
Endereços
possíveis
Endereço
de sub-rede
Endereços
válidos
192.168.1.32/27
192.168.1.64/27
192.168.1.96/27
192.168.1.128/27
192.168.1.160/27
192.168.1.192/27
192.168.1.32 - 192.168.1.63 
192.168.1.64 - 192.168.1.95
192.168.1.96 - 192.168.1.127
192.168.1.128 - 192.168.1.159
192.168.1.160 - 192.168.1.191
192.168.1.192 - 192.168.1.223
192.168.1.33 - 192.168.1.62
192.168.1.65 - 192.168.1.94
192.168.1.97 - 192.168.1.126
192.168.1.129 - 192.168.1.158
192.168.1.161 - 192.168.1.190
192.168.1.193 - 192.168.1.222
Figura 4.11
Endereçamento de sub-redes
 Máscaras de tamanho fixo
 Sub-redes de um determinado endereço de rede devem usar 
máscaras idênticas
 Comportam o mesmo número de estações
 Roteamento assume que máscaras de um endereço de rede 
são idênticas
 Máscaras de tamanhos diferentes podem gerar sérios 
problemas de roteamento
 Não permitem a aplicação recursiva do conceito de sub-redes
Endereçamento de sub-redes
 Máscaras de tamanho fixo
 Tamanho da máscara depende do número de sub-redes físicas 
edo número de estações da maior sub-rede física
 Escolher a maior máscara possível que comporte o número de 
estações da maior sub-rede física
 Verificar se o número de sub-redes criadas atende ao número de 
sub-redes físicas existentes
 Reservar espaço para crescimento futuro
Endereçamento de sub-redes
 Sub-redes contíguas
 Sub-redes físicas devem ser contíguas, não podendo existir 
porções isoladas
N2
N4
N1
R1
N6
N5
R3R2N3
192.168.1.32/27
192.168.1.64/27
192.168.1.96/27 192.168.1.128/27
192.168.1.160/27
192.168.1.192/27
N7200.10.1.0/24
R4
192.168.1.0/24
Exemplo de configuração
 Configurando interfaces
N2
N4
N1
R1
N6
N5
R3R2N3
192.168.1.32/27
192.168.1.64/27
192.168.1.96/27 192.168.1.128/27
192.168.1.160/27
192.168.1.192/27
> ifconfig eth0 192.168.1.33 netmask 255.255.255.224
> ifconfig eth1 192.168.1.65 netmask 255.255.255.224
> ifconfig eth2 192.168.1.97 netmask 255.255.255.224
> ifconfig lo 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0
Exemplo de configuração
 Listando informações
N2
N4
N1
R1
N6
N5
R3R2N3
192.168.1.32/27
192.168.1.64/27
192.168.1.96/27 192.168.1.128/27
192.168.1.160/27
192.168.1.192/27
> ifconfig eth0
eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:E0:7D:8E:BC:72
inet addr:192.168.1.33 Bcast:192.168.1.63 Mask:255.255.255.224
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
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