Redes de Computadores

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1 Camada de Rede (Endereçamento IP) Curso Superior de Tecnologia em Sistemas para Internet Turma: TEC.SIS.1T

2 Conteúdo Programático 3.3. Camada de Rede Endereçamento IP Roteamento IPv4 e IPv Roteador: configuração

3 Protocolos da Camada de Rede Camada de Transporte: TCP, UDP Camada de Rede Protocolos de roteamento escolha de caminhos RIP, OSPF, BGP protocolo IP identificação da máquina na rede identificação da rede lógica decisões de roteamento tabela de rotas protocolo ICMP avisos de erros sinalização de rotas Camada de enlace Camada física

4 Protocolo de Rede IP Características Esquema de endereçamento uniforme Cada equipamento conectado a um sistema de comunicação deve ter endereço único. Endereço MAC Destino não ultrapassa roteador Solução :: Software de protocolo (em nível de rede) fornece endereçamento abstrato Aplicativos (camada mais alta) usam este endereço abstrato para se comunicarem.

5 Protocolo de Rede IP Características Na pilha de protocolos TCP/IP, o endereçamento é especificado pelo Protocolo de Internet (IP). O padrão IP (versão 4) especifica que a cada host é atribuído um número de 32 bits único conhecido como endereço de Protocolo de Internet do host (freqüentemente abreviado como endereço IP). Cada pacote enviado através de uma inter-rede contém o endereço IP de 32 bits do remetente (origem) e o do receptor pretendido (destino).

6 Protocolo de Rede IP Hierarquia Conceitualmente, cada endereço IP de 32 bits é dividido em duas partes: prefixo e sufixo. O prefixo do endereço (número de rede) identifica a rede à qual o computador está acoplado. O sufixo identifica um computador individual (host) naquela rede. Assim, embora as designações de números de rede devam ser coordenadas globalmente, os sufixos podem ser atribuídos localmente sem coordenação global.

7 Protocolo de Rede IP Hierarquia Quantos bits (dos 32 disponíveis) deve-se alocar para o endereço de rede (prefixo)? E quantos para o endereço de host (sufixo)? O prefixo precisa de bits suficientes para permitir que um número de rede único seja atribuído a cada rede física em uma inter-rede. O sufixo precisa de bits suficientes para permitir que a cada computador acoplado a uma rede seja atribuído um sufixo único. Prefixo Grande : Acomoda muitas redes Limita o tamanho de cada rede (número de hosts) Sufixo Grande : Acomoda muitos hosts em cada rede Limita o número total de redes

8 Protocolo de Rede IP Classes As classes A, B e C são chamadas de classes primárias porque são usadas para endereços de hosts. A classe D é usada para multicasting, que permite a entrega a um conjunto de computadores. A classe E não é utilizada até o momento (!!??)

9 Protocolo de Rede IP Classes

10 Protocolo de Rede IP Notação Decimal Pontilhada Embora os endereços IP sejam números de 32 bits, os usuários têm/teriam dificuldades em utilizar a representação binária. Utiliza-se, por conveniência, a notação decimal pontilhada, uma forma que expressa cada seção de 8 bits de um número de 32 bits como um valor decimal e usa pontos para separar as seções.

11 Protocolo de Rede IP Notação Decimal Pontilhada A notação decimal pontilhada trata cada octeto (conjunto de 8 bits ou 1 byte) como um inteiro binário sem sinal. O menor valor possível, 0, acontece quando todos os bits de um octeto são zeros. O maior valor possível, 255, quando todos os bits do octeto são um. Deste modo, os endereços variam de a

12 Protocolo de Rede IP Classes e Notação Decimal Pontilhada Em um endereço classe A, os últimos três octetos correspondem a um sufixo de host. Os endereços classe B têm dois octetos de sufixo de host. Os endereços de classe C têm um octeto de sufixo de host.

13 Protocolo de Rede IP Divisão do Espaço de Endereçamento O número de bits alocados a um prefixo ou sufixo determina quantos números únicos podem ser atribuídos. Exemplos: Um prefixo de n bits permite 2 n números de rede únicos. Um sufixo de n bits permite que 2 n números de hosts sejam atribuídos em uma determinada rede.

14 Protocolo de Rede IP Endereços IP Especiais O IP define um conjunto especial de endereços (endereços reservados) Estes endereços especiais não são atribuídos a hosts. Endereço de Rede O IP reserva um endereço de host zero (ou seja, todos os bits do sufixo são zeros) e o usa para denotar uma rede. O endereço de rede se refere à rede propriamente dita e não aos computadores acoplados àquela rede. Exemplo: O endereço denota a rede à qual foi atribuído a prefixo de classe B

15 Protocolo de Rede IP Endereços IP Especiais Endereço de Broadcast Utilizado quando deseja-se enviar uma cópia de um pacote para todos os hosts em uma rede física. O endereço de broadcast dirigido é formado colocando-se 1 em todos os bits de sufixo do endereço. Ex.: O endereço é o endereço de broadcast da rede classe B O endereço de broadcast limitado refere-se ao broadcast em uma rede física local (hosts novos que desejam fazer o reconhecimento da rede) O IP reserva o endereço que consiste em todos os bits em 1 para se referir ao broadcast limitado. Assim, este endereço é

16 Protocolo de Rede IP Endereços IP Especiais Endereço de Loopback O IP define um endereço de loopback usado para testar aplicativos de rede. Este endereço utiliza o prefixo de rede classe A 127 para fazer um loopback. Um loopback serve para testar a comunicação entre as camadas na pilha de protocolos: o pacote sai da camada mais superior, desce até a camada IP e sobe novamente até a camada de aplicação. Durante o teste do loopback nenhum pacote deixa um computador (o software IP encaminha pacotes de um programa aplicativo a outro). Conseqüentemente, o endereço de loopback nunca aparece em um pacote que viaja através de uma rede. Por convenção, os projetistas utilizam o endereço para o endereço de loopback.

17 Protocolo de Rede IP Endereços IP Privados Algumas redes privadas não estão ligadas à Internet......e assim não há motivo para se requisitar faixas únicas de endereços IPs a serem utilizadas na organização. Por convenção, o Comitê Gestor da Internet reservou três faixas de endereços para tal fim a a a

18 Protocolo de Rede IP Endereços IP Privados Pacotes contendo qualquer um destes endereços como destino não podem trafegar na Internet (são descartados pelos roteadores). Uma Intranet que utilize estas faixas de endereços e que queira se interligar com a Internet deverá implementar algum esquema de troca de endereços privado/público. Este esquema é conhecido como Mascaramento IP (IP Masquerading)

19 Protocolo de Rede IP Máscara de Rede Uma máscara de bits torna eficiente a extração do prefixo. Representa com valor = 1 os bits equivalentes ao prefixo Representa com valor = 0 os bits equivalentes ao sufixo

20 Protocolo de Rede IP Sub-Redes A técnica de máscara de bits além de útil para se definir o encaminhamento de um datagrama e de simplificar o esquema de roteamento, flexibiliza a distribuição de endereços nas redes. Pode-se definir máscaras que permitam, por exemplo, uma rede classe C ser subdivida em duas ou mais redes, chamadas de sub-redes. O esquema de sub-rede consiste em incluir no prefixo alguns bits do sufixo dos endereços. Com isso, diminui-se o número máximo de hosts por rede mas aumenta-se o número de redes para o mesmo prefixo.

21 Protocolo de Rede IP Sub-Redes Os bits que são tirados do sufixo e passados para o prefixo a fim de aumentar o número de sub-redes são chamados bits da sub-rede. Exemplo: Uma rede classe B de endereços e, portanto, de máscara Se utilizarmos a máscara a faixa de endereços IP é quebrada em 256 sub-redes de 254 máquinas cada, ao invés de máquinas para uma única rede a a a

22 Protocolo de Rede IP Quais, dentro os endereços IP a seguir, são exemplos de Endereços Privados? A B C D E F G H

23 Protocolo de Rede IP Dentre as alternativas a seguir, quais contém dois hosts que pertencem à mesma rede? A /8 e /8 B /16 e /16 C /24 e /24 D /32 e /32

24 Conversão Binário/Decimal (Revisão/Dicas) Curso Superior de Tecnologia em Sistemas para Internet Turma: TEC.SIS.1T

25 Endereçamento IP Conversão Binário Decimal / Decimal Binário Importante para: Extrair prefixo / sufixo de um endereço IP Calcular endereço de rede Calcular endereço de broadcast Calcular número de hosts em uma rede Descobrir se origem e destino estão em uma mesma rede

26 Endereçamento IP Conversão Binário Decimal (em endereços IP) Menor número = (binário) = 0 (decimal) Maior número = (binário) = 255 (decimal) = 1x x x x x x x x = = 255 Para lembrar é só começar com 1 e ir duplicando até formar 8 números (da direita pra esquerda)

27 Endereçamento IP Conversão Binário (em endereços IP) Decimal Quando o dígito for 0 (zero) não soma = 1x x x x x x x x = = = 0x x x x x x x x = = 13

28 Endereçamento IP Conversão Binário (em endereços IP) Decimal Simplificando / exercitando = = = = = = 1

29 Endereçamento IP Conversão Binário (em endereços IP) Decimal Simplificando / exercitando = = = = = = 129 1

30 Endereçamento IP Conversão Decimal Binário (em endereços IP) Menor número = 0 (decimal) = (binário) Maior número = 255 (decimal) = (binário) Todos os números possíveis de 0 a 255 são somas desses números (sem repetição) 4 2 1

31 Endereçamento IP Conversão Decimal (em endereços IP) Binário Como chegar até esses números? Mesmo raciocínio usado na conversão binário Para lembrar é só começar com 1 e ir duplicando até formar 8 números (de baixo para cima) decimal 128 = 1x = 1x = 1x = 1x2 4 8 = 1x2 3 4 = 1x2 2 2 = 1x2 1 1 = 1x2 0

32 Endereçamento IP Conversão Decimal (em endereços IP) Binário Simplificando / exercitando = 2 = 3 = 64 = 63 = 255 = 200 =

33 Endereçamento IP Conversão Decimal (em endereços IP) Binário Simplificando / exercitando = = = = = = =

34 Endereçamento IP Uso de Máscaras (Sub-Redes) Curso Superior de Tecnologia em Sistemas para Internet Turma: TEC.SIS.1T

35 Endereçamento IPv4 Uso de Máscaras de Rede (Sub-Redes) Características Uma máscara de bits torna eficiente a extração do prefixo. É uma informação que faz parte do endereço de rede (complementa a configuração de rede de um host. Também tem 32 bits (como o endereço IP) Os bits referentes ao prefixo são iguais a 1 Os bits referentes ao sufixo são iguais a 0

36 Endereçamento IPv4 Uso de Máscaras de Rede (Sub-Redes) Classes (tradicionais) x Máscaras Máscara de Rede de um Endereço Classe A: O prefixo de um Endereço Classe A tem 8 bits, portanto: Máscara = Ou seja, em notação decimal pontilhada: Máscara = Máscara de Rede de um Endereço Classe B: O prefixo de um Endereço Classe B tem 16 bits, portanto: Máscara = Ou seja, em notação decimal pontilhada: Máscara =

37 Endereçamento IPv4 Uso de Máscaras de Rede (Sub-Redes) Classes (tradicionais) x Máscaras Máscara de Rede de um Endereço Classe C: O prefixo de um Endereço Classe C tem 24 bits, portanto: Máscara = Ou seja, em notação decimal pontilhada: Máscara = A máscara pode aumentar para possibilitar a divisão de redes em redes menores (sub-redes) Assim, é possível ter redes diferentes das possíveis quando só existia o conceito de classes (A, B e C, as classes primárias)

38 Endereçamento IPv4 Uso de Máscaras de Rede (Sub-Redes) Máscaras de Rede Possíveis (em notação binária) 32 bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits =

39 Endereçamento IPv4 Uso de Máscaras de Rede (Sub-Redes) Máscaras de Rede Possíveis (em notação decimal pontilhada) 32 bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits = bits =

40 Endereçamento IPv4 Encontre o Erro Cenas de Filmes com números IP Série Criminal Minds

41 Endereçamento IPv4 Encontre o Erro Cenas de Filmes com números IP Filme: Root Cause Analysis

42 Endereçamento IPv4 Encontre o Erro Cenas de Filmes com números IP Filme: Wilhelm Scream

43 Endereçamento IPv4 Exercícios (praticando uso de Sub-Redes) Questão da Prova da PF (Perito) Considerando-se o endereçamento IPv4 das redes com arquitetura TCP/IP e sabendo-se que o endereço de um host em uma sub-rede é /27, é correto afirmar que os endereços e representam hosts em uma mesma sub-rede? Sub-Rede: /27 Host 01: Host 02: Prova (Perito em Computação Polícia Federal 2013): Questão 85

44 Endereçamento IPv4 Exercícios (praticando uso de Sub-Redes) Após a finalização das escolhas do cabeamento e dos equipamentos o Analista decidiu configurar logicamente a rede utilizando o conceito de sub-rede na rede local e otimizar o seu desempenho. Para que a sub-rede criada acomode todos os 30 computadores, a máscara de sub-rede utilizada deve ser: a) b) c) d) e) Concurso: Analista Judiciário TI TRT/MA (2014) FCC

45 Endereçamento IPv4 Exercícios (praticando uso de Sub-Redes) Uma rede local foi subdividida para facilitar o gerenciamento dos recursos. Nessa subdivisão, uma sub rede que possui a identificação /22 permite a instalação de até a) 62 hosts. b) 126 hosts. c) 254 hosts. d) hosts. e) hosts. Concurso: Técnico em Comunicação e Processamento de Dados TJ/SP (2012)

46 Endereçamento IPv4 Exercícios (praticando uso de Sub-Redes) A respeito de redes de computadores, protocolos TCP/IP e considerando uma rede classe C, assinale a alternativa que apresenta a máscara para dividi-la em 8 (oito) sub-redes. a) b) c) d) e) Concurso: Analista de TI UFPR (2010)

47 Endereçamento IPv4 Exercícios (praticando uso de Sub-Redes) A filial de uma empresa solicita à matriz 25 endereços IP para sua rede interna. Considerando-se que há escassez de endereços nessa empresa, que máscara de rede deve ser disponibilizada para a filial? a) b) c) d) e) Concurso: Analista de Sistemas Júnior - Infra-Estrutura Eletrobrás (2010)

48 Endereçamento IPv4 Exercícios (praticando uso de Sub-Redes) O administrador de rede da filial de uma empresa recebeu da matriz a seguinte sub-rede IP/Máscara: / Considerando-se que o roteador ocupará o endereço IP , quantas estações (cada uma ocupando um endereço IP) podem ser utilizadas na sub-rede dessa filial? a) 23. b) 29. c) 30. d) 126. e) 255. Concurso: Analista de Nível Superior Banco de Dados Casa da Moeda (2009)

49 Endereçamento IPv4 Exercícios (praticando uso de Sub-Redes) Qual faixa de IPs pertence à rede /26 e quantas redes podem ser criadas a partir desta máscara? a) a ; Cinco redes classe /26. b) a ; Três redes classe /26. c) a ; Quatro redes classe /26. d) a ; Seis redes classe /26. e) a ; Quatro redes classe /26. Concurso: Analista de Tecnologia da Informação MPOG (2013)