TANEMBAUM, Andrew S., Redes de Computadores – 4ª Edição
SOARES, Luiz F.; LEMOS, Guido e COLCHER, Sérgio. Redes de Computadores: Das LANs, MANs e WANs às Redes ATM, Ed. Campus.
ROSS, Keith e KUROSE, JAMES. Redes de Computadores e a Internet: Uma nova abordagem, Ed. Addison Wesley.
TORRES, Gabriel. Redes de Computadores, Ed. Nova Terra
http://www.slideshare.net/teacher.loccko/aula-protocolo-tcp-ip/
http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc791.txt
O endereçamento adotado em redes TCP/IP.
Tipos de classes de endereços e os diversos tipos
endereços.
Endereçamento válidos e inválidos.
Endereçamento IPV4 e IPV6
32 bits para identificar os hosts de rede. Este número
contém o endereço/identidade da rede e o endereço/identidade
do host.
Um endereço IP consiste em 4 bytes. Em binário temos 32 bits
por endereço, logo a capacidade de endereçamento é igual a
2
32=
4.294.967.296 de endereços. Na prática se aplica a
segmentação dos 32 bits em quatro campos de 8 bits chamados
de octetos. Cada octeto é convertido em um número de base
decimal na escala de 0-255. Aplica-se a notação decimal
pontuada, logo são separados por um ponto.
Por
exemplo:
192.168.10.1
ouO endereço IP lógico é único em toda a rede
quando ele é parte da Internet. Logo é um
endereço IP único mundialmente. Tal endereço é
considerado um endereço válido para a Internet.
Os endereços IP sáo atribuídos diretamente as
interfaces de rede das estações e dos roteadores e
switchs.
Logo uma estação multihomed (múltiplas
interfaces) e roteadores possuem múltiplos
endereços IP (Um para cada placa).
Em redes locais podemos utilizar alguns
endereços que são inválidos na Rede Mundial..
Estes são reservados apenas para endereços
internos de redes locais. Veremos adiante.
Físico:
Endereço da camada de enlace (MAC
Address), e indica, para o roteamento, o
próximo host (nó) da rede onde o pacote será
entregue.
Lógico: Endereço de rede (IP) e indica a origem e
destino do pacote, independente do serviço que
está sendo transportado.
Serviço:
Endereço da camada de Transporte
(TCP) e refere-se a uma aplicação que está
sendo transportada (utiliza-se uma porta);
O endereçamento IP é estruturado de maneira
hierárquica, não sendo puramente sequencial.
A estrutura hierárquica identifica as redes e as estações.
Ocorre a estrutura hierárquica já que o roteamento IP é
estruturado em redes, e não voltado para os
equipamentos. Assim o processo de roteamento se
torna mais eficiente. Para representar essa hierarquia,
todo endereço IP é dividido em duas partes.
Identificador de rede(prefixo de rede) Identifica a rede de forma única; Identificador de estação
Identifica a interface de forma única dentro da rede;
Como informado cada endereço IP inclui uma identificação de
rede e uma de host (interface do equipamento):
A identificação de rede / endereço de rede
identifica todas as
interfaces que estão localizados no mesmo segmento físico
de rede controlado por roteadores IPs. Todos os sistemas na
mesma rede física devem ter a mesma identificação lógica de
rede. A identificação de rede deve ser única na rede.
A identificação da interface de rede
(conhecido como
endereço de host) identifica um equipamento, servidor,
roteador, switch ou outro host TCP/IP (nó da rede) dentro de
uma rede.
Requisitos para atribuição de endereços:
Diferentes prefixos de rede devem ser adotados para diferentes redes. Um único endereço de rede deve ser utilizado pelas interfaces
conectadas a uma mesma rede. Cada estação deve possuir
um único endereço de rede por interface conectada.
As CLASSES de Redes.
São 5 classes (A,B,C,D,E) de endereços IP, que variam
conforme o número de endereços de rede existententes em
cada classe.
As classes determinam qual parte do endereço IP pertence a
rede e qual parte do endereço IP pertence a interface e viabiliza
melhor distribuição dos endereços IP’s.
As CLASSES de Redes.
Classe iniciaisBits Início Fim Máscara de Subrede Notação CIDR
A 0 0.0.0.1 126.255.255.255 255.0.0.0
/8
B 10 128.0.0.0 191.255.255.255 255.255.0.0
/16
As CLASSES de Redes.
192.168.0.0 /
24
Representa os 256 endereços IPv4 de
192.168.0.0 até 192.168.0.255
192.168.0.0/24 – 192.168.0.0
255.255.255
.0
indica um endereço IP no qual os
primeiros
24
bits são usados como
As CLASSES e HOSTS (Interfaces) de Redes.
Classless Inter-Domain Routing
- CIDR
(RFC 1519 )
Número de Interfaces de Redes
A = Utiliza 8 bits – 2
8-1- 2
=126
2
24 – 2=
B = Utiliza 16 bits – 2
16 – 2 =16384
Resumindo: Classes e Interfaces (HOSTS).
1. Octeto Max. Redes Formato Exemplo Max. Host 1-126 126 R.H.H.H 100.1.240.28 16.777.214 128-191 16.384 R.R.H.H 157.100.5.195 65.534 192-223 2.097.152 R.R.R.H 205.35.4.120 254
224-239 Multicast
240-247 Resevado
Address Class Dotted-Decimal Notation Ranges
A (/8) 1.xxx.xxx.xxx through 126.xxx.xxx.xxx B (/16) 128.0.xxx.xxx through 191.255.xxx.xxx C (/24) 192.0.0.xxx through 223.255.255.xxx
Desperdício de Endereços IP devido a estrutura de Classes
Relembrando:
Classe B permite até 65534 hosts/interfaces
Classe C permite até 254 hosts/interfaces
E se uma empresa necessita de 534 interfaces?
Se uma organização precisar de 534 interfaces, terá de obter
endereços de rede da classe B, desperdiçando assim 65000
interfaces já que a classe C não seria suficiente, e a classe A
seria ainda maior o desperdício.
As CLASSES de Redes.
O primeiro byte do endereço está entre 1 e 127. Exemplos: 13.0.0.1 / 80.10.69.12 / 37.25.10.99. Nos endereços de Classe A, o primeiro número identifica a rede e os outros três números identificam o próprio host.
CLASSE A
O primeiro byte do endereço está entre 128 e 191. Exemplos: 133.0.0.1 / 140.10.69.12 / 190.25.10.99. Nos endereços de Classe B, os dois primeiros números identificam a rede e os outros dois números identificam o host.
CLASSE B
O primeiro byte do endereço está entre 192 e 223. Exemplo: 200.0.0.1 / 220.10.69.12 / 195.25.10.99. Nos endereços de Classe C, o três primeiros números identificam a rede e os últimos números identificam o próprio host.
As CLASSES de Redes.
O primeiro byte do endereço está entre 224 e 239. Exemplos: 225.0.0.1 / 239.10.69.12 / 226.25.10.99. Esta classe está reservada para criar agrupamentos de computadores para o uso de Multicast (acesso apenas a endereços que estejam configurados para receber os dados). Não se pode utilizar esta faixa de endereços para endereçar os computadores de usuários na rede TCP/IP.
CLASSE D
O primeiro byte do endereço está entre 240 e 247. A Classe E é um endereço reservado e utilizado para testes e novas implementações (IETF – Internet Engeneering Task Force) e controles do TCP/IP. Também não se pode utilizar esta faixa de endereços para endereçar os computadores na rede TCP/IP.
CIDR –Endereços Descrição Referência 0.0.0.0/8 Rede corrente (só funciona como endereço de origem) RFC 1700
10.0.0.0/8 Rede Privada RFC 1918 14.0.0.0/8 Rede Pública RFC 1700 39.0.0.0/8 Reservado RFC 1797 127.0.0.0/8 Localhost RFC 3330 128.0.0.0/16 Reservado (IANA) RFC 3330 169.254.0.0/16 Zeroconf RFC 3927 172.16.0.0/12 Rede Privada RFC 1918 191.255.0.0/16 Reservado (IANA) RFC 3330 192.0.0.0/24 192.0.2.0/24 Documentação RFC 3330
192.88.99.0/24 IPv6 para IPv4 RFC 3068
192.168.0.0/16 Rede Privada RFC 1918
198.18.0.0/15 Teste de benchmark de redes RFC 2544
223.255.255.0/24 Reservado RFC 3330
224.0.0.0/4 Multicasts (antiga rede Classe D) RFC 3171
240.0.0.0/4 Reservado (antiga rede Classe E) RFC 1700
DATAGRAMA IPV4
MÁSCARAS de REDES
Muitas vezes faz-se necessário subdividir uma rede em redes
menores (subredes). Imagine o administrador de uma rede que contém 16 milhões de hosts. Ele deverá utilizar uma rede Classe A;
A máscara de rede é uma forma de criar sub-redes menores, e
também possibilitar uma melhor utilização dos endereços IP disponíveis.
Em resumo, o parâmetro Máscara de Subrede serve para confirmar
ou alterar o funcionamento das Classes de endereços padrões do TCP/IP.
Sempre deverá ser configurado o IP e a máscara em uma rede.
Que é uma técnica que permite que compartilhemos um mesmo endereço de rede entre diversas redes.
MÁSCARAS de REDES
A primeira parte endereço identifica o endereço da rede em si, e não pode ser utilizado em nenhum equipamento.
O último endereço é reservado para broadcast dentro daquela rede e não pode ser utilizado por qualquer equipamento. Exemplo de Rede/Interface: IP: 200.220.171.4 Máscara: 255.255.255.0 Rede: 200.220.171.0 Broadcast: 200.220.171.255 Default Gateway : 200.220.171.1 Quase sempre endereço 1.
MÁSCARAS de REDES
Também pode ser necessário, em casos especiais, subdividir ainda
mais as classes de endereços IP;
Para isso existem outras máscaras de IP conforme exemplos abaixo:
IP: 200.220.171.0 Mask: 255.255.255.0 Endereços entre: 200.220.171.0 e 200.220.171.255 IP: 200.220.171.0 Mask: 255.255.255.128 Endereços entre: 200.220.171.0 e 200.220.171.127 IP: 200.220.171.0 Mask: 255.255.255.192 Endereços entre: 200.220.171.0 a 200.220.171.63 Etc.
29
MÁSCARAS de REDES
Na hora de configurar o endereço IP nas estações, configure primeiro a máscara de sub-rede como 255.255.255.240 e, em seguida, converta os endereços binários em decimais, para ter o endereço IP de cada estação.
Estabelecido o endereço 12 para a rede e o endereço 14 para a estação; 12 corresponde a "1100" e 14 corresponde a "1110". Juntando os dois temos "11001110", que corresponde ao decimal "206". O endereço IP da estação será então 203.107.171.206, com máscara 255.255.255.240.
Considerando o exemplo anterior e se tivesse sido escolhido o endereço 10 para a rede e o endereço 8 para estação, teríamos "10101000" .
Qual o endereço IP da estação? 203.107.171.168. E a máscara?
Em qualquer um dos casos, para obter o endereço IP basta converter os dois endereços (rede e estação) para binário, "juntar" os bits e converter o octeto para decimal.
Usando uma máscara de sub-rede 192, por exemplo, e estabelecendo o endereço 2 (ou "10" em binário) para a rede e 47 (ou "101111" em binário) para o host/device, juntaríamos ambos os binários obtendo o octeto "10101111" que corresponde ao decimal "175".
MÁSCARAS de REDES
Se usássemos a máscara de sub-rede 248, estabelecendo o
endereço 17 (binário "10001") para a rede e o endereço 5 (binário
"101") para o host, obteríamos o octeto "10001101" que
corresponde ao decimal "141".
Claro que as instruções acima valem apenas para quando você
quiser conectar vários micros à web, usando uma faixa de
endereços válidos, como no caso de uma empresa que precisa
colocar vários servidores, ou de uma empresa de hospedagem que
aluga servidores dedicados e com livre acesso a Internet. Caso você
queira apenas compartilhar a conexão entre vários PCs, você
precisará de apenas um endereço IP válido.
DICAS:
BROADCAST: Uma vez verificado o número e as sub-redes,
deve-se determinar o endereço de broadcast olhando para o valor limites
da próxima sub-rede. Logo ele é o número anterior do próximo
endereço de sub-rede!!!
SUBREDE: reserve o valor do endereço menor para a SUBREDE.
Fica a fórmula para o número de equipamentos da subrede:
No. de equipamentos = 2 elevado a X (número de bits) -2
Uma vez com o número da sub-rede e o endereço de broadcast, os
hosts são os endereços estes dois endereços anteriormente
determinados.
DICAS:
Exercício 1:
Deseja-se ter 8 redes e cada rede requer 10 hosts. Qual a máscara Classe C mais adequada:
255.255.255.240. Mas por que?
Porque 240 em binário é 11110000, o que significa que você tem 4 bits para sub-rede e 4 para os hosts.
Utilizando a fórmula mostrada anteriormente: 2^{4} – 2 = 14 sub-redes
2^{4} – 2 = 14 hosts
Exercício
Dada a máscara de Classe C 255.255.255.192. Responda:
Quantos bits de sub-rede são utilizados nessa máscara?
Quantos bits de hosts estão disponíveis por sub-rede?
Qual(is) é(são) o(s) endereço(s) de sub-rede?
Qual é o endereço de broadcast da sub-rede ou das sub-redes?
Qual é a faixa de endereços de hosts válida para cada sub-rede?
Primeira Resposta: são 2 (já que 128 + 64 = 192) Número de redes:
2^{2} – 2 = 2
Segunda Resposta: são 6 Número de nós
2^{6} – 2 = 62
Terceira questão: sendo duas sub-redes, temos: Primeira sub-rede: 256 – 192 = 64
Segunda sub-rede: 64 + 64 = 128
MÁSCARAS de REDES
Quarta Resposta: O endereço de broadcast sempre é o número anterior do endereço da próxima sub-rede.
Temos, então:,
Endereço broadcast da primeira sub-rede 64: 127 Endereço broadcast da segunda sub-rede 128: 191
Quinta Resposta: Os endereços válidos dos nós são os números entre o número da sub-rede e da máscara.
Temos então:
Primeira sub-rede - endereços dos nós de 65 a126 Segunda sub-rede – endereços dos nós de 129 a190
MÁSCARAS de REDES
C
lassless
I
nter
D
omain
R
outing – CIDR
Padronizado em 1993 pelo IETF (Internet Engineering
Task Force)
A parte do endereço que representa a sub-rede possui
tamanho arbitrário
Formato do endereço:
a.b.c.d/x
, em que
x
é o número
de bits na porção do endereço que representa a
sub-rede
Problemas
Eliminação das classes para endereçamento Encaminhamento mais complicado
NAT:
N
etwork
A
ddress
T
ranslation
Gateway para rede local que usa somente um único
endereço IP quando há necessidade de contato com a
Internet.
Apenas um endereço IP de E/S para todos os dispositivos Mudança de endereço de dispositivos na rede local sem
necessidade de notificar o mundo externo
Protege a rede de mudanças do ISP (provedor de acesso à
Internet) já que não é necessário mudar o endereço dos dispositivos/interfaces da rede local
Segurança
Dispositivos dentro da rede local não são explicitamente
Hosts
Em um arquivo de configuração
Wintel UNIX
DHCP:
Dynamic
H
ost
C
onfiguration
P
rotocol
Dinamicamente através de um servidor
Redes
Porção alocada do espaço de endereço do seu ISP
ISPs
ICANN -
I
nternet
C
orporation for
A
ssigned
N
ames and
N
umbers
Estação: SYN (solicita a abertura da conexão)
Servidor: SYN (confirma o recebimento e avisa que a porta está disponível) Servidor: ACK (inicia a conexão)
Estação: ACK (confirma)
Estação: DATA (é enviado o pacote com a mensagem de texto)
Servidor: OK (a confirmação, depois de verificar a integridade do pacote) Estação: FYN (solicita o fechamento da conexão)
Servidor: FYN (confirma)
Estação: FYN (confirma que recebeu a confirmação)
Grande espaço de endereçamento Escopo/Zonas de endereço
Auto-configuração stateless Mobilidade
Jumbogramas
Não suporta fragmentação Processamento simplificado
IoT
3,4 * (10
38) endereços
8 grupos de 4 dígitos hexadecimais
DIFICULDADES
Incompatibilidade com IPv4
Overhead maior
Todos os roteadores não podem se atualizados
simultaneamente
Tunelamento
Conjuntos de roteadores IPv4 formam um “túnel” entre nós IPv6
IPv6 transportado como “payload” em datagramas IPv4 entre roteadores IPv4
MOBILE INTERNET PROTOCOL
Objetivos definidos pela IETF para hosts móveis
Host móvel com endereço IP em qualquer lugar
Sem alterações de software em hosts fixos e nas tabelas
do roteador
Pacotes sem desvio durante o percurso
Sem overhead quando um host móvel está em sua
Protocolo desenvolvido para dar suporte a hosts
móveis
Conexão independente de localização e sem mudar
o endereço IP
Baseado no Internet Protocol
Transparência às aplicações e protocolos de alto
nível como TCP
Cada nó móvel com dois endereços IP
Permanent home address Temporary care-of address
CARACTERÍSTICAS
Sem limitações geográficas
Sem necessidade de conexão física
Sem necessidade de modificações em outros
roteadores e hosts
