Curso de extensão em Administração de redes com GNU/Linux Italo Valcy - Gestores da Rede Acadêmica de Computação Departamento de Ciência.

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1 Curso de extensão em Administração de redes com GNU/Linux Italo Valcy - italo@dcc.ufba.br Gestores da Rede Acadêmica de Computação Departamento de Ciência da Computação Universidade Federal da Bahia Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux

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3 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Assuntos abordados Endereçamento IP Mascara de rede e subrede

4 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Endereçamento IP O endereço IP (Internet Protocol), de forma genérica, pode ser considerado como um conjunto de números que representam o local de um determinado equipamento em uma rede privada ou pública. É comum o uso de “nomes” invés do IP, como www.dcc.ufba.br. Porém esses domínios são convertidos em endereços IPs através do DNS. www.dcc.ufba.br Introdução

5 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Endereçamento IP Introdução

6 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Endereçamento IP O endereço IP, na versão 4 (IPv4), é um número de 32 bits escrito com quatro octetos e no formato decimal (exemplo: 192.188.11.33). A primeira parte do endereço identifica a rede, enquanto a segunda parte identifica um host dentro da rede. O endereço IP não identifica um host individual, de forma que um gateway conectado à n redes terá n IPs diferentes. Notação

7 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Endereçamento IP Os endereços IP podem ser usados tanto para nos referir a redes quanto a um host individual. Por convenção um endereço de rede tem os bits identificadores do host com valor zero (0). Podemos também nos referirmos a todos os hosts de uma rede através de um endereço por difusão (broadcast). Para isso o campo identificador de host deve ter todos os bits iguais a um (1). Assim tempos dois endereços que são reservados: endereço de rede e broadcast Convenções

8 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Endereçamento IP Dado um endereço IP, ele representa uma rede ou um endereço de broadcast ou mesmo um host? Exemplo: 192.168.0.32 Para resolver esse problema usamos o conceito de Máscara de rede, que define qual parte do endereço IP é usado para host e para rede. Exemplo: Rede – IP: 192.168.0.32 Netmask: 255.255.255.224 Host – IP: 192.168.0.32 Netmask: 255.255.255.0 Broadcast – 192.168.0.63 Netmask: 255.255.255.192 Convenções

9 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Endereçamento IP A estrutura das redes que compõem a internet pode variar bastante: podemos ter redes locais de computadores de pequeno porte e redes públicas interligando milhares de hosts. Dessa forma, faz-se necessário flexibilizar a definição da parte do IP que representa o host e a rede, de forma que possamos ter redes com poucos hosts e redes com muitos hosts. Originalmente, o espaço do endereço IP foi dividido em poucas estruturas de tamanho fixo chamados de "classes de endereço". Classes de endereços

10 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Endereçamento IP As três principais são a classe A, classe B e classe C. Examinando os primeiros bits de um endereço, o software do IP consegue determinar rapidamente qual a classe, e logo, a estrutura do endereço. Classes de endereços

11 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Endereçamento IP Classes de endereços 16 777 214 hosts 65 534 hosts 254 hosts

12 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Endereçamento IP Classes de endereços – endereços reservados

13 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Introdução Uma máscara de subrede, ou netmask, é um número de 32 bits que separa um número IP em partes correspondentes ao host, rede ou subrede. Os 32 bits das Máscaras de Subrede são divididos em duas partes: Um bloco de 1s: que indicam a parte referente à rede Um bloco de 0s: que indicam a parte referente ao host.

14 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Notação Normalmente, as máscaras de subrede são representadas com quatro números de 0 a 255 separados por três pontos. A máscara 255.255.255.0 (ou 11111111.11111111.11111111.00000000), por exemplo, em uma rede da classe C, indica que até o terceiro byte do endereço IP é o número de rede e o quarto é o número do host. Embora as máscaras de rede sejam representadas em números decimais, é comum utilizar a notação binária para entender seu funcionamento.

15 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Notação CIDR A máscara de rede também pode ser representada na notação CIDR (RFC 1519). O formato CIDR fornece o endereço da rede seguido por uma barra ("/") e o número de bits 1 da mascara da subrede. Por exemplo, 192.168.1.96/24 indica um endereço IP no qual os primeiros 24 bits são usados como endereços de rede (255.255.255.0).

16 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Funcionamento Para determinar qual parte de um endereço IP pertence à rede, basta realizar a operação AND. A porção da rede é o AND entre o Endereço e a Máscara. Exemplo: Endereço completo: 192.168.5.10 11000000.10101000.00000101.00001010 Máscara de rede: 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 ------------------------------------------------------------ --------- Porção da rede: 192.168.5.0 11000000.10101000.00000101.00000000

17 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Funcionamento - Exercício Exercício: Dados os seguintes endereços IP com suas respectivas máscaras, calcule o endereço de rede relacionado, endereço broadcast, faixa de IPs válidos. 0) 200.128.0.34 1) 192.178.67.56/255.255.255.224 2) 172.10.87.0/23 3) 10.1.254.254/30

18 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Funcionamento - Exercício 0) 200.128.0.34 (classe C) Endereço completo: 200.128.0.34 11001000.10000000.00000000.00100010 Máscara de rede: 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 ------------------------------------------------------------ --------- Porção da rede: 200.128.0.0 11001000.10000000.00000000.00000000 Broadcast: 200.128.0.255 11001000.10000000.00000000.11111111 IPs válidos: 200.128.0.{1-254} 1) 192.178.67.56/255.255.255.224 Endereço completo: 192.178.67.56 11000000.10110010.01000011.00111000 Máscara de rede: 255.255.255.224 11111111.11111111.11111111.11100000 ------------------------------------------------------------ --------- Porção da rede: 192.178.67.32 11000000.10110010.01000011.00100000 Broadcast: 192.178.67.63 11000000.10110010.01000011.00111111 IPs válidos: 192.178.67.{33-62}

19 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Funcionamento - Exercício 2) 172.10.87.0/23 Endereço completo: 172.10.87.0 10101100.00001010.01010111.00000000 Máscara de rede: 255.255.254.0 11111111.11111111.11111110.00000000 ------------------------------------------------------------ --------- Porção da rede: 172.10.86.0 10101100.00001010.01010110.00000000 Broadcast: 172.10.87.255 10101100.00001010.01010111.11111111 IPs válidos: 172.10.86.1 à 172.10.87.254 3) 10.1.254.254/30 Endereço completo: 10.1.254.254 00001010.00000001.11111110.11111110 Máscara de rede: 255.255.255.252 11111111.11111111.11111111.11111100 ------------------------------------------------------------ --------- Porção da rede: 10.1.254.252 00001010.00000001.11111110.11111100 Broadcast: 10.1.254.255 00001010.00000001.11111110.11111111 IPs válidos: 10.1.254.{253,254}

20 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Classful versus Classless Inicialmente as classes de rede (máscaras) precisavam preencher todo um octeto do endereço IP. Essa características das máscaras de rede é chamada classful. Uma rede classful é uma rede que possui uma máscara de rede 255.0.0.0, 255.255.0.0 ou 255.255.255.0. Isso trazia pouca flexibilidade, má utilização do endereçamento IP, além de tráfego desnecessário na rede. Surge a definição do CIDR para resolver esse problema.

21 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Classful versus Classless O CIDR (de Classless Inter-Domain Routing) [RFC 1519], foi introduzido em 1993, como um refinamento para a forma como o tráfego era conduzido pelas redes IP. O CIDR usa máscaras de comprimento variável, o VLSM (de Variable Length Subnet Masks), para alocar endereços IP em subredes de acordo com as necessidades individuais e não nas regras de uso generalizado em toda a rede. Com VLSM, alguns bits da parte do host são usados para identificar sub-redes de uma rede.

22 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Classful versus Classless

23 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Classful versus Classless Continuaremos utilizando o operador AND para determinar qual a rede um IP pertence (dado a netmask). Exemplo: Temos a rede 192.178.67.0/24 e subdividimos ela usando 3 bits para identificar as subrede. Agora, dado um endereço IP e uma netmask (192.178.67.56/255.255.255.224), a rede a que ele pertence é calculada assim: Endereço completo: 192.178.67.56 11000000.10110010.01000011.00111000 Máscara de rede: 255.255.255.224 11111111.11111111.11111111.11100000 ------------------------------------------------------------ --------- Porção da rede: 192.178.67.32 11000000.10110010.01000011.00100000 Broadcast: 192.178.67.63 11000000.10110010.01000011.00111111 Subredes possíveis 192.178.67.{0,32,64,96,128,160,192,224} IPs válidos: 192.178.67.{33-62} # na rede em questão

24 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Número de hosts e de redes Para determinar o número de hosts/subredes disponíveis a partir de certa máscara de subrede devemos verificar o número de bits emprestados. No exemplo anterior, usamos 3 bits pra subrede, daí temos: 2 3 = 8 subredes. Restaram 5 bits para representar os hosts, então: 2 5 = 32 – 2 reservados, IP válidos por rede.

25 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Número de hosts e de redes Queremos subdividir nossa rede para que tenhamos n hosts, qual máscara z usar? 2 z - 2 >= n → z >= log 2 (n+2) z representa o número de bist 0. Queremos subdividir nossa rede para que tenhamos n redes, qual máscara u usar? 2 u >= n → u >= log 2 n u representa o número de bist 1.

26 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Número de hosts e de redes Exemplo: Temos uma rede 10.1.0.0/24 e queremos subdividí-la de forma que tenhamos 40 máquinas por rede, como fazemos isso?

27 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Número de hosts e de redes z >= log 2 (42) → z >= 5,39 → z = 6 bits zero Endereço completo: 10.1.0.0 00001010.00000001.00000000.00000000 Máscara de rede: 255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.11000000 ------------------------------------------------------------ --------- 2 2 =4 redes com 2 6 -2 = 62 hosts por rede. São elas: ● 10.1.0.0 até 10.1.0.63 ● 10.1.0.64 até 10.1.0.127 ● 10.1.0.128 até 10.1.0.191 ● 10.1.0.192 até 10.1.0.255

28 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Número de hosts e de redes - Exercício Exercício: Suponha-se que dispomos dos seguintes endereços a faixa de endereços 192.168.10.0/24 e que existem 5 clientes interessados. Os requisitos de cada um deles são: A - 65 B - 24 C - 4 D - 6 E - 12 Defina os endereços de rede e respectiva netmask para cada cliente.

29 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Número de hosts e de redes - Solução Para A vamos precisar de 65 endereços. Como os blocos funcionam em potências de 2, iremos reservar uma rede de 128 endereços. Para B será suficiente uma de 32. Para C deverá ser uma rede de 8, já que os 4 oferecidos pelo bloco imediatamente inferior corresponderiam, na verdade, a 2 endereços utilizáveis. Para D idem — uma rede de 8. Para E seria necessário uma rede de 16 endereços. Totalizando: 128+32+8+8+16=192<256

30 Italo ValcyAdministração de redes com GNU/Linux Máscara de rede Número de hosts e de redes - Solução Rede A: 192.168.10. 0 / 25 = 255.255.255.128 ( 0-127) Rede B: 192.168.10.128 / 27 = 255.255.255.224 (128-160) Rede C: 192.168.10.160 / 29 = 255.255.255.248 (160-168) Rede D: 192.168.10.168 / 29 = 255.255.255.248 (168-176) Rede E: 192.168.10.176 / 28 = 255.255.255.240 (176-192) Para A: z >= log 2 (128) → z = 7 bits zero Para B: z >= log 2 (32) → z = 5 bits zero Para C: z >= log 2 (8) → z = 3 bits zero Para D: z >= log 2 (8) → z = 3 bits zero Para E: z >= log 2 (16) → z = 4 bits zero

31 Dúvidas? Máscara de rede

32 Referências bibliográficas http://pt.wikipedia.org/wiki/Endereço_IP http://pt.wikipedia.org/wiki/CIDR http://pt.wikipedia.org/wiki/Encaminhamento http://pt.wikipedia.org/wiki/Máscara_de_rede