Rede de Computadores 07

Prévia do material em texto

Rede de Computadores
Aula 07
Endereçamento IP
Nesta aula, você irá: 
1. Identificar os requisitos de endereçamento do ipv4 e ipv6;
2. Interpretar o conceito de redes e sub-rede;
3. Esquematizar um planejamento IP;
4. Explicar os métodos de resolução de nomes de hosts e seu uso.
Neste ponto da disciplina Redes de Computadores, importantes conhecimentos, e habilidades para entender e avaliar como uma rede de computadores funciona, foram adquiridos. No entanto, um detalhe, extremamente importante, ainda não foi abordado: como deve ser feito o endereçamento das máquinas em uma topologia de rede. Em outras palavras, como identificar um “host” dentre tantas redes interconectadas?
Para que isso aconteça, podem-se considerar dois métodos:
- Um número que identifique, ubiquamente, uma máquina;
 - Uma forma de encontrar uma máquina (por meio de seu número), entre as demais interligadas por meio de redes, sejam locais ou globais.
 
Nesta aula, iremos estudar  as técnicas usadas para planejar, adequadamente, um endereçamento IP, em uma rede de computadores, deixando para a próxima aula os métodos para encontrar uma máquina na rede.
Desta forma, os seguintes tópicos serão estudados:
O endereço IPv4
O endereço acima tem quatro números separados por ponto.
Cada número decimal representa um octeto que corresponde a um número binário de 8 bits. Por conseguinte, o endereço 192.168.0.1, em notação binária é:
Como estamos representando um número binário em cada octeto, consequentemente o valor máximo que poderá ocorrer em um octeto será todos os bits deste octeto ligado, ou seja, o valor 11111111, que representa o número 255.
Portanto, o valor máximo possível, para cada um dos quatro números ou octetos em um endereço IP, é 255 e não 999.
Classificação dos endereços IPv4
Uma vez que os projetistas do Ip escolheram um tamanho para endereços IP e decidiram dividir cada endereço em duas partes, eles tiveram que determinar quantos bits colocar em cada parte. O ID de rede  precisa de bits suficiente para permitir que seja atribuído que um número de rede único seja atribúido a cada rede física em uma inter-rede. Já o ID de hots precisa de bits suficientes para permitia que a cada computador acoplado a uma rede seja atribuído um endereço único.
O Conceito de redes e sub-redes
Segundo Tanembaum, todos os hosts de uma rede devem ter o mesmo de rede. Porém, esta propriedade do endereçamento IP poderá causar problemas, à medida que as redes crescem. Como fazer se um empresa começou sua rede com uma rede classe C e posteriormente necessitou ampliá-la, de forma que o número de hots fosse maior que máximo permitido pelo endereçamento? Conseguir um novo IP pode ser uma tarefa não tão trivial, pois, não existem tantos endereços disponíveis como vimos no vídeo no início da nossa aula.
VLSM, CIDR E NAT
Tanto o VLSM, quanto o CIDR, permitem que uma porção de um endereço IP seja dividida recursivamente em pequenos pedaços. A diferença entre os dois é o fato de que o VLSM faz a divisão de um endereço IP da Internet alocado à uma organização, porém isto não é visível na Internet. Já o CIDR permite a alocação de um bloco de endereços por um registro na Internet através de um ISP (Internet Service Provider).
O endereço IPv6
O protocolo Ipv6 tem endereços mais longos, diferentemente do Ipv4 que tem 8 bytes, possui 16 bytes resolvendo o problema de endereçamento. 
Apresenta a simplificação do cabeçalho para apenas sete campo contra 13 do Ipv4. Esta mudança permite aos roteadores processarem os pacotes com mais rapidez, melhorando o desempenho da rede (throughput e retardo) e diminuindo o tempo de processamento.  
A autenticidade e privacidade são recursos importantes deste novo IP.
Para saber mais sobre endereço IPv6 Leia o documento em pdf 07-01
Resolução de nomes (IP x Nome)
Nós estudamos que os endereços IP são utilizados para a identificação unívoca de um host possuem 32 bytes, na versão Ipv4, e utilizam a notação decimal separada por ponto. Existe uma outra forma de identificação, mais intuitiva, já que os usuários de computadores lembram com muito mais facilidade de nomes do que de números. 
Desta forma, nomes comuns ou amigáveis podem ser atribuídos ao endereço IP do computador, através da utilização de um sistema de nomes, associando nomes a endereços IP.
A resolução de nomes de host significa, então, o mapeamento bem-sucedido de um nome de host para um endereço IP.  É o processo de converter, ou seja, resolver, o nome de um host de uma rede, no respectivo endereço de rede associado.  Um nome de host é um alias atribuído a um nó IP, para identificá-lo como um host TCP/IP. O nome de host pode ter até 255 caracteres e conter caracteres alfabéticos e numéricos, hifens e pontos e pode ser atribuído diversos nomes de host a um mesmo host.  Fonte:http://technet.microsoft.com/pt-br/library/cc739738(WS.10).aspx
Inicialmente, o sistema de nomes foi baseado em uma simples tabela associando o IP ao NOME do HOST. Esta tabela é salva com o nome de arquivo HOSTS e cada máquina possui a cópia deste arquivo em pasta padronizada, que irá variar dependendo do sistema operacional. Apesar da simples implementação, sua utilização é inviável para grandes redes, sendo adotado então outros protocolos, que automatizarão o processo de conversão que iremos estudar na disciplina de Protocolos de Redes de Computadores.
A resolução de nomes tem um papel importante na comunicação de rede, porque os nomes lógicos de hosts na rede precisam ser resolvidos nos endereços de rede, antes que a comunicação real possa ocorrer entre eles. Que tal experimenta?  Clique na opção Iniciar, clique na opção Executar, aparecerá a seguinte janela:
Digite cmd no executar e aperte Enter. O prompt de comando do seu computador se abrirá, para você verificar seu nome de host, digite hostname e aperte Enter.
Você sabia?
Em 1987, alguns visionários previram que algum dia a internet chegaria a 100.000 redes. Muitos especialistas desdenharam, dizendo que isso só aconteceria após muitas décadas, se acontecesse. A centésima milésima rede foi conectada em 1996.
Composição Do Endereço  IP
Os endereços IP são compostos de dois identificadores: o ID de host e o ID de rede;
O ID de host é utilizado para descrever cada dispositivo em uma rede. Os IDs de host devem ser únicos na rede. Dois hosts não podem ter um mesmo ID de host em uma mesma rede. 
Os IDs de rede não devem ser 127, que é um endereço reservado de loopback local;
Atenção: Cada rede de IP deve ter um único ID de rede, que seja comum a todos os host, nesse segmento. Duas redes não podem ter o mesmo ID.
Órgão responsável pela coordenação global do sistema de identificadores exclusivos da Internet. Entre esses identificadores, estão nomes de domínio (como .org, .museum e códigos de países, como .UK) e os endereços usados em vários protocolos da Internet. (http://www.icann.org.br).
Os IDs de rede devem ser únicos no planeta e, se expostos à Internet, registrados no IANA (Internet Assigned Numbers Authority)  em http://www.iana.org;
Endereços Especiais e Endereços Reservados
Máscara de sub-rede
Uma máscara de sub-rede é uma string contínua de 1s binários que identificam ou mascaram a parte do ID de rede de um endereço IP.  O propósito de uma máscara de sub-rede é identificar o comprimento e o valor de um ID de rede. O IP utiliza a máscara de sub-rede local combinada com o endereço IP local para identificar a rede local. 
Intervalo e Classificação dos Endereços IP
 A classe D é utilizada para multicasting, que permite a entrega a um conjunto de computadores. O funcionamento do multicast na camada de rede é semelhante ao que já estudamos na camada de enlace na aula passada.
Sub-rede
A solução foi permitir que uma rede seja dividida em diversas partes para uso interno, mas externamente continue a funcionar como uma única rede. Nós já aprendemos que os endereços IP são divididos em duas partes: uma parte representa o endereço de rede (bits de ordem superior) e a outraparte o endereço de host (bits de ordem inferior).
Em vez de ter um único endereço para indicar o número de rede, alguns bits são retirados do número do host para criar um número de sub-rede. 
Para implementar a divisão em sub-redes, é necessário uma máscara de sub-rede que indique a divisão entre o número de rede + sub-rede e o host.
As máscaras de sub-rede também são escritas em notação decimal com pontos, com a inclusão de uma barra vertical seguida pelo número bits na parte de rede + sub-rede.  Fora da rede, a divisão em sub-redes não é visível e não exige a intervenção do ICANN.
 A barra vertical mostra o limite entre o número da sub-rede e o número do host. À esquerda está o número de sub-rede de 6 bits e à direita está o número de host de 10 bits.
CIDR (Classless InterDomain Routing)
A idéia básica do CIDR, descrito pela RFC 1519, é alocar os endereços IP restantes em blocos de tamanho variável, sem levar em consideração as classes. Se um site precisar, por exemplo de 2.000 endereços, ele receberá um bloco de 2.048 endereços em um limite de 2.048 bytes.  A porção de endereço de rede tem tamanho arbitrário. O formato do endereço: A.B.C.D/x, em que x é o número de bits na parte de rede do endereço .
Exemplo
Suponha que a Empresa X necessite de 2048 endereços e receba os endereços 194.24.0.0 a 194.24.7.255  e máscara de de 255.255.248.0. Em seguida, a empresa Y solita 4.096 endereços. Como um bloco de 4.096 endereços deve ficar em um limite de 4.096 bytes, não podem ser fornecidos endereços que comecem em 194.24.8.0. Em vez disso, são fornecido endereços de 194.24.16.0 a 194.24.31.255, juntamente com a máscara 255.255.240.0. Agora, a empresa Z solicita 1.024 endereços e são atribuídos a ela os endereços de 194.24.8.0 a 194.24.11.255, bem como a máscara 255.255.252.0
NAT (Network Address Translation)
A idéia básica do CIDR, descrito pela RFC 1519,  é alocar os endereços Ip restantes em blocos de tamanho variável, sem levar em consideração as classes. Se um site precisar, por exemplo de 2.000 endereços, ele receberá um bloco de 2.048 endereços em um limite de 2.048 bytes.  A porção de endereço de rede tem tamanho arbitrário. O formato do endereço: A.B.C.D/x, em que x é o número de bits na parte de rede do endereço .
Como a NAT funciona?
Dentro das instalações da empresa, toda máquina tem um endereço exclusivo, através da utilização dos endereços reservados, estudados anteriormente.  Quando o pacote deixa as instalações da empresa, ele passa por um elemento conversor, neste caso, poderá ser um firewall, um roteador ou proxy, que irá converter o endereço privado em um endereço válido IP válido e pertencente à rede da organização.
Para saber mais sobre os tópicos estudados nesta aula, pesquise na internet sites, vídeos e artigos relacionados ao conteúdo visto. Se ainda tiver alguma dúvida, fale com seu professor online utilizando os recursos disponíveis no ambiente de aprendizagem. 
Referências Bibliográfica:
Apostila "Curso IPv6 básico" do NIC.br, disponível no sítio http://curso.ipv6.br ou através do e-mail ipv6@nic.br. Tanenbaum, Redes de Computadores, disponível na biblioteca virtual da Estácio. Kurose, Redes de computadores e a Internet, disponível na biblioteca virtual da Estácio. Comer , Redes de computadores e Internet, disponível na biblioteca virtual da Estácio. 
Nesta aula, você: 
Identificou os requisitos de endereçamento do ipv4 e ipv6;
Aprendeu o conceito de redes e sub-rede;
Aprendeu a esquematizar um planejamento IP;
Conheceu os métodos de resolução de nomes de hosts e seu uso.
Tema: Noções de aLGORITMOS E PROTOCOLOS DE Roteamento   
Assunto 1: Identificar as diferenças entre protocolo roteável e não roteável;
Assunto 2: Comparar protocolos de roteamento estático e dinâmico;
Assunto 3: Diferenciar os tipos de protocolos de roteamento dinâmico;
Assunto 4: Interpretar como um pacote é transmitido, entre origem e destino, através das redes de computadores.