Aula 11 Prof. Esp. Jean Tomaz da silva

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23 de maio de 2015 1
Redes de Computadores
Prof. Esp. Jean Tomáz da Silva
223 de maio de 2015
VISÃO GERAL
� Endereçamento;
� Subendereçamento;
� Endereços sem classe;
� Endereços estático e dinâmico;
� Mapeamento de endereços;
� Tradução de endereços;
� Endereçamento multicast;
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323 de maio de 2015
ENDEREÇAMENTO
423 de maio de 2015
INTRODUÇÃO
� O endereçamento é uma das funções mais 
importantes da camada de rede, pois permite 
identificar os dispositivos da rede, além de ser 
parte integrante no processo de roteamento 
de pacotes;
� Em uma rede de computadores, cada 
dispositivo deve ter uma identificação que 
permita enviar e receber mensagens para 
qualquer outro dispositivo;
� Cada identificador é único, chamado endereço 
IP(Internet Protocol) no modelo Internet;
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523 de maio de 2015
ENDEREÇAMENTO
� O endereço IP ou endereço Internet é formado 
por quatro bytes(octetos) separados por um 
ponto;
� Cada parte dos quatro bytes, pode assumir 
valores entre 0 e 255;
� Os administradores de rede preferem lidar 
com endereçamento no forma decimal, 
enquanto que host e roteadores trabalham 
apenas com endereços no formato binário;
623 de maio de 2015
ENDEREÇAMENTO
� Ex: Formato do endereço IP 146.164.2.70
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723 de maio de 2015
ENDEREÇAMENTO
� Um host que possui duas interfaces(placa de 
rede) precisa ter um endereço IP diferente 
para cada interface;
� Host desse tipo são chamados multi-homed;
� Um roteador é um exemplo de host multi-
homed;
� Os endereços de origem e destino do 
cabeçalho IP podem ser utilizados para fins de 
segurança e para identificar quem enviou e 
recebeu um pacote;
823 de maio de 2015
ENDEREÇAMENTO
� O filtro de endereços Ips é feito por 
dispositivos que trabalham na camada de 
rede. Ex: roteadores e firewalls;
� Para evitar que o mesmo endereço IP seja 
utilizado por dois host diferentes na Internet, o 
ICANN(Internet Corporation for Assigned 
Names e Numbers) é responsável pelo 
controle e gestão desses endereços;
� A distribuição dos endereços é delegada aos 
provedores de acesso ou ISP(Internet Service 
Provider). Ex:CBNET,WGO,Embratel
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923 de maio de 2015
ENDEREÇAMENTO
� Os endereços da camada de enlace(MAC) 
estão associados a interface de rede e não 
podem ser modificados;
� Os endereços de enlace dispensa o uso de 
roteamento, pois conexão entre dispositivos é 
ponto a ponto ou multiponto;
� Os endereços da camada de rede permite 
conectar dispositivos em redes distribuídas e 
precisam ser roteados;
1023 de maio de 2015
ESPAÇO DE ENDEREÇAMENTO
� Determina o número máximo de dispositivos 
que a rede pode endereçar(identificar);
� O tamanho do espaço de endereçamento é 
definido pelo número de bits que compõem o 
endereço;
� O roteamento é realizado a partir das tabelas 
que indicam as localização dos dispositivos;
� Tabelas de roteamento muito grande oferece 
dois problemas:
� Aumento de memória e processamento;
� Aumento de tráfego pela troca de informação de 
rotas entre roteadores;
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1123 de maio de 2015
ESPAÇO DE ENDEREÇAMENTO
� Solução para tabelas de roteamento muito 
grandes foi dividir o endereço IP em duas 
partes;
� Uma parte identifica o host e outra parte 
identifica a rede que o host pertence;
� Dessa forma utiliza-se apenas a parte que 
identifica a rede na tabela de roteamento;
� Esse esquema de endereçamento é 
conhecido como endereçamento hierárquico 
ou endereçamento em níveis;
1223 de maio de 2015
ESPAÇO DE ENDEREÇAMENTO
IBM
9.0.0.0
Stanford
36.0.0.0
UFRJ
146.164.0.0
PUC-RJ
139.82.0.0
USP
143.107.0.0
� Endereçamento hierárquico da Internet
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1323 de maio de 2015
ESPAÇO DE ENDEREÇAMENTO
� O endereço IP, o nº de bits utilizados para 
identificação da parte de rede e host varia 
conforme a classe do endereço IP;
� Esse modelo de classe é conhecido como 
classfull;
� Há cinco classes: A,B,C,D e E;
� Os bits iniciais que identificam cada classe;
� Ex: 146.164.2.70 é da classe B, pois 146.164 
representa a identificação da rede e 2.70 a 
identificação do host. O roteamento utiliza 
apenas o 146.164 na tabela;
1423 de maio de 2015
ESPAÇO DE ENDEREÇAMENTO
� Classes de endereços IP
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1523 de maio de 2015
ESPAÇO DE ENDEREÇAMENTO
� Os endereços classes A, B e C são utilizados 
para unicast e broadcast;
� Os endereços classe D são para multicast;
� Os endereços classe E são reservados para 
testes e não devem ser utilizados;
� Ex: Classe B possui 14 bits para identificação 
da rede e 16 bits para identificação do host. 
Com isso, é possível ter 16384 redes e 65536 
hosts em cada rede;
1623 de maio de 2015
ESPAÇO DE ENDEREÇAMENTO
� Número de redes e host por classe
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1723 de maio de 2015
ESPAÇO DE ENDEREÇAMENTO
� Na prática, o nº máximo de hosts deve ser 
calculado desconsiderando o primeiro e último 
endereço da rede;
� Ex: Na rede 146.164, os endereços 
146.164.0.0 e 146.164.255.255 não podem 
ser usados para identificar host, pois são 
endereços especiais;
� O endereço 146.164.0.0 é usado para 
endereçar a própria rede(ou seja, o NetID da 
rede) e o endereço 146.164.255.255 é usado 
para endereçamento broadcast;
1823 de maio de 2015
ESPAÇO DE ENDEREÇAMENTO
� Intervalos de endereços por classe
� Os endereços especiais 0.0.0.0, 127.0.0.0 e 
255.255.255.255 não podem ser utilizados;
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1923 de maio de 2015
SUBENDEREÇAMENTO
� O endereçamento hierárquico nem sempre é 
eficiente. Ex: A rede 146.164.0.0 pode ter até 
65534 endereços tornando difícil a 
administração da rede;
� O subendereçamento, definido na RFC-950, 
permite dividir uma rede sem sub-
redes(subnet) e criar novos níveis 
hierárquicos;
� A idéia de endereços hierárquicos em vários 
níveis é semelhante ao sistema de telefonia, 
que utiliza números formados pelo DDI + DDD 
+ Código da Central + Número do assinante;
2023 de maio de 2015
SUBENDEREÇAMENTO
� Rede sem sub-redes
Rede
146.164.0.0
H
H
H
H
H
H
H H
H
H
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2123 de maio de 2015
SUBENDEREÇAMENTO
� Rede com sub-redes
2223 de maio de 2015
SUBENDEREÇAMENTO
� No endereçamento IP em dois níveis, o 
endereço é dividido em duas partes: 
identificação da rede e identificação do host;
� O subendereçamento é implementado na 
prática utilizando-se parte dos bits destinados 
a identificação do host;
� O subendereçamento tem três níveis, ou seja, 
três partes: identificação da rede, identificação 
da sub-rede e identificação do host dentro da 
sub-rede;
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2323 de maio de 2015
SUBENDEREÇAMENTO
a) Endereçamento
b) Subendereçamento
2423 de maio de 2015
SUBENDEREÇAMENTO
� O nº de bits que pode ser utilizado para 
endereçar as sub-redes vai depender da 
classe do endereço;
� Ex: O endereço 146.164.0.0 possui 16 bits 
para identificação de host. Se pegarmos os 
primeiros 8 bits da identificação de host para 
serem utilizados para identificação das sub-
redes e outros 8 bits para os hosts. A rede 
seria dividida em 256(28) sub-redes e cada 
sub-rede poderá endereçar até 254(28-2) 
hosts;
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2523 de maio de 2015
SUBENDEREÇAMENTO
� No caso do número de hosts ser 254 é porque 
de 256 subtrai-se dois endereços de cada 
sub-rede, pois o primeiro é reservado para 
identificação da própria sub-rede e o último é 
o endereço de broadcast da rede;
2623 de maio de 2015
SUBENDEREÇAMENTO
� Exemplo:
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2723 de maio de 2015
SUBENDEREÇAMENTO
� Endereçamento hierárquico
2823 de maio de 2015
SUBENDEREÇAMENTO
� Analisando apenas o endereço não é possível 
identificar se há ou não utilização do esquema 
de subendereçamento;
� Para diferenciar os dois tipos de 
endereçamento(2 níveis ou 3 níveis), utiliza-se 
uma máscarade bits, chamada máscara de 
sub-rede(subnet mask);
� A máscara de rede permite especificar os bits 
do identificador de host que estão sendo 
utilizados para subendereçamento;
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2923 de maio de 2015
SUBENDEREÇAMENTO
� A máscara é formada por uma sequência de 
bits 1, que representa a parte de rede e sub-
rede, seguida de uma sequência de bits 0, 
que representa a parte de host;
3023 de maio de 2015
SUBENDEREÇAMENTO
� No endereço 146.164.2.70 sem o esquema de 
subendereçamento a máscara teria os 
primeiros 16bits igual a um;
� No mesmo endereço com esquema de 
subendereçamento a máscara teria os 
primeiros 24 bits igual a um;
255255
(a)
0 0
164146 2 70
Rede Host
255255
(b)
255 0
164146 2 70
Rede HostSub-rede
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3123 de maio de 2015
ENDEREÇOS SEM CLASSE
� O esquema de endereçamento com 
classes(classfull), se mostra um grande 
problema. Ex: Para uma rede os endereços de 
classe C pode ser muito pequeno(254 hosts) e 
os endereços de classe B muito grande(65534 
hosts);
� 1ª Problema: Tamanho das tabelas de roteamento 
se fosse distribuir vários endereços de classe C, 
pois aumentaria o nº de redes nos roteadores;
� 2ª Problema: Esgotamento dos endereços, se 
fosse distribuir vários endereços de classe B. 
Considerando um dos problemas atuais;
3223 de maio de 2015
ENDEREÇOS SEM CLASSE
� Uma solução para os problemas foi adoção de 
um novo esquema de endereçamento sem 
classes(classless), chamado CIDR(Classless 
Inter-Domain Routing);
� Nesse esquema se extingue as classes A, B e 
C; e permite criar redes com sub-redes de 
tamanhos diferentes;
� A notação para separar o endereço da rede do 
endereço é formado por: o endereço IP, 
seguindo por uma barra(/) e um nº de 0 a 32, 
identificado quantos serão alocados para o 
endereço da rede;
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3323 de maio de 2015
ENDEREÇOS SEM CLASSE
� Ex 1: 200.10.10.0/25 define que os 25 bits do 
endereço são a parte de rede e o restante a 
parte de host;
� A notação é semelhante ao esquema da 
máscara de rede, sendo nessa caso /25 é 
equivalente a 255.255.255.128;
� Ex 2: Um empresa tem o endereço de classe 
C 200.10.10.0 e precisa criar 5 sub-redes para 
cada departamento. Onde cada departamento 
teria de 10 a 25 hosts;
3423 de maio de 2015
ENDEREÇOS SEM CLASSE
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3523 de maio de 2015
ENDEREÇOS SEM CLASSE
� No esquema CIDR é utilizado o método de 
subendereçamento chamado VLSM(Variable 
Length Subnet Masking);
� Com VLSM é possível criar sub-redes de 
tamanhos diferentes utilizado a máscara de 
sub-rede variável a partir da notação CIDR;
� O endereçamento /31 é utilizado apenas para 
conexões ponto a ponto;
� O endereçamento /32 é utilizado apenas para 
conexões de um único host;
3623 de maio de 2015
ENDEREÇOS SEM CLASSE
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3723 de maio de 2015
ENDEREÇOS SEM CLASSE
� Cálculo de Sub-redes
3823 de maio de 2015
EXEMPLO – CÁLCULO DE SUB-REDE
� O bit 1 vc usa para determinar a quantidade de sub-redes e o 
bit 0 para determinar a quantidade de máquinas (roteadores, 
hub, pc, etc) que a sua rede vai ter. Quem determina é a 
máscara de rede e não o endereço IP.
� Faixas de endereçamento:
Faixa A (máscara de sub-rede 255.0.0.0) 10.0.0.0 a 
10.255.255.255
Faixa B (máscara de sub-rede 255.255.0.0) 172.16.0.0 a 
172.31.255.255
Faixa C (máscara de sub-rede 255.255.255.0) 192.168.0.0 a 
192.168.255.255
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3923 de maio de 2015
EXEMPLO – CÁLCULO DE SUB-REDE
� Para realizar o cálculo de sub-rede primeiro é 
necessário transformar a máscara em binário.
� Por Exemplo:
� Endereço IP: 192.162.0.129 / Máscara de rede: 
255.255.255.224
� A rede 192.162.0.0 possui como máscara padrão 
255.255.255.0 que em binário ficaria 
11111111.11111111.11111111.00000000
� Porque essa máscara? Porque você está usando 
24 bits para rede e 8 bits para os hosts. 
Poderíamos escrever também da seguinte forma: 
� Endereço 192.162.0.129/24 que indica a máscara 
padrão.
4023 de maio de 2015
EXEMPLO – CÁLCULO DE SUB-REDE
� Mas no caso citado, você está usando uma 
máscara 255.255.255.224 que em binário ficaria 
11111111.11111111.11111111.11100000.
� Essa máscara indica que estão sendo usados 3 
bits para identificação a rede e 5 bits para host.
� O cálculo a ser feito fica o seguinte: 
� (2^n)-2=número de hosts
� (2^n)=número de subredes
� Em ambos os casos, N= número de bits usados 
para hosts ou rede. 
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4123 de maio de 2015
EXEMPLO – CÁLCULO DE SUB-REDE
� No caso estão sendo usados 3 bits para a 
subrede, logo (2^3)=8 subredes
5 bits para hosts, logo (2^5) = 32= 32 hosts por 
subrede. 
� Teremos então: 8 subredes e 32 hosts por 
subrede. 
Subrede 1 -> 192.162.0.0 até 192.162.0.31
Subrede 2 -> 192.162.0.32 até 192.162.0.63
Subrede 3 -> 192.162.0.64 até 192.162.0.95
Subrede 4 -> 192.162.0.96 até 192.162.0.127
Subrede 5 -> 192.162.0.128 até 192.162.0.159
Subrede 6 -> 192.162.0.160 até 192.162.0.191
Subrede 7 -> 192.162.0.192 até 192.162.0.223
Subrede 8 -> 192.162.0.224 até 192.162.0.255
4223 de maio de 2015
EXEMPLO – CÁLCULO DE SUB-REDE
� Obs: O 1º host de cada sub-rede para 
“identificação de rede” e o último de broadcast 
não devendo ser usados para equipamentos. 
� Conclui-se então que o endereço 192.162.0.129 
com máscara 255.255.255.224 pertence a subrede 
5.
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4323 de maio de 2015
ENDEREÇOS ESTÁTICO E 
DINÂMICO
� Os endereços da camada de rede podem ser 
configurados nos hosts de duas formas:
� Endereçamento estático � Cada host recebe um 
IP que nunca é modificado mesmo após a 
reinicialização da estação. Essa configuração é 
feita manualmente;
� Endereçamento dinâmico � Os hosts não 
possuem endereço predefinido. Ao ser inicializado 
um host solicita um endereço IP a um servidor de 
endereços através de uma mensagem do tipo 
broadcast. O servidor ao receber o pedido, 
consulta sua base de dados, seleciona um 
endereço livre e envia ao host que solicitou;
4423 de maio de 2015
ENDEREÇOS ESTÁTICO E 
DINÂMICO
� No endereçamento dinâmico o protocolo 
utilizado no modelo Internet é o 
DHCP(Dynamic Host Protocol);
Solicita endereço
Cliente
DHCP
Servidor
DHCP
Envia endereço
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4523 de maio de 2015
ENDEREÇOS ESTÁTICO E 
DINÂMICO
� Problemas do endereçamento estático:
� Gerência de endereços � Manter uma lista 
atualizada em uma grande rede é muito difícil;
� Mobilidade dos hosts � Um notebook sempre 
deveria que ser configurado manualmente o 
endereço sempre que ele mudasse de 
departamento;
� Número de usuários que fazem uso � Ex: 
Provedor de acesso com vários usuários com 
uma classe C para ser distribuída, seriam apenas 
254 usuários que poderiam utilizar, estando 
conectados ou não a rede;
4623 de maio de 2015
MAPEAMENTO DE ENDEREÇOS
� Em uma rede local Ethernet com estações 
que utilizem o protocolo IP, os hosts devem 
possuir dois endereços: um endereço de 
enlace e outro de rede;
� Quando um host A não conhece o endereço 
de enlace de um host B que deseja transmitir 
um quadro, ele envia uma mensagem 
perguntando qual o endereço de enlace do 
destino para todos os hosts. O host B de 
destino responde informando seu endereço de 
enlace. O host A armazena essa informação;
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4723 de maio de 2015
MAPEAMENTO DE ENDEREÇOS
� No modelo Internet, o protocolo ARP(Address 
Resolution Protocol) é utilizado para fazer o 
mapeamento dinâmico de endereços;
� O ARP utiliza o esquema de memória cache;
� As entradas(informações de endereços de 
rede e enlace) armazenadas em cache 
possuem um tempo de expiração;
� Sempre que o host A desejar transmitir 
novamente, antes será consultado primeiro o 
cache e caso não tenha informações do host 
B, será usado o ARP para descobrí-lo;
4823 de maio de 2015
MAPEAMENTO DE ENDEREÇOS
� Oprotocolo ARP permite que a partir do 
endereço IP se obtenha o endereço de 
enlace;
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4923 de maio de 2015
MAPEAMENTO DE ENDEREÇOS
� O comando ARP
5023 de maio de 2015
TRADUÇÃO DE ENDEREÇOS DE 
REDE
� O crescimento exponencial da Internet 
implicou no esgotamento dos endereços;
� Esse limite já está próximo de ser alcançado;
� Uma solução para a escassez de endereços 
foi a utilização da tradução de endereços de 
redes ou NAT(Network Address Translation);
� O NAT permite que uma instituição opere 
apenas com um endereço na Internet, mesmo 
com inúmeros hosts na rede interna;
� Geralmente o dispositivo que implementa o 
NAT é o roteador;
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5123 de maio de 2015
TRADUÇÃO DE ENDEREÇOS DE 
REDE
� O NAT utiliza o conceito de endereços 
privados, que são endereços que não podem 
ser utilizados na Internet, mas apenas dentro 
da rede interna;
5223 de maio de 2015
TRADUÇÃO DE ENDEREÇOS DE 
REDE
� Funcionamento do NAT
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5323 de maio de 2015
ENDEREÇAMENTO MULTICAST
� No endereçamento multicast ou multifusão 
uma mensagem é enviada para um grupo de 
hosts, conhecido como grupo multicast;
� Utilizado em aplicações voltadas para grupos 
de usuários, como em áudio e vídeo, 
aplicações distribuídas, jogos interativos, etc;
� Cada grupo multicast possui um endereço 
multicast que permite identificá-lo unicamente 
na rede;
� No modelo Internet os endereços de multicast 
é implementado através da classe D;
5423 de maio de 2015
ENDEREÇAMENTO MULTICAST
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5523 de maio de 2015
5623 de maio de 2015
Próxima Aula
� Roteamento.