Capítulo 2 - Sumário. Endereçamento em Sub-redes, Super-Redes (CIDR) e VLSM

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1 1 Endereço IP Classe de Endereços IP Endereços IP Especiais Endereços IP Privativos Capítulo 2 - Sumário Endereçamento em Sub-redes, Super-Redes (CIDR) e VLSM Endereçamento Dinâmico (DHCP) Mapeamento IP / MAC (ARP) Mapeamento MAC / IP (RARP)

2 2 Endereço IP Endereço IP = net-id + host-id Identificador da Rede Identificador da Máquina Obs: para cada interligação de um elemento em uma rede TCP / IP (computador ou roteador) é atribuído um endereço IP único.

3 3 Byte (octeto) Byte (octeto) Endereço IP Byte (octeto) Byte (octeto) _ 4 bytes (octetos) = 32 bits IP = Binário Decimal IP =

4 4 Classes de Endereços IP (IP Classfull) Octeto 1 Octeto 2 Octeto 3 Octeto 4 Classe A 0 Net - id Host - id Classe B 1 0 Net - id Host - id Classe C Net - id Host - id Classe D Endereços Multicast Classe E Reservado Classe Formato Redes Endereços Hosts Válidos A 7 Bits Rede, 24 Bits Host 128 (126) B 14 Bits Rede, 16 Bits Host C 21 Bits Rede, 8 Bits Host

5 5 Classes de Endereços IP (IP Classfull) NETID: Identifica a Rede, HOSTID: Identifica o HOST na rede Classe A: NNN. HHH. HHH. HHH Classe B: NNN. NNN. HHH. HHH Classe C: NNN. NNN. NNN. HHH Classe D: Classe E:

6 6 Endereços IP Especiais Preenchido com 0s Este Host (usado durante Bootstrap) Net - id Preenchido com 0s Endereço da Rede ( não de uma conexão) Preenchido com 0s host Host nesta rede Preenchido com 1s Difusão (broadcast) limitada (rede local) Net - id Preenchido com 1s Difusão (broadcast) direto para rede 127 Qualquer número (geralmente 1) Loopback (rede de retorno ) Observações: estes endereços especiais não podem ser usados como endereço IP de host válido na rede

7 7 Endereços IP Privativos ou Não Roteáveis Endereços designados pela IANA para uso em Organizações sem conectividade com a Internet, ou uso em intranets (RFC 1918).

8 8 Máscaras de Sub-Rede Endereço IP Máscara de Sub-Rede Net-id Host-id Utilização da MÁSCARA de Sub-Rede Classe Classe Máscara Máscara padrão padrão Máscara Máscara padrão padrão em em binário binário A B C

9 9 Exercício 1 Complete a tabela abaixo: Endereço IP do host Classe de end. Endereço da rede Endereço do host Endereço de broadcast da rede Máscara de sub-rede padrão

10 10 Endereçamento em Sub-Redes Endereço IP original Net-id Host-id Máscara de Sub-Rede Endereço IP em sub-rede Net-id Sub-Net Host-id Utilização da MÁSCARA de Sub-Rede Classe Classe Máscara Máscara padrão padrão Máscara Máscara padrão padrão em em binário binário A B C

11 11 Endereçamento em Sub-Redes Utilização da MÁSCARA de Sub-Rede Número da Rede Classe B ( ) Número da Sub-Rede Número do Host dentro da Sub-Rede Endereço IP Máscara Sub-rede

12 12 Endereçamento em Sub-Redes Outras Redes Host-id Sub-Net Net-id

13 13 Exercício 2 Dado o endereço de rede , deseja-se subdividir esta rede em oito subredes (total). Determine: - a máscara de sub-rede a ser utilizada - as faixas de endereçamento para cada sub-rede; - os endereços de rede, de host e de broadcast para cada sub-rede; Máscara de rede:

14 14 Exercício 3 Dado o endereço de rede , deseja-se subdividir esta rede em 10 sub-redes utilizáveis, determine: - o número total de sub-redes; - as faixas de endereçamento para cada sub-rede; - o endereço de rede, os endereços de hosts e o end.de broadcast para cada sub-rede; - a máscara de rede a ser utilizada. Máscara de rede:

15 15 Endereçamento CIDR (Classless Inter-Domain Routing) Criado em 1993 (RFC-1519) para substituir a notação anterior de sintaxe de endereço IP (redes classfull). Permite o uso mais eficiente do espaço de endereço IPv4 e da agregação de prefixo (sumarização de rota e/ou criação de super-redes). Com o CIDR, as classes de endereço (A, B e C) perderam o sentido. O endereço de rede não é mais determinado pelo valor do primeiro octeto e sim pelo tamanho do prefixo atribuído (máscara de sub-rede).

16 16 Endereçamento em Super-Redes Octeto 1 Octeto 2 Octeto 3 Octeto 4 Máscara End. IP X X X X X X X X X X X X X ~ 191. X Prefixo IP 32 Redes Classe C contínuas Para o Roteador = 1 rede Super-Rede = : : : Total de endereços:8.192 Total de Hosts: 8.128

17 17 Exercício 4: 1- Dada uma rede com endereço IP , gere uma máscara de superrede para se agrupar três redes Classe C. Esta super-rede poderá endereçar quantos hosts? 2- Projetar uma máscara de super-rede para hosts a partir da rede classe C

18 18 Endereçamento VLSM (Variable Length Subnet Mask ) Técnica que permite que mais de uma máscara de sub-rede seja definida para um determinado endereço IP Permite uma maior flexibilidade na divisão das sub-redes Possibilita alocar diferentes quantidades de hosts por sub-rede Vantagem: Uso mais eficiente do endereçamento IP pela organização

19 19 Endereçamento VLSM (Variable Length Subnet Mask ) Exemplo-1:

20 20 Endereçamento VLSM (Variable Length Subnet Mask ) Exemplo-2:

21 21 Endereçamento VLSM (Variable Length Subnet Mask ) Exemplo-3: 2 hosts /27 30 hosts /30 30 hosts 2 hosts /27 ISP Anúncio / / /30 2 hosts /27 30 hosts /30 30 hosts 2 hosts /27

22 22 Exercício 5: Fazer o mapeamento dos endereços das sub-redes do exemplo-3.

23 23 Exercício 6: Uma empresa recebeu do seu provedor a faixa de endereços IP, definida pelo prefixo /24, para a construção de sua rede interna de computadores. Essa empresa é dividida em cinco departamentos (Produção, Compras, Vendas, Pessoal e Pesquisa) e cada um terá sua própria sub-rede IP. Considere que cada departamento conta com a seguinte quantidade de máquinas: Produção=10, Compras=25, Vendas=40, Pessoal=100 e Pesquisa=8. Determine o prefixo de rede e o endereço de difusão (broadcast) de cada departamento para que todas as máquinas recebam um endereço. Os prefixos devem ser alocados de tal forma que departamentos com um maior número de máquinas recebam endereços mais próximos do início do espaço de endereçamento disponível. Os prefixos devem ser informados usando a notação X.Y.W.Z/Máscara, como na representação do prefixo fornecido pelo provedor.

24 24 Roteamento NAT (Network Address Translation) NAT Network Address Translation (Tradução de Endereço de Rede). É uma funcionalidade implementada nos roteadores Permite a utilização de endereços IP privativos (ou não roteáveis) na rede particular ou corporativa, permitindo a comunicação com a rede externa ou Internet. Os roteadores NAT permitem conectar um endereço IP não roteável com um endereço IP roteável e vice-versa.

25 25 Diferença entre CIDR e VLSM CIDR e VLSM permitem que uma porção de um endereço IP seja divida recursivamente em pequenos pedaços. Diferença: VLSM faz a divisão de um endereço IP da Internet alocado à uma organização, porém isto não é visível na Internet global. CIDR permite a alocação de um bloco de endereços por um registro na Internet em um alto nível de ISP, em um nível médio de ISP, em um baixo nível ISP, e finalmente para uma rede de uma organização privada.

26 26 Roteamento NAT (Network Address Translation)

27 27 Roteamento NAT (Network Address Translation) Tipos de NAT: ESTÁTICO Define um endereço fixo de tradução de uma máquina da Rede Local para a Rede Pública. Esse tipo de NAT é muito utilizado quando se quer ocultar o endereçamento interno de uma máquina para a Rede Pública e também torná-la visível para a mesma. DMZ (Rede não-militarizada)

28 28 Roteamento NAT (Network Address Translation) Tipos de NAT: DINÂMICO Neste tipo a tradução só deve ocorrer quando houver uma solicitação que demande tradução. Nesta técnica, trabalha-se com uma faixa de endereços que ficam à disposição do dispositivo tradutor (Firewall ou Roteador) para realizar a conversão de endereços. A cada requisição feita, ele consulta essa faixa e utiliza o primeiro endereço livre que encontrar.

29 29 Roteamento NAT (Network Address Translation) Tipos de NAT: PAT (Port Address Translation) É o tipo de NAT que mais economiza endereços válidos(roteáveis) pois a tradução é feita no modelo N para 1, ou seja, todos os endereços da Rede Local são traduzidos para um único endereço válido. ISP forneceu /29 Esse tipo de NAT é, na verdade, um caso especial do NAT dinâmico pois neste caso, assim como no anterior, as traduções são feitas sob demanda, ou seja,só existe a tradução quando houver uma requisição realizada. Este modelo apresenta uma limitação para o número máximo de conexões simultâneas (número máximo de portas = 65535).

30 30 Roteamento NAT (Network Address Translation) Vantagens: Conectividade bi-direcional transparente entre redes com diferentes endereçamentos Elimina gastos associados a mudança de endereços de servidores/rede Economia de endereços roteáveis do IPV4 Facilita o Projeto/implementação de Redes Aumenta a proteção das redes locais (Segurança) Desvantagens: Impossibilidade de se rastrear o caminho do pacote Aumento do processamento no dispositivo tradutor

31 31 Endereçamento Dinâmico de IPs DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) - tarefa de prover endereços de IP dinamicamente para os hosts da rede. Derivado do protocolo "Bootstrap" (BOOTP - RFCs 951 e 1084) Facilita a administração de endereços na rede, pois pode configurar toda a rede TCP/IP de forma centralizada no servidor de DHCP.

32 32 Endereçamento Dinâmico de IPs Sempre que um novo host entra no segmento da rede, ele pede um IP e esse pedido é interceptado pelo servidor de DHCP que fornece um endereço de IP disponível em sua lista. Cliente DHCP DHCP Discover Servidor DHCP DHCP Offer DHCP Request DHCP Acknowledgment 1 - O cliente de DHCP pede um endereço de IP (DHCP Discover) 2 - É oferecido um endereço (DHCP Offer) pelo servidor 3 O cliente aceita a oferta do endereço (DHCP Request) 4 - É nomeado o endereço oficialmente (DHCP Acknowledge).

33 33 Endereçamento Dinâmico de IPs Administrador de rede define um tempo limite para o endereço alugado. Na metade desse tempo cliente solicita uma renovação e o servidor de DHCP renova o aluguel. Se o cliente não recebe resposta do servidor DHCP, um novo pedido é feito quando chega a um quarto do tempo limite do aluguel. Se novamente o cliente não obtém resposta, o último pedido será feito quando encerrar o tempo limite do aluguel. Nesse caso se não houver resposta, o cliente pode se auto-configurar com a faixa definida pelo APIPA - Automatic Private IP Addressing ( x.y). Quando uma máquina para de usar o IP alugado, o aluguel expira e o endereço retorna a lista de endereços IPs disponíveis.

34 34 Espaços de Endereços IP (RFC 1466)

35 35 Espaços de Endereços IP (RFC 1466)

36 36 Espaços de Endereços IP

37 37 Exemplo de Rede IP (classe B) (classe C) Multi-homed host (classe A) Roteador Internet

38 38 Mapeamento de Endereço IP em Endereço Físico MAC (ARP) Rede IP (classe C) Interface de Rede (NIC) IP = IP = IP = IP = MAC= C MAC= MAC= D C MAC=0D.0A.12.1A Aplicação Transporte Inter-Rede Interface de Rede Intra-Rede IP IP IP MAC MAC Protocolo ARP

39 39 Protocolo ARP - Formato da Mensagem: Mapeamento de Endereço IP em Endereço Físico MAC (ARP) Cabeçalho do Quadro Mensagem ARP Área de Dados do Quadro Físico de Rede FCS Mensagem ARP é encapsulada dentro de um Quadro Físico de Rede Total de 28 octetos para endereço MAC Ethernet Octeto Octeto Octeto Octeto Tipo Hardware Comp. End.Físico Comp. End.IP Tipo Protocolo Operação End.Físico origem (octetos 0-3) End. Físico origem (octetos 4-5) End. IP origem (octetos 2-3) End. IP origem (octetos 0-1) End. Físico destino (octetos 0-1) End. Físico destino (octetos 2-5) End. IP destino (octetos 0-3) ARP Request IP origem IP destino MAC origem MAC destino = difusão ARP Reply IP origem IP destino MAC origem (preenche) MAC destino

40 40 Mapeamento MAC em IP na inicialização (RARP) Rede IP (classe C) IP = IP = IP = IP =????????? MAC= C MAC= MAC= D C MAC=0D.0A.12.1A Máquinas sem endereço IP no momento do login na rede)

41 41 Protocolo RARP: Mapeamento MAC em IP na inicialização (RARP) Na inicialização a máquina envia o seu endereço MAC ao(s) Servidore(s) RARP que devolvem o seu endereço IP. 0D.0A.12.1A D.0A.12.1A D.0A.12.1A D.0A.12.1A RARP Request IP = IP = IP = IP =????????? MAC= C MAC= MAC= D C MAC=0D.0A.12.1A Servidor RARP MAC IP 0D.0A.12.1A C A : : RARP Reply IP = IP = IP = IP = MAC= C MAC= MAC= D C MAC=0D.0A.12.1A.18.10

42 42 Protocolo RARP - Formato da Mensagem: Mapeamento MAC em IP na inicialização (RARP) Cabeçalho do Quadro Mensagem RARP Área de Dados do Quadro Físico de Rede FCS Mensagem RARP é encapsulada dentro de um Quadro Físico de Rede Octeto Octeto Octeto Octeto Total de 28 octetos para endereço MAC Ethernet Comp. End.Físico Tipo Hardware Comp. End.IP Tipo Protocolo Operação End.Físico origem (octetos 0-3) End. Físico origem (octetos 4-5) End. IP origem (octetos 2-3) End. IP origem (octetos 0-1) End. Físico destino (octetos 0-1) End. Físico destino (octetos 2-5) End. IP destino (octetos 0-3) RARP Request IP origem = IP destino = difusão MAC origem MAC destino = difusão RARP Reply IP origem IP destino MAC origem MAC destino

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