Endereçamento IP

Endereços Lógicos, Físicos e de Serviço Existem diferentes formas de se referenciar um máquina ou um serviço (aplicação) em uma rede. Para tal são definidos endereçpos lógicos, físicos e de serviço: Serviço: Atribuído na camada de Transporte (TCP) e refere-se a uma aplicação que está sendo transportada (porta); Lógico: Atribuído na camada de rede (IP) e indica a origem e destino do serviço, independente do serviço que está sendo transportado; Físico: Atribuído na camada enlace (MAC), e indica o próximo host da rede onde o pacote será entregue.

Endereçamento IP O IP é um protocolo da Camada de rede É um endereço lógico único em toda a rede. Para casa site na internet existe portanto um único e exclusivo endereço IP. Em redes locais, por meio de um mecanismo chamado NAT, podemos utilizar livremente e até repetir alguns endereços IP. Isto porque para esta finalidade existe uma faixa de endereços reservados, que significado ou não são utilizados na internet.

200.100.X.Y/24

Protocolo IP - Internet Protocol Se encarrega o encaminhamento das mensagens na rede Serviço não orientado a conexão (não estabelece um caminho ou circuito virtual) Não oferece garantia que o pacote chegue ao destino. Caso um pacote se perca na rede, esta perda será tratada pelas camadas superiores.

Endereçamento IP O IP é um protocolo de Camada de rede É um endereço lógico único em toda a rede. Um endereço IP é composto de uma seqüência de 32 bits, divididos em 4 grupos de 8 bits cada. Ex: 11000000 . 10101000 . 1100100 . 00001111 Cada grupo de 8 bits recebe o nome de octeto e são representados na forma decimal. Ex: 192.168.100.15

Host x Rede Cada endereço IP inclui uma identificação de rede e uma de host (máquina): A identificação de rede (também conhecida como endereço de rede) identifica os sistemas que estão localizados no mesmo segmento físico de rede na abrangência de roteadores IPs. Todos os sistemas na mesma rede física devem ter a mesma identificação de rede. A identificação de rede deve ser única na rede; A identificação de host (também conhecido como endereço de host) identifica uma estação de trabalho, servidor, roteador, ou outro host TCP/IP (nó da rede) dentro de uma rede. O endereço para cada host deve ser único para a identificação de rede.

Endereçamento IP O endereço IP contém bits que identificam a máquina e a rede a qual ela pertence de acordo com a classe do endereço Exemplo: Rede Host . 8 bits 24 bits 28 = 256 224 = 16.777.216 O endereço IP é dividido em duas partes. A primeira identifica a rede à qual o computador está conectado e a segunda identifica o computador (host) dentro daquela rede. Desta forma, teríamos para o exemplo acima, 8 bits para identificar as redes e 24 bits para identificar os hosts:

Classes IP Existem 5 classes (A,B,C,D,E) de endereços IP, que variarão conforme a quantidade de endereços de rede existente em cada classe; 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.

Classes IP Existem 5 classes (A,B,C,D,E) de endereços IP, que irão variar conforme a quantidade de endereços de rede existente em cada classe O objetivos das classes é determinar qual parte do endereço IP pertence a rede e qual parte do endereço IP pertence a host, além de permitir que uma melhor distribuição dos endereços IP´s.

Classe A O primeiro byte do endereço está entre 1 e 127. Exemplo: 13.0.0.1 / 80.10.69.12 / 37.25.10.99 Nos endereços de Classe A, o primeiro número identifica a rede e os outros três números identificam o próprio host.

Classe B O primeiro byte do endereço está entre 128 e 191. Exemplo: 133.0.0.1 / 140.10.69.12 / 190.25.10.99. Nos endereços de Classe B, os dois primeiros números identificam a rede e os outros dois números identificam o host.

Classe C O primeiro byte do endereço está entre 192 e 223. Exemplo: 200.0.0.1 / 220.10.69.12 / 195.25.10.99 Nos endereços de Classe C, o três primeiros números identificam a rede e os últimos números identificam o próprio host.

Classe D O primeiro byte do endereço está entre 224 e 239. Exemplo: 225.0.0.1 / 239.10.69.12 / 226.25.10.99 Esta classe está reservada para criar agrupamentos de computadores para o uso de Multicast (acesso a apenas a endereços estejam configurados para receber os dados). Não podemos utilizar esta faixa de endereços para endereçar os computadores de usuários na rede TCP/IP.

Classe E O primeiro byte do endereço está acima de 240. A Classe E é um endereço reservado e utilizado para testes e novas implementações e controles do TCP/IP. Não podemos utilizar esta faixa de endereços para endereçar os computadores na rede TCP/IP.

Números Máximos de Hosts em cada Classe 1. Octeto Max. Redes Formato Exemplo Max. Host 1-126 126 R.H.H.H 100.1.240.28 16.777.214 128-191 16.384 R.R.H.H 157.100.5.195 65.534 192-223 2.097.152 R.R.R.H 205.35.4.120 254 224-239 Multicast   240-247 Resevado

Conflitos IP Para definirmos os IP’s de uma rede, precisamos seguir estas duas regras: Na mesma rede, os IP’s de todas as máquinas devem estar na mesma rede. Por exemplo: Endereços Classe A. (13.0.0.1, onde o 13 é rede e 0.0.1 é host); Todos os hosts desta rede devem estar na mesma rede, ou seja, com IP’s começados por 13; Numa mesma rede não poderá haver endereços IP’s iguais.

Conflitos IP

Máscara de Rede Existem casos que é necessário subdividir uma rede em redes menores. Imagine o administrador de uma rede classe A administrando 16,8 milhões de hosts? A máscara de rede foi criada para formar sub-redes menores, e também possibilitar uma melhor utilização dos endereços IP disponíveis Em resumo, o parâmetro Máscara de Rede serve para confirmar ou alterar o funcionamento das Classes de endereços padrões do TCP/IP. Sempre deverá ser configurado o IP e a máscara em uma rede

Máscara de Rede Uma máscara de rede, é formada por um conjunto de 4 octetos, que recebem, a princípio, os valores 255 ou 0. Para se definir qual porção do endereço corresponde a rede ou a host, procede-se uma “sobreposição” entre o endereço e a máscara. O valor 255 na máscara, identifica a parte do endereço que corresponde a rede. O valor 0 (zero) identifica a parte correspondente a Host, conforme ilustrado abaixo: Uma máscara de sub-rede padrão é formada por apenas dois valores: O e 255, onde o valor 255 indica a parte endereço IP referente à rede, e um valor 0 indica a parte endereço IP referente ao host. Ex: A máscara padrão classe A será 255.0.0.0, indicando que o primeiro octeto se refere à rede e os três últimos ao host. A máscara padrão classe B será 255.255.0.0, A máscara padrão classe C será 255.255.255.0 . . . 10 2 1 1 IP . . . MASK 255 255 . . . Rede Rede Host Host

Máscara de Rede Também dizemos que as máscaras pertencem ou possuem classes de endereço e quando aplicadas modificam a parte do endereço IP que refere-se rede ou a host, como demonstrado no slide a seguir: CLASSE A 255.0.0.0 CLASSE B 255.255.0.0 CLASSE C 255.255.255.0 CLASSE D 255.255.255.255

Máscara de Rede O endereço 137.200.106.103, por exemplo é um endereço de classe B. Logo sem a máscara teríamos: . . . MASK 137 200 106 103 . . . Rede Rede Host Host Porém , aplicando-se a este mesmo endereço a máscara 255.255.255.0 temos: Uma máscara de sub-rede padrão é formada por apenas dois valores: O e 255, onde o valor 255 indica a parte endereço IP referente à rede, e um valor 0 indica a parte endereço IP referente ao host. Ex: A máscara padrão classe A será 255.0.0.0, indicando que o primeiro octeto se refere à rede e os três últimos ao host. A máscara padrão classe B será 255.255.0.0, A máscara padrão classe C será 255.255.255.0 . . . 137 200 106 103 IP MASK . . . 255 255 255 . . . Rede Rede Rede Host

Máscara de Rede Dizemos portanto que as máscaras “redefinem” o conceito inicial sobre como avaliamos a parte do endereço que refere-se a rede ou a Host. Outros exemplos: End. Classe B, com Mascara Classe C Uma máscara de sub-rede padrão é formada por apenas dois valores: O e 255, onde o valor 255 indica a parte endereço IP referente à rede, e um valor 0 indica a parte endereço IP referente ao host. Ex: A máscara padrão classe A será 255.0.0.0, indicando que o primeiro octeto se refere à rede e os três últimos ao host. A máscara padrão classe B será 255.255.0.0, A máscara padrão classe C será 255.255.255.0

Máscara de Rede Exercício: Defina a faixa de rede ( Endereço Inicial e Final) para cada um dos endereços apresentados abaixo. Em seguida informe a quantidade de máquinas possíveis naquela rede e a quantas outras redes podem ser formadas. Outros exemplos:

Máscara Em uma rede, o primeiro endereço da rede identifica o endereço da rede em si, e não poderá ser utilizado em nenhum equipamento; O último endereço também não poderá ser utilizado, pois é reservado para broadcast dentro daquela rede; Exemplo: IP: 200.220.171.4 Máscara: 255.255.255.0 Rede: 200.220.171.0 Broadcast: 200.220.171.255

Máscara de Rede Portanto devemos observar sempre o seguinte: “Para pertencerem a uma mesma rede, todos os hosts deverão ser configurados com a mesma máscara de Rede, caso contrário poderão não conseguir comunicar-se, pois pensarão estar conectados a redes diferentes.” Exemplo: Pertencem a mesma rede

Conflitos IP Para definirmos os IP´s de uma rede, precisamos seguir estas duas regras: Na mesma rede, os IP´s de todas as máquinas devem estar na mesma rede. Numa mesma rede não poderá haver endereços IP´s iguais

Máscara de Rede Dada a configuração abaixo, na qual todas as máquinas possuem máscara 255.255.0.0, qual máquina se comunica com outra? 10.2.0.0 End. de Rede: Máscara: 255.255.0.0 Ok! 10.2.1.1 10.2.14.81 10.2.70.1 10.2.0.0 10.1.2.16

Endereços não válidos na Internet Quando quiser configurar uma rede local, você deve usar um dos endereços reservados; endereços que não existem na Internet e que por isso podemos utilizar à vontade em nossas redes particulares; As faixas abaixo são reservadas para uso em redes locais: Faixa Máscara 10.X.X.X 255.0.0.0 172.16.X.X até 172.31.X.X 255.255.0.0 192.168.X.X 255.255.255.0

O roteador é o elemento que conecta duas redes distintas.

Identificação de Rede Nos slides anteriores, dissemos que o endereço de rede é o resultado de uma “combinação” entre a máscara e o endereço. Mas como de fato é feita esta combinação? Para identificar a qual rede pertence um endereço IP, utilizamos a operação matemática/lógica “and”. Nesta operação, o resultado entre os dois bits será 1, somente quando estes também forem 1. Ralizando uma operação AND entre o endereço da máquina e a máscara podemos identificar o endereço de rede base. Vejamos no exemplo: 

Identificação de Rede

Questões para Discussão 1 - Por que endereçar as máquinas de uma rede? 2 - Em redes diferentes podemos ter máquinas com o mesmo número IP? 3 - Em uma mesma rede podemos ter máquinas com o mesmo número IP? 4 - Para que usar a máscara de sub-rede?

Sub rede Em algumas situações pode ser desejável subdividir ainda mais as redes, construindo sub-redes menores e aproveitando melhor os endereços IP e criando Sub Redes. As sub redes dividem os endereços de redes em porções ainda menores, possibilitando que tenhamos sub redes para até somente 2 máquinas, conforme veremos a seguir.

Sub rede Para criar um endereço de sub-rede, um administrador de rede toma emprestados bits do campo do host e os designa como o campo da sub-rede. 11111111 11111111 11111111 111 00000 255.255.255.224 Desta forma, poderemos encontrar agora novas máscaras de sub rede, segmentando um pouco mais a nossa rede, diferentes das máscaras cheias de classe A,b ou C, conforme ilustrado acima

Máscara de Sub-Rede Para isso existem outras máscaras de IP conforme exemplos abaixo: 200.220.171.0 255.255.255.0 Endereços entre 200.220.171.0 255.255.255.128 200.220.171.0 255.255.255.192 Etc 200.220.171.0 a 200.220.171.255 200.220.171.0 a 200.220.171.127 200.220.171.0 a 200.220.171.63

As máscaras também podem ser representadas pela quantidade de bits 1, conforme exemplo abaixo: Ex: 192.168.100.0 / 19 (Notação CIDR) 11111111 11111111 11100000 00000000 27 + 26 + 25 = 128 + 64 + 32 = 224 Mácara de Sub-rede: 255.255.224.0

NOTAÇÃO CIDR

Criação de Sub-Redes Macete: Para obter o número de endereços de uma sub-rede e o número de sub-redes possíveis para uma determinada máscara, será necessário efetuar o seguinte cálculo: Subtraia 256 do valor do último octeto da máscara e vc encontrará o número de endereços na sua subrede. Divida 256 pelo por este número de endereços e e vc encontrará a quantidade de sub-redes. Exemplo: IP 192.168.0.0 - Máscara 255.255.255.192 256 - 192 = 64 256 / 64 = 4 Resultado: São 4 sub-redes disponíveis: 192.168.0.0 - 192.168.0.63 192.168.0.64 - 192.168.0.127 192.168.0.128 - 192.168.0.191 192.168.0.192 - 192.168.0.255

Identificação de Rede Exercício Descubra o endereço de rede para os seguintes IP´s: 1) 10.2.70.1 / 255.255.192.0 2) 192.168.100.147 / 255.255.255.128 3) 10.2.14.81 / 255.255.192.0

Identificação de Rede 1) 10.2.70.1 / 255.255.192.0 IP: 00001010.00000010.01000110.00000001 Mask: 11111111.11111111.11000000.00000000 And : 00001010.00000010.01000000.00000000 Resultado: 10.2.64.0

2) 192.168.100.147 / 255.255.255.128 IP: 11000000.10101000.01100100.10010011 Mask: 11111111.11111111.11111111.10000000 And: 11000000.10101000.01100100.10000000 Resposta Colorir Resultado: 192.168.100.128

3) 10.2.14.81 / 255.255.192.0 IP: 00001010.00000010.00000110.01010001 Mask: 11111111.11111111.11000000.00000000 And : 00001010.00000010.00000000.00000000 Resposta Colorir Resultado: 10.2.0.0

Criação de Sub-Redes Exercício Descubra a máscara para a criação de 8 sub-redes para o IP: 138.96.x.x ? 256 / 8 = 32 256 - 32 = 224 Máscara: 255.255.224.0 Resposta Colorir

Como endereçar esta rede?

Endereço IPv6 Com a explosão da Internet e com o surgimento constante de novos serviços, os atuais IPv4 estão se tornando escassos. Surge então, a necessidade de implementarmos um novo padrão de endereçamento (IPv6); Ele é um número que foi criado para substituir o antigo IPv4. Possui 128 bits, enquanto que o IPv4 possui apenas 32 bits; Exemplo em representação hexadecimal: 18:0:0:0:8:80:2C:4A

Endereços IPv6 - Benefícios Capacidade expandida de Roteamento e Endereçamento: o endereço IP foi aumentado de 32 para 128 bits; Simplificação do formato do Cabeçalho (Header): alguns campos do cabeçalho IPv4 foram retirados ou tornaram-se opcionais, para reduzir o processamento dos pacotes de dados mais comuns, e para manter o custo de banda do cabeçalho do IPv6 o mais reduzido possível, apesar do aumento do campo de endereços; Outros benefícios: Qualidade de Serviço; Autenticação e Privacidade.

Endereço IPv6 - Interoperabilidade Este padrão também foi criado para permitir que redes IPv4 possam se conectar em redes IPv6; Ex.: convertendo o endereço IPv4 (192.168.20.30) para IPv6: 0:0:0:0:0:0:192.168.20.30

TCP (Transmission Control Protocol) Protocolo de transporte considerado confiável Orientado à conexão Controle de erros com retransmissão Controle de fluxo Sequenciamento Ordena os pacotes Multiplexa serviços/aplicações

Fluxo Interativo Exemplo: piggback Destino Origem Origem Destino Dados, Seq (O) WIN (4096) ACK(O) + WIN ACK(1) + WIN Dados, Seq (1) Origem Destino Dados, ACK(1), Seq (3) WIN (4096) digitado servidor DADOS + ACK(3) + WIN echo display

UDP (User Datagram Protocol) O protocolo UDP é bastante simples Trabalha na camada de transporte Não orientado à conexão Não executa controle de fluxo, controle de erro e sequenciamento Não tem reconhecimento dos datagramas (ACK/NACK) Devido a sua simplicidade é considerado não confiável. Porem como é mais leve é utilizado por muitas aplicações, em especial, vídeo e audio.