Fundamentos de Redes. Introdução ao Endereço IP TCP/IP. Professor Airton Ribeiro de Sousa 2016

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1 Fundamentos de Redes Introdução ao Endereço IP TCP/IP 1 Professor Airton Ribeiro de Sousa 2016

2 Introdução ao Protocolo TCP/IP - Arquitetura Inicialmente para abordamos o tema Endereço IP, é necessário uma breve abordagem sobre o protocolo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). O protocolo define regras e padrões para descrever os endereços lógicos dos nós (dispositivos) da rede - Os endereços IP e mascara de subrede. Endereços IPv4 podem ser atribuidos de até (256x256x256x256) formas de endereços distintos. Esse número parecia exagero à época em que foi anunciado e disponibilzado para utilização. 2

3 Introdução ao Protocolo TCP/IP - Arquitetura A pilha de protocolo TCP pode ser considerada como sendo uma linguagem largamente utilizada na comunicação entre computadores e demais dispositivos de redes. Nas redes são utilizados diversos protocolos de comunicação com finalidades diversas, no entanto o TCP é o mais difundido e o principal protocolo da internet. 3

4 PROTOCOLO TCP - ARQUITETURA Exemplo de protocolos da PILHA DE PROTOCOLOS TCP/IP 4

5 Portas TCP A pilha de protocolos TCP/IP conta com portas lógicas, as quais são comumente chamadas de portas de comunicação. Cada protocolo é reconhecido pelo seu respectivo número que varia entre 0 e ( portas). 5

6 Portas TCP Tanto no protocolo TCP quanto no UDP, é comum a utilização das portas entre 1 e Suas aplicações são padronizadas pela IANA (Internet Assigned Numbers Authority), órgão certificador e padronizador das normas de endereçamento IP. Protocolo Portas FTP 21 Telnet 23 SMTP 25 HTTP 80 POP3 110 IMAP 143 HTTPS 443 Outras 6

7 Endereço IPv4 7

8 Endereço IP É um endereço lógico utilizado nas redes baseadas no protocolo TCP/IP. O endereço IP é formado por 4 bytes, que em decimal representam valores numéricos entre 0 e 255. Ao contrario do endereço físico que fica gravado na ROM das interfaces de rede e outros dispositivos de redes, o endereço IP é lógico e pode facilmente ser alterado através de software. Uma das etapas da configuração de uma rede consiste em definir os respectivos endereços IP nos computadores e demais dispositivos. 8

9 Endereço IP Os endereços IP podem ser definidos de três formas distintas: Automática Definida pelo sistema operacional Manual (Estático) Definido pelo usuário administrador da rede Distribuído e designado por um servidor de IP Dinâmico (DHCP) São formados por estrutura definidas por 4 octetos binários separados por um PONTO (.) Exemplo: xxx.yyy. 9

10 Endereço IP A quantidade de endereços possíveis pode ser calculada de forma simples. São quatro números variando de 0 a 255, portanto o número total de combinações possíveis é: 256 x 256 x 256 x 256 = endereços. Na teoria a estrutura do endereço IP é formada por: Exemplo de estruturas válidas ; ; ; ;

11 Endereço IP 1. Endereço IP Automático O sistema operacional define o endereço a ser carregado, onde no caso do Windows o protocolo chama-se APIPA (Automatic Private IP Addressing) e opera na faixa de: a O APIPA não foi concebido para acessos à redes externas e somente se comunica com outros dispositivos de mesmo barramento de IP; Outros sistemas operacionais solicitam endereço IP no momento da sua instalação. 11

12 Endereço IP 2. Endereço IP Estático ou Fixo Endereço pelo qual é atribuído manualmente pelo usuário de acordo com o range (segmento IP) planejado; São geralmente configurados em dispositivos de rede que não devem ter seu IP modificado. Ex; Servidores, roteadores; gateway e outros; Dependendo do tamanho da rede é difícil de ser gerenciado uma vez que poderão ocorrer duplicações de endereços. 12

13 Endereço IP 3. Endereço IP Dinâmico São denominados IP s Dinâmicos os endereços IP previamente configurados no serviço dinâmico de distribuição de endereços através de faixas IP a serem distribuídas automaticamente. Esse serviço armazena as configurações necessárias à distribuição de endereços IP s dentro da faixa de números IP s previamente configurada pelo administrador da rede. DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol 13

14 Endereço IP 3. Endereço IP Dinâmico São denominados IP s Dinâmicos os endereços previamente configurados no serviço dinâmico de distribuição de endereços. Esse serviço armazena as configurações necessárias à distribuição de endereços IP s dentro da faixa de números IP s previamente configurada pelo administrador da rede. Utiliza basicamente o protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol); A configuração do DHCP possibilita mais segurança à rede uma vez que os endereços são distribuídos pelo próprio serviço; Não há a possibilidade endereços duplicados na rede. 14

15 Endereço IP 3. Endereço IP Dinâmico Quando se configura um servidor DHCP para oferecer suporte a clientes DHCP, ele automaticamente fornece informações de configuração IP aos clientes DHCP e também garante que os clientes da rede utilizem a configuração correta. Se precisar realizar modificações na configuração IP dos clientes, essa tarefa será realizada uma única vez no servidor DHCP e esse disponibilizará automaticamente as novas configurações para o cliente. Para assumir as novas configurações os clientes deverão ser reinicializados os executados comandos de renovação de IP 15

16 Endereço IP Processo de distribuição automática do DHCP 16

17 Endereços de REDE HOST Todo endereço IP contém na sua estrutura a respectiva identificação da parte referente à Rede e a ao Host (dispositivo na rede): Identificação de Rede Também conhecida como endereço de rede, identifica os ativos de rede que estão localizados no mesmo segmento físico de rede; Os elementos na mesma rede física devem conter mesmas identificações de rede. A identificação de rede deve ser única na rede; As descrições de rede são sempre identificadas com o final 0 (zero). Por exemplo:

18 Identificação de Host Também conhecido como endereço de host, identifica os dispositivos de rede tais como estação de trabalho, servidor, roteador, ou outro host TCP/IP (nó da rede) dentro da rede. O endereço IP para cada host deve ser único assim como respectivo Host Name (Nome do Host):

19 Host x Rede Estrutura do Endereço IP Host ATENÇÃO: O formato acima representado é apenas um modelo para demonstrar que cada octeto é composto por 8 bits ( = 255). Não existe na prática dispositivos com este endereço IP Todos bits iguais a 1 representam a parte referente à rede; Todos os bits iguais a 0 representam os hosts.

20 Estrutura do Endereço IP - CLASSES Na estrutura de endereçamento IP IPv4, existem cinco classes (A,B,C,D,E) de endereços IP que variam conforme a quantidade de endereços de rede a serem configurados e distribuidos; O objetivos das classes é determinar qual parte do endereço IP pertence a rede e qual parte do endereço IP pertence ao host, além de permitir uma melhor distribuição dos endereços IP s.

21 Estrutura do Endereço IP CLASSES A Nos endereços de Classe A, o primeiro OCTETO identifica a parte de rede e os outros três OCTETOS identificam a parte relativa aos Hosts. O primeiro byte do endereço está entre 1 e 127. Exemplo: / / Classes 8 bits 8 bits 8 bits 8 bits A REDE HOST HOST HOST B REDE REDE HOST HOST C REDE REDE REDE HOST D E Multcast (Comunicação entre todos os nós da rede) Pesquisa

22 Estrutura do Endereço IP CLASSES B Nos endereços de Classe B os dois primeiros OCTETOS identificam a parte de rede e os outros dois identificam a parte relativa aos Hosts. O primeiro byte do endereço está entre 128 e 191. Exemplo: / / Classes 8 bits 8 bits 8 bits 8 bits A REDE HOST HOST HOST B REDE REDE HOST HOST C REDE REDE REDE HOST D E Multcast (Comunicação entre todos os nós da rede) Pesquisa

23 Estrutura do Endereço IP CLASSES C Nos endereços de Classe C os Três primeiros OCTETOS identificam a parte de rede e o outro identifica a parte relativa aos Hosts. O primeiro byte do endereço está entre 192 e 223. Exemplo: / / Classes 8 bits 8 bits 8 bits 8 bits A REDE HOST HOST HOST B REDE REDE HOST HOST C REDE REDE REDE HOST D E Multcast (Comunicação entre todos os nós da rede) Pesquisa

24 Estrutura do Endereço IP CLASSES D Esta classe está reservada para criar agrupamentos de computadores para o uso de Multicast (acesso apenas a endereços que estejam configurados para receber os dados). Não podemos utilizar esta faixa de endereços para endereçar os computadores de usuários na rede TCP/IP. O primeiro byte do endereço está entre 224 e 239; Exemplo: / / ; Classes 8 bits 8 bits 8 bits 8 bits A REDE HOST HOST HOST B REDE REDE HOST HOST C REDE REDE REDE HOST D E Multcast (Comunicação entre todos os nós da rede) Pesquisa

25 Estrutura do Endereço IP CLASSES E Este padrão de endereço não chegou a ser implementado nos computadores por que é uma faixa de endereço reservada. O primeiro byte do endereço está entre 240 e 247. A Classe E é um endereço reservado e utilizado para testes e novas implementações (IETF Internet Engeneering Task Force) e controles do TCP/IP. Classes 8 bits 8 bits 8 bits 8 bits A REDE HOST HOST HOST B REDE REDE HOST HOST C REDE REDE REDE HOST D E Multcast (Comunicação entre todos os nós da rede) Pesquisa

26 Números Máximos de Hosts em cada Classe Octeto Max. Redes Formato Exemplo Max. Host R.H.H.H R.R.H.H R.R.R.H Multcast (Comunicação entre todos os nós da rede) Resevado

27 Conflitos de Endereço IP Conflitos de IP é a designação atribuída a endereços IP duplicados na rede. O mesmo problema poderá eventualmente ocorrer com nomes de hosts. É sabido que endereços IP e nomes de hosts não se repetem ao longo do mesmo segmento IP. Caso seja atribuído um mesmo número IP a hosts distintos, apenas o primeiro que for levantado na rede irá transmitir, ficando o outro em duplicidade impossibilitado de integrar aquela rede

28 Conflitos de Endereço IP Introdução ao Endereçamento IP

29 Públicos Privados O InterNic (The Internet s Network Information Center) controla todos os endereços IP em uso, ou livres, na internet. Esse controle é feito para evitar duplicações. A InterNic reserva certas faixas de endereços chamadas de endereços privativos para serem usados em redes que não irão se conectar diretamente na internet. Os provedores de acesso a internet, por sua vez, fornecem endereços IPs a seus clientes.

30 Públicos Privados A IANA (Internet Assigned Number Authority) é o representante internacional que trata das questões de endereçamento IP de internet no mundo, órgão este que juntamente com os demais órgãos padronizadores, estabeleceu divisão de IP s entre IP Privado (não válido) e IP Público (Válidos). No Brasil o órgão responsável pelo controle da internet é o CGI.br ( e a questão da distribuição IP está a cargo do NIC.BR ( o qual dentre suas atribuições está a distribuição de números de sistemas autônomos (ASN) e endereços IPv4 E IPv6 no País.

31 Públicos Privados Os endereços privados não nos permitem acesso direto à Internet, no entanto esse acesso é possível desde que se utilize outros disposivos que encaminhem os pacotes para as redes externa, como é o caso dos gateway s e/ou mecanismos de NAT (Network Address Translation) que traduzem o endereço privado num endereço público. Os intervalos de endereços IP privados (Redes Locais) recomendáveis como endereços PADRÃO são: de a ( /8) de a ( /12) de a ( /16)

32 Públicos Privados Introdução ao Endereçamento IP

33 Broadcast Endereço reservado utilizado para referenciar todas os dispositivos numa rede. Um pacote IP com endereço de broadcast é entregue a todos os dispositivos na rede. Qualquer endereço cujo campo de HostID possua todos os bits iguais a 1 é um endereço de broadcast. o (classe C) o (classe B)

34 Broadcast Exemplos 1. Consideremos o range de IP classe A abaixo. Range de IP: De à IP de Rede: IP s válidos para distribuição: à IP de broadcast: Exemplos 2. Consideremos o range de IP classe C abaixo. Range de IP: De à IP de Rede: IP s válidos para distribuição: à IP de broadcast:

35 Multcast Um endereço multicast referencia um grupo seleto de máquinas de uma rede. Um grupo multicast é sempre identificado por um endereço classe D. Membros de um grupo ainda retém os seus próprios endereços IP, mas também têm a habilidade de absorver dados que são enviados para os endereços multicast. Para terem acesso às mensagens enviadas para endereços multicast as máquinas devem suportar o protocolo IGMP. Exemplo: Todos os roteadores de uma subrede local.

36 Caros alunos e demais leitores. Agradeço-lhes pela leitura e utilização deste material. Caso haja alguma inconformidade de quaisquer naturezas nas descrições informadas, que me seja imediatamente comunicado para que eu possa reformular o assunto a realizar nova publicação. Obrigado. Professor Airton Ribeiro de Sousa