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Redes de Computadores – Endereçamento IP v4 – página 1 de 9 O endereço IP é composto de 32 bits. O computador somente entende bits. Quantos endereços podemos representar com 32 bits? 2 elevado a 32 (2 32 ) + ou – 4 bilhões Exemplificando: com 1 bit representamos 2 endereços (0 e 1) = 2 1 = 2 elevado a 1(bit) = 2 com 2 bits representamos 4 endereços (00, 01, 10 e 11) = 2 2 = 2 elevado a 2(bits) = 4 com 3 bits representamos 8 endereços (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 e 111) = 23 = 2 elevado a 3(bits) = 8 Logo: com 32 bits representamos 4.294.967.295 endereços (00000000000000000000000000000000, . . . 1111111111111111111111111111111) = 2 32 = 2 elevado a 32(bits) = 4.294.967.295 aproximadamente 4 bilhões Conversão binário x decimal, em um octeto 128 2 7 64 2 6 32 2 5 16 2 4 8 2 3 4 2 2 2 2 1 1 2 0 Decimal 0 0 0 0 0 0 0 0 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 = 0 0x128 0x64 0x32 0x16 0x8 0x4 0x2 0x1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 + 0 + 0 + 0 + 8 + 0 + 2 + 0 = 10 0x128 0x64 0x32 0x16 1x8 0x4 1x2 0x1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 + 0 + 32 + 0 + 8 + 4 + 0 + 0 = 44 0x128 0x64 1x32 0x16 1x8 1x4 0x2 0x1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 + 64 + 0 + 0 + 0 + 0 + 2 + 1 = 67 0x128 1x64 0x32 0x16 0x8 0x4 1x2 1x1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 + 64 + 32 + 0 + 0 + 4 + 0 + 1 = 101 0x128 1x64 1x32 0x16 0x8 1x4 0x2 1x1 1 0 0 1 0 1 1 0 128 + 0 + 0 + 16 + 0 + 4 + 2 + 0 = 150 1x128 0x64 0x32 1x16 0x8 1x4 1x2 0x1 Somente para lembrar que nada mudou, base 10 funciona como qualquer outra base. 1000 10 3 100 10 2 10 10 1 1 10 0 Decimal 1 2 3 2 1000 + 200 + 30 + 2 = 1232 1x1000 2x100 3x10 2x1 1 5 0 0 1000 + 500 + 0 + 0 = 1500 1x1000 5x100 0x10 0x1 0 0 4 4 0 + 0 + 40 + 4 = 44 0x1000 0x100 4x10 4x1 0 0 6 7 0 + 0 + 60 + 7 = 67 0x1000 0x100 6x10 7x1 Um octeto pode variar, em binário, de 00000000 (8 zeros) a 11111111 (8 uns) ou seja de 0 a 255 em decimal 128 27 64 26 32 25 16 24 8 23 4 22 2 21 1 20 Dec 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 255 Obs não suporta números negativos ou valores acima de 255, pois seriam necessários 9 bits para escrever valores acima de 255. Exemplos práticos: Endereço 32 bits convertidos de 8 em 8 para decimal, separado por ponto. 1º octeto 192 11000000 2º octeto 168 10101000 3º octeto 0 00000000 4º octeto 0 00000000 192 11000000 168 10101000 0 00000000 1 00000001 192 11000000 168 10101000 0 00000000 254 11111110 192 11000000 168 10101000 0 00000000 255 11111111 Os endereços IP foram divididos em 5 classes, as classes possuem as seguintes funcionalidades: Classes A, B e C para endereçar os hosts e para cada uma dessas 3 classes foi pré-definido a quantidade de bits que representariam o ID de rede e quantidade que representam o ID de host. Outro detalhe importante é que a classe do endereço é definida única e exclusivamente pelo valor do primeiro octeto de seu endereço. Redes de Computadores – Endereçamento IP v4 – página 2 de 9 A divisão de IP em classes fica da seguinte forma: Classes Faixa (range) das classes (1º octeto) Regra N bits de rede e H bits de host End. de Internet (unicast) A 00000000 0 A 01111111 127 8 bits rede e 24 bits host NNNNNNNN HHHHHHHH HHHHHHHH HHHHHHHH B 10000000 128 A 10111111 191 16 bits rede e 16 bits host NNNNNNNN NNNNNNNN HHHHHHHH HHHHHHHH C 11000000 192 A 11011111 223 24 bits rede e 8 bits host NNNNNNNN NNNNNNNN NNNNNNNN HHHHHHHH Multicast D 11100000 224 A 11101111 239 Cada endereço representa um grupo multicast IP Teste ou uso futuro E 11110000 240 A 11111111 255 Endereços para teste ou uso futuro. O endereço de broadcast de qualquer tipo de endereçamento é quando todos os bits do endereço estão ligados “1”, logo o endereço de broadcast IP é: 1º octeto 2º octeto 3º octeto 4º octeto 11111111 11111111 11111111 11111111 Binário 255 255 255 255 decimal Ou seja, 255.255.255.255 broadcast local, gera um broadcast de camada 2 em qualquer host no mundo, configurado com qualquer endereço IP. Exemplificando endereços nas diversas classes: Classe A 1º octeto 67 01000011 2º octeto 10 00001010 3º octeto 100 1100100 4º octeto 2 00000010 Classe B 150 10010110 45 00101101 0 00000000 2 00000010 Classe C 192 11000000 168 10101000 0 00000000 1 00000001 Classe D 224 11100000 0 00000000 0 00000000 9 00001001 Obs: O 1º octeto é quem define a classe do endereço IP; Os valores em vermelho representam a porção rede do endereço(ID de rede) e em azul a porção host do endereço (ID host) Classes A, B e C endereçam hosts (endereços unicast) Classe D cada endereço representa um grupo de computadores, os mesmos não perdem seu endereço ÚNICO (unicast), mas recebem e processam toda informação destinada ao seu endereço único (unicast), ao endereço de broadcast (todos os hosts) e do grupo(multicast) ao qual pertença. Exemplo 224.0.0.9 representa o grupo de roteadores que estão processando o protocolo de roteamento RIP. Para dois ou mais hosts (hospedeiro do TCP/IP) pertencerem à mesma rede, ambos necessitam ter o mesmo ID de rede. Exemplificando: 1º octeto 2º octeto 3º octeto 4º octeto Obs 200 11001000 100 01100100 50 00110010 10 00001010 End. de um host 200 11001000 100 01100100 50 00110010 192 11000000 End. de um host 200 11001000 100 01100100 50 00110010 254 11111110 End. de um host 200 11001000 100 01100100 50 00110010 147 10010011 End. de um host 200 11001000 100 01100100 50 00110010 0 00000000 End. de R E DE 200 11001000 100 01100100 50 00110010 255 11111111 End. de B R O A D C A S T da R E D E Obs O ID de rede está em vermelho e o ID de host em azul O 1º octeto é 200, endereço pertencente à classe C Todos esses endereços pertencem a rede 200.100.50.0 Vamos a alguns questionamentos: Porque o zero no último octeto? A regra é a seguinte, para um endereço representar a rede é necessário que todos os bits de host estejam zerados “0”, logo, os últimos 8 bits estão zerados no classe C . 200 100 50 0 11001000 01100100 00110010 00000000 Porque o 255 no último octeto? A regra é a seguinte, para um endereço representar o broadcast da rede é necessário que todos os bits de host estejam ligados “1”, logo, os últimos 8 bits, que representam o host ID estão ligados no classe C. 200 100 50 255 11001000 01100100 00110010 11111111 Resumindo Quando todos os bits de host estiverem desligados o endereço representa a rede Quando todos os bits de host estiverem ligados o endereço representa o broadcast da rede não podendo ser atribuído a um equipamento (computador, roteador etc); podendo ser atribuído a um equipamento (computador, roteador etc). nã o Redes de Computadores – Endereçamento IP v4 – página 3 de 9 Exemplos de rede e broadcast respectivamente, um exemplo em cada classe de endereço utilizado para endereçar o host de forma única (unicast): Classe A Classe B Classe C 192 11000000 255 11111111 255 11111111 0 00000000 End. R E D E 192 11000000 255 11111111 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E Além do endereço de rede e broadcast da rede existe a rede de Loopback, onde no 1º octeto o valor é 127 em decimal. Esse endereço pertence, matematicamente, a classe A, porém não pode ser utilizado para endereçar equipamentos de rede, e seu primeiro endereço é conhecido como endereço de loopback ou endereço de local host. O 1º endereço de uma rede é o valor seguinte ao endereço de rede 127.0.0.0 é a rede logo 127.0.0.1 é o primeiro endereço. Resumindo O endereço 127.0.0.1 é o endereço de loopback ou local host. Utilizado para testar se o TCP/IP está funcionando corretamente com a Network Interface Card (NIC) ou Network Iinterface Controller (NIC) ou placa de rede. Para testar a configuração do TCP/IP com drive da placa de rede, execute a seguinte tarefa: No prompt de comando do Windows execute o seguinte comando, ping 127.0.0.1 OBS: A resposta na figura é uma resposta correta, o TCP/IP está funcionando perfeitamente com o hardware instalado no computador; Um exemplo de erro seria a resposta erro de hardware. Conceito básico de rede IP – é um conjunto de computadores (hosts) com o mesmo ID de rede e se encontram em um mesmo domínio de broadcast. Nesta figura pode ser observado 2 domínios de broadcast, materializado pelo roteador com 2 interfaces. Cada interface de rede do roteador está em um domínio de broadcast diferente, logo 2 redes IP ou redes lógicas diferentes, 200.1.1.0 e 200.2.2.0. O domínio de broadcast tecnicamente é a rede lógica e o equipamento de rede que separa os domínios de broadcast ou redes lógicas é o roteador e este trabalha na camada de redes(3 do modelo OSI ou 2 do TCP/IP), resumindo possui a função de encaminhar os pacotes ou datagramas IP. Observe também que os equipamentos de camada 2 (switches) não possuem endereço IP, por serem considerados Equipamentos de Comunicação de Dados (DCE) e não hospedeiros da pilha de protocolos TCP/IP. Em alguns casos pode possuir endereço IP para gerência. Na figura foram delimitadas a rede azul com o pré-fixo de rede 200.1.1 (ID de rede) e a rede amarela com o pré-fixo de rede 200.2.2 (ID de rede). A última observação quanto à figura ao lado, é que o endereço da porta do roteador é o default gateway da respectiva rede, ou seja, é quem interliga a rede local (LAN) a outras redes. Rede 200.1.1.0 default gateway 200.1.1.254 e rede 200.2.2.0 default gateway 200.2.2.254. O endereço do roteador pode ser qualquer endereço válido na rede. Conceito de subrede – é um subconjunto de uma rede. Lembre que com as regras definidas para as classes, fica fácil e bem definida a porção rede(ID REDE) e a porção host(ID HOST). Lembrete: Classe A – os 8 primeiros bits ID REDE e os 24 finais ID de HOST Classe B – os 16 primeiros bits ID REDE e os 16 finais ID de HOST Classe C – os 24 primeiros bits ID REDE e os 8 finais ID de HOST Exemplificando: O endereço 200.1.1.1 é um endereço classe C, logo os 24 primeiros bits indicam o ID de rede 200.1.1 e os 8 bits finais indicam o ID de host 1. A leitura seria rede 200.1.1 host 1. O endereço 200.2.2.1 é um endereço classe C, logo os 24 primeiros bits indicam o ID de rede 200.2.2 e os 8 bits finais indicam o ID de host 1. A leitura seria rede 200.2.2 host 1. 115 01110011 0 00000000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 115 01110011 255 11111111 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E 165 10100101 32 00100000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 165 10100101 32 00100000 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E O endereço classe C possui 256 endereços possíveis, ou seja, 2 elevado 8 (28) que é a quantidade de bits disponíveis de endereços, de 0 a 255. Matemática bem simplista, 256 endereços divididos em 2 subconjuntos = 128 endereços cada. O subconjunto de uma rede é uma subrede. O endereçamento da topologia ao lado ficaria da seguinte forma: A rede 200.1.1.0 ( azul escuro), seria dividida em 2 subredes: os endereços de 0 a 127 farão parte da 1ª subrede (azul claro); os endereços de 128 a 255 farão parte da 2ª subrede (amarelo claro). A estrutura de classes não possui uma forma de identificar a subrede, por esse motivo foi necessário a criação da máscara de subrede. Estrutura que possibilita a identificação de subredes dentro de uma rede. Raciocinando com a teoria de conjuntos, o azul escuro é o conjunto 200.1.1.0 de 0 a 255, o azul claro delimitou a subrede 200.1.1.0 de 0 a 127 (128 endereços possíveis) e de amarelo claro a subrede 200.1.1.128 de 128 a 255 ( os outros 128 endereços restantes). Tabela verdade Tabela verdade V = 1 e F = 0 V and V = V 1 1 and 1 = 1 V and F = F and 0 = 0 F and and V = = F 0 and and 1 = = 0 F F F 0 0 0 200 1 1 1 11001000 11111111 00000001 11111111 00000001 11111111 0 1 0000001 0000000 11001000 00000001 00000001 0 0000000 200 1 1 0 1 0000000 4 variações? 2 1 = 2 , 2 , 2 = 4 ( 2 1 =2, 22 = 4, 23 = 8 24 = 16 2 5 = 32 11 000000 200 2 2 64 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 01 11 000000 000000 255 255 255 192 200 2 2 192 11001000 11111111 00000010 11111111 0000001011111111 11 11 000000 000000 255 255 255 192 115 01110011 0 00000000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 115 01110011 255 11111111 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E 165 10100101 32 00100000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 165 10100101 32 00100000 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E O endereço classe C possui 256 endereços possíveis, ou seja, 2 elevado 8 (2 8 ) que é a quantidade de bits disponíveis de endereços, de 0 a 255. Matemática bem simplista, 256 endereços divididos em 2 subconjuntos = 128 endereços cada. O subconjunto de uma rede é uma subrede. O endereçamento da topologia ao lado ficaria da seguinte forma: A rede 200.1.1.0 ( azul escuro), seria dividida em 2 subredes: os endereços de 0 a 127 farão parte da 1ª subrede (azul claro); os endereços de 128 a 255 farão parte da 2ª subrede (amarelo claro). A estrutura de classes não possui uma forma de identificar a subrede, por esse motivo foi necessário a criação da máscara de subrede. Estrutura que possibilita a identificação de subredes dentro de uma rede. Raciocinando com a teoria de conjuntos, o azul escuro é o conjunto 200.1.1.0 de 0 a 255, o azul claro delimitou a subrede 200.1.1.0 de 0 a 127 (128 endereços possíveis) e de amarelo claro a subrede 200.1.1.128 de 128 a 255 ( os outros 128 endereços restantes). Tabela verdade Tabela verdade V = 1 e F = 0 V and V = V 1 1 and 1 = 1 V and F = F and 0 = 0 F and and V = = F 0 and and 1 = = 0 F F F 0 0 0 200 1 1 1 11001000 11111111 00000001 11111111 00000001 11111111 0 1 0000001 0000000 11001000 00000001 00000001 0 0000000 200 1 1 0 1 0000000 4 variações? 2 1 = 2 , 2 , 2 = 4 ( 2 1 =2, 22 = 4, 23 = 8 24 = 16 2 5 = 32 11 000000 200 2 2 64 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 01 11 000000 000000 255 255 255 192 200 2 2 192 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 11 11 000000 000000 255 255 255 192 115 01110011 0 00000000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 115 01110011 255 11111111 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E 165 10100101 32 00100000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 165 10100101 32 00100000 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E O endereço classe C possui 256 endereços possíveis, ou seja, 2 elevado 8 (2 8 ) que é a quantidade de bits disponíveis de endereços, de 0 a 255. Matemática bem simplista, 256 endereços divididos em 2 subconjuntos = 128 endereços cada. O subconjunto de uma rede é uma subrede. O endereçamento da topologia ao lado ficaria da seguinte forma: A rede 200.1.1.0 ( azul escuro), seria dividida em 2 subredes: os endereços de 0 a 127 farão parte da 1ª subrede (azul claro); os endereços de 128 a 255 farão parte da 2ª subrede (amarelo claro). A estrutura de classes não possui uma forma de identificar a subrede, por esse motivo foi necessário a criação da máscara de subrede. Estrutura que possibilita a identificação de subredes dentro de uma rede. Raciocinando com a teoria de conjuntos, o azul escuro é o conjunto 200.1.1.0 de 0 a 255, o azul claro delimitou a subrede 200.1.1.0 de 0 a 127 (128 endereços possíveis) e de amarelo claro a subrede 200.1.1.128 de 128 a 255 ( os outros 128 endereços restantes). Tabela verdade Tabela verdade V = 1 e F = 0 V and V = V 1 1 and 1 = 1 V and F = F and 0 = 0 F and and V = = F 0 and and 1 = = 0 F F F 0 0 0 200 1 1 1 11001000 11111111 00000001 11111111 00000001 11111111 0 1 0000001 0000000 11001000 00000001 00000001 0 0000000 200 1 1 0 1 0000000 4 variações? 2 1 = 2 , 2 , 2 = 4 ( 2 1 =2, 22 = 4, 23 = 8 24 = 16 2 5 = 32 11 000000 200 2 2 64 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 01 11 000000 000000 255 255 255 192 200 2 2 192 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 11 11 000000 000000 255 255 255 192 Redes de Computadores – Endereçamento IP v4 – página 4 de 9 Questionamento: A mesma topologia da figura anterior poderia ser endereçada por uma única rede classe C? Sim, com uma quantidade menor de endereços possíveis por rede lógica. Observe a figura a seguir: Máscara de subrede: é um conjunto de 32 bits, mesmo comprimento que o endereço IP; de um ponto para frente todos os bits ligados (rede + subrede) e desse ponto para trás todos os bits desligados (host), 11111111 11111111 11111111 100000000 com o objetivo de mascarar a porção host, zerando qualquer que seja o valor de host; ao realizar a operação de AND BINÁRIO entre o endereço IP e a máscara de subrede, mostrar a porção rede, subrede e zerar a porção host. Exemplificando: Observe a tabela apresentando os dois conjuntos em que foi dividida a rede 200.1.1.0 Conjunto ou subrede de 0 a 127 200 11001000 1 00000001 1 00000001 0 End. da subrede 0 0 1 0000000 11111111 255 11111111 255 11111111 255 0000000 Máscara de subrede binário Máscara de subrede decimal 128 200 11001000 1 00000001 1 00000001 127 End. de BROADCAST da subrede 0 0 1 1111111 11111111 255 11111111 255 11111111 255 0000000 Máscara de subrede binário Máscara de subrede decimal 128 Conjunto ou subrede de 128 a 255 200 11001000 1 00000001 1 00000001 128 End. da subrede 1 1 1 0000000 11111111 255 11111111 255 11111111 255 0000000 Máscara de subrede binário Máscara de subrede decimal 128 200 11001000 1 00000001 1 00000001 255 End. de BROADCAST da subrede 1 1 1 1111111 11111111 255 11111111 255 11111111 255 0000000 Máscara de subrede binário Máscara de subrede decimal 128 Obs: Sempre que utilizamos a divisão da rede em subrede, utilizaremosbits de host para representar a subrede, NUNCA bits do ID de REDE. Se o ID de REDE for alterado o endereço deixa de pertencer à rede. Questionamento: Posso alterar o ID de rede?? Não, ao alterar o ID de rede deixo de pertencer à rede 200.1.1.0. Solução: Para indicar a subrede devemos observar a tabela anterior e verificar que o bit de maior ordem de host foi ligado na máscara de subrede, dividindo em 2 subredes: subrede 0 o último octeto varia de 0 a 127 e para isso o bit mais significativo do host permaneceu zerado para não ocorrerem valores superiores a 127. 115 01110011 0 00000000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 115 01110011 255 11111111 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E 165 10100101 32 00100000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 165 10100101 32 00100000 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E O endereço classe C possui 256 endereços possíveis, ou seja, 2 elevado 8 (2 8 ) que é a quantidade de bits disponíveis de endereços, de 0 a 255. Matemática bem simplista, 256 endereços divididos em 2 subconjuntos = 128 endereços cada. O subconjunto de uma rede é uma subrede. O endereçamento da topologia ao lado ficaria da seguinte forma: A rede 200.1.1.0 ( azul escuro), seria dividida em 2 subredes: os endereços de 0 a 127 farão parte da 1ª subrede (azul claro); os endereços de 128 a 255 farão parte da 2ª subrede (amarelo claro). A estrutura de classes não possui uma forma de identificar a subrede, por esse motivo foi necessário a criação da máscara de subrede. Estrutura que possibilita a identificação de subredes dentro de uma rede. Raciocinando com a teoria de conjuntos, o azul escuro é o conjunto 200.1.1.0 de 0 a 255, o azul claro delimitou a subrede 200.1.1.0 de 0 a 127 (128 endereços possíveis) e de amarelo claro a subrede 200.1.1.128 de 128 a 255 ( os outros 128 endereços restantes). Tabela verdade Tabela verdade V = 1 e F = 0 V and V = V 1 1 and 1 = 1 V and F = F and 0 = 0 F and and V = = F 0 and and 1 = = 0 F F F 0 0 0 200 1 1 1 11001000 11111111 00000001 11111111 00000001 11111111 0 1 0000001 0000000 11001000 00000001 00000001 0 0000000 200 1 1 0 1 0000000 4 variações? 2 1 = 2 , 2 , 2 = 4 ( 2 1 =2, 22 = 4, 23 = 8 24 = 16 2 5 = 32 11 000000 200 2 2 64 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 01 11 000000 000000 255 255 255 192 200 2 2 192 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 11 11 000000 000000 255 255 255 192 115 01110011 0 00000000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 115 01110011 255 11111111 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E 165 10100101 32 00100000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 165 10100101 32 00100000 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E O endereço classe C possui 256 endereços possíveis, ou seja, 2 elevado 8 (28) que é a quantidade de bits disponíveis de endereços, de 0 a 255. Matemática bem simplista, 256 endereços divididos em 2 subconjuntos = 128 endereços cada. O subconjunto de uma rede é uma subrede. O endereçamento da topologia ao lado ficaria da seguinte forma: A rede 200.1.1.0 ( azul escuro), seria dividida em 2 subredes: os endereços de 0 a 127 farão parte da 1ª subrede (azul claro); os endereços de 128 a 255 farão parte da 2ª subrede (amarelo claro). A estrutura de classes não possui uma forma de identificar a subrede, por esse motivo foi necessário a criação da máscara de subrede. Estrutura que possibilita a identificação de subredes dentro de uma rede. Raciocinando com a teoria de conjuntos, o azul escuro é o conjunto 200.1.1.0 de 0 a 255, o azul claro delimitou a subrede 200.1.1.0 de 0 a 127 (128 endereços possíveis) e de amarelo claro a subrede 200.1.1.128 de 128 a 255 ( os outros 128 endereços restantes). Tabela verdade Tabela verdade V = 1 e F = 0 V and V = V 1 1 and 1 = 1 V and F = F and 0 = 0 F and and V = = F 0 and and 1 = = 0 F F F 0 0 0 200 1 1 1 11001000 11111111 00000001 11111111 00000001 11111111 0 1 0000001 0000000 11001000 00000001 00000001 0 0000000 200 1 1 0 1 0000000 4 variações? 2 1 = 2 , 2 , 2 = 4 ( 2 1 =2, 22 = 4, 23 = 8 24 = 16 2 5 = 32 11 000000 200 2 2 64 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 01 11 000000 000000 255 255 255 192 200 2 2 192 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 11 11 000000 000000 Redes de Computadores – Endereçamento IP v4 – página 5 de 9 subrede 1 o último octeto varia de 128 a 255 e para isso o bit mais significativo do host permaneceu ligado para não ocorrerem valores inferiores a 128. Logo esse bit de maior ordem dos bits de host pode representar uma das subredes quando seu valor for 0 e a outra quando seu valor for 1. Rede + Subrede + Host Pensada a solução, a implementação ficou por conta da máscara de subrede, que tem o objetivo de deixar zerado os bits de host para assim extrair o endereço de rede e ou subrede. Resumindo mascarar qualquer valor que esteja no host deixando todos os bits de host zerados que equivale ao endereço de rede. Tabela verdade para o and binário: ( uma premissa e outra têm que ser verdadeiras ): Subrede 0 host 1 000000001 = 1 decimal Subrede 1 host 1 10000001 = 129 decimal 200 1 1 129 11001000 11111111 00000001 11111111 00000001 11111111 1 1 0000001 0000000 11001000 00000001 00000001 1 0000000 200 1 1 129 Obs: os 32 bits da máscara de subrede se comportam da seguinte forma: de um ponto para frente os bits são ligados, representando o ID de rede e ou subrede; de um ponto para trás os bits são desligados, representando o ID de host 11111111111111111111111110000000 Para transformar o endereço IP do formato binário para o formato decimal basta separar de 8 em 8 bits, converter em decimal e separar cada octeto com um ponto. 11111111 255 . 11111111 . 255 . 11111111 . . 255 . 128 Consolidação do conhecimento de máscara de subrede: No exemplo anterior a rede 200.1.1.0 foi dividida em 2subredes. Agora a rede 200.2.2.0, será dividida em 4 subredes: Quanto ao endereço 200.2.2.0 pode ser afirmado: Que se trata de um endereço da Classe C Sua composição normal é de 24bits de rede e 8 bits de host (o ID de rede não pode ser modificado) Essa rede é um classe C e os 8 bits finais são de host, se não for dividida em subredes a máscara padrão do endereço dessa classe seria: 255. 255. 255.0 Vamos a um passo a passo para dividir a rede: 1. Saber quantos bits nos pertence? Os 8 bits de host. 2. Quantos bits eu necessito para ter o expoente é o número de bits necessário para a quantidade de variações) Exemplos: 2.1. se fosse dividir em 10 subredes? ( para endereçar 10 subredes será necessário no mínimo 4 bits ) 2.2. Se fosse dividir em 32 subredes? 3. Qual seria a nova máscara de subrede? 11111111 255 . 11111111 . 255 . 11111111 . . 255 . 192 115 01110011 0 00000000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 115 01110011 255 11111111 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E 165 10100101 32 00100000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 165 10100101 32 00100000 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E O endereço classe C possui 256 endereços possíveis, ou seja, 2 elevado 8 (2 8 ) que é a quantidade de bits disponíveis de endereços, de 0 a 255. Matemática bem simplista, 256 endereços divididos em 2 subconjuntos = 128 endereços cada. O subconjunto de uma rede é uma subrede. O endereçamento da topologia ao lado ficaria da seguinte forma: A rede 200.1.1.0 ( azul escuro), seria dividida em 2 subredes: os endereços de 0 a 127 farão parte da 1ª subrede (azul claro); os endereços de 128 a 255 farão parte da 2ª subrede (amarelo claro). A estrutura de classes não possui uma forma de identificar a subrede, por esse motivo foi necessário a criação da máscara de subrede. Estrutura que possibilita a identificação de subredes dentro de uma rede. Raciocinando com a teoria de conjuntos, o azul escuro é o conjunto 200.1.1.0 de 0 a 255, o azul claro delimitou a subrede 200.1.1.0 de 0 a 127 (128 endereços possíveis) e de amarelo claro a subrede 200.1.1.128 de 128 a 255 ( os outros 128 endereços restantes). Tabela verdade Tabela verdade V = 1 e F = 0 V and V = V 1 1 and 1 = 1 V and F = F and 0 = 0 F and V = F 0 and 1 = 0 115 01110011 0 00000000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 115 01110011 255 11111111 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E 165 10100101 32 00100000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 165 10100101 32 00100000 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E O endereço classe C possui 256 endereços possíveis, ou seja, 2 elevado 8 (28) que é a quantidade de bits disponíveis de endereços, de 0 a 255. Matemática bem simplista, 256 endereços divididos em 2 subconjuntos = 128 endereços cada. O subconjunto de uma rede é uma subrede. O endereçamento da topologia ao lado ficaria da seguinte forma: A rede 200.1.1.0 ( azul escuro), seria dividida em 2 subredes: os endereços de 0 a 127 farão parte da 1ª subrede (azul claro); os endereços de 128 a 255 farão parte da 2ª subrede (amarelo claro). 115 01110011 0 00000000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 115 01110011 255 11111111 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E 165 10100101 32 00100000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 165 10100101 32 00100000 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E O endereço classe C possui 256 endereços possíveis, ou seja, 2 elevado 8 (2 8 ) que é a quantidade de bits disponíveis de endereços, de 0 a 255. Matemática bem simplista, 256 endereços divididos em 2 subconjuntos = 128 endereços cada. O subconjunto de uma rede é uma subrede. 115 01110011 0 00000000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 115 01110011 255 11111111 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E 165 10100101 32 00100000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 165 10100101 32 00100000 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E O endereço classe C possui 256 endereços possíveis, ou seja, 2 elevado 8 (2 8 ) que é a quantidade de bits disponíveis de endereços, de 0 a 255. Matemática bem simplista, 256 endereços divididos em 2 subconjuntos = 128 endereços cada. O subconjunto de uma rede é uma subrede. O endereçamento da topologia ao lado ficaria da seguinte forma: A rede 200.1.1.0 ( azul escuro), seria dividida em 2 subredes: os endereços de 0 a 127 farão parte da 1ª subrede (azul claro); os endereços de 128 a 255 farão parte da 2ª subrede (amarelo claro). A estrutura de classes não possui uma forma de identificar a subrede, por esse motivo foi necessário a criação da máscara de subrede. Estrutura que possibilita a identificação de subredes dentro de uma rede. Raciocinando com a teoria de conjuntos, o azul escuro é o conjunto 200.1.1.0 de 0 a 255, o azul claro delimitou a subrede 200.1.1.0 de 0 a 127 (128 endereços possíveis) e de amarelo claro a subrede 200.1.1.128 de 128 a 255 ( os outros 128 endereços restantes). Tabela verdade Tabela verdade V = 1 e F = 0 V and V = V 1 1 and 1 = 1 V and F = F and 0 = 0 F and and V = = F 0 and and 1 = = 0 F F F 0 0 0 200 1 1 1 11001000 11111111 00000001 11111111 00000001 11111111 0 1 0000001 0000000 11001000 00000001 00000001 0 0000000 200 1 1 0 1 0000000 4 variações? 2 1 = 2 , 2 , 2 = 4 ( 2 1 =2, 22 = 4, 23 = 8 24 = 16 2 5 = 32 11 000000 200 2 2 64 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 01 11 000000 000000 255 255 255 192 200 2 2 192 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 11 11 000000 000000 255 255 255 192 115 01110011 0 00000000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 115 01110011 255 11111111 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E 165 10100101 32 00100000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 165 10100101 32 00100000 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E O endereço classe C possui 256 endereços possíveis, ou seja, 2 elevado 8 (28) que é a quantidade debits disponíveis de endereços, de 0 a 255. Matemática bem simplista, 256 endereços divididos em 2 subconjuntos = 128 endereços cada. O subconjunto de uma rede é uma subrede. O endereçamento da topologia ao lado ficaria da seguinte forma: A rede 200.1.1.0 ( azul escuro), seria dividida em 2 subredes: os endereços de 0 a 127 farão parte da 1ª subrede (azul claro); os endereços de 128 a 255 farão parte da 2ª subrede (amarelo claro). A estrutura de classes não possui uma forma de identificar a subrede, por esse motivo foi necessário a criação da máscara de subrede. Estrutura que possibilita a identificação de subredes dentro de uma rede. Raciocinando com a teoria de conjuntos, o azul escuro é o conjunto 200.1.1.0 de 0 a 255, o azul claro delimitou a subrede 200.1.1.0 de 0 a 127 (128 endereços possíveis) e de amarelo claro a subrede 200.1.1.128 de 128 a 255 ( os outros 128 endereços restantes). Tabela verdade Tabela verdade V = 1 e F = 0 V and V = V 1 1 and 1 = 1 V and F = F and 0 = 0 F and and V = = F 0 and and 1 = = 0 F F F 0 0 0 200 1 1 1 11001000 11111111 00000001 11111111 00000001 11111111 0 1 0000001 0000000 11001000 00000001 00000001 0 0000000 200 1 1 0 1 0000000 4 variações? 2 1 = 2 , 2 , 2 = 4 ( 2 1 =2, 22 = 4, 23 = 8 24 = 16 2 5 = 32 11 000000 200 2 2 64 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 01 11 000000 000000 255 255 255 192 200 2 2 192 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 11 11 000000 000000 255 255 255 192 Redes de Computadores – Endereçamento IP v4 – página 6 de 9 4. Quais as subredes possíveis ( 00, 01, 10 e 11 ) o raciocínio é realizado nos 2 bits transformados de host que foram ligados para representar as 4 subredes. Subrede 00 00000000 0 decimal Subrede 01 01000000 64 decimal 200 2 2 0 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 00 11 000000 000000 255 255 255 192 Subrede 10 10000000 128 decimal Subrede 11 11000000 192 decimal 200 2 2 128 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 10 11 000000 000000 255 255 255 192 Abaixo uma possível topologia onde a rede 200.2.2.0 de 0 a 255 = 256 endereços foi dividida em 4 subredes (azul escuro, laranja, azul claro e amarelo claro): Obs o /26 é o comprimento de bits ligados da máscara de subrede e será explicado mais adiante; [ 256 / 4 = 64 ], ou seja, cada subrede possui 64 endereços possíveis. Resumo: não importa o valor em decimal do octeto, desde que ele represente o binário que se quer informar ao computador (host). 4º octeto: 00 000000 subrede zero ( 000000 subrede um ( 000000 subrede dois ( 000000 subrede três ( 0 0 ) host zero o 4º octeto em decimal 0 ) host zero o 4º octeto em decimal 64 ) host zero o 4º octeto em decimal 128 01 0 1 10 10 11 11 ) host zero o 4º octeto em decimal 192 ( para ser o endereço da rede, todos os bits de host tem que estar zerados. 000000) Redes de Computadores – Endereçamento IP v4 – página 7 de 9 Como identificar o endereço de broadcast da subrede, é semelhante ao de rede, quando todos os bits de hosts estiverem ligados “1”: Subrede Broadcat subrede 200.2.2.0 00 000000 00 111111 200.2.2.63 200.2.2.64 01 000000 01 111111 200.2.2.127 200.2.2.128 10 000000 10 111111 200.2.2.191 200.2.2.192 11 000000 11 111111 200.2.2.255 Alguns questionamentos: Qual a máscara de subrede padrão das classes A, B e C ? Classe A = 255.0.0.0 ( formato decimal separa por pontos ) Classe B = 255.255.0.0 Classe C = 255.255.255.0 Conversão de máscara de subrede do formato decimal separado por ponto para o formato Classless Inter Domain Routing (CIDR ), é necessário colocar a barra e a quantidade de bits ligados na máscara de subrede. Máscara de subrede decimal binário Comprimento de bits ligados, formato CIDR 255.0.0.0 11111111.00000000.00000000.00000000 /8 255.248.0.0 11111111.11110000.00000000.00000000 /12 255.255.0.0 11111111.11111111.00000000.00000000 /16 255.255.254.0 11111111.11111111.11111110.00000000 /23 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 /24 255.255.255.128 11111111.11111111.11111111.10000000 /25 255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.11000000 /26 255.255.255.224 11111111.11111111.11111111.11100000 /27 255.255.255.240 11111111.11111111.11111111.11110000 /28 255.255.255.248 11111111.11111111.11111111.11111000 /29 255.255.255.252 11111111.11111111.11111111.11111100 /30 Exercitando o conceito de subrede: 1) O endereço IP 200.10.10.145/27, responda: a. Escreva a máscara de subrede no formato decimal? b. Qual a rede e ou subrede? c. Qual o endereço de broadcast da rede e ou subrede? d. Qual o 1º e o último endereços IP válidos para endereçar hosts? e. Quantos endereços possíveis na subrede e quantos endereços para host? f. Em quantas subredes a rede 200.10.10.0 255.255.255.0 pode ser dividida com a máscara de subrede /27? Resposta: a. Para transformar a mácara de subrede de /27 (formato CIDR) para o decimal, é só lembrar que /27 informa a quantidade de bits ligados na máscara de subrede 11111111 11111111 11111111 11100000 Separa de 8 em 8 bits, converte para decimal e separa por pontos = 255.255.255.224 A máscara de subrede no formato decimal é 255.255.255.224. b. Para achar a rede ou subrede de um endereço, basta realizar o AND binário do endereço com a máscara de subrede 200. 10. 10.145 255.255.255.224 200. 10. 10.128 11001000 00001010 00001010 11111111 11111111 11111111 100 111 10001 00000 11001000 00001010 00001010 100 00000 A rede ou subrede é 200.10.10.128 c. O endereço de broadcast da rede é quando todos os bits de host estiverem ligados “1” 200. 10. 10.128 11001000 00001010 00001010 10000000 subrede todos os bits de host desligados 200. 10. 10.159 11001000 00001010 00001010 10011111 broadcast da subrede todos os bits de host ligados O endereço de broadcast da subrede ou da rede é 200.10.10.159 Redes de Computadores – Endereçamento IP v4 – página 8 de 9 d. O 1º e o último endereços IP válidos para endereçar os hosts? São 5 bits de host de 00000 até 11111 ou em decimal 0 até 31 Binário subrede host decimal binário subrede host decimal 100 00000 4 0 128 100 01000 4 8 136 100 00001 4 1 129 10001001 4 9 137 100 00010 4 2 130 100 01010 4 10 138 100 00011 4 3 131 100 01011 4 11 139 100 00100 4 4 132 100 01100 4 12 140 100 00101 4 5 133 100 01101 4 13 141 100 00110 4 6 134 100 01110 4 14 142 100 00111 4 7 135 100 01111 4 15 143 binário subrede host decimal binário subrede host decimal 100 10000 4 16 144 100 11000 4 24 152 100 10001 4 17 145 100 11001 4 25 153 100 10010 4 18 146 100 11010 4 26 154 100 10011 4 19 147 100 11011 4 27 151 100 10100 4 20 148 100 11100 4 28 156 100 10101 4 21 149 100 11101 4 29 157 100 10110 4 22 150 100 11110 4 30 158 100 10111 4 23 151 100 11111 4 31 159 Obs não pode endereçar um host ou ativo de rede com o endereço de subrede ou de broadcast da subrede Os valores possíveis para endereçamento de hosts de 200.10.10.129 à 200.10.10.158 Total de 30 endereços ou 159 – 128 = 31 + o 128 inclusive = 32 logo 32 – 2(rede e broadcast) 30 endereços válidos. O 1º endereço de host válido 200.10.10.129 e o último endereço de host válido 200.10.10.158 e. Os endereços válidos para hosts? Com 5 bits de host podemos ter 2 5 variações, ou seja, 32 possibilidades de endereços. Lembrete: podemos endereçar os equipamentos de rede(ativos de rede) com o endereço da rede? NÃO Podemos endereçar um ativo de rede com o endereço de boradcast da rede? NÃO. Logo é necessário subtrair 2 do total de endereços. 32 – 2 (rede e broadcast) = 30 endereços válidos para hosts. Endereços possíveis 32 (2 5 ), endereços para hosts dos 32 possíveis não podemos utilizar o endereço de rede e também não podemos utilizar o endereço de broadcast da rede, ou seja, 32 – 2 = 30. Variable Lenght Subnet Mask ( VLSM ) – traduzido para nosso idioma máscara de subrede de comprimento variável. Na divisão da rede classe C 200.2.2.0 /24 ou 255.255.255.0, em 4 subredes, as subredes utilizavam a mesma quantidade de elementos no conjunto. Cada conjunto com 64 endereços; Máscara de subrede /26, para todas as subredes, ou seja, todas as redes com máscara de mesmo comprimento(26 bits ligados). o 200.2.2.0/26 - 0-63 o 200.2.2.64/26 - 64-127 o 200.2.2.128/26 - 128-191 o 200.2.2.192/26 - 192-255 Questionamento: SEMPRE as subredes terão a mesma necessidade de hosts a endereçar? Não uma filial pequena pode necessitar de um menor quantitativo de endereços de host. 115 01110011 0 00000000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 115 01110011 255 11111111 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E 165 10100101 32 00100000 0 00000000 0 00000000 End. R E D E 165 10100101 32 00100000 255 11111111 255 11111111 End. B R O A D C A S T da R E D E O endereço classe C possui 256 endereços possíveis, ou seja, 2 elevado 8 (2 8 ) que é a quantidade de bits disponíveis de endereços, de 0 a 255. Matemática bem simplista, 256 endereços divididos em 2 subconjuntos = 128 endereços cada. O subconjunto de uma rede é uma subrede. O endereçamento da topologia ao lado ficaria da seguinte forma: A rede 200.1.1.0 ( azul escuro), seria dividida em 2 subredes: os endereços de 0 a 127 farão parte da 1ª subrede (azul claro); os endereços de 128 a 255 farão parte da 2ª subrede (amarelo claro). A estrutura de classes não possui uma forma de identificar a subrede, por esse motivo foi necessário a criação da máscara de subrede. Estrutura que possibilita a identificação de subredes dentro de uma rede. Raciocinando com a teoria de conjuntos, o azul escuro é o conjunto 200.1.1.0 de 0 a 255, o azul claro delimitou a subrede 200.1.1.0 de 0 a 127 (128 endereços possíveis) e de amarelo claro a subrede 200.1.1.128 de 128 a 255 ( os outros 128 endereços restantes). Tabela verdade Tabela verdade V = 1 e F = 0 V and V = V 1 1 and 1 = 1 V and F = F and 0 = 0 F and and V = = F 0 and and 1 = = 0 F F F 0 0 0 200 1 1 1 11001000 11111111 00000001 11111111 00000001 11111111 0 1 0000001 0000000 11001000 00000001 00000001 0 0000000 200 1 1 0 1 0000000 4 variações? 2 1 = 2 , 2 , 2 = 4 ( 2 1 =2, 22 = 4, 23 = 8 24 = 16 2 5 = 32 11 000000 200 2 2 64 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 01 11 000000 000000 255 255 255 192 200 2 2 192 11001000 11111111 00000010 11111111 00000010 11111111 11 11 000000 000000 255 255 255 192 Redes de Computadores – Endereçamento IP v4 – página 9 de 9 Compare as 2 topologias a mesma rede 200.2.2.0/24 dividida de 2 formas diferentes: Obs: os 256 endereços foram divididos em 3 conjuntos(subredes) Matriz necessita de até 126 endereços de host (subtraído o endereço de rede e broadcast da rede) Filial 1 necessita de até 62 endereços de hosts (subtraído o endereço de rede e broadcast da rede) Filial 2 necessita de até 62 endereços de hosts (subtraído o endereço de rede e broadcast da rede) Matriz 200.2.2.0/25 de 200.2.2.0 200.2.2.0/26 de 200.2.2.0 a 200.2.2.63 a 200.2.2.127 200.2.2.192/26 de 200.2.2.64 a 200.2.2.127 200.2.2.128/25 de 200.2.2.128 Filial 1 200.2.2.128/26 de 200.2.2.128 a 200.2.2.191 a 200.2.2.255 Filial 2 200.2.2.192/26 de 200.2.2.192 a 200.2.2.255 Obs: A rede 200.2.2.0/24 pode ser dividida em 2 subredes /25 – 126 endereços de host cada (200.2.2.0/25 2 200.2.2.128/25) 21 = 2 subredes ou; 4 subredes /26 – 62 endereços de host cada (200.2.2.0/26, 200.2.2.64/26, 200.2.2.128/26 e 200.2.2.192/26) 22 = 4 subredes A Matriz recebeu a subrede 200.2.2.0/25. Sobrou a subrede 200.2.2.128/25 com 126 endereços de host. Porém a necessidade é dividir o que sobrou para 2 filiais, ou seja, 126 / 2 = 62 endereços de hosts para cada filial. Logo a rede 200.2.2.128/25 foi dividida entre as 2 filiais, recebendo as subredes 200.2.2.128/26 2 200.2.2.192/26. Não esquecer, cada bit ligado na máscara de subrede divide a mesma por 2 Resumo:não importa o valor em decimal do octeto, desde que ele represente o binário que se quer informar ao computador (host). 4º octeto: 0 0000000 subrede zero ( 0 ) host zero o 4º octeto em decimal 0 10 11 000000 subrede dois ( 000000 subrede três ( 1 0 1 ) host zero o 4º octeto em decimal 128 1 ) host zero o 4º octeto em decimal 192 ( para ser o endereço da rede, todos os bits de host tem que estar zerados. 000000) Como identificar o endereço de broadcast da subrede, é semelhante ao de rede, quando todos os bits de hosts estiverem ligados “1”: Subrede Broadcast subrede 200.2.2.0/25 0 0000000 0 1111111 200.2.2.127 200.2.2.128/26 10 000000 10 111111 200.2.2.191 200.2.2.192/26 11 000000 11 111111 200.2.2.255
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