Protocolo de roteamentoAULA3

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PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO
Aula 03: Endereço IP e VLSM
Aula 3: ENDEREÇO IP E VLSM
Protocolos de roteamento
AULA 3: TERAPIA COGNITIVA DE AARON BECK
Terapia Cognitiva Comportamental
Temas/objetivos desta aula
Protocolo IP
1
PRÓXIMOS 
PASSOS
Divisão de Sub-redes;
2
VLSM
3
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Endereçamento IP
O endereço IP (Internet Protocol), de forma genérica, pode ser considerado como um conjunto de números que representam o local de um determinado equipamento em uma rede privada ou pública.
É comum o uso de “nomes” ao invés do IP, como www.estacio.br . Porém, esses domínios são convertidos em endereços IPs através do DNS.
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Endereçamento IP
O endereço IP, na versão 4 (IPv4), é um número de 32 bits escrito com quatro octetos e no formato decimal (exemplo: 192.188.11.33);
A primeira parte do endereço identifica a rede, enquanto a segunda parte identifica um host dentro da rede;
O endereço IP não identifica um host individual, de forma que um gateway conectado à n redes terá n IPs diferentes.
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Endereçamento IP
Endereço IP: Indentificador de Rede + Indentificador de HOST
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Endereçamento IP
Formato do endereçamento IP
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Endereçamento IP
Endereço IP Binário de 32 bits
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 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2 e1. Somados, eles totalizam 255.
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Endereçamento IP
Conversão de binário para decimal
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Endereçamento IP
Notação Decimal Pontuada
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Endereçamento IP
1 – 126
128 – 191
192 – 223
1º Octeto
224 – 229
230 – 247
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Endereçamento IP
Classes do Endereço IP
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. 
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Endereçamento IP
Classes do Endereço IP
Os dois primeiros bits de um endereço de classe B são sempre 10 (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. 
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Endereçamento IP
Classes do Endereço IP
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.
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Endereçamento IP
Classes do Endereço IP
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Endereçamento IP
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Endereçamento IP
Os endereços IP podem ser usados tanto para nos referirmos a redes quanto a um host individual; 
Por convenção, um endereço de rede tem os bits identificadores do host com valor zero (0);
Podemos também nos referir a todos os hosts de uma rede através de um endereço por difusão (broadcast). Para isso o campo identificador de host deve ter todos os bits iguais a um (1);
Assim, temos dois endereços que são reservados: endereço de rede e broadcast.
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Endereçamento Classless
O nome formal é Roteamento entre domínios Classless CIDR, pronunciado cider;
Criou um novo conjunto de padrões permitindo que os provedores de serviços atribuíssem endereços IPv4, em qualquer fronteira do bit do endereço (tamanho do prefixo), em vez de apenas um endereço de classe A, B ou C
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Parte da rede e parte do host de um endereço IPv4
Para definir a rede e as partes do host de um endereço, os dispositivos utilizam um padrão separado de 32 bits chamado máscara de sub-rede;
A máscara de sub-rede não contém realmente a rede ou parte do host de um endereço IPv4, ela apenas diz onde procurar essas partes de um endereço IPv4 determinado.
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Parte da rede e parte do host de um endereço IPv4
Máscaras de sub-rede válidas
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Exame do tamanho do prefixo
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Rede, host e endereço de broadcast IPv4
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Primeiro e último endereço de host
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Bitwise E operação
 1 AND 1 = 1 1 AND 0 = 0 0 AND 1 = 0 0 AND 0 = 0
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Broadcast Unicast
Em uma rede IPv4, os hosts podem se comunicar em um dos três modos:
Unicast 1 o processo de envio de um pacote de um host para um host individual.
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Broadcast de difusão
Em uma rede IPv4, os hosts podem se comunicar em um dos três modos:
Broadcast — o processo de envio de um pacote de um host para todos os hosts em uma rede
Os roteadores não encaminham uma difusão limitada.
Broadcast direcionado
Destino 172.16.4.255 
Hosts na rede 172.16.4.0/24
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Broadcast Transmissão Multicast
Multicast — o processo de envio de um pacote de umhost para um grupo de hosts selecionados, possivelmente em redes diferentes.
Reduz o tráfego; 
Reservado para atender os grupos de multicast - 224.0.0.0 a 239.255.255.255;
Link local — 224.0.0.0 a 224.0.0.255 (ex.: informações de roteamento trocadas por protocolos de roteamento);
Endereços globalmente restritos — 224.0.1.0 a 238.255.255.255 (ex.: 224.0.1.1 foi reservado para o Network Time Protocol).
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Endereços IPv4 públicos e privados
Os blocos de endereços privados são:
Hosts que não requerem acesso à internet poderão usar endereços privados
10.0.0.0 to 10.255.255.255 (10.0.0.0/8)
172.16.0.0 to 172.31.255.255 (172.16.0.0/12)
192.168.0.0 to 192.168.255.255 (192.168.0.0/16)
Endereços de espaço de endereço compartilhado: 
Não roteável globalmente;
Destinado apenas para uso em redes de provedores de serviços;
O bloco de endereços é 100.64.0.0/10.
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Endereços IPv4 de uso especial
Rede e endereços de broadcast — dentro de cada rede o primeiro e o último endereços não podem ser atribuídos a hosts;
Endereço de loopback — 127.0.0.1 é um endereço especial que os hosts usam para direcionar o tráfego para eles mesmos (endereços 127.0.0.0 a 127.255.255.255 são permitidos);
Endereço de link local — endereços 169.254.0.0 a 169.254.255.255 (169.254.0.0/16) podem ser automaticamente atribuídos ao host local;
Endereços TEST-NET — 192.0.2.0 a 192.0.2.255 (192.0.2.0/24) reservados para fins de ensino e aprendizado, usados em documentação e exemplos de rede;
Endereços experimentais — 240.0.0.0 a 255.255.255.254 está listado como reservado.
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Motivos para a divisão em sub-redes
As grandes redes precisam ser segmentadas em sub-redes menores, criando grupos menores de dispositivos e serviços para:
Controlar o tráfego contendo o tráfego de broadcast dentro de uma sub-rede; 
Reduzir o tráfego total da rede e melhorar o desempenho da rede.
Divisão em sub-redes — o processo de segmentação de uma rede em vários espaços de uma rede menor chamado de sub-redes.
Comunicação entre sub-redes
Um roteador é necessário para dispositivos em diferentes redes e sub-redes para se comunicar; 
Cada interface do roteador deve ter um endereço do host IPv4 pertencente à rede ou à sub-rede da interface do roteador à qual está conectada;
Os dispositivos em uma rede e sub-rede utilizam a interface do roteador conectado à rede local como seu gateway padrão.
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Divisão de uma rede em sub-redes básica
Pegar bits emprestados para criar sub-redes
Pegar 1 bit emprestado 21 = 2 sub-redes
O empréstimo de 1 bits da parte do host cria 2 sub-redes com a mesma máscara de sub-rede 
Sub-rede 1
Rede 192.168.1.128-255/25
Máscara: 255.255.255.128
Sub-rede 0
Network 192.168.1.0-127/25
Máscara: 255.255.255.128
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Sub-redes em uso
Sub-rede 0
Network 192.168.1.0-127/25
Sub-rede 1
Rede 192.168.1.128-255/25
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Fórmulas da divisão de uma rede em sub-redes
Calcule o número de sub-redes
 Calcule o número de hosts
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Criando 4 sub-redes
 Empréstimo de 2 bits para criar 4 sub-redes. 22 = 4 sub-redes
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Criando 8 sub-redes
 Empréstimo de 3 bits para criar 8 sub-redes. 23 = 8 sub-redes
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Criando 8 sub-redes (cont.)
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Determinar a máscara de sub-rede
Divisão de uma rede em sub-redes com base em requisitos do host
Há duas considerações no planejamento de sub-redes:
 Número de sub-redes necessárias
 Número exigido de endereços de host
Fórmula para determinar o número de hosts que podem ser usados 
2^n-2
2^n (onde n é o número de bits de host restantes) é usado para calcular o número de hosts
-2 A ID da sub-rede e o endereço de broadcast não podem ser usados em cada sub-rede 
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Determinar a máscara de sub-rede
Requisitos com base na divisão em sub-redes
Calcule o número de sub-redes 
Fórmula 2^n (onde n é o número de bits emprestados)
Sub-rede necessária para cada departamento no gráfico
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Determinar a máscara de sub-rede
Divisão em sub-redes para atender aos requisitos de rede
É importante equilibrar o número de sub-redes e o número de hosts necessários para a sub-rede maior. 
Crie o esquema de endereçamento para acomodar o número máximo de hosts para cada sub-rede. 
Permitir o crescimento em cada sub-rede.
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Determinar a máscara de sub-rede
Divisão em sub-redes para atender aos requisitos de rede (cont.)
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Endereços tradicionais de divisão em sub-redes de desperdício
A divisão em sub-redes tradicional — o mesmo número de endereços é atribuído a cada sub-rede.
As sub-redes que exigem menos endereços têm endereços não usados (desperdiçados). Ex.: os links de WAN só precisam de 2 endereços.
A Máscara de Sub-Rede de Tamanho Variável (VLSM) ou a divisão em sub-redes de uma sub-rede oferece uma utilização mais eficiente dos endereços.
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM)
O VLSM permite que um espaço de rede seja dividido em partes diferentes.
A máscara de sub-rede varia dependendo de quantos bits foram pegos emprestados em uma sub-rede específica.
A rede é dividida em sub-redes primeiro, e as sub-redes são divididas em sub-redes novamente.
Processo repetitivo conforme necessário para criar sub-redes de tamanhos diferentes.
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM)
Temos a rede 192.178.67.0/24 e a subdividimos usando 3 bits para identificar as sub-redes. Agora, dado um endereço IP e uma netmask (192.178.67.56/255.255.255.224), a rede a que ele pertence é calculada assim:
Endereço completo: 192.178.67.56 11000000.10110010.01000011.00111000
Máscara de rede: 255.255.255.224 11111111.11111111.11111111.11100000
---------------------------------------------------------------------
Porção da rede: 192.178.67.32 11000000.10110010.01000011.00100000
Broadcast: 192.178.67.63 11000000.10110010.01000011.00111111
Subredes possíveis 192.178.67.{0,32,64,96,128,160,192,224}
IPs válidos: 192.178.67.{33-62} # na rede em questão
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM)
Para determinar o número de hosts/sub-redes disponíveis, a partir de certa máscara de sub-rede, devemos verificar o número de bits emprestados.
No exemplo anterior, usamos 3 bits para sub-rede, daí temos:
23 = 8 subredes.
Restaram 5 bits para representar os hosts, então:
25 = 32 – 2 reservados, IP válidos por rede.
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM)
Queremos subdividir nossa rede para que tenhamos n hosts, qual máscara z usar?
2z - 2 >= n → z >= log2 (n+2)‏
z representa o número de bits 0.
Queremos subdividir nossa rede para que tenhamos n redes, qual máscara u usar?
2u >= n → u >= log2 n
u representa o número de bits 1.
Ex.: Temos uma rede 10.1.0.0/24 e queremos subdividí-la de forma que tenhamos 40 máquinas por rede, como fazemos isso?
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM)
z >= log2 (42) → z >= 5,39 → z = 6 bits zero
Endereço completo: 10.1.0.0 00001010.00000001.00000000.00000000
Máscara de rede: 255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.11000000
---------------------------------------------------------------------
22=4 redes com 26-2 = 62 hosts por rede. São elas:
10.1.0.0 até 10.1.0.63
10.1.0.64 até 10.1.0.127
10.1.0.128 até 10.1.0.191
10.1.0.192 até 10.1.0.255 
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM)
Exercício: Suponha-se que dispomos dos seguintes endereços à faixa de endereços 192.168.10.0/24 e que existem 5 clientes interessados. Os requisitos de cada um deles são:
A 	- 65
B 	- 24
C 	- 4
D 	- 6
E 	- 12
Defina os endereços de rede e respectiva netmask para cada cliente.
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM)
Para A vamos precisar de 65 endereços. Como os blocos funcionam em potências de 2, iremos reservar uma rede de 128 endereços.
Para B será suficiente uma de 32.
Para C deverá ser uma rede de 8, já que os 4 oferecidos pelo bloco imediatamente inferior corresponderiam, na verdade, a 2 endereços utilizáveis.
Para D idem — uma rede de 8.
Para E seria necessário uma rede de 16 endereços.
Totalizando: 128+32+8+8+16=192<256
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM)
Para A: z >= log2 (128) → z = 7 bits zero
Para B: z >= log2 (32) → z = 5 bits zero
Para C: z >= log2 (8) → z = 3 bits zero
Para D: z >= log2 (8) → z = 3 bits zero
Para E: z >= log2 (16) → z = 4 bits zero
Rede A: 192.168.10. 0 / 25 = 255.255.255.128 (0-127)‏
Rede B: 192.168.10.128 / 27 = 255.255.255.224 (128-160)‏
Rede C: 192.168.10.160 / 29 = 255.255.255.248 (160-168)‏
Rede D: 192.168.10.168 / 29 = 255.255.255.248 (168-176)‏
Rede E: 192.168.10.176 / 28 = 255.255.255.240 (176-192) 
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Assuntos da próxima aula:
Protocolo ICMP;
Formato Mensagem ICMP;
Aplicações do ICMP.
AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO.
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Identificador da rede
host
internet
REDE
Endereço IP de 32 bits
hosts com identificadores de rede distintos.
hosts com o mesmo identificador de rede.
REDE
REDE
REDE
Identificador do host
10000000 00001010 00000010 00011110
2726252423222120
2726252423222120
2726252423222120
2726252423222120
27=128
23+21=10
21=2
24+23+22+21=30
128.10.2.30
notação decimal pontuada
notação binária
	Classe
	Formato do Endereço
	Organização da Rede
	Intervalo dos endereços da classe
	A
	
	127 redes com até 16777216 hosts.
	de 1.0.0.0 até 127.255.255.255.
	B
	
	16384 redes com até 
65535 hosts.
	de 128.0.0.0 até 191.255.255.255.
	C
	
	2097152 redes com até 
254 hosts.
	de 192.0.0.0 até 223.255.255.255.
_965561683.doc
110
Identificador da Rede
Identificador do Host
21 bits
8 bits
3 bits fixos usados para identificar a classe do endereço
_965561849.doc
0
Identificador da Rede
Identificador do Host
7 bits
24 bits
1 bit fixo usado para identificar a classe do endereço
_965561931.doc
1110
Endereço de Multicast
_965562177.doc
110
Identificador da Rede
Identificador do Host
21 bits
8 bits
_965562216.doc
11110
Não Definido
_965562243.doc
10
Identificador da Rede
Identificador do Host
14 bits
16 bits
_965562256.doc
110
Identificador da Rede
Identificador do Host
21 bits
8 bits
_965562198.doc
1110
Endereço de Multicast
_965562088.doc
0
Identificador da Rede
Identificador do Host
7 bits
24 bits
_965562161.doc
10
Identificador da Rede
Identificador do Host
14 bits
16 bits
_965561940.doc
11110
Não Definido
_965561911.doc
10
Identificador da Rede
Identificador do Host
14 bits
16 bits
_965561922.doc
110
Identificador da Rede
Identificador do Host
21 bits
8 bits
_965561902.doc
0
Identificador da Rede
Identificador do Host
7 bits
24 bits
_965561737.doc
1110
Endereço de Multicast
4 bits fixos usados para identificar a classe do endereço
_965561758.doc
11110
Não Definido
5 bits fixos usados para identificar a classe do endereço
_965561718.doc
10
Identificador da Rede
Identificador do Host
14 bits
16 bits
2 bits fixos usados para identificar a classe do endereço
_959447465.doc
1110
Endereço de Multicast
4 bits fixos usados para identificar a classe do endereço
_965561553.doc
10
Identificador da Rede
Identificador do Host
14 bits
16 bits
2 bits fixos usados para identificar a classe do endereço
_965561645.doc
10
Identificador da Rede
Identificador do Host
14 bits
16 bits
2 bits fixos usados para identificar a classe do endereço
_959447501.doc
11110
Não Definido
5 bits fixos usados para identificar a classe do endereço
_959447016.doc
10
Identificador da Rede
Identificador do Host
14 bits16 bits
2 bits fixos usados para identificar a classe do endereço
_959447395.doc
110
Identificador da Rede
Identificador do Host
21 bits
8 bits
3 bits fixos usados para identificar a classe do endereço
_959446901.doc
0
Identificador da Rede
Identificador do Host
7 bits
24 bits
1 bit fixo usado para identificar a classe do endereço