Curso de extensão em Administração de redes com GNU/Linux - PDF Free Download
Daniel Gonçalves Carrilho
3 Assuntos abordados Endereçamento IP Mascara de rede e subrede
4 Endereçamento IP Introdução 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 Porém esses domínios são convertidos em endereços IPs através do DNS.
5 Endereçamento IP Introdução
6 Endereçamento IP Notação O endereço IP, na versão 4 (IPv4), é um número de 32 bits escrito com quatro octetos e no formato decimal (exemplo: ). 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.
7 Convenções 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
8 Convenções Endereçamento IP Dado um endereço IP, ele representa uma rede ou um endereço de broadcast ou mesmo um host? Exemplo: 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: Netmask: Host IP: Netmask: Broadcast Netmask:
9 Classes de endereços 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".
10 Classes de endereços 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.
11 Endereçamento IP Classes de endereços hosts hosts 254 hosts
12 Endereçamento IP Classes de endereços endereços reservados
13 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 Notação Máscara de rede Normalmente, as máscaras de subrede são representadas com quatro números de 0 a 255 separados por três pontos. A máscara (ou ), 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 Notação CIDR Máscara de rede 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, /24 indica um endereço IP no qual os primeiros 24 bits são usados como endereços de rede ( ).
16 Funcionamento Máscara de rede 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: Máscara de rede: Porção da rede:
17 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) ) / ) /23 3) /30
18 Máscara de rede Funcionamento - Exercício 0) (classe C) Endereço completo: Máscara de rede: Porção da rede: Broadcast: IPs válidos: {1-254} 1) / Endereço completo: Máscara de rede: Porção da rede: Broadcast: IPs válidos: {33-62}
19 Máscara de rede Funcionamento - Exercício 2) /23 Endereço completo: Máscara de rede: Porção da rede: Broadcast: IPs válidos: à ) /30 Endereço completo: Máscara de rede: Porção da rede: Broadcast: IPs válidos: {253,254}
20 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 , ou 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 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 Máscara de rede Classful versus Classless
23 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 /24 e subdividimos ela usando 3 bits para identificar as subrede. Agora, dado um endereço IP e uma netmask ( / ), a rede a que ele pertence é calculada assim: Endereço completo: Máscara de rede: Porção da rede: Broadcast: Subredes possíveis {0,32,64,96,128,160,192,224} IPs válidos: {33-62} # na rede em questão
24 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 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 Máscara de rede Número de hosts e de redes Exemplo: Temos uma rede /24 e queremos subdividí-la de forma que tenhamos 40 máquinas por rede, como fazemos isso?
27 Máscara de rede Número de hosts e de redes z >= log 2 (42) z >= 5,39 z = 6 bits zero Endereço completo: Máscara de rede: =4 redes com = 62 hosts por rede. São elas: até até até até
28 Máscara de rede Número de hosts e de redes - Exercício Exercício: Suponha-se que dispomos dos seguintes endereços a faixa de endereços /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 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: =192<256
30 Máscara de rede Número de hosts e de redes - Solução 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 Rede A: / 25 = ( 0-127) Rede B: / 27 = ( ) Rede C: / 29 = ( ) Rede D: / 29 = ( ) Rede E: / 28 = ( )