Rede de Computadores

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FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES
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• Necessidade de troca informações
• Comunicações
• Telecomunicações
• Redes de Computadores
• Internet
HISTÓRICO DAS REDES
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• As redes podem ser classificadas de acordo 
com abrangência, tamanho e função
• Outra classificação poderia definir os 
parâmetros: custo, performance e alcance.
CLASSIFICAÇÃO DAS REDES
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• Rede que integra vários equipamentos em
diversas localizações geográficas, pode envolver
países ou até mesmo continentes.
• Com o surgimento de equipamentos de rede 
para uso pessoal, criou-se uma nova classificação 
para essas redes
WAN – WIDE AREA NETWORK
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• Uma área maior que a LAN, que pode contemplar 
uma cidade ou um bairro
MAN – METROPOLITAN AREA NETWORK
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• Rede Local, limita-se a uma pequena região 
física. Normalmente utilizadas em escritórios e 
empresas pequenas ou localizadas perto uma das 
outras
LAN – LOCAL AREA NETWORK
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• Rede de computador usada para comunicação
entre dispositivos perto de uma pessoa.
Normalmente sem fio.
• Esse é um novo conceito de classificação de rede.
PAN – PERSONAL AREA NETWORK
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• O mesmo que PAN, mas com cabos de conexão 
interligados. Também um conceito novo de 
classificação
HAN – HOME AREA NETWORK
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• Abrange uma área mais ampla. Por exemplo, uma 
rede de universidade
CAN – CAMPUS AREA NETWORK
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• Topologia esta relacionada com a disposição dos
equipamentos dentro de um ambiente.
• Na prática, essa arquitetura define onde está a
informação e de que forma se pode chegar a ela.
TOPOLOGIA
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• Topologia Física - estrutura definida por sua 
topologia física e de acordo com a forma que 
os enlaces físicos estão organizados.
• Topologia Lógica - estrutura definida por sua 
topologia lógica e de acordo com o 
comportamento dos equipamentos 
conectados.
A TOPOLOGIA PODE SER ANALISADA, 
AINDA, SOB DOIS ASPECTOS
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TOPOLOGIAS DE REDE
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• Para a topologia lógica, existem 2 principais 
métodos de transmissão de dados :
– Em Barramento
– Em Anel
TOPOLOGIA LÓGICA E TOPOLOGIA FÍSICA
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• Barramento
– Computadores estão ligados linearmente através 
de um cabo único
– Vantagens - Fácil de instalar e Fácil de entender
– Desvantagens - Rede pode ficar lenta e 
Dificuldade para isolar problemas
PRINCIPAIS TOPOLOGIAS
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• Estrela
– Computadores ligados a um dispositivo central, 
responsável pelo controle de conexões
– Vantagens - Monitoramento centralizado, 
Facilidade de adicionar novas máquinas e 
Facilidade de isolar falhas.
– Desvantagens - Maior quantidade de cabos, 
máquina central deve ser potente, sujeito à 
paralisação de rede caso a central tenha defeito
PRINCIPAIS TOPOLOGIAS
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• Anel
– Computadores ligados a um cabo, onde o último 
equipamento deverá se conectar ao primeiro, 
formando assim um anel
– Vantagens - Pode atingir maiores distâncias, 
pois cada máquina repete e amplifica o sinal
– Desvantagens - Problemas difíceis de isolar e se 
uma máquina falhar, a rede pode parar
PRINCIPAIS TOPOLOGIAS
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• Existem diversas entidades que são responsáveis 
pela criação, autorização e padronização de 
regras, tecnologias, equipamentos para 
computadores e dispositivos de redes.
• Os padrões são fundamentais para garantir a 
interoperabilidade entre diversos recursos de 
hardware e de software.
PADRÕES EM REDES
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• ANSI (American National Standards Institute) 
• IANA (Internet Assigned Numbers Authority)
• ISO (International Standards Organization) 
• ITU (International Telecommunications Union) 
• IEEE (Institute of Electrical and Electronic 
Engineers) 
• IETF (Internet Engineering Task Force)
• TIA (Telecommunications Industries Association) 
ORGANIZAÇÕES DE PADRONIZAÇÃO
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• Uma arquitetura de rede de computadores se
caracteriza por ter um conjunto de camadas que auxilia
o desenvolvimento de aplicações para redes.
• Inicialmente o modelo de referência foi o OSI, que foi
criado em meados dos anos 70 e inspirou a criação do
modelo TCP/IP.
• O Modelo OSI tem como característica ser um modelo
teórico, onde é muito bem definida a função de cada
uma das sete camadas.
ARQUITETURA DE REDES DE COMPUTADORES
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 Objetivo: Interligar duas máquinas de forma 
transparente para o usuário!
 GATEWAY: Equipamento responsável por 
interconectar diferentes redes
 GATEWAY = ROTEADOR
MODELO INTERNET
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MODELO INTERNET
CAMADA DE 
APLICAÇÃO
CAMADA DE 
TRANSPORTE
= Define uma Aplicação ou Processo 
ligado a comunicação de Rede
= Protocolos TCP e UDP
CAMADA INTER-
REDES (Internet)
= Protocolos IP, ARP, ICMP e IGMP.
CAMADA DE ACESSO 
A REDE
= Protocolos definidos pelo IEEE 802 
(ISO 8802).
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PROTOCOLOS DA SUITE TCP/IP
HTTP DNS SMTP DHCP FTP
TCP UDP
IP ARP ICMP IGMP
LAN (IEEE) MPLS ATM
 Protocolos
 
Acesso ao 
Meio
Nome das 
Camadas
Aplicação
Transporte
Rede
Acesso ao 
Meio
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MODELO INTERNET
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• Modelo postal
MODELO EM CAMADAS - ANALOGIA
Escrever carta Ler carta
Remetente Destinatário
Envelopar Abrir envelope
Endereçar Ler endereço
Entregar no correio Receber do carteiro
Remessa postal Recebimento postal
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MODELO INTERNET
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• Amadurecimento da “Suite TCP/IP”
HISTÓRIA DO MODELO INTERNET
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• Ninguém é o proprietário da tecnologia 
TCP/IP
• Internet Network Information Center 
(INTERNIC)
• Comitês da INTERNIC
• IANA
INTERNET PROTOCOL STANDARDTIZATION
REQUEST FOR COMENTS - RFC
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• Cada camada tem uma função, que pode ou não 
interferir na sua camada anterior ou posterior.
• O princípio fundamental do modelo em camadas 
é permitir que cada protocolo possa funcionar na 
sua camada, respeitando apenas as ligações com 
as camadas adjacentes e a equivalência com a 
aplicação na máquina de destino.
MAS O QUE SERIA UMA DISTRIBUIÇÃO EM 
CAMADAS?
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Quadro
Aplicação
Transporte
Rede
Física
Modelo TCP/IP
Mensagem
Segmento
Pacote
Cabeçalho de transporte
Mensagem
Cabeçalho 
de 
enlace
Cabeçalho 
de 
redeCabeçalho de transporte
Mensagem
Cabeçalho 
de 
redeCabeçalho de transporte
Mensagem
Camadas Conteúdo da camada
Interação do usuário com o sistema
Controle de conexões fim a fim
Endereçamento
Gerenciamento e uso do canal
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E
Quadro
Aplicação
Transporte
Rede
Física
Modelo TCP/IP
Mensagem
Segmento
Pacote
Cabeçalho de transporte
Mensagem
Cabeçalho 
de 
enlace
Cabeçalho 
de 
redeCabeçalho de transporte
Mensagem
Cabeçalho 
de 
redeCabeçalho de transporte
Mensagem
Camadas Encapsulamento
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FILOSOFIA DA REDE TCP/IP
=
rede 1
rede 2
rede 3
rede 4
R
host A
host B
Host D
R
R
R
R
R = ROTEADOR
host C
host A
host B
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• Open 
System 
Interconnection
• Modelo com sete camadas 
muito mais descritivo e 
detalhado do que o TCP/IP. 
• Modelo teórico com a 
descrição funcional de 
cada uma das camadas.
Aplicação
Transporte
Rede
Física
Modelo OSI
Enlace
Apresentação
Sessão
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Aplicação
Transporte
Rede
Física
Modelo TCP/IP
Aplicação
Transporte
Rede
Física
Modelo OSI
Enlace
Apresentação
Sessão
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• O OSI foi criado para garantir que cada camada 
tivesse uma função bem específica e 
fundamentada. Desenhado para padronizar as 
aplicações que iriam trafegar na rede. 
• O Modelo TCP/IP foi desenvolvido utilizando 
como base o modelo OSI. Por ser mais enxuto e 
utilizar dois protocolos centrais (TCP e IP) , 
tornou-se,em pouco tempo, um padrão para as 
redes de computadores.
POR QUE DOIS PADRÕES DE ARQUITETURA?
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Camada
Física
A camada física tem a finalidade
de receber e transmitir bits
através de um canal de
telecomunicações.
VISÃO GERAL DE CONCEITOS
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Camada
de Enlace
A camada de enlace tem algumas funções que tentam
fazer com que o tráfego de dados da camada física
pareça livre de erros. Para isto a camada realiza:
 Sincronização entre receptor e transmissor
 Detecção e correção de erros
 Formatação e segmentação dos dados
 Gerenciamento de transmissões em uma ou em
duas direções simultâneas
 Controle de acesso a um canal compartilhado
VISÃO GERAL DE CONCEITOS
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ONDE A CAMADA DE ENLACE É 
IMPLEMENTADA?
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• Segundo Kurose, um endereço da camada de enlace pode 
ser denominado:
– Endereço de LAN, ou
– Endereço físico, ou 
– Endereço MAC (media access control – controle de acesso ao meio)
• O endereço MAC tem 6 bytes de comprimento, expressos 
em notação hexadecimal, onde cada byte é expresso como 
um par de números hexadecimais.
– Ex: 00-1A-13-BC-48-39
ENDEREÇAMENTO NA CAMADA DE 
ENLACE
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EXEMPLOS DE ENDEREÇO MAC
ENDEREÇOS MAC -
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• Apesar do termo ser menos 
conhecido, é o tipo mais 
comum. 
• É o método de comunicação 
ponto a ponto, ou seja, uma 
origem para um destino. 
• A transmissão unicast ocorre 
quando A envia a informação 
apenas para B. Neste tipo de 
comunicação, apenas B 
absorve a informação.
PACOTES UNICAST
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• Método de comunicação que 
suporta difusão para um 
conjunto definido de hosts.
• Muito semelhando ao conceito 
de broadcasting, porém mais 
eficiente, pois permite que um 
único pacote seja recebido por 
um grupo específico de 
estações sem atrapalhar os 
demais. 
MULTICAST
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• Método de comunicação que 
suporta difusão para um 
conjunto de hosts. 
• Este termo foi originalmente 
aplicado a transmissões de 
rádio e televisão, pois, as 
transmissões estão 
disponíveis a um público 
grande. 
BROADCAST
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• Devido à importância desta tecnologia 
nas redes atuais (a maioria das redes 
de computadores locais usam esse 
padrão), ela se tornou uma tecnologia 
“de fato”.
• Desde a sua criação, vários padrões 
ethernet foram sendo desenvolvidos 
de forma a acompanhar as 
necessidades do mercado de 
transmissão de dados cada vez 
maiores
ETHERNET
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• Definido pelo padrão IEEE 802.3 originalmente com 
capacidade de 10Mbps pode utilizar diversos tipos de 
cabeamento. 
• O padrão Ethernet especifica todos os detalhes, inclusive o 
formato dos quadros que os computadores enviam através 
do barramento, a voltagem a ser utilizada e o método usado 
para modular o sinal. 
• Uma rede local (LAN) Ethernet é composta de hardware e 
software, trabalhando juntos, para oferecer dados digitais 
entre computadores.
ETHERNET
45
• O padrão Ethernet original foi previsto para operar 
a 10 mbps
• O padrão Fast-Eetehrnet é uma evolução do 
padrão Ethernet com capacidade de 100 Mbps. 
• O sistema de Fast-Ethernet é baseado em 
sistemas de mídia de par trançado e fibra ótica e 
oferece canais de rede de alta velocidade para uso 
em sistemas de backbone.
FAST ETHERNET
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• Evolução do padrão Fast-Ethernet para capacidade 
de 1000 Mbps. 
• Descreve um sistema que opera a uma velocidade 
de 1 bilhão de bits por segundo, em mídias de fibra 
ótica ou par trançado. 
• Emprega:
– o mesmo protocolo CSMA/CD, 
– o formato e tamanho do frame também são os mesmos.
GIGABIT ETHERNET
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• Dispositivo físico conectado entre o 
dispositivo transmissor e o meio de 
transmissão, responsável por desempenhar 
as funções das camadas física e de enlace. 
Os dispositivos de interface mais utilizados 
atualmente são os modems e as placas de 
rede.
INTERFACE
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• É o principal hardware de comunicação entre 
dispositivos através de uma rede. 
• Funciona como interface entre o dispositivo de 
processamento e o canal de dados.
• Desempenha as funções da camada de enlace
PLACA DE REDE 
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• Placas Ethernet variam de :
– 10 Mbps, 
– 100 Mbps, 
– 1000 Mbps (1 gbps) ou 
– 10.000 Mbps (10 gbps), e
PLACA DE REDE
TAXAS DE TRANSFERÊNCIA
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• Os conectores devem 
ser compatíveis com os 
cabos empregados:
• Para cabos de par 
trançado usamos 
conectores RJ-45
• Para cabos coaxiais 
conectores BNC
TIPOS DE CONECTORES
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• É o dispositivo eletrônico que transforma o sinal 
digital em analógico e vice-versa. A origem da 
palavra modem é devida à expressão “modulador 
e demodulador.
• Pode ser interno ou externo
MODEM
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• Acesso discado
• Banda larga
TIPOS DE MODEM
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• Placas de rede conectam o dispositivo a um 
canal compartilhado por vários pontos.
• Modems estabelecem conexões ponto a 
ponto
DIFERENÇA ENTRE 
MODEM E PLACA DE REDE
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• Repetidor ou HUB funciona como a peça central 
em uma rede de topologia estrela, ele recebe os 
sinais transmitidos pelas estações e retransmite-
os para todas as demais. Trabalham no nível 
físico do modelo OSI.
REPETIDORES (HUB)
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• Repetidores Passivos – funcionam como um 
espelho, pois simplesmente refletem os sinais 
recebidos para todas as estações que estão 
conectadas a eles
• Repetidores Ativos - além de refletir, reconstitui o 
sinal enfraquecido e retransmite-o, fazendo com 
que a sua distância máxima duplique em relação 
ao HUB passivo
REPETIDORES: ATIVOS OU PASSIVOS
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• Funcionando no nível de enlace da camada OSI, a 
bridge tem como finalidade traduzir os quadros 
de diferentes tecnologias, ou seja, interligar 
redes de diferentes tecnologias
• Um exemplo comum é a interligação entre uma 
rede Ethernet e uma rede Wi-Fi
PONTE (BRIDGE)
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• Funcionando no nível de enlace da camada OSI
• É montada uma tabela associando as portas do 
switch com os endereços físicos (MAC) 
conectados.
• Para cada frame é identificado o endereço de 
destino, consultada a tabela, o tráfego é 
direcionado somente 
para a porta de destino
COMUTADOR (SWITCH)
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• A mensagem
• O elemento Transmissor
• O elemento Receptor
• O Meio de transmissão
• O protocolo de comunicação
– Existem 3 tipos básicos de comunicação, ponto a 
ponto, cliente servidor e ponto multiponto. Ou 
somente multiponto.
SISTEMA BÁSICO DE COMUNICAÇÃO
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• É quanto a comunicação é estabelecida 
utilizando apenas dois pontos interligados 
(receptor e transmissor).
• Para esse tipo de arquitetura, não existe um 
compartilhamento do meio com os outros 
vários usuários.
PONTO A PONTO
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• É o caso de um ponto central enviar e 
receber informações de vários pontos da 
rede, utilizando um mesmo meio, e 
derivando ao longo do cominho.
PONTO-MULTIPONTO
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• Unicast 
• Multicast 
• Broadcast
ENDEREÇAMENTO DE PACOTES DE 
DADOS
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• É uma forma de envio de informações 
direcionadas para somente um único destino
UNICAST
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• É a forma de envio de informações para 
múltiplos destinos. Ele é direcionado para um 
grupo específico destinos possíveis.
• As estações podem dinamicamente entrar e 
sair do Grupo Multicast. 
• Um exemplo comum é a video-conferência e 
a Web-TV
MULTICAST
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• Forma de envio de informações onde a 
mensagem é enviada para todos os destinos 
possíveis da rede. 
• No endereçamento IP o último endereço de uma 
subrede define que o destino é para todos os 
demais componentes daquela subrede (endereço 
de broadcast da rede)
BROADCAST
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“um usuário vê a rede tipo internet como umaúnica rede virtual que interconecta todos os
hosts, através da qual a comunicação é
possível; os detalhes da arquitetura lhe são
transparente e irrelevante.”
INTERNET PROTOCOL
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• Um número que identifique, ubiquamente, 
uma máquina;
• Uma forma de encontrar uma máquina (por 
meio de seu número), entre as demais 
interligadas por meio de redes, sejam locais 
ou globais.
• Nesta aula, iremos estudar as técnicas 
usadas para planejar, adequadamente, um 
endereçamento IP, em uma rede.
ENDEREÇAMENTO IP
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•
•O IP é um binário de 32 bits.
• É expresso em 4 blocos de 8 bits 
convertidos em decimal, 
chamados octetos
•O valor máximo possível, para 
cada um dos quatro números ou 
octetos em um endereço IP é 255.
IPV4
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CLASSIFICAÇÃO DE ENDEREÇOS IPV4
Endereços reservados a redes internas
IP 10. 0.0.0
IP 172. 16.0.0 até 172.31.255.255
IP 192.168.0.0
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• Todos os hosts de uma rede 
devem ter o mesmo endereço 
de rede.
• Subredes são subconjuntos de 
uma rede maior.
• Ex: 
– 192.168.0.0/16 – toda a rede
– 192.168.1.0/24 – sub-rede
CONCEITOS DE REDE E SUB-REDES
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• Os endereços IP são compostos de dois 
identificadores: 
– ID de host e o 
– ID de rede;
• Dois hosts não podem ter um mesmo ID de 
host em uma mesma rede
• Cada rede de IP deve ter um único ID de 
rede, que seja comum a todos os host
COMPOSIÇÃO DO ENDEREÇO IP
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• Serve para delimitar 
as partes do IP que 
significam rede e host
MÁSCARA DE SUB-REDE
192.168. 0 . 0
255.255.255. 0
192.168. 0 . 0
IP: 11000000.10101000.00000000.00000000
Mask:11111111.11111111.11111111.00000000
Rede:11000000.10101000.00000000.00000000
Os bits “1” da máscara definem os bits do IP 
que significam REDE
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• Usa o endereço da rede e 
a quantidade de bits 1” da 
máscara
NOTAÇÃO SIMPLIFICADA
192.168. 0 . 0
255.255.255. 0
192.168. 0 . 0
IP: 11000000.10101000.00000000.00000000
Mask:11111111.11111111.11111111.00000000
Rede:11000000.10101000.00000000.00000000
192.168. 0 . 0 / 24
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• A quantidade de 
endereços de uma rede 
pode ser calculada pela 
quantidade de “zeros 
(binários)” da máscara.
• Na rede ao lado temos 
8 “zeros” na máscara, 
definindo 256 
endereços possíveis.
TAMANHO DE UMA REDE
200.123. 35. 0
255.255.255. 0
200.123. 35. 0
28 = 256
Endereços disponíveis
De 200.123. 35. 0 
A 200.123. 35.255
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• Numa rede 
– o primeiro endereço simboliza a rede
– o último simboliza o endereço de broadcast da rede
• Estes endereços não podem ser atribuídos a nenhum 
host
DISTRIBUIÇÃO DE ENDEREÇOS
256 Endereços
200.123. 35. 0 Rede 
200.123. 35.255 Broadcast
200.123. 35. 1 até 
200.123. 35.254
254 
hosts