Aula 4

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Redes Ethernet
Israel Morais
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Endereçamento IPv4 – Classe A de Endereços IP
Os endereços pertencentes à classe A, sempre terá o primeiro bit desligado no byte inicial. Isso significa que um endereço pertencente a classe A estará compreendido entre 0 (00000000) e 127 (01111111).
	Em endereços de classe A, a porção de rede é definida no primeiro octeto. Como no primeiro octeto temos apenas 7 bits disponível para uso (o primeiro bit sempre 0), o número máximo de redes que podemos obter na classe A seria 2^7 = 128 (lembra-se da tabela auxiliar), porém não podemos configurar todos os 7 bits restante com 0 e o endereço inicial 127 é reservado para loopback (127.0.0.1). Neste caso para a classe A teremos 126 redes disponíveis.
	Para definição da porção de host, a classe A de endereçamento reserva três bytes para essa finalidade. Isso permite que 24 bits podem ser utilizados para definição de hosts. Portanto, em tese, poderíamos ter 2^24 = 16.777.216 endereços de hosts para cada uma das 126 redes disponíveis na classe A. Entretanto, não é permitido endereços de hosts com todos os bits iguais a 1 ou 0 (Reservados). Desta forma, devemos excluir as duas combinações. Neste caso teremos 16.777.214 (2^24-2).
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Endereçamento IPv4 – Definição dos endereços de rede e de Broadcast de Classe A
A máscara de rede padrão para um endereço de classe A é 255.0.0.0.
Como forma de fixar o entendimento sobre a classe A, vamos definir o endereço de rede e broadcast do endereço IP 10.70.25.30.
Pela regra da Classe A, o primeiro octeto não pode ser alterado, porém os outros três bytes podem ser manipulados livremente para endereçamento dos hosts.
Endereço de rede: 10.0.0.0
Endereço de broadcast: 10.255.255.255
Os endereços validos para endereçamento dos hosts estão entre os endereços de rede e de broadcast, ou seja, valores compreendidos no range 10.0.0.1 à 10.255.255.254.
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Endereçamento IPv4 – Classe B de endereços IP
Como definição, um endereço de classe B os dois primeiros bytes determinam a porção de rede e os outros dois bytes restante, a porção de hosts.
O formato do endereço de classe B é: REDE.REDE.HOST.HOST.
Utilizando o endereço 172.23.31.10 como exemplo, podemos afirmar que 172.23 representa a rede, enquanto 31.10 é o endereço do host.
Como a porção de rede sendo definida por dois bytes, teríamos em tese, 2^16 combinações possíveis para definição de endereço de rede. Porém, como já sabemos, por definição, os dois primeiros bits do primeiro byte serão sempre fixados em 0 e 1, isso faz com que tenhamos apenas 14 bits para definição de rede 2^14 = 16.384.
Para definição de hosts, a classe B reserva 16 bits (dois bytes), porém, é necessário reservar dois bits para o endereçamento da rede e do broadcast. Então a quantidade de hosts permitidos para cada uma das 16.364 redes de classe B são: 2^16-2 = 65.534 
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Endereçamento IPv4 – Definição dos endereços de rede e de Broadcast de Classe B
Vamos utilizar o endereço IP 172.23.31.10 para determinar os endereços de rede e broadcast:
Endereço de rede: 172.23.0.0
Endereço de broadcast: 172.23.255.255
Intervalo valido para endereçamento de hosts: 172.23.0.1 à 172.23.255.254
Nota-se que foi utilizado o mesmo método que usamos na classe A para definição dos endereços de rede e broadcast, porém as particularidades da classe devem ser respeitadas.
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Endereçamento IPv4 – Classe C de endereço IP
Em um endereço de classe C, os três primeiros bytes definem o endereço de rede, enquanto o byte restante está disponível para definição da porção de hosts. O padrão do endereço de classe C é: REDE.REDE.REDE.HOST.
Tomando o endereço IP 192.168.50.10 como exemplo, podemos afirmar que 192.168.50 corresponde ao endereço de rede, enquanto 10 é o endereço do host.
Como o endereço de rede sendo formado por 3 bytes, teríamos em tese, 2^24 combinações possíveis para endereçamento de rede. Porém, vimos que os 3 bits do primeiro byte por definição sempre estarão fixados em 1, 1, e o, isso nos deixa com apenas 21 bits para criação de redes, que representa 2^21 = 2.097.152.
Para o endereçamento de hosts, na classe C, temos somente 1 byte disponível, isso nos permite endereçar 254 hosts (2^8 – 2) para cada uma das 2.097.152.
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Endereçamento IPv4 – Definição dos endereços de rede e de Broadcast de Classe C
O método de definição dos endereços de rede e broadcast da classe C é idêntico ao já utilizado na classe A e B, porém temos que respeitar as definições da classe. Os três primeiros bytes não podem ser modificados e o endereço de rede deverá iniciar com 192 à 223.
Como forma de fixar o entendimento, vamos pegar o endereço IP 192.168.20.200 para determinar o endereço de rede e broadcast:
Endereço de rede: 192.168.20.0
Endereço de broadcast: 192.168.20.255
Intervalo valido para endereçamento de hosts: 192.168.20.254
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Endereçamento IPv4 – Definição de endereços IP privados e reservados
 
	Se uma rede interna for configurada com a rede 192.2.200.0 ou 7.1.1.0, este endereçamento estará errado, e problemas com roteamento para Internet e integração com outros serviços poderão ocorrer.
	Além das redes anteriormente apresentadas, ainda temos uma rede classe A reservadas para loopback e não pode ser utilizada para endereçamento de hosts. Essa rede é 127.0.0.0 à 127.255.255.255.
	Também foi reservada uma rede classe B para prover serviço de autoconfiguração de interface Ethernet dos PCs. Esses endereços são definidos pela RFC 3927 e são conhecidos pela sigla APIPA (Automatic Private IP Addressing). Esses endereços estão compreendidos no range 169.254.0.0 à 169.254.255.255.
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Endereçamento IPv4 
Qual o problema das classes de endereçamento IP?
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Endereçamento IPv4 – Subredes
Visando resolver o problema de arquitetura imposto pelo modelo de classes de endereçamento, foi criado o conceito de subredes. Resumidamente, o conceito de subredes trata o processo de segmentar uma rede classe full (rede original) em outras pequenas redes. Com esse conceito, é possível projetar redes otimizadas para cada necessidade.
O processo de criação de subredes consiste em utilizar a porção de hosts para criação de novas redes.
Para criação de subredes, precisamos utilizar alguns bits que estão disponíveis para definição de hosts. Este processo deve ocorrer sempre da esquerda para direita.
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Endereçamento IPv4 – Subredes
Rede: 192.168.0.0
Máscara padrão: 255.255.255.0
Valor binário da máscara: 11111111. 11111111. 11111111.00000000
 A tarefa é transformar os “zeros” da máscara padrão em “uns” para criação das novas redes. Para descobrir quantos “zeros” serão necessários para definição das novas redes, a formula 2X > S, onde X = número de “zeros” que deverão ser convertidos em “uns” e S quantidade de subnet que deseja obter.
Continuando com nosso exemplo, vamos precisar de duas subredes a partir da rede 192.168.0.0/24 (/24 representa a quantidade de bits que a máscara possui, ou seja, 255.255.255.0).
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Endereçamento IPv4 – Subredes
Usando a formula, 2^x >= 2 temos X = 1 (consultar a tabela de conversão). Isso nos leva a considerar que o primeiro bit do último octeto deverá ser transformado em 1. Com isso a nova máscara de rede ficará assim:
11111111. 11111111. 11111111.10000000
255.255.255.128
Com a nova máscara de rede, precisamos definir quais sãoos endereços de rede, broadcast e intervalo válido de hosts.
Para determinar os endereços de rede, basta fazer as combinações possíveis com os bits disponíveis para definição de redes.
00000000 = 0
10000000 = 128
Sendo assim, as duas novas subredes são 192.168.0.0/25 e 192.168.0.128/25.
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Endereçamento IPv4 – Subredes
Para definir o endereço de broadcast, pode usar a seguinte forma:
O endereço de broadcast será igual ao valor da próxima rede – 1, e quando essa for a última rede, o endereço de broadcast sempre terminará com 255.
No nosso caso, os endereços de broadcast das duas redes criadas são: 192.168.0.127 e 192.168.0.255.
Para determinar a quantidade de hosts válido para cada rede, utiliza-se a formula abaixo:
2^y – 2 = h, onde y é a quantidade de zeros da máscara de rede e o “-2” faz a exclusão dos endereços de rede e broadcast.
Aplicando a formula no nosso caso, teremos 27-2 = 126 hosts por subrede
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Endereçamento IPv4 – Subredes
Para definir o endereço de broadcast, pode usar a seguinte forma:
O endereço de broadcast será igual ao valor da próxima rede – 1, e quando essa for a última rede, o endereço de broadcast sempre terminará com 255.
No nosso caso, os endereços de broadcast das duas redes criadas são: 192.168.0.127 e 192.168.0.255.
Para determinar a quantidade de hosts válido para cada rede, utiliza-se a formula abaixo:
2^y – 2 = h, onde y é a quantidade de zeros da máscara de rede e o “-2” faz a exclusão dos endereços de rede e broadcast.
Aplicando a formula no nosso caso, teremos 27-2 = 126 hosts por subrede
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Endereçamento IPv4 – Subredes
Para definir o endereço de broadcast, pode usar a seguinte forma:
O endereço de broadcast será igual ao valor da próxima rede – 1, e quando essa for a última rede, o endereço de broadcast sempre terminará com 255.
No nosso caso, os endereços de broadcast das duas redes criadas são: 192.168.0.127 e 192.168.0.255.
Para determinar a quantidade de hosts válido para cada rede, utiliza-se a formula abaixo:
2^y – 2 = h, onde y é a quantidade de zeros da máscara de rede e o “-2” faz a exclusão dos endereços de rede e broadcast.
Aplicando a formula no nosso caso, teremos 27-2 = 126 hosts por subrede
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Endereçamento IPv4 – LAB03
Configure os endereços IPs nos PCs e execute o comando PING do computador A para o computador B. 
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Endereçamento IPv4 – LAB04
Utilizando as técnicas de calculo de subredes, realize a tarefa abaixo:
Quebre a rede 192.168.0.0/24 em 2 novas subredes;
Modifique o endereço do PC0 para 192.168.0.10/25 e o PC1 para 192.168.0.254/25;
Execute o comando PING do PC0 para o PC1 e observe o resultado.
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Endereçamento IPv4 – LAB05
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Endereçamento IPv4 – LAB06
Quebre a subrede 192.168.0.128/25 em três novas subredes;
Faça o endereçamento do PC2 com o segundo IP válido da rede 192.168.0.0/25;
Execute o comando PING do PC0 para o PC2 e observe o resultado;
Faça o endereçamento dos PCs 1 e 3 com o segundo e ultimo endereço IP válido respectivamente da segunda rede gerada na divisão da subnet 192.168.0.128;
Execute o comando PING do PC1 para o PC3 e observe o resultado.
Salvar o arquivo com o nome LAB04_CALC_SUBREDES
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