Redes TCP/IP Endereçamento

Endereçamento IP A implementação da característica do endereço lógico universal foi possível a partir da associação de endereços lógicos para as interfaces dos hosts e roteadores componentes de uma ‘internet’, de forma a substituir os endereços físicos associados a essas interfaces. Endereço IP (IP Address).

Para implementar este endereço foi utilizado um número de 32 bits. 232 equipamentos (4.294.967.296). Esse endereço é representado por meio de 4 números decimais, cada um associado a 8 bits do endereço (byte). Representação Decimal Pontuada.

Representado em notação decimal pontuada Número de 32 bits Bits 31 30 29 ... ...2 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 Representado em notação decimal pontuada 72 133 240 21 72.133.240.21

Modos de Endereçamento IP Endereçamento IP normal (ou unicasting) Nesse caso o endereço IP é subdividido em dois campos: Um usado para endereçar a rede física (NETID ou endereço de rede) Outro usado para endereçar um equipamento (host ou roteador) dentro dela (HOSTID ou endereço de host)

Endereçamento IP em multicasting: Esse endereço tem como função a criação de grupos de computadores em redes distintas, que compartilham um mesmo endereço IP.

Endereçamento IP Normal A subdivisão do endereço em dois campos é feita de forma a simplificar a localização de um equipamento em uma ‘internet’ complexa. Localiza-se inicialmente a rede à qual está conectado o equipamento (NETID), então localiza-se equipamento dentro dela (HOSTID). O modo de endereçamento normal é portanto hierárquico.

Exemplo Rua Paraná, 2092 Rua Paraná - NETID 2092 - HOSTID

Conclusões Aos hosts componentes de uma mesma rede física devem ser fornecidos endereços lógicos com o mesmo valor no campo NETID, e valores distintos no campo HOSTID. Os roteadores, por estarem conectados a mais de uma rede, possuem mais de um endereço lógico. Um para cada interface presente nessas redes.

A idéia do uso do endereçamento IP é substituir o endereçamento típico da tecnologia de rede (endereço físico). Caso a tecnologia de rede não possua qualquer tipo de endereçamento (uma rede formada por um cabo serial ligando dois pontos) pode-se abrir mão do uso de endereços IP nas interfaces com essa rede.

Essas interfaces passam a se chamar unnumbered interfaces. A aplicação mais comum dessa opção é em uma rede formada por uma única linha dedicada ponto a ponto. configuração muito comum na conexão entre redes locais distantes, por meio de roteadores com essa linha dedicada entre eles.

Classes de endereçamento IP O protocolo IP define cinco classes de endereçamento. A diferença entre as classes está relacionada aos primeiros bits da palavra que define o endereço. As máquinas conectadas à INTERNET vão possuir endereços correspondentes a uma das três primeiras classes de endereçamento (Classes A, B ou C).

Classe A Esta classe, identificada pelo primeiro bit (colocado a 0), possui um campo NETID composto de 7 bits (se desconsideramos o bit colocado a 0). Isto significa que podem existir, no máximo, 128 redes de classe A, sendo que cada rede pode endereçar até 2 24 ou 16.777.214 ``hosts''. Esta classe é adotada para redes compostas de grandes quantidades de estações.

Classe B Os dois primeiros bits dos endereços da classe B são ``1'' e ``0'', respectivamente. Neste formato de endereços, o NetID é composto de 14 bits (16.384 redes de classe B) e o HostID é composto de 16 bits (65.534 estações/rede). Esta classe é reservada para redes consideradas de porte médio.

Classe C Os endereços de classe C são caracterizados pela fixação dos três primeiros bits a ``1'', ``1'' e ``0'', respectivamente. O campo NetID é composto de 21 bits (2.097.152 de redes classe C) enquanto o host ID é composto de apenas 8 bits, o que define um número máximo de 254 estações na rede. É a classe orientada para as redes consideradas pequenas.

São consideradas 254 estações e não 256, porque dois endereços (host ID = 0000 0000 e host ID = 1111 1111 são utilizados para operações de broadcasting). Pode­se notar que o número máximo de estações para as classes A e B também foram determinados para não levar em conta estes dois valores do campo host ID.

Classe A Redes válidas Hosts válidos Número de redes 27 – 2 Número de hosts/redes 224 - 2

Classe B Redes válidas Hosts válidos Número de redes 214 Número de hosts/redes 216 - 2

Classe C Redes válidas Hosts válidos Número de redes 221 Número de hosts/redes 28 - 2

Classe D Não se aplica o endereçamento hierárquico. Endereços variando na faixa de 224.0.0.0 a 239.255.255.255, totalizando 238 possíveis grupos de multicasting.

Endereços IP Especiais Interface loopback. Endereço classe A 127.X.X.X (com x assumindo quaisquer valores entre 0 e 255). Reservado para uma pseudo-interface na camada de rede, que retorna todos os datagramas recebidos da camada superior para esta. Normalmente seu valo é 127.0.0.1.

Broadcastig direto. Endereço reservado para a função de broadcastig. Endereço destino de um datagrama IP quando se deseja o envio desse datarama para todos os equipamentos dessa rede. Endereço reservado é aquele com o campo NETID igual ao valor usado em todos os equipamentos da rede, e o campo HOSTID com todos os bits iguais a um. Exemplo 192.2.3.255.

Broadcasting limitado. Idem ao broadcasting direto, porém, limitado à própria rede do transmissor do pacote. Endereços reservados. Todos os bits iguais a um (255.255.255.255). Todos os bits iguais a zero (0.0.0.0). Compatibilização com uma versão antiga do TCP/IP do BSD.

Endereço da rede. Embora apenas hosts e roteadores possuam endereços IP, costuma-se atribuir endereços IP a redes. São endereços abstratos, não estão associados a nenhum equipamento (o campo HOSTID é nulo [all zeros]). 192.128.3.0 Esse endereço é usado para a função de roteamento.

Endereço desconhecido. Quando for recebido um datagrama no qual o endereço de origem tenha o valor NETID igual a 0 e HOSTID diferente de 0.

Assume-se que o host que enviou está fisicamente na mesma rede em que se encontra o host que está manipulando o datagrama, porém tal host só conhece o campo HOSTID do seu endereço IP (e provavelmente esta tentando descobrir o campo NETID). Exemplo: 0.0.0.35 É comum ainda que o equipamento que não conhece seu endereço IP envie esse pacote com endereço de origem nulo, ou seja,todos os bits em zero.

Observações Na figura anterior foram usadas 3 faixas de endereços, uma para cada rede. Os prefixos comuns em todas as redes (NETID) estão sublinhados. O campo HOSTID = 0 como endereço da rede. Dois endereços para os roteadores.

Como transmitir informação de uma mesma forma por meio de redes com mecanismos de endereçamento distintos?

Usando endereçamento IP as aplicações selecionam os equipamentos a partir de seus endereços IP (endereços lógicos). O software das camadas internet e interface de rede manipulam esses endereços e fazem a translação para os endereços usados pela tecnologia da rede (endereços físicos).

O endereçamento IP da forma como apresentado até o momento, resolveu a questão.

Apresentou porém um limitação séria referente ao desperdício de endereços. Observe na figura que para assinalar endereços para todas as interfaces, foram usados apenas 11 endereços, porém consumidas 3 faixas de endereços, já que os endereços não utilizados de cada faixa não podem ser aproveitados em outras redes.

Na melhor hipótese, se usássemos três faixas de endereços de classe C, teríamos desperdiçado um total de 3x254-11=751 endereços. Este desperdício não é problemático quando se tem em mãos um projeto de interligação de redes TCP/IP onde se tem todo o espaço de endereçamento

Na própria Internet, se os endereços fossem distribuídos com base apenas na divisão dos endereços nas classes A, B e C, o espaço de endereçamento provavelmente já estaria esgotado. Solução: Subnetting.

Subnetting Evita o desperdício de endereços. Menor rede prevista: 254 endereços (classe C). Ponto a ponto: apenas 2 endereços necessários. Redes de classe A ou B são muito grandes. Permite a divisão de redes. Performance. Segurança.