Endereçamento IP

Apresentação Binária de Dados Os computadores são sistemas que trabalham com chaves eletrônicas, que podem estar ligadas (1) ou desligadas (0), esses 02 estados são denominados dígitos binários, podendo ser representados pelo código ASCII.

Bits e Bytes Um “0” binário é representado por 0 Volts e “1” binário é representado por 5 Volts. O grupo de 8 dígitos binários, denominado byte, representa um endereço de memória ou um caractere.

Representação Decimal Os dispositivos em uma rede possuem um endereçamento lógico composto de 32 bits, divididos em 4 dígitos de 8 bits, conhecidos como octetos e representados de forma decimal.

Sistema Numérico Base 10 O Sistema Numérico de Base 10 é representado pelos símbolos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, os quais podem ser combinados para formar todos os valores numéricos.

Sistema Numérico Base 2 O Sistema Numérico de Base 2 é representado pelos símbolos 0 e 1. Exemplo: 10110 = (1 x 24 = 16) + (0 x 23 = 0) + (1 x 22 = 4) + (1 x 21 = 2) + (0 x 20 = 0) = 22 (16 + 0 + 4 + 2 + 0)

Conversão Decimal/Binário Dois Bytes (Número de Dezesseis Bits): Conversão de 104 decimal para 01101000 binário:

Hexadecimal O Sistema Numérico Hexadecimal é muito utilizado na exibição das informações, porque representa eficientemente através de 02 dígitos, 08 dígitos binários. Símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E e F.

Endereçamento IP O IP é o endereço da Camada 03, que tem a função de identificar a localização da rede e do host. O endereçamento IP é composto de 32 bits divididos em 04 octetos, exibidos em 04 números decimais separados por pontos.

Endereçamento IP Um computador conectado a duas redes diferentes, precisa de duas interfaces de rede, cada uma com um endereço de rede e um endereço de host exclusivo nessa rede.

Endereçamento IPv4 Caminho de Comunicação da Camada de Rede: Usando o endereço IP da rede de destino, um roteador pode entregar um pacote para a rede correta. Quando o pacote chega a um roteador conectado à rede de destino, esse roteador usa o endereço IP para localizar o computador específico conectado a essa rede.

Endereçamento IPv4 O endereço IP tem duas partes: rede: identifica a rede a qual o sistema está conectado; host: identifica o sistema específico na rede. O limite entre a parte de host e de rede, é definido pela máscara coringa.

Classes de Endereços IP de Rede As classes de endereços IP oferecem uma faixa de 256 a 16,8 milhões de hosts, que podem ser subdivididas em sub-redes menores.

Endereços IP Classes A, B, C, D e E Os endereços IP são divididos em grupos chamados classes, com o intuito de acomodar redes de diversos tamanhos (endereçamento classful). Classe A: é uma classe para redes de grande porte, com apenas o primeiro octeto representando a parte da rede e os demais octetos representando a parte do host. O primeiro bit de um endereço classe A deve ser 0.

Endereços IP Classes A, B, C, D e E Classe B: é uma classe para redes de médio porte, com apenas os dois primeiros octetos representando a parte da rede e os demais octetos representando a parte do host. Os primeiros dois bits de um endereço classe B devem ser 10. Classe C: é uma classe para redes de pequeno porte, com apenas os três primeiros octetos representando a parte da rede e os demais octetos representando a parte do host. Os primeiros três bits de um endereço classe C devem ser 110. Classe E Classe D

Endereços IP Classes A, B, C, D e E Classe D: multicast, é um endereço de rede exclusivo que direciona os pacotes de destino para grupos predefinidos de endereços IP. Classe E: IETF reserva esses endereços para suas próprias pesquisas.

Endereços IP Reservados Existem endereços reservados que não podem ser atribuídos a nenhum dispositivo na rede, tais como: Endereço de rede: endereço utilizado para identificar a rede; Endereço de broadcast: endereço utilizado para uma origem enviar dados para todos os hosts em uma rede.

Endereços IP Públicos e Privados Os hosts que estiverem conectados a rede pública (Internet) precisam de um endereço IP exclusivo que é gerenciado pela IANA, porém o rápido crescimento da Internet, originou a escassez de IPs.

Endereços IP Públicos e Privados O CIDR e o IPV6 são esquemas de endereçamento que foram criados para solucionar esse problema. Os Endereços IP Privados são uma outra solução para a escassez de IPs, pois as redes privadas não conectadas diretamente à Internet podem usar qualquer endereço e usar a técnica NAT para converter um endereço privado em público, a fim de navegar na Internet.

Obtendo um Endereço da Internet Os roteadores utilizam o endereçamento da camada 03 para encaminhar os dados através da Internet. Os dois métodos para atribuição de endereços IP são: estático e dinâmico.

Atribuição Estática do Endereço IP Servidores, impressoras de rede, servidores de aplicativos e os roteadores devem receber um endereço IP estático, para que as estações de trabalho e os outros dispositivos sempre saibam como acessar os serviços necessários. Imagine a dificuldade que seria telefonar para uma empresa que mudasse de número de telefone todos os dias.

Gerenciamento de IP com DHCP Estrutura de Mensagens DHCP: O DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) é o sucessor do BOOTP. Diferentemente do BOOTP, o DHCP permite que um host obtenha um endereço IP dinamicamente sem que o administrador da rede tenha que configurar um perfil individual para cada dispositivo.

Protocolo de Resolução de Endereços O Processo ARP:

Problemas de Resolução de Endereços Questões de Resolução de Endereços de Transmissão de Redes Locais: ARP (Address Resolution Protocol – Protocolo de Resolução de Endereços) mapeia automaticamente os endereços IP para endereços MAC.

Problemas de Resolução de Endereços Questões de Resolução de Endereços Não- Locais: Proxy ARP: fornece o endereço MAC de um dispositivo intermediário, para transmissão fora da LAN para outro segmento da rede.

Protocolo de Resolução de Endereços Gateway Padrão: Gateway Padrão: outro método para enviar dados ao endereço de um dispositivo que está em outro segmento da rede.

Introdução às Sub-redes As sub-redes permitem ao administrador, dividir e identificar redes independentes, além de serem necessárias para redes de grande porte e opcionais para redes pequenas. Para serem criadas sub-redes, o administrador deverá manipular a máscara de sub-rede, pegando bits emprestados do campo de host. A quantidade mínima de bits emprestados é 2 e deve-se deixar sobrando pelo menos 2 bits para hosts.

Introdução às Sub-redes Para se criar sub-redes, bits da parte de host são emprestados. Vantagem: gerenciabilidade, contenção de broadcast e segurança para as camadas inferiores. A segurança de acesso pode ser proporcionada com o uso de listas de acesso.

Endereço da Máscara de Sub-rede É necessário compreender números binários e posições de bits para se criar sub-redes. Ao pegar emprestado bits da parte do host, é necessário reservar pelo menos 02 bits no último octeto para permitir 02 endereços utilizáveis por sub-rede.

Endereço da Máscara de Sub-rede A máscara de sub-rede indica o limite entre a parte do host e da rede em um endereço IP, sendo que é criada com o uso de 1s binários nas posições dos bits relativos à rede e sub-redes. O número de bits que se deve pegar emprestado, depende do número de sub-redes e número de hosts em cada sub-rede desejada. Calcula-se da seguinte maneira: (2 elevado ao núm. de bits emprestados) – 2 = sub-redes utilizáveis. (2 elevado ao núm. de bits restantes) – 2 = hosts utilizáveis.

Aplicação da Máscara de Sub-rede A tabela é um exemplo das sub-redes e endereços criados pela atribuição de três bits ao campo de sub-rede. Isso criará oito sub-redes com 32 hosts por sub-rede.

Classes A e B em Sub-Redes A divisão em sub-redes das classes A e B é idêntica a da classe C, exceto pelo número de bits disponíveis para atribuição ao campo de sub-rede. Para saber quantos bits foram atribuídos à parte de rede é necessário ter a máscara de sub-rede e o endereço de rede.

Cálculo da Sub-Rede (AND) O ANDing é um processo binário pelo qual o roteador calcula o endereço de sub-rede para um pacote enviado. É semelhante à multiplicação. O AND entre os endereços IP e a máscara de sub-rede, resulta no ID de sub-rede. O roteador usa essas informações para encaminhar o pacote pela interface correta. Calculadoras para sub-redes estão disponíveis na Web, mas um administrador de redes deve saber calcular sub-redes manualmente, para que possa projetar o esquema da rede com eficiência.