Endereçamento de Rede - IPv4

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Tecnologia em Análise e 
Desenvolvimento de Sistemas
Rede de Computadores
Cap. 6 CISCO
Endereçamento de Rede - IPv4
 
A Anatomia de um Endereço IPv4
Cada dispositivo de uma rede deve ter uma definição exclusiva. Na camada de 
rede, os pacotes de comunicação precisam ser identificados com os endereços 
de origem e de destino dos dois sistemas finais. Com o IPv4, isso significa que 
cada pacote tem um endereço de origem de 32 bits e um endereço de destino 
de 32 bits no cabeçalho da Camada 3. 
Esses endereços são usados na rede de dados como padrões binários. Para 
nós, na rede humana, uma string de 32 bits é difícil de interpretar e ainda mais 
difícil de lembrar. Portanto, representamos endereços IPv4 usando o formato 
decimal pontuada.
Ex.: Formato seguido por um endereço IP = 10.0.0.1.
 
Decimal com Pontos
Padrões binários que representam endereços IPv4 e são expressos como decimais com 
pontos, separando-se cada byte do padrão binário, chamado de octeto, com um ponto. É 
chamado de octeto por que cada número decimal representa um byte ou 8 bits. 
Por exemplo, o endereço:
10101100000100000000010000010100
é expresso no formato decimal com pontos como:
172.16.4.20
Tenha em mente que os dispositivos usam lógica binária. O formato decimal 
com pontos é usado para facilitar para as pessoas o uso e a memorização de 
endereços. 
 
Porção de Rede e Host
Para cada endereço IPv4, uma porção dos bits mais significativos 
representa o endereço de rede. Na Camada 3, definimos umarede 
como grupo de hosts que têm padrões de bits idênticos na porção 
de endereço de rede de seus endereços. 
Embora todos os 32 bits definam o endereço do host, temos um 
número variável de bits que são chamados de porção de host do 
endereço. O número de bits usados nessa porção de host 
determina o número de hosts que podemos ter na rede.
 
Endereço IPv4
 
Endereço IPv4
 
Endereço IPv4
 
Endereço IPv4
 
Endereço IPv4
 
Conversão Binário para Decimal
• Para entender a operação de um dispositvo na rede, 
precisamos ver os endereços e outros dados do modo que 
o dispositivo os vê - pela notação binária. Isso quer dizer 
que precisamos ter alguma habilidade em conversão de 
binário para decimal. 
• Nessa consideração, vamos nos referir ao binário 
conforme relacionado ao endereçamento IPv4. Isso quer 
dizer que olharemos para cada byte (octeto) como número 
decimal no intervalo de 0 a 255. 
 
Notação Posicional
Aprender a converter de binário para decimal exige entendimento 
da base matemática de um sistema de numeração chamado 
notação posicional. Notação posicional significa que um dígito 
representa valores diferentes dependendo da posição que 
ocupa. Mais especificamente, o valor que o dígito representa é 
aquele valor multiplicado pela potência da base, ou raiz, 
representada pela posição que o dígito ocupa.
 
Alguns exemplos vão ajudar a esclarecer 
como esse sistema funciona.
Para o número decimal 245, o valor que o 2 representa é 
2*10^2 (2 vezes 10 na potência 2). O 2 está no que 
costumamos chamar de posição das centenas. A notação 
posicional se refere a essa posição como posição de 
base^2, porque a base, ou raiz, é 10 e a potência é 2.
Usando a notação posicional no sistema de numeração de 
base 10, 245 representa: 
245 = (2 * 10^2) + (4 * 10^1) + (5 * 10^0) 
ou 
245 = (2 * 100) + (4 * 10) + (5 * 1) 
 
Sistema de Numeração Binário
No sistema de numeração binário a raiz é 2. Portanto, cada posição 
representa potências de 2 crescentes. Nos números binários de 8 
bits, as posições representam estas quantidades:
2^7 2^6 2^5 2^4 2^3 2^2 2^1 2^0
128 64 32 16 8 4 2 1
O sistema de numeração de base 2 só tem dois dígitos: 0 e 1. 
 
Quando interpretamos um byte como número decimal, temos a quantidade que 
a posição representa se o dígito é 1 e não temos quantidade se o dígito é 0, 
como mostrado na figura. 
1 1 1 1 1 1 1 1
128 64 32 16 8 4 2 1
Um 1 em cada posição significa que acrescentamos o valor daquela posição ao 
total. Essa é a adição quando há um 1 em cada posição de um octeto. O 
total é 255.
128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255
Sistema de Numeração Binário
 
Um 0 em cada posição indica que o valor para aquela posição 
não é acrescentado ao total. Um 0 em cada posição dá um 
total de 0.
0 0 0 0 0 0 0 0
128 64 32 16 8 4 2 1
0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 = 0
Note na figura que uma combinação diferente de uns e zeros 
resultará em um valor decimal diferente.
Sistema de Numeração Binário
 
Conversão Binário para Decimal
 
Conheça os Números – Conversão Binária para Decimal 
Veja na figura os passos para converter um endereço binário 
para um endereço decimal.
No exemplo, o número binário: 
10101100000100000000010000010100
é convertido para: 
172.16.4.20
Tenha em mente estes passos:
Divida os 32 bits em 4 octetos.
Converta cada octeto para decimal.
Acrescente um "ponto" entre cada decimal.
 
 
Conversão Binário para Decimal
 
Conversão Binário para Decimal
 
Vamos Praticar
• 192.168.2.100 
• 10.34.100.100 
• 172.168.16.120
• 224.200.100.30 
• 192.168.100.10 
• 172.16.24.30 
• 10.1.1.120 
• 178.200.120.100 
 
Tipos de comunicação
Em uma rede IPv4, os hosts podem se comunicar através de um desses 
três modos:
Unicast - o processo de envio de um pacote de um host para um host 
individual;
Broadcast - o processo de envio de um pacote de um host para todos 
os hosts numa rede.
Multicast - o processo de envio de um pacote de um host para um 
grupo de hosts selecionados.
 
Tráfego Unicast
A comunicação Unicast é usada como 
comunicação normal host a host tanto em redes 
cliente/servidor como ponto-a-ponto. Os pacotes 
Unicast usam o endereço de host do dispositivo 
de destino como endereço de destino e podem 
ser roteados através de redes interconectadas.
 
Transmissão de Broadcast
Visto que o tráfego de broadcast é usado para 
enviar pacotes para todos os hosts na rede, um 
pacote usa um endereço especial de broadcast. 
Quando um host recebe um pacote com o 
endereço de broadcast como sendo o endereço 
de destino, ele processa o pacote como se 
fosse um pacote para o seu endereço unicast. 
 
Transmissão Multicast
A transmissão multicast é projetada para preservar a 
largura de banda da rede IPv4. Ela reduz o tráfego 
permitindo que um host envie um único pacote para 
um conjunto de hosts selecionados. Para alcançar 
múltiplos hosts de destino usando a comunicação 
unicast, um host de origem teria que enviar um pacote 
individual endereçado para cada host de destino. Com 
o multicast, o host origem pode enviar um único 
pacote que pode atingir milhares de hosts de destino.
 
Intervalos de Endereços IPv4 Reservados
 
IPv4 – [RFC 791]IPv4 – [RFC 791]
IPv4 – a versão mais utilizada do IP, a versão 4, que normalmente é 
denominada simplesmente IPv4 . [RFC 791].
[RFC 791] - é projetado para uso em sistemas interligados de 
comutação de pacotes de comunicação de redes de computadores. 
Um tal sistema, que prevê blocos de transmissão de dados chamado 
datagramas a partir de fontes para destinos, onde as fontes e os 
destinos são hosts identificados por fixos endereços de comprimento
 
Classes de endereços
Originalmente, o espaço do endereço IP foi 
dividido em poucas estruturas de tamanho fixo 
chamados de "classes de endereço". As três 
principais são a classe A, classe B e classe C.
 
Examinando os primeiros bits de um endereço, o software do 
IP consegue determinar rapidamente qual a classe, e logo,a 
estrutura do endereço.
Classe A: Primeiro bit é 0 (zero)
Classe B: Primeiros dois bits são 10 (um, zero)
Classe C: Primeiros três bits são 110 (um, um, zero)
Classe D: (endereço multicast): Primeiros quatro bits são: 
1110 (um, um, um, zero)
Classe E: (endereço especial reservado): Primeiros cinco bits 
são 11110 (um, um, um, um, zero)
 
A tabela, contém o intervalo das classes de endereços IPs:
 
A classe B de endereços usa dois octetos para o número da rede e dois 
para endereços de hosts. Os endereços de redes classe B variam na 
faixa de 128.1 até 191.255 (os números 0 e 255 do segundo octeto, e 
127 do primeiro octeto são usados para funções especiais e testes), e 
cada rede pode interligar (cerca de) 65 mil hosts.
Já os endereços classe C, utilizam três octetos para identificar a rede e 
apenas um octeto para o host. Os endereços de rede situam-se na faixa 
de 192.1.1 até 223.254.254 (os endereços acima de 223 no primeiro 
octeto foram reservados para uso futuro), e cada rede pode endereçar 
254 hosts.
 
Exemplo de um endereço IP binário Classe C de 32 bits (4 
Bytes): 192.5.34.11
Um endereço IP é composto de uma sequência de 32 bits, 
divididos em 4 grupos de 8 bits cada. Cada grupo de bits 
recebe o nome de octeto.
01110011.10101001.11101111.11000011 4x8 bits = 32 bits
octeto
8 bits permitem 256 combinações diferentes, 
para facilitar, usamos então números de 0 a 255 
para representar cada octeto, formando 
endereços (220.45.100.222).
 
Gateway Padrão 
É um nó de rede que permite o acesso para outra 
rede, esta outra rede pode ser a Internet ou 
outra rede da mesma companhia. 
Neste caso um Gateway (padrão) é chamado de 
roteador porque os pacotes entrantes só sobem 
até a camada de rede (nível 3 do modelo OSI).
 
Máscara de Sub-Rede 
são utilizados para o endereço da rede e os bits 0 
servem para endereçar os computadores em 
cada sub-rede.
Obs: 0 e 255, como em 255.255.0.0 ou 
255.0.0.0, onde um valor 255 indica a parte 
endereço IP referente à rede, e um valor 0 
indica a parte endereço IP referente ao host.
 
IP FIXO E IP DINÂMICO
IP estático (ou fixo) – é um número dado 
permanentemente a um computador, ou seja, 
seu IP não muda, exceto se tal ação for feita 
manualmente. (ex: assinaturas via à internet 
ADSL, onde provedores atribuem um IP 
estático), [inclui problemas de segurança].
IP dinâmico – é um número que é dado a um 
computador quando este se conecta à rede, 
mas que muda toda vez que há conexão.
 
CIDR - Classless Inter-Domain Routing
Foi introduzido em 1993, como um refinamento para a forma 
como o tráfego era conduzido pelas redes IP.
Routing sem classes - o espaço para o endereço IP foi dividido em três 
'classes de rede' principais, onde cada classe tinha um tamanho fixo de 
rede. As classes A, B e C tinham campos de endereço de 8, 16 e 24 bits 
respectivamente. A classe, em especial o comprimento da máscara da 
sub-rede e o número de hosts na rede.
 
Notação Standard
A notação standard para o intervalo de endereços CIDR 
começa com o endereço de rede (na direita com o número 
apropriado de bits com valor zero - até 4 octetos para 
IPv4, e até campos hexadecimais de 8 octetos de 16 bits 
para IPv6). Isto é seguido por um carácter e comprimento 
de um prefixo, em bits, definindo o tamanho da rede em 
questão.
 
Para o IPv4, uma representação alternativa usa o 
endereço de rede seguido da máscara de sub-rede, 
escrito na forma decimal com pontos:
192.168.0.0 /24 pode ser escrito como 
192.168.0.0 255.255.255.0 → pois contando os 
24 bits da Esquerda para Direita, temos: 
11111111.11111111.11111111.00000000
192.168.0.0 /22 pode ser escrito como 
192.168.0.0 255.255.252.0 → pois contando os 
22 bits da Esquerda para Direita, temos: 
11111111.11111111.11111100.00000000
prefixo
 
Mascara e Sub-Rede
IP Classe C
200.100.10.X
255.255.255.0
254 Host´s
200.100.10.1 até 200.100.10.254 => range(intervalo)
200.100.10.0 => Rede
200.100.10.255 => BroadCast (Todos os computadores da 
rede)
Obs: Tirando que o 0 e 255 que é rede de BroadCast eu 
tenho 254 endereços úteis nesse range de classe C.
 
Dividir uma Rede em 4 SubRedes
• Sitio Cercado => 60 escolas => 1º Subrede
• Pinheirinho => 55 escolas => 2º Subrede
• Cid. Industrial => 59 escolas => 3º Subrede
• Centro => 45 escolas => 4º Subrede
 
200.100.10.x
255.255.255.0
11111111.11111111.11111111.00000000
• Bit 1 representa REDE (Network)
• Bit 0 representa HOST (Computador, Impressora, etc.)
11111111.11111111.11111111.00000000
RRRRRRRR.RRRRRRRR.RRRRRRRR.HHHHHHHH
 
200.100.10.X
255.255.255.??
11111111.11111111.11111111.10000000
Emprestar Bits da parte HOST para Criar as SUBREDES
2 nº bits 1 (SubREDE)
21 = 2 Subredes( SubRede 0 e 1)
 
200.100.10.X
255.255.255.??
11111111.11111111.11111111.11000000
Emprestar Bits da parte HOST para Criar as SUBREDES
2 nº bits 1 (SubREDE)
22 = 4 Subredes( SubRede 00, 01, 10 e 11)
 
200.100.10.X
255.255.255.??
11111111.11111111.11111111.11100000
Emprestar Bits da parte HOST para Criar as SUBREDES
2 nº bits 1 (SubREDE)
23 = 8 Subredes
000
001
010
011
100
101
110
111
 
200.100.10.X
255.255.255.??
11111111.11111111.11111111.11111110
Não Funciona, pois não sobra nenhum Host válido
somente 0 e 1 que é REDE e BROADCAST
 
200.100.10.X
255.255.255.??
11111111.11111111.11111111.11111100
Emprestar Bits da parte HOST para Criar as 
SUBREDES
2 nº bits 1 (Sub REDE)
26= 64 Subredes
Máximo de Subredes em um IP CLASSE C
 
200.100.10.X
255.255.255.??
11111111.11111111.11111111.11000000
Emprestar Bits da parte HOST para Criar as SUBREDES
2 nº bits 1 (SubREDE)
22 = 4 Subredes( SubRede 00, 01, 10 e 11)
 
200.100.10.X
255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000
128 64 32 16 8 4 2 1
1 1 0 0 0 0 0 0
128 + 64 = 192
 
200.100.10.X
255.255.255.224
11111111.11111111.11111111.11100000
128 64 32 16 8 4 2 1
1 1 1 0 0 0 0 0
128 + 64 + 32 = 224
 
200.100.10.X
255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000
Quantidade de Host´s por SUBREDE
2 nº bits 0 (HOST)
26= 64 – 2 (Rede e BroadCast)
62 HOST´s em Cada SubRede
000000 => Endereço de REDE
111111 => Endereço de BroadCast(Todos)
 
200.100.10.X
255.255.255.224
11111111.11111111.11111111.11100000
Quantidade de Host´s por SUBREDE
2 nº bits 0 (HOST)
25= 32 –2 (Rede e BroadCast)
30 HOST´s em Cada SubRede
00000 => Endereço de REDE
11111 => Endereço de BroadCast(Todos)
 
200.100.10.X
255.255.255.252
11111111.11111111.11111111.11111100
Quantidade de Host´s por SUBREDE
2 nº bits 0 (HOST)
22= 4 –2 (Rede e BroadCast)
2 HOST´s em Cada SubRede
00 => Endereço de REDE
01 => Host 1
10 => Host 2
11 => Endereço de BroadCast(Todos)
 
200.100.10.X
255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000
22 = 4 Subredes( SubRede00, 01, 10 e 11)
26= 64 –2 (Rede e BroadCast)
62 HOST´s em Cada SubRede
000000 => Endereço de REDE
000001 => 1º Host Válido
111110 => Último Host
111111 => Endereço de BroadCast(Todos)
 
200.100.10.0 REDE da 1ª SubRede
255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000 
000000 > Endereço de REDE > 0
000001 > 1º Host Válido >
111110 > Último Host >
111111 > Endereço de BroadCast(Todos) >
128 64 32 16 8 4 2 1
0 0 0 0 0 0 0 0
 
200.100.10.1 1ª HOST da 1ª SubRede
255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000 
000000 > Endereço de REDE > 0
000001 > 1º Host Válido > 1
111110 > Último Host >
111111 > Endereço de BroadCast(Todos) >
128 64 32 168 4 2 1
0 0 0 0 0 0 0 1
 
200.100.10.62 Último HOST da 1ª SubRede
255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000 
000000 > Endereço de REDE > 0
000001 > 1º Host Válido > 1
111110 > Último Host > 62
111111 > Endereço de BroadCast(Todos) >
128 64 32 16 8 4 2 1
0 0 1 1 1 1 1 0
 
200.100.10.63 BroadCast 1ª SubRede
255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000 
000000 > Endereço de REDE > 0
000001 > 1º Host Válido > 1
111110 > Último Host > 62
111111 > Endereço de BroadCast(Todos) > 63
128 64 32 16 8 4 2 1
0 0 1 1 1 1 1 1
 
200.100.10.1 até 62 RANGE
255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000
000000 => Endereço de REDE > 0
000001 => 1º Host Válido > 1
111110 => Último Host > 62
111111 => Endereço de BroadCast(Todos) > 63
 
128 64 32 16 8 4 2 1
1 1 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1
1 1 1 1 1 0
1 1 1 1 1 1
 
REDE 1º HOST ULT. HOST BROADCAST
00 0 1 62 63
01 64 65 126 127
10 128 129 190 191
11 192 193 254 255
 
Faça:
Converta os IP´s em Binário, qual é a Máscara, quantas 
subRedes e Hosts e seu prefixo. 
192.168.230.200 /26 - 255.255.255.192
10.120.10.100 /8 - 255.0.0.0
200.200.224.10 /27 - 255.255.255.224 
176.200.100.1 /23 - 255.255.0.0
192.168.120.7 /30 - 255.255.255.252
10.1.10.10 /8 - 255.0.0.0
172.168.100.20 /24 - 255.255.255.0
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