Redes de Computadores. Prof. Me. Clodoaldo Brasilino

Transcrição

1 Redes de Computadores Prof. Me. Clodoaldo Brasilino

2 Acompanhamento da Disciplina 1. Introdução aos princípios de comunicação digital 2. Topologias 3. Transmissão de informação 4. Meios físicos de transmissão 5. Arquiteturas de rede: modelo OSI 6. Arquiteturas de rede: modelo TCP/IP 2

3 Introdução O Internet Protocol versão 4 (IPv4) Características Hierarquia Classes Notação Decimal Espaço de Endereçamento Endereços especiais Endereços privados Máscara e Sub-redes 3

4 IPv4 4

5 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

6 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

7 Hierarquia Conceitualmente, cada endereço IP de 32 bits é dividido em duas partes: 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 7

8 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 8

9 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 foi reservada para experimentos (uso futuro?) 9

10 Classes n: rede H: host X: sem uso específico 10

11 Classes 11

12 Notação Decimal 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, uma forma que expressa cada octeto (8 bits) em um número decimal, separado por pontos 12

13 Notação Decimal A notação trata cada octeto como um inteiro 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

14 Espaço de Endereçamento O número de bits alocados a um prefixo ou sufixo determina quantos números únicos podem ser atribuídos Exemplo: 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

15 Espaço de Endereçamento 15

16 Endereços 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 hosts daquela rede 16

17 Endereços especiais Endereço de Broadcast: Utilizado quando desejase 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 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 ( ) 17

18 Endereços 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 18

19 Endereços especiais Durante o teste do loopback nenhum pacote deixa o host (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 19

20 Endereços privados Algumas redes privadas não estão ligadas à Internet 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 20

21 Endereços 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) 21

22 Endereços privados Não confundir Mascaramento IP com Máscara de rede! 22

23 Máscara e Sub-redes 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 23

24 Máscara e 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 subredes 24

25 Máscara e 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 aumenta-se o número de redes para o prefixo 25

26 Máscara e 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 26

27 Máscara e Sub-redes 510 endereços a menos 255 redes a mais 27

28 Exercícios Quais desses endereços são privados? A B C D E F G H

29 Exercícios Quais desses endereços são privados? A B C D E F G H

30 Exercícios 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 30

31 Exercícios 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 31

32 Máscara e Sub-redes 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 32

33 Máscara e Sub-redes Máscara de Rede de um Endereço Classe A: Por prefixo de Classe A ter 8 bits Em notação decimal:

34 Máscara e Sub-redes Máscara de Rede de um Endereço Classe B: Por prefixo de Classe B ter 16 bits Em notação decimal:

35 Máscara e Sub-redes Máscara de Rede de um Endereço Classe C: Por prefixo de Classe C ter 24 bits Em notação decimal:

36 Exercícios 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? 36

37 Exercícios 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)

38 Exercícios Uma rede local foi subdividida para facilitar o gerenciamento dos recursos. Nessa subdivisão, uma subrede que possui a identificação /22 permite a instalação de até: a) 62 hosts b) 126 hosts c) 254 hosts d) hosts e) hosts 38

39 Exercícios 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)

40 Exercícios 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)

41 Exercícios 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)

42 Exercícios 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. 42

43 Alguma dúvida? 43

44 Fixação da Aula 44

45 Referências SOARES, L. F. G. et al. Redes de computadores: das LANs MANs e WANs às redes ATM. Campus, 2a Edição,