Redes de Computadores Aula 11

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Sub-redes
A divisão de redes sempre acontece em potências de 2 (2 n): 2, 4, 8,
16, 32 , 64 ......
Dividir uma rede em duas partes por exemplo, é fazer duas outras
redes. A divisão é representada na máscara.
Exemplo 1:
192.168.1.4 /24
Para dividir em duas redes, pegamos um bit emprestado do host da
máscara. O “/24” vira “/25”.
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Máscara “/24” = 255.255.255.0
Máscara “/25” = 255.255.255.128
/24 = 11111111 . 11111111 . 11111111 . 00000000
255 255 255 0
tomando um bit emprestado do quarto octeto
11111111 . 11111111 . 11111111 . 10000000 =/25
255 255 255 128
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A rede 192.168.1.0 foi dividida em duas....
Primeira sub-rede: 192.168.1.0 a 192.168.1.127
Segunda sub-rede: 192.168.1.128 a 192.168.1.255
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Outro exemplo (2):
IP = 10.0.0.0 /29
Máscara = 11111111 . 11111111 . 11111111 . 11111000
255 255 255 248
Quantas subredes posso ter de acordo com a máscara
estabelecida?
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No último octeto tem-se 248 = 11111000
5
5 1’s ---> 25=32
Posso ter 32 sub-redes. Cada uma com 8 IPs diferentes
(23=8)
Primeiro IP da primeira rede = 10.0.0.0 (IP da rede)
Último IP da última rede = 10.0.0.7 (IP de broadcast)
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Primeira sub-rede = 10.0.0.0 a 10.0.0.7
Segunda sub-rede = 10.0.0.8 a 10.0.0.15
Terceira sub-rede = 10.0.0.16 a 10.0.0.23
.
.
.
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Exemplo 3: Qual a rede que possui o IP 192.168.42.130
com a máscara 255.255.255.224 ?
192.168.42.130
255.255.255.224
/27 = 11111111 . 11111111 . 11111111 . 11100000
Quantidade de sub-redes = 23= 8
Quantidade de IPs de cada rede = 25= 32 (hosts)
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Primeira sub-rede = 192.168.42.0 a 192.168.42.31
Segunda sub-rede = 192.168.42.32 a 192.168.42.63
Terceira sub-rede = 192.168.42.64 a 192.168.42.95
Quarta sub-rede = 192.168.42.96 a 192.168.42.127
Quinta sub-rede = 192.168.42.128 a 192.168.42.159
Sexta sub-rede = 192.168.42.160 a 192.168.42.191
Sétima subrede = 192.168.42.192 a 192.168.42.223
Oitava sub-rede = 192.168.42.224 a 192.168.42.255
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Respondendo a pergunta qual a rede?
192.168.42.128 /27 (quinta sub-rede)
Outras perguntas....
Qual o primeiro IP válido dessa rede?
192.168.42.129
Qual o último IP válido dessa rede?
192.168.42.158
Qual o broadcast dessa rede?
192.168.42.159
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Exemplo 4:
Vamos dividir o endereço em quatro sub-redes.
172.16.0.0 /16
Máscara = 11111111 . 11111111 . 00000000 . 00000000
Para ter quatro sub-redes precisamos pegar 2 bits
emprestado do próximo octeto = 22= 4
11111111 . 11111111 . 11000000 . 00000000 = /18
255 255 192 0
Quantidade de IPs de cada uma 214=16384
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16384 ÷ 256 = 64
Primeira sub-rede = 172.16.0.0 a 172.16.63.255
Segunda sub-rede = 172.16.64.0 a 172.16.127.255
Terceira sub-rede = 172.16.128.0 a 172.16.191.255
Quarta sub-rede = 172.16.192.0 a 172.16.255.255
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Exemplo 5: 10.0.0.0/8
Precisamos dividir o endereço em 400 sub-redes.
Usaremos o endereço 10.0.0.0, que tem como máscara
padrão 255.0.0.0. Sabendo o número de sub-redes, temos
que verificar quantos bits são necessários para termos o
número 400, ou maior, utilizando a regra de 2b, onde b é o
número de bits necessários.
00001010 . 00000000 . 00000000 . 00000000
11111111 . 00000000 . 00000000 . 00000000
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No caso de 400 sub-redes, precisaremos de 9 bits, pois 29 é
igual a 512. Caso usemos 8 bits, teríamos somente 256
sub-redes, número insuficiente para a nossa necessidade.
11111111 . 00000000 . 00000000 . 00000000
Identificamos que a porção de host ficou com 15 bits. Esses
bits serão utilizados para endereçar os hosts, totalizando
32.768 hosts (215) por sub-rede, número atingido no cálculo.
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11111111 . 11111111 . 10000000 . 00000000
255 255 128 0
10.0.0.0 /17
32768 ÷ 256 = 128
Primeira sub-rede = 10.0.0.0 a 10.0.127.255
Segunda sub-rede = 10.0.128.0 a 10.0.255.255
Terceira sub-rede = 10.1.0.0 a 10.1.127.255
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Quarta sub-rede = 10.1.128.0 a 10.1.255.255
Quinta sub-rede = 10.2.1.0 a 10.2.127.255
Sexta sub-rede =10.2.128.0 a 10.2.255.255
.
.
.
510º endereço de rede = 10.254.128.0 a 10.254.255.255
511º endereço de rede = 10.255.0.0 a 10.255.127.255
512º endereço de rede = 10.255.128.0 a 10.255.255.255
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ICMP – Internet Control Message Protocol
ICMP é um protocolo que, conjuntamente com o IP, opera na
camada 3 do modelo OSI. Entretanto, não é usado
especificamente para transmissão dos dados, mas sim como
protocolo de controle que auxilia o bom funcionamento do
protocolo IP.
Ao executar um ping (Packet Internet Network Grouper) ou um
traceroute em roteadores ou computadores, estamos usando o
ICMP.
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O Ping (Packet Internet Network Grouper algo como
Procurador de Pacotes da Internet) é um comando que serve
para testar a conectividade entre equipamentos de uma rede.
Ele basicamente envia dados para esses aparelhos e fica
aguardando as respostas. Se o equipamento responder,
significa que está ativo.
O ping é o utilitário de teste que utiliza o protocolo ICMP, além
de suas mensagens de solicitação de eco e de uma resposta de
eco, para aferir a conectividade entre dois hosts. O ping tem
funcionalidade garantida com hosts IPv4 e hosts IPv6.
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Para aferir a conectividade com outro host em uma rede,
uma solicitação de eco é enviada ao host usando um
comando ping. Se fosse o endereço específico a receber
tal requisição de eco, este enviará uma resposta de eco
equivalente. À medida que a resposta de eco é recebida,
o ping nos fornece uma resposta sobre o tempo de envio
da requisição e o recebimento da resposta, esta pode ser
uma medida de desempenho da rede. Basicamente, ela é
referenciada em milissegundos.
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Usualmente, o ping tem um valor de tempo limite para
sua resposta. Se a resposta não é recebida dentro do
tempo que se espera, o ping notifica com uma
mensagem informando que tal resposta não fora
recebida, somente isso significa que existem problemas,
mas também pode indicar que recursos de segurança
que são capazes de bloquear mensagens estão ativados
na rede, por exemplo, o bloqueio por um firewall.
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Depois que todas as requisições estejam encaminhadas,
o ping exibirá um resumo que ainda inclui a taxa de
sucesso ou insucesso e também o tempo médio de ida e
volta do pacote até o seu destino.
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Camada de enlace
A camada de enlace é responsável por gerenciar o
circuito de transmissão implementado na camada
física. Ela também é responsável por realizar
detecção e correção de erros. Isso acontece na
formação do quadro da camada de enlace, que
normalmente possui um campo de controle de erros.
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A camada de enlace isola de modo efetivo os
processos de comunicação das camadas superiores a
partir das transições de meio físico que podem
ocorrer fim a fim. Assim, o meio físico fica
totalmente “livre” de qualquer preocupação com as
particularidades de um pacote gerado pela camada
de rede.
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Outro ponto interessante no relacionamento da camada de
enlace com a camada de rede reside no encapsulamento
do pacote no quadro. Caso o pacote recebido na camada
de enlace seja maior do que a capacidade do quadro,
ocorre uma fragmentação em tantos quadros quantos
forem necessários para a transmissão e adequação ao
meio físico. Assim,o quadro gerado é enviado para a
camada física e transformado em bits para a transmissão.
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Uma das principais funcionalidades da camada de
enlace é a criação de um esquema de endereçamento
físico de conotação local, diferentemente da camada
de rede, que opera com um esquema de
endereçamento global, relacionado ao Protocolo de
Internet (IP).
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Camada física
A camada física do modelo OSI é responsável por definir os
meios físicos utilizados nos enlaces para transporte dos bits,
além de todos os padrões mecânicos e elétricos relacionados
às redes de computadores.
Ela recepciona os quadros oriundos da camada de enlace e os
transforma em bits. Esses bits são codificados e passam por
alguns outros processos, até que sejam transmitidos no meio
físico e cheguem ao receptor.
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Existem padrões de camada física para redes WAN e para
redes LAN. Em redes WAN, definem-se as interfaces de
conexão utilizadas nas duas pontas (lado do provedor do
serviço e lado do cliente). Em redes LAN, definem-se as
conexões locais e padrões de conexão com os meios físicos.
Seja para WAN, seja para LAN, a definição desses padrões é de
grande importância, justamente por ser esse, praticamente, o
primeiro passo na implementação de redes de computadores.
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Um primeiro elemento interessante a considerar, quando se
fala em padrões de camada física, é a placa de rede, que
conecta os dispositivos às redes. Outro elemento é o hub,
considerado um dispositivo de camada 1, justamente pelo
fato de efetuar uma regeneração e repetição de bits.
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Retomando o modelo em camadas, o usuário gera uma
massa de dados na camada de aplicação. Esses dados são
encapsulados em segmentos na camada de transporte. Os
segmentos são encapsulados em pacotes na camada de
rede. Os pacotes são encapsulados em quadros, e estes são
transformados em bits.
No destino, os bits recepcionados são recuperados e
transformados em quadros. A partir de cada quadro, é
extraído um pacote. Os segmentos são desencapsulados de
pacotes. Os dados são extraídos dos segmentos e
entregues ao usuário de destino.
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Modem
O modem é um dos principais dispositivos de camada
física para atender padrões de conexão de redes WAN. Os
modems são conectados a computadores ou roteadores
para que estes tenham acesso a uma WAN. Esses
conectores normalmente operam com transmissão serial:
um bit por vez é transmitido por uma única via física, de
forma síncrona ou assíncrona.
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A transmissão paralela é diferente da serial: funciona
como um barramento, com diversos bits sendo
transmitidos ao mesmo tempo. Esse tipo de conexão é
comum em equipamentos próximos – por exemplo, entre
computadores e impressora.
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O termo modem significa modulador e demodulador. Ou
seja, na transmissão, o modem opera como um
modulador, em que o sinal digital binário é modulado em
uma portadora analógica; de forma inversa, na recepção,
o modem se comporta como um demodulador, retirando
sinais digitais de um sinal analógico.
Com o crescimento das redes LAN, principalmente das
redes LAN sem fio, os modems internos, ligados
diretamente ao barramento do computador, caíram em
desuso. Não obstante, o uso do modem externo ainda é
considerável.
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Switch
A comutação é um processo efetuado na camada de enlace,
por um dispositivo intermediário de redes denominado
switch, sendo este considerado um dispositivo de camada 2.
O switch opera também como um elemento concentrador,
tal qual um hub, sendo ambos considerados como os
principais equipamentos de uma rede LAN. A maior
diferença entre um hub e um switch está na função de
comutação que o switch exerce.
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O hub nunca poderia efetuar a comutação, por estar
justamente na camada física, que não compreende
qualquer processo de chaveamento de quadros da camada
de enlace.
É comum, em algumas situações, certa confusão entre as
funções de comutação e concentração. Uma não é
necessariamente a outra. Observe que, na comutação, há o
conhecimento dos hosts interligados em cada porta do
equipamento, ao passo que, na concentração, há total
desconhecimento dos hosts interligados.
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É também de extrema importância compreender que esse
conhecimento está limitado apenas ao endereço físico que
cada host possui, seja qual for a tecnologia de camada 2
utilizada.
Assim, convém a utilização de switches em vez de hubs em
redes com grande número de hosts para diminuir a
quantidade de colisões em uma rede de computadores.
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Colisão = uma área lógica onde os pacotes podem colidir 
uns contra os outros, em particular no protocolo Ethernet. 
Quanto mais colisões ocorrem menor é a eficiência 
da rede.
O switch diminui o tamanho do domínio de colisão de
uma rede, a partir da segmentação (divisão) de grandes
domínios de colisão gerados pelos hubs. A inserção de um
hub, por sua vez, aumenta o tamanho do domínio de
colisão.
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O domínio de colisão é um segmento de rede em que há a
possibilidade de mais de um host transmitir sinais ao
mesmo tempo. O ideal é que as redes LAN tenham
domínios de colisão pequenos.
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Redes sem fio
Desde o seu surgimento, a transmissão de dados por meio
de ondas eletromagnéticas tem se popularizado cada vez
mais. O principal padrão e o mais conhecido para
comunicação entre computadores em uma rede local é o
Ieee 802.11, também conhecido como padrão Wi-Fi.
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O padrão Ieee 802.11 opera nas camadas física e de enlace
do modelo OSI, sendo desse modo responsável por
recepcionar os pacotes, encapsulá-los em frames e
transformá-los em bits para a transmissão através de ondas
eletromagnéticas.
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Wireless Fidelity (Fidelidade sem Fio), ou simplesmente
Wi-Fi, é uma tecnologia que permite o acesso à Internet por
meio de dispositivos em sistemas finais sem fio. Hoje, um
grande número de equipamentos é capaz de utilizar o Wi-Fi,
como laptops, PCs, celulares, televisores, geladeiras,
câmeras de segurança, video games e muitos outros.
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Um dos tipos de acesso sem fio é a Wireless LAN, em que a
conexão se dá por meio de um roteador wireless, também
chamado de ponto de acesso ou hotspot, e os pacotes são
transmitidos ao roteador, que se encarrega de enviá-los à
rede com fio. Muitas pessoas utilizam essa tecnologia em
suas casas, permitindo o compartilhamento de sua Internet
entre diversos computadores, sem precisar distribuir
cabeamento por toda a residência.
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O raio de ação de um roteador wireless é limitado a alguns
metros. Eventualmente, pode-se usar uma antena com
ganho de sinal, o que permite aumentar em algumas vezes o
campo de recepção.