Fundamentos: A máscara de pode ser usada para dividir uma rede existente em "s". Isso pode ser feito para: 1) reduzir o tamanho dos domínios de broadcast (criar redes menores com menos tráfego); 2) para permitir que LANs em lugares geográficos diferentes se comuniquem ou 3) para separar uma LAN de outra por razões de segurança. Os roteadores separam as s e um roteador determina quando um pacote pode ir de uma a outra. Cada roteador por onde um pacote passa é considerado um "salto". As máscaras de ajudam as estações de trabalho, os servidores e os roteadores em uma rede IP a determinar se o host de destino do pacote que eles desejam enviar está na sua própria rede ou em outra. Faremos uma revisão da máscara de padrão e depois nos concentraremos nas máscaras de personalizadas, que usarão mais bits que a máscara de padrão, "tomando emprestados" esses bits da parte do host do endereço IP. Isso gera um endereço com três partes: 1) o endereço de rede original atribuído, 2) o endereço de formado pelos bits "emprestados" e 3) o endereço de host formado pelos bits restantes após ter sido tomado bits emprestados para as s. Conceitos básicos do endereço IP. Cls Os endereços IP de rede são atribuídos pelo Internet Network Information Center (InterNIC). Se sua organização tiver um endereço de rede IP de classe "A", o primeiro octeto (8 bits) será atribuído pelo InterNIC e ela poderá usar os 24 bits restantes para definir até 16.777.214 hosts na rede. São muitos hosts! Não é possível colocar todos esses hosts em uma rede física sem separá-los com roteadores e s. Uma estação de trabalho pode estar em uma rede ou e um servidor pode estar em outra rede ou. Quando a estação de trabalho precisar recuperar um arquivo no servidor, precisará usar sua máscara de para determinar a rede ou onde o servidor está. A finalidade de uma máscara de é ajudar os hosts e os roteadores a determinar o local da rede onde um host de destino possa ser encontrado. Consulte a seguinte tabela para fazer uma revisão das classes de endereço IP, máscaras de padrão e o número de redes e hosts que podem ser criados com todas as classes de endereço de rede. Intervalo decimal do 1º octeto Bits de ordem superior do 1º octeto ID de rede/host (N = Rede, H = Host) Máscara de padrão Número de redes Hosts por rede (endereços que possam ser usados) A 1-126* 0 N.H.H.H 255.0.0.0 126 (2 7-2) 16.777.214 (2 24-2) B 128-191 1 0 N.N.H.H 255.255.0.0 16.382 (2 14-2) 65.534 (2 16-2) C 192-223 1 1 0 N.N.N.H 255.255.255.0 2.097.150 (2 21-2) 254 (2 8-2) O processo de AND. Os hosts e os roteadores usam o processo de AND para determinar se um host de destino está na mesma rede ou não. O processo de AND é feito todas as vezes que um host deseja enviar um pacote para outro host em uma rede IP. Se você desejar se conectar a um servidor, deverá conhecer seu endereço IP ou poderá inserir apenas o nome do host (por exemplo, www.uol.com.br) e um Domain Name Server (DNS) converterá o nome do host em um endereço IP. Primeiro, o host de origem comparará (AND) seu próprio endereço IP com sua própria máscara de. O resultado do AND visa identificar a rede onde o host de 1
origem reside. Ele comparará, então, o endereço IP de destino com sua própria máscara de. O resultado do 2º AND será a rede onde o host de destino estará. Se o endereço de rede de origem e o endereço de rede de destino forem os mesmos, eles poderão se comunicar diretamente. Se os resultados forem diferentes eles estarão em redes ou s diferentes e precisarão se comunicar através de roteadores ou não poderão se comunicar de forma alguma. O AND depende da máscara de. Um máscara de padrão para uma rede de classe C é 255.255.255.0 ou 11111111.111111111.111111111.00000000. Ela é comparada com o endereço IP de origem a cada bit. O primeiro bit do endereço IP é comparado com o primeiro bit da máscara de e o segundo bit com o segundo, etc. Se os dois bits forem 1s, então o resultado do AND é um UM. Se os dois bits forem um zero e um um ou dois zeros então, o resultado do AND será um ZERO. Basicamente, isso significa que uma combinação de dois 1s é igual a um UM, as demais são sempre iguais a zero. O resultado do processo de AND é o número de rede ou de onde o endereço de origem ou destino está. Duas redes de classe C usando a máscara de padrão. Este exemplo mostrará como uma máscara de padrão de classe C pode ser usada para determinar em que rede o host está. Uma máscara de padrão não divide um endereço em s. Se a máscara de padrão for usada, a rede não será dividida em s. O Host X (origem) na rede 200.1.1.0 tem um endereço IP 200.1.1.5 e quer enviar um pacote ao Host Z (destino) na rede 200.1.2.0 e tem um endereço IP 200.1.2.8. Todos os hosts em todas as redes estão conectados a hubs ou switches e depois a um roteador. Lembre-se de que em um endereço de rede de classe C, o ARIN determina os três primeiros octetos (24 bits) como endereço de rede, portanto essas são duas redes de classe C diferentes. Resta um octeto (8 bits) para os hosts, de forma que cada rede de classe C pode ter até 254 hosts (2^8 = 256-2 = 254). O processo de AND ajudará o pacote a sair do host 200.1.1.5 na rede 200.1.1.0 para o host 200.1.2.8 na rede 200.1.2.0 usando as seguintes etapas. a. O Host X compara seu próprio endereço IP com sua própria máscara de usando o processo de AND. Endereço IP do Host X 200.1.1.5 11001000.00000001.00000001.00000101 Máscara de 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 Resultado do AND (200.1.1.0) 11001000.00000001.00000001.00000000 OBSERVAÇÃO: O resultado da etapa 3a do processo de AND é o endereço de rede do Host X, que é 200.1.1.0. 2
b. O próximo Host X compara o endereço IP do destino do Host Z com sua própria máscara de usando o processo de AND. Endereço IP do Host Z 200.1.2.8 11001000.00000001.00000010.00001000 Máscara de 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 Resultado do AND (200.1.2.0) 11001000.00000001.00000010.00000000 OBSERVAÇÃO: O resultado da etapa 3b do processo de AND é o endereço de rede do Host Z, que é 200.1.2.0. O Host X compara os resultados de AND das etapas A e B, e eles são diferentes. O Host X percebe que o Host Z não está na sua Local Area Network (LAN) e deverá enviar o pacote para o "gateway padrão" que é o endereço IP da interface do roteador 200.1.1.1 na rede 200.1.1.0. O roteador repetirá o processo de AND para determinar para que interface de roteador enviar o pacote. Uma rede de classe C usando uma máscara de personalizada. Este exemplo usa um único endereço de rede de classe C (200.1.1.0) e mostrará como uma máscara de de classe C personalizada pode ser usada para determinar em que um host está e para rotear os pacotes de uma para outra. Lembre-se de que em um endereço de rede de classe C, o ARIN atribui os três primeiros octetos (24 bits) como endereço de rede. Restam 8 bits (um octeto) para os hosts, de forma que a rede de classe C pode ter até 254 hosts (2^8 = 256-2 = 254). Talvez você deseje menos de 254 hosts (estações de trabalho e servidores), todos em uma rede e deseje criar duas s e separá-las com um roteador por razões de segurança ou para reduzir o tráfego. Isso criará domínios de broadcast menores e independentes e poderá melhorar o desempenho da rede e aumentar a segurança, já que essas s serão separadas por um roteador. Suponha que você precise de pelo menos duas s e pelo menos 50 hosts por. Como você tem apenas um endereço de rede de classe C e somente 8 bits no quarto octeto disponíveis para um total de 254 hosts possíveis, você deverá criar uma máscara de personalizada. Você usará a máscara de personalizada para "TOMAR EMPRESTADOS" bits da parte do host do endereço. As seguintes etapas ajudarão a realizar isso: a. A primeira etapa para dividir em s é determinar quantas s são necessárias. Neste caso, você precisará de duas s. Para saber quantos bits devem ser emprestados da parte do host do endereço da rede, adicione os valores do bit da direita para a esquerda até que o total seja igual ou maior que o número de s necessárias. Como precisamos de duas s, adicione o bit um e o bit dois, encontrando três. Ele é maior que o número de s necessário, então precisaremos pegar emprestados pelo menos dois bits do endereço de host começando pela esquerda do octeto que contém o endereço de host. Endereço de rede: 200.1.1.0 Bits do endereço de host do 4º octeto: 1 1 1 1 1 1 1 1 Valores dos bits do endereço do host (a partir da direita) 128 64 32 16 8 4 2 1 (Adicione os bits começando da direita (o 1 e o 2) até obter um número maior que o número de s necessário) b. Quando soubermos quantos bits tomar emprestados, tomaremos esses bits da esquerda do primeiro octeto do endereço de host. Todos os bits tomados do host 3
deixam alguns bits para os hosts. Mesmo se aumentarmos o número de s, diminuiremos o número de hosts por. Como precisamos tomar 2 bits da esquerda, deveremos mostrar o novo valor na máscara de. A máscara de padrão existente era 255.255.255.0 e a nova máscara de "personalizada" é 255.255.255.192. O 192 vem do valor dos dois primeiros bits da esquerda (128 + 64 = 192). Esses bits tornam-se 1s e são parte da máscara de. Restam 6 bits para os endereços IP do host ou 2^6 = 64 hosts por. Bits emprestados do 8º octeto para a : 1 1 1 1 1 1 1 1 Valores dos bits para : (a partir da esquerda) 128 64 32 16 8 4 2 1 Com essas informações, poderemos criar a tabela a seguir. Os dois primeiros bits são o valor binário da. Os últimos 6 bits são os bits de host. Tomando emprestados 2 bits dos 8 bits do endereço do host, você poderá criar 4 s com 64 hosts cada. As quatro redes criadas são a rede "0", a rede "64", a rede "128" e a rede "192". Nº da Valor binário emprestado dos bits da Valor decimal dos bits da Valores binários possíveis dos bits de host (intervalo) (6 bits) Intervalo decimal de /host Pode ser usado? Sub-rede nº0 00 0 000000-111111 0-63 SIM Sub-rede nº1 01 64 000000-111111 64-127 SIM Sub-rede nº2 10 128 000000-111111 128-191 SIM Sub-rede nº3 11 192 000000-111111 192-254 SIM Observe que a primeira sempre inicia em 0 e, nesse caso, aumenta 64 que é o número de hosts em cada. Uma forma de determinar o número de hosts em cada ou o início de cada é elevar os bits de host restantes ao quadrado. Como tomamos dois dos 8 bits para s e restaram seis bits, o número de hosts por será 2^6 ou 64. Outra forma de calcular a número de hosts por ou o "incremento" de uma para a próxima, é subtrair o valor decimal da máscara de (192 no quarto octeto) de 256 (número máximo de combinações de 8 bits possíveis), que é igual a 64. Isso significa começar em 0 para a primeira rede e adicionar 64 para cada adicional. Se tomarmos a segunda (a rede 64) como um exemplo, o endereço IP 200.1.1.64 não poderá ser usado como uma ID de host porque é a "ID da rede" da "64" (a parte do host tem apenas zeros) e o endereço IP 200.1.1.127 não poderá ser usado porque é o endereço de broadcast para a rede 64 (a parte do host tem apenas 1s). 4
Uma rede de classe C usando uma Máscara de personalizada. Tarefa: Use as informações a seguir e os exemplos anteriores para responder às questões a seguir relativas à. Explicação: Sua empresa solicitou e recebeu o endereço de classe C 197.15.22.0. Você quer subdividir sua rede física em quatro s que serão interconectadas por roteadores. Você irá precisar de pelo menos 25 hosts por. Você precisará usar uma máscara de personalizada de classe C e terá um roteador entre as s para rotear um pacote de uma para outra. Determine o número de bits que você precisará tomar emprestados da parte do host do endereço da rede e depois o número de bits que restaram para os endereços de host. (Dica: Há 8 s.) 1. Preencha a tabela abaixo e responda às questões a seguir: Nº da Valor binário emprestado dos bits da Sub-rede nº0 Sub-rede nº1 Sub-rede nº2 Sub-rede nº3 Sub-rede nº4 Sub-rede nº5 Sub-rede nº6 Sub-rede nº7 Observações: Decimal dos bits da e nº de Valores binários possíveis dos bits de host (intervalo) (6 bits) Intervalo decimal de /host Usar? QUESTÕES: Use a tabela que acabou de criar para ajudar a responder as seguintes perguntas: 1. Que octeto(s) representa(m) a parte da rede de um endereço IP de classe C? 2. Que octeto(s) representa(m) a parte do host de um endereço IP de classe C? 3. Qual é o equivalente binário do endereço de rede de classe C no cenário (197.15.22.0)? Endereço de rede decimal:... Endereço de rede binário:... 5
4. Quantos bits de ordem superior foram tomados emprestados dos bits de host no quarto octeto? 5. Que máscara de você deve usar (apresente a máscara de em decimal e binário)? Máscara de decimal:... Máscara de binária:... 6. Qual é o número máximo de s que podem ser criadas com essa máscara de? 7. Qual é o número máximo de s utilizáveis que podem ser criadas com essa máscara? 8. Quantos bits restam no 4º octeto para as IDs do host? 9. Quantos hosts por podem ser definidos com essa máscara de? 10. Qual é o número máximo de hosts que podem ser definidos para todas as s nesse cenário (levando em consideração que você não poderá usar o menor e nem o maior número de e também não poderá usar a maior e a menor ID do host em cada )? 11. 197.15.22.63 é um endereço IP de host válido para esse cenário? 12. Por que ou por que não? 13. 197.15.22.160 é um endereço IP de host válido para esse cenário? 14. Por que ou por que não? 15. O Host "A" tem um endereço IP 197.15.22.126. O Host "B" tem um endereço IP 197.15.22.129. Esses hosts estão na mesma? Por que? 6