UNIPE Aula CC PGR Endereçamento IP 2011.2

4: Camada de Rede 1

Projeto e Gerencia de Redes

Arquitetura e Protocolos de

Redes de Computadores II

Endereçamento IP

Prof. Felipe Soares

[email protected]

UNIPE – Centro Universitário de João Pessoa

Curso de Ciências da Computação

IPV4



Características do IPv4:

O Internet Protocol (IP) foi elaborado como um protocolo com baixo overhead.

São utilizados para encapsular os segmentos (TCP/UDP) para o transporte através de uma conexão entre redes.

Sem conexão (não estabelece conexão previa) Melhor esforço (não confiável)

Opera independente de Meios Físicos

Cabeçalho IP

4: Camada de Rede 3

Campo Bits Descrição

Time-to-Live 8 Indica o número restante de “hops” que o pacote pode seguir antes de ser considerado inválido e descartado.

Protocol

Identifier 8 Identifica o protocolo da camada superior, contido no corpo do pacote. Header

Checksum 16 Checksum do cabeçalho IP Source IP

Address 32 Endereço IP do remetente do pacote Destination

IP Address 32 Endereço IP do destinatário do pacote Options

(optional) varia Opções adicionais para type-of-service, Source Routing. Tipo de

Serviço varia O roteador pode oferecer prioridades de acordo com o tipo de dados (Voz, Vídeo) Data varia Os dados que o IP deverá carregar (TCP, UDP, Fragmento,

outros protocolos, dados puros ICMP, ...)

Formato do datagrama IP

endereço IP de origem 32 bits

número da versão do protocolo IP comprimentodo cabeçalho (bytes) TTL: número máximo de enlaces restantes (decrementado a cada roteador) para fragmentação/ remontagem comprimento total do pacote (bytes): Cabeçalho + Dados protocolo da camada superior ao qual entregar os dados. Ex. Camada de Transporte (TCP/UDP)

comp. cab

tipo de serviço O roteador pode oferecer

prioridades de acordo com o tipo de dados (Voz. Video)

bits fragmentoinício do camada

superior

endereço IP de destino 32 bits

Opções (se tiver) p.ex. temporizador, registrar rota seguida, especificar

lista de roteadores a visitar.

4: Camada de Rede 4a-5

Endereço IP: introdução

 endereço IP:ident.

de 32-bits para interface de estação, roteador  interface:conexão entre estação, roteador e enlace físico

roteador típico tem múltiplas interfaces estação pode ter

múltiplas interfaces endereço IP associado à interface, não à estação ou roteador 223.1.1.1 223.1.1.2 223.1.1.3 223.1.1.4 223.1.2.9 223.1.2.2 223.1.2.1 223.1.3.2 223.1.3.1 223.1.3.27 223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001 223 1 1 1

4: Camada de Rede

4a-Endereço IP: estrutura

 endereço IP:

parte de rede (bits de mais alta ordem) parte de estação (bits

de mais baixa ordem)

223.1.1.1 223.1.1.2 223.1.1.3 223.1.1.4 223.1.2.9 223.1.2.2 223.1.2.1 223.1.3.2 223.1.3.1 223.1.3.27

Este cenário consiste de 3 redes IP (para endereços IP começando com 223, os primeiros 24 bits são

a parte de rede)

LAN 3

LAN 2 LAN 1

Cada LAN possui uma faixa de endereçamento diferente.

4: Camada de Rede 7

Endereçamento IP

 criar “ilhas” de redes

isoladas separadas atraves de

roteadores.

 Funçãoprincipal do Roteador: Encaminhar pacotes e separar redes 223.1.1.1 223.1.1.3 223.1.1.4 223.1.2.2 223.1.2.1 223.1.2.6 223.1.3.2 223.1.3.1 223.1.3.27 223.1.1.2 223.1.7.0 223.1.7.1 223.1.8.0 223.1.8.1 223.1.9.1 223.1.9.2 Sistema interligado consistindo de seis redes

Terminologia IP

 Byte: Um seqüência de de 7 ou 8 bits  Octeto: Sempre 8 bitis

 Endereço da Rede: Endereço usado para representar a rede

como um todo: 192.168.0.0

 Endereço do Host: Endereço usado para representar um

host em especifico: 192.168.0.1

 Endereço de Broadcast: Envio de mensagens a todos os

dispositivos da rede (1 para todos).

 Endereço de Multicast: Envio de mensagens a um grupo de

dispositivos da rede (1 para muitos). Ex. 224.0.0.0 a 239.255.255.255

 Unicast: Envio de mensagens a apenas um dispositivo na rede

4: Camada de Rede 9

Endereço IP: organização

0 rede estação 10 rede estação 110 rede estação 1110 endereço multiponto A B C D classe 1.0.0.0 to 126.255.255.255 128.0.0.0 to 191.255.255.255 192.0.0.0 to 223.255.255.255 224.0.0.0 to 239.255.255.255 32 bits

•Endereçamento “baseado em classes”

•Por que surgiu a divisão em classes:

• Uso ineficiente e esgotamento do espaço de endereços •p.ex.: Rede da classe B aloca endereços para 65K estações, mesmo

se houver apenas 2K estações nessa rede

127.0.0.1 foi retirado da divisão em classes: endereço de

localhost

Técnicas de Conversão

binario-decimal



Números binários utilizam 8 bits para

definir um numero decimal



Esses bits tem seus valores considerados

da direitos para a esquerda através de um

fator que dobra seu valor.



Isso acontece por que são potencias de

base 2.

Conversão Binário para decimal

Dica: Memorize a seguinte

tabela

Expoente 27 ₂6 ₂5 ₂4 ₂3 ₂2 ₂1 ₂0

Classes de Endereços

w

x

y

z

Endereçamento IP

numa rede lógica, determinando o destino dos pacotes à medida que eles se movem pelas redes.

Endereço IP – 32 bits

Binário 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0

1 byte 1 byte 1 byte

Decimal 172 16 122 204

Número de Rede Número de Host

Um modo fácil de reconhecer de qual classe um dispositivo faz parte é olhar o valor do primeiro octeto do seu endereço

Classe 1º Octeto

A 0 1 a 126

B 10 128 a 191

C 110 192 a 223 1 byte = 8 bits 1 byte = 8 bits 1 byte = 8 bits 1 byte = 8 bits

Classe A Rede Host Host Host

Classe B Rede Rede Host Host

Classe C Rede Rede Rede Host

Classe D

Classe E Testes e Pesquisas

Multicast Classes do Endereço IP NetID: Rede=0 BroadcastID: Host=1 HostID: <> NetID ou BroadcastID

Endereços Reservados

Podem ser usados livremente em redes internas Não roteáveis

Não podem ser publicadosna Internet

Para que estas redes consigam acessar algum recurso

na Internet é utilizado um artificio de traducao de endereços o NAT (Network Address Translation)

4: Camada de Rede 15 Classe Subredes Nº de Redes Nº de Hosts A 10.0.0.0/8 – 10.255.255.255 1 16777214 B 172.16.0.0/16 – 172.31.255.255 16 65534 C 192.168.0.0/24 – 192.168.255.255 256 254

LocalHost (loopback interno)



Além das redes anteriormente ilustradas,

ainda temos uma classe A inteira

considerada indisponível para uso.



Endereço utilizado para testes locais:

Máscara de Sub-Rede



A máscara serve para indicar qual parte do

endereço IP identifica o

endereço de rede

e qual parte identifica o

endereço do host

os bits 1 indicam a parte do endereço da rede os bits 0 indicam a parte do endereço do host

 Máscaras default:  Classe A - 255.0.0.0 11111111.00000000.00000000.00000000  Classe B - 255.255.0.0 11111111.11111111.00000000.00000000  Classe C - 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 4: Camada de Rede 17

Endereço de Rede e BroadCast

 Executa-se um ANDlógico entre os bits da máscara e

endereço IP e obtém o Endereço da Rede.

 No endereço da redetodos os bits do host são 0  No endereço de broadcast, todos os bits do host são 1  Exemplo: IP= 140.179.240.200/16 10001100.10110011.11110000.11001000 140.179.240.200Endereço IP 11111111.11111111.00000000.00000000 255.255.000.000Máscara classe B ---10001100.10110011.00000000.00000000 140.179.000.000Endereço da Rede 10001100.10110011.11111111.11111111 140.179.255.255Endereço de Broadcast 4: Camada de Rede 18

Síntese Geral

4: Camada de Rede 19

Cenário com 3 Redes (1.0/2.0/3.0)

192.168.1.0 192.168.3.0 192.168.1.100 192.168.2.101 192.168.2.100 192.168.3.100 192.168.2.0

192.168.1.100

Rede Local

2a: Camada de Aplicação 2121

192.168.0.2 192.168.0.3 192.168.0.4 192.168.0.5 192.168.0.6 192.168.0.7 Router Hub Rede 192.168.0.0/24 Máscara=255.255.255.0 Internet Tráfego para a rede 192.168.0.0

Sub-Redes

um outro motivador para o uso de sub-redes é a redução do tamanho de um domínio de broadcaste aumentaro nível de segurança no acesso aos dadosdas redes.

Mascara de Sub-Rede •Identificação da Rede e dos Hosts •Flexibilidade para Cálculo de Sub-Redes

1º Octeto 2º Octeto 3º Octeto 4º Octeto 11000000 00000101 00100010 00001011 End. IP 192 5 34 11 Máscara 255 255 255 0 End. Rede 192 5 34 0 End. Broad. 192 5 34 255 AND XOR Operações Booleana Os 1s binários da mascara

definem a parte de rede e da sub-rede. Os 0s binários definem a

Dividindo a Classe C em 2 subredes

4: Camada de Rede 23

 Exemplo: Rede 192.168.0.0

 Com máscara de subrede255.255.255.0

 Mascara = 11111111.11111111.11111111.00000000  1 subrede, notação 192.168.0.0/24

 Rede 192.168.0.0 com máscara de subrede255.255.255.128

 Mascara = 11111111.11111111.11111111.10000000  2 subredes, notação 192.168.0.0/25

Network Hosts Broadcast Address

from to

192.168.0.0 192.168.0.1 192.168.0.126 192.168.0.127

192.168.0.128 192.168.0.129 192.168.0.254 192.168.0.255

Network Hosts Broadcast Address

from to

192.168.0.0 192.168.0.1 192.168.0.254 192.168.0.255

Quanto mais aumento mais divido!

Tabela de Equivalência: As máscaras de

sub-rede podem assumir os seguintes decimais:

Octeto Decimal da Mascara de

Sub-rede

Equivalente

Binário Numero de 1s Binários Numero de 0s Binários

0 00000000 0 8 128 10000000 1 7 192 11000000 2 6 224 11100000 3 5 240 11110000 4 4 248 11111000 5 3 252 11111100 6 2 254 11111110 7 1 255 11111111 8 0

Método



Quantas sub-redes? 2

-2



Quantos hosts válidos por sub-rede? 2

-2



Quais as sub-redes válidas?

• 256 – máscara = valor da sub-rede base. Ex.: 256 – 192.



Qual o endereço de broadcast para cada

sub-rede?

• Valor seria o imediatamente inferior ao da próxima sub-rede.



Quais os hosts válidos?

• Os o intervalo de ips da sub-rede, menos o end. de

broadcast e end. de rede. _{4: Camada de Rede 25}

Cálculo de sub-rede

Nosso primeiro exemplo usará a máscara de Classe C 255.255.255.192. Responda cinco perguntas simples para juntar todos os fatos:

1. quantos bits de subnet são usados nesta máscara? 2x_-2 2. quantos bits de host estão disponíveis por sub-rede? 2x_-2 3. qual é o endereço de sub-rede?

4. qual é o endereço de broadcast de cada sub-rede?

5. qual é a faixa de endereços de host válida de cada

Cálculo de sub-rede

1. quantos bits de sub-rede são usados nesta máscara?

Resposta: 2 (128+64 = 192) 22_{-2= 2 sub-redes possíveis}

2. quantos bits de host estão disponíveis por sub-rede?

Resposta: 6 (8-2 utilizadas pela sub-rede, determinado no item 1)

26_{-2= 62 hosts por sub-rede}

3. Quais são os endereços das sub-redes ?

Resposta: 256-192=64 (a primeira sub-rede) 64+64=128 (a segunda sub-rede)

64+128=192. Porém, embora o 192 é o valor da máscara da sub-rede, não é um subnet válida. _{4: Camada de Rede}

Cálculo de sub-rede

4. Quais são os endereços de broadcast de cada sub-rede?

Resposta: 64 é a primeira rede e 128 é a segunda sub-rede. O endereço de broadcast sempre é o número anterior do endereço da próxima sub-rede. O endereço de broadcast da sub-rede do endereço sub-rede 64 é 127 (128-1). O endereço de broadcast da sub-rede 128 é 191 (192-1).

5. Qual é a faixa de hosts válida de cada sub-rede?

Resposta: Os hosts válidos são os números entre o número da sub-rede e da máscara. Para a sub-rede 64, a faixa de hosts válida é de 65-126. Para a sub-rede 128, a faixa de hosts válida é de 129-190.

Exercício

Façamos um segundo exemplo usando a máscara de Classe C 255.255.255.224.

1. quantos bits de subnet são usados nesta máscara? 2x_-2 2. quantos bits de host estão disponíveis por sub-rede? 2x_-2 3. qual é o endereço de sub-rede?

4. qual é o endereço de broadcast de cada sub-rede?

5. qual é a faixa de endereços de host válida de cada sub-rede?

4: Camada de Rede

Respostas

1. quantos bits de sub-rede são usados nesta máscara? Resposta: 3 bits (NT: 128+64+32 = 224)

23_{-2=6 sub-redes}

2. quantos bits de host estão disponíveis por sub-rede? Resposta: 5

25_{-2=30 hosts por sub-rede}

3. quais são os endereços das sub-redes ?

Resposta: 256-224 =32, 64, 96, 128, 160 e 192 (Seis sub-redes achadas na seqüência, somando 32 a si mesmo).

Respostas

4. Quais são os endereços de broadcast de cada sub-rede?

Resposta: O endereço de broadcast para a sub-rede 32 é 63. O endereço de broadcast para a sub-rede 64 é 95. O endereço de broadcast para a sub-rede 96 é 127. O endereço de broadcast para a sub-rede 160 é 191. O endereço de broadcast para a sub-rede 192 é 223 (desde que o 224 é a máscara).

5. Qual é a faixa de hosts válida de cada sub-rede?

Resposta: Os hosts válidos são os números entre o número da sub-rede e da máscara. Para a sub-rede 64, a faixa de hosts válida é de 65-126. Por exemplo, para a sub-rede 32, a faixa de hosts válida é de 33-62.

4: Camada de Rede

Resumo - Subrede

Tabela

Máscara Binário Bits da

sub rede Bits dos hosts Sub-redes Hosts

255.255.255.128 10000000 1 7 1 126 255.255.255.192 11000000 2 6 2 62 255.255.255.224 11100000 3 5 6 30 255.255.255.240 11110000 4 4 14 14 255.255.255.248 11111000 5 3 30 6 255.255.255.252 11111100 6 2 62 2

Subredes

Hub Router Hub

Rede 192.168.0.64/26 192.168.0.64 192.168.0.65 192.168.0.66 192.168.0.126 192.168.0.129 192.168.0.130 192.168.0.190 192.168.0.128 Rede 192.168.0.128/26 MASK=255.255.255.192 MASK=255.255.255.192 4: Camada de Rede

Referências



Kurose: Redes de Computadores e a

Internet



Adaptado do material de aula Prof. Denio

Mariz



Adaptado do material de aula Prof. Gerson

de Castro



Wendell Odom - Guia oficial de

certificação (CCENT/CCNA ICND1)