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APOSTILA
DE
REDES
DE
COMPUTADORES
2 1. INTRODUÇÃO... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO.
2. ENDEREÇOS IP ... 3
3. ANALISANDO ENDEREÇOS IPV4 ... 4
4. MÁSCARA DE SUB-REDE ... 5
5. IP ESTÁTICO E DINÂMICO ... 5
6. O QUE É DHCP ... 6
7. FUNCIONAMENTO DO DHCP ... 6
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REDE DE COMPUTADORES – II
ENDEREÇOS IP (INTERNET PROTOCOL):
1. Introdução
O uso de computadores em rede e, claro, a internet, requer que cada máquina tenha um identificador que a diferencie das demais. Para isso, é necessário, entre outras coisas, que cada computador tenha um endereço, alguma forma de ser encontrado. É nesse ponto que entra em cena o endereço IP.
2. Endereço IP
Se você usa a internet ou trabalha em um escritório onde todos os computadores são interligados, já deve ter ouvido falar de endereço IP(Internet Protocol). Trata-se de uma especificação que permite a comunicação consistente entre computadores, mesmo que estes sejam de plataformas diferentes ou estejam distantes.
A comunicação entre computadores é feita através do uso de padrões, isto é, uma espécie de "idioma" que permite que todas as máquinas se entendam. Em outras palavras, é necessário fazer uso de um protocolo que indique como os computadores devem se comunicar. No caso do IP, o protocolo aplicado é o TCP/IP (Transmission ControlProtocol/Internet Protocol). Existem outros, mas o TCP/IP é o mais conhecido, além de ser o protocolo básico usado na internet.
O uso do protocolo TCP/IP não é completo se um endereço IP não for utilizado. Se, por exemplo, dados são enviados de um computador para outro, o primeiro precisa saber o endereço IP do destinatário e este precisa saber o IP do emissor, caso a comunicação exija uma resposta. Sem o endereço IP, os computadores não conseguem ser localizados em uma rede, e isso se aplica à própria internet, já que ela funciona como uma "grande rede".
Temos o IPv4 (IP versão 4 - 32 Bits) que está praticamente esgotada sua capacidade, e está entrando em atividade o IPv6 (IP versão 6 – 128 Bits), que disponibilizará aproximadamente 1.500 IP´s por metro².
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O endereço IP (ou somente IP) é uma seqüência de números composta de 32 bits. Esse valor consiste em um conjunto de quatro grupos de 8 bits. Cada conjunto é separado por um ponto e recebe o nome de octeto ou simplesmente byte, já que um byte é formado por 8 bits. O número 172.31.110.10 é um exemplo. Repare que cada octeto é formado por, no máximo, 3 caracteres, sendo que cada um pode ir de 0 a 255.
Como os endereços IP usados em redes locais são semelhantes aos IPs da internet, usa-se um padrão conhecido como IANA (Internet Assigned Numbers Authority) para a distribuição de endereços nestas redes. Assim, determinadas faixas de IP são usadas para redes locais, enquanto que outras são usadas na internet. Como uma rede local em um prédio não se comunica a uma rede local em outro lugar (a não ser que ambas sejam interconectadas) não há problemas de um mesmo endereço IP ser utilizado nas duas redes. Já na internet, isso não pode acontecer. Nela, cada computador precisa de um IP exclusivo.
Quando o IPv4 foi desenvolvido, não era previsto que ele sustentaria uma rede do tamanho da Internet, o que de fato ocasionou uma escassez de endereços para a atual necessidade.
Com as classes A e B de endereços virtualmente esgotadas, restaram os endereços de classe C, o qual infelizmente não atendem as necessidades das grandes organizações, pois tem um limite de 254 hosts por rede.
Mesmo que existisse um número maior de redes classe A, B ou C, os atuais roteadores da Internet não suportariam o aumento no número de rotas na tabela de roteamento.
O padrão IANA divide a utilização de IP´s para redes em, basicamente, 3 classes principais e duas que podem ser consideradas secundárias. Essa divisão foi feita de forma a evitar ao máximo o desperdício de endereços IP´s que podem ser utilizados em uma rede:
Classe Primeiros bits Núm. de redes Número de
hosts Máscara padrão
A 0 126 16.777.214 255.0.0.0
B 10 16.382 65.534 255.255.0.0
C 110 2.097.150 254 255.255.255.0
D 1110 Utilizado para tráfego Multicast
E 1111 Reservado para uso futuro
Tabela Bit x Valor:
Bit 1 2 3 4 5 6 7 8
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4. Máscara de sub-rede
Para identificar a classe IP que está sendo utilizada em uma rede ou para se especificar uma dada configuração de rede, usa-se um conceito conhecido como máscara de sub-rede. Se, por exemplo, um byte é usado para identificação da rede, tal byte na máscara de sub-rede será 255. Mas, se um byte é usado para identificação de um computador e não de uma rede, seu valor na máscara de sub-rede é 0 (zero). A tabela a seguir mostra um exemplo dessa relação. É importante frisar, no entanto, que o conceito de máscara de sub-rede é mais complexo (aqui é mostrado apenas a utilização mais comum), de forma que os números que a envolvem podem ser diferentes de 255 e de 0, já que a quantidade de classes é maior.
Classe Endereço IP Identificador da rede Identificador do computador Máscara de sub-rede
A 10.2.68.12 10 2.68.12 255.0.0.0 B 172.31.101.25 172.31 101.25 255.255.0.0 C 192.168.0.10 192.168.0 10 255.255.255.0
As máscaras de Sub-rede podem ser abreviadas da seguinte forma:
Classe Abreviação Bits Ligados Bits Desligados
A /8 11111111 (255) 00000000.00000000.00000000 (.0.0.0)
B /16 11111111.11111111 (255.255) 00000000.00000000 (.0.0) C /24 11111111.11111111.11111111 (255.255.255) 00000000 (.0)
5. IP estático e IP dinâmico
IP estático (ou fixo) é um número IP dado permanentemente a um computador, ou seja, seu IP
não muda, exceto se tal ação for feita manualmente. Como exemplo, há casos de assinaturas de acesso à internet via ADSL, onde alguns provedores atribuem um IP estático aos seus assinantes. Assim, sempre que um cliente se conectar, usará o mesmo IP. Essa prática é cada vez mais rara entre os provedores de acesso, por uma série de fatores, que inclui problemas de segurança.
O IP dinâmico, por sua vez, é um número que é dado a um computador quando este se conecta à rede, mas que muda toda vez que há conexão. Por exemplo, suponha que você conectou seu computador à internet hoje. Quando você conectá-lo amanhã, lhe será dado outro IP. Para entender melhor, imagine a seguinte situação: uma empresa tem 80 computadores ligados em rede. Usando IP´s dinâmicos, a empresa disponibilizou 90 endereços IP para tais máquinas. Como nenhum IP é fixo, quando um computador "entra" na rede, lhe é atribuído um IP destes 90 que não esteja sendo usado por nenhum outro computador. É mais ou menos assim que os provedores de internet trabalham. Toda vez que você se conecta à internet, seu provedor dá ao seu computador um IP dela que esteja livre.
O método mais usado para a distribuição de IP´s dinâmicos é a protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).
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DHCP é a sigla para Dynamic Host Configuration Protocol. Trata-se de um protocolo utilizado em redes de computadores que permite a estes obterem um endereço IP automaticamente. Caso tenha que administrar uma rede pequena - por exemplo, com 5 computadores - você não terá muito trabalho para atribuir um número IP a cada máquina. E se sua rede possuir 300 computadores? Ou mil? Certamente, o trabalho vai ser imenso e, neste caso, é mais fácil cometer o erro de dar o mesmo número IP a duas máquinas diferentes, fazendo com que estas entrem em conflito e não consigam utilizar a rede.
O protocolo DHCP é uma eficiente solução para esse problema, já que, por meio dele, um servidor distribui endereços IP na medida em que as máquinas solicitam conexão à rede. Quando um computador desconecta, seu IP fica livre para uso de outra máquina. Para isso, o servidor geralmente é configurado para fazer uma checagem da rede em intervalos pré-definidos.
É importante frisar que, além do endereço IP, também é necessário atribuir outros parâmetros a cada computador (host) que passa a fazer parte da rede. Com o DHCP isso também é possível. Pode-se passar à máquina-cliente máscara de rede, endereços de servidores DNS (Domain Name Server), nome que o computador deverá assumir na rede (por exemplo, salesiano1, salesiano2 e assim por diante), rotas, etc.
Um exemplo importante sobre o uso de DHCP é o caso dos provedores de internet. Na maioria dos casos, a máquina do usuário recebe um endereço IP diferente para cada conexão à internet. Isso é possível graças à combinação do DHCP com outros protocolos, o PPP (Point to Point Protocol), por exemplo.
7. Funcionamento do DHCP
Quando um computador se conecta a uma rede, ele geralmente não sabe quem é o servidor DHCP e, então, envia uma solicitação à rede para que o servidor DHCP "veja" que uma máquina-cliente está querendo fazer parte da rede e, portanto, deverá receber os parâmetros necessários. O servidor DHCP responde informando os dados cabíveis, principalmente um número IP livre até então. Caso o cliente aceite, esse número ficará indisponível a outros computadores que se conectarem à rede, já que um endereço IP só pode ser utilizado por uma única máquina por vez.
O administrador da rede pode configurar o protocolo DCHP para funcionar nas seguintes formas: automática, dinâmica e manual:
Automática: neste modo, uma determinada quantidade de endereços IP é definida para ser
usada na rede, por exemplo, de 192.168.0.1 a 192.168.0.50. Assim, quando um computador fizer uma solicitação de inclusão na rede, um dos endereços IP´s em desuso é oferecido a ele;
Dinâmica: este modo é muito semelhante ao automático, exceto no fato de que a conexão à
rede é feita por um tempo pré-determinado. Por exemplo, uma máquina só poderá ficar conectada por no máximo duas horas;
Manual: este modo funciona da seguinte forma: cada placa de rede possui um parâmetro
exclusivo conhecido por MAC (Medium Access Control). Trata-se de uma seqüência numérica que funciona como um recurso para identificar placas de rede. Como esse valor é único, o administrador pode reservar um endereço IP para o computador que possui um determinado
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valor de MAC. Assim, só este computador utilizará o IP em questão. Esse recurso é interessante para quando é necessário que o computador tenha um endereço IP fixo, ou seja, que não muda a cada conexão.
Em redes muito grandes, é possível que o servidor DHCP não esteja fisicamente na mesma rede que determinadas máquinas estão. Mesmo assim, ainda é possível que o servidor encontre-as. Isso é feito por meio de um roteador que envia e recebe pacotes DHCP: o Relay DHCP.
8. Breve histórico do DHCP
O protocolo DHCP é tido como uma espécie de evolução de um antigo protocolo chamado BOOTP. Muito utilizado em sistemas Unix, o BOOTP permitia a configuração automática de impressoras e máquinas clientes em uma rede. Esse processo era feito associando um número MAC - já explicado acima - a um endereço IP (ou a outro parâmetro).
Com o passar do tempo, o BOOTP se mostrava cada vez mais limitado, principalmente porque não era muito eficiente na configuração de redes grandes. Devido a isso, no início da década de 1990, o grupo IETF (Internet Engineering Task Force) trabalhou no desenvolvimento de um protocolo substituto, que fosse capaz de superar as limitações do BOOTP e que adicionasse recursos novos. Surgia então o DHCP.
