SUPERIOR EM SISTEMAS DE
INFORMAÇÃO
REDES DE COMPUTADORES E
TELECOMUNICAÇÕES
Aula 11
04/08/2014 Professor Leomir J. Borba- [email protected] –http://professorleomir.wordpress.com
1
Agenda
Endereçamento IPv4
Endereçamento Classless e super-redes
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Endereçamento IP
• Cada dispositivo conectado a uma rede TCP/IP é identificado por um único
endereço IP. Se um computador tiver múltiplos adaptadores de rede, cada
um terá o seu próprio endereço IP. Este endereço, é representado em
notação decimal pontilhada, isto é, como o valor decimal de cada octeto
(oito bits ou um byte) do endereço separado por um ponto.
• Exemplo de endereço IP: 192.168.1.100
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Endereçamento IP
• Como os endereço IP identificam dispositivos numa rede, deve ser
atribuído um endereço IP exclusivo a cada dispositivo na rede.
Embora um endereço IP tenha um único valor, ele contem dois tipos de
informação identificador de rede e identificador de host do seu
computador.
• Identificador de rede - dentifica os sistemas que estão localizados na
mesma rede física. Todos os sistemas na mesma rede física devem ter o
mesmo identificador de rede, que deve ser exclusivo na interligação de
redes.
• Identificador de host - identifica uma estação de trabalho, um servidor, um
router ou outro TCP/IP numa rede. O endereço de cada dispositivo deve
ser exclusivo para aquele identificado na rede.
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Endereçamento IP
• Um computador conectado a uma rede TCP/IP utiliza o identificador de
rede e de host para determinar que pacotes devem receber ou ignorar,
bem como determinar o escopo (alvo/objectivo) das suas transmissões
(apenas comutadores com o mesmo identificador de rede aceitam
mensagens de difusão ao nível IP entre si).
• As redes que se conectam à internet publica devem obter um
identificador de rede oficial do centro de informações de rede Internet
(inter NIC, internet, Network information Center) para garantir a
exclusividade do identificador da rede IP.
Após receber um identificador de rede, o administrador da rede local deve
atribuir identificadores de host exclusivos para os computadores da rede
local.
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Endereçamento IP
• Embora as redes privadas que não estejam conectadas à Internet possam
utilizar seu próprio identificador de rede, obter um identificador de rede
válido no inter NIC permitirá que uma rede privada seja conectada à
Internet no futuro, sem atribuir um endereço novamente.
• A comunidade Internet definiu classes endereço para acomodar redes de
tamanhos diversos. A classe de endereço pode ser reconhecida no
primeiro octeto de um endereço IP.
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•
Endereçamento
IP
A tabela abaixo resume a relação entre o primeiro octeto de um
determinado endereço, e seus campos de identificação de rede e de host.
Identifica também o número total de identificadores de rede e de host
para cada classe de endereço que faz parte do esquema de
endereçamento da Internet. Este exemplo utiliza w.x.y.z para designar os
bytes do endereço IP.
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Endereçamento IP
• Os endereços de classe A tem o bit de mais alta ordem sempre
0
Os endereços de classe B tem os dois bits de mais alta ordem
10
Os endereços de classe C tem os três bits de mais alta ordem
110
• Classe A: O primeiro número identifica a rede, os demais três
números indicam a máquina. Cada endereço classe A consegue
endereçar até 16.777.214 máquinas.
P.Ex:
124.95.44.10
124.96.40.23
124.99.33.15
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Endereçamento IP
• Classe B: Os dois primeiros números identificam a rede, os dois demais
identificam a máquina. Esse tipo de endereço consegue endereçar até
65.534 maquinas em uma rede.
P.Ex: 151.10.13.28
151.10.40.11
151.10.44.15
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Endereçamento IP
• Classe C: Os três primeiros números identificam a rede, o último indica a
máquina. Com isso consegue-se endereçar até 254 máquinas.
P.Ex: 201.110.213.28
201.110.213.29
201.110.213.30
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Máscaras de Sub-Rede
• As máscaras de sub-rede são valores de 32 bits que permitem que os
destinatários de pacotes IP distingam o número do identificador de rede
do endereço IP do host.
• Por exemplo, quando o endereço IP é 194.157.57.27 e o host e a máscara
de sub-rede é 255.255.255.0, o identificador de rede é 194.157.57 e o de
host é 27.
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Máscaras de Sub-Rede
• Como a classe de um host é facilmente determinada, configurar um host
com uma máscara de sub-rede pode parecer redundante. Mas as
máscaras de sub-rede são utilizadas também para maior segmentação de
um identificador de rede atribuído, entre diversas redes locais. Às vezes,
apenas parte de um octeto precisa ser segmentada, utilizando-se apenas
alguns bits para especificar identificadores de sub-rede e o mesmo
identificador de rede.
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Máscaras de Sub-Rede
• As máscaras de rede padrão são:
• Classe A: 255.0.0.0
• Classe B: 255.255.0.0
• Classe C: 255.255.255.0
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Regras básicas para endereçamento IP
• Existem algumas regras gerais que devem ser seguidas quando se aplica
endereços a host ou redes, principalmente se este host ou essa rede se
encontram ligadas à Internet.
• Endereço 127 é reservado para teste (look-back) e comunicação
interprocessos no computador local; não é um endereço de rede válido.
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Regras básicas para endereçamento IP
• Os endereços 224 e superiores são reservados para protocolos especiais
(IGMP – difusão limitada de Protocolo de gestão de grupos Internet e
outros), e não podem ser utilizados como endereço de host.
O endereço 255 (todos os bits on) não deve ser usado nem para host nem
para rede, pois ele é interpretado como broadcast (é um endereço IP que
permite que a informação seja enviada para todas as maquinas de uma
LAN, MANe WAN , redes de computadores e sub-redes).
• O endereço 0 (todos os bits off) também não deve ser usado, ele
interpretado como endereço de rede somente.
• O endereço de um host deve ser único para uma rede.
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Endereçamentos Classless e super-redes
• Por volta de 1993, ficou aparente que técnicas isoladas não impediriam
que o crescimento da Internet rapidamente esgotasse o espaço de
endereços válidos na Internet. É claro que isto exige um novo esquema de
endereço o que deve ser fornecido pelo IPv6. Mas enquanto não ocorrece
a implantação do IPv6, buscou-se uma solução temporária
• Conhecida como endereçamento classless, o esquema de endereçamento
estende a idéia usada no endereçamento de sub-rede para permitir que
um prefixo de rede tenha um tamanho qualquer. Além de um novo
modelo de endereçamento, os projetistas inventaram técnicas de
encaminhamento e propagação de rota. Como resultado, a tecnologia
inteira ficou conhecida como Classless Inter-Domain Routing (CIDR).
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Endereçamentos Classless e super-redes
• Por volta de 1993, ficou aparente que técnicas isoladas não impediriam
que o crescimento da Internet rapidamente esgotasse o espaço de
endereços válidos na Internet. É claro que isto exige um novo esquema de
endereço o que deve ser fornecido pelo IPv6. Mas enquanto não ocorrece
a implantação do IPv6, buscou-se uma solução temporária
• Conhecida como endereçamento classless, o esquema de endereçamento
estende a idéia usada no endereçamento de sub-rede para permitir que
um prefixo de rede tenha um tamanho qualquer. Além de um novo
modelo de endereçamento, os projetistas inventaram técnicas de
encaminhamento e propagação de rota. Como resultado, a tecnologia
inteira ficou conhecida como Classless Inter-Domain Routing (CIDR).
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Endereçamentos Classless e super-redes
•
A idéia básica por trás do CIDR, é alocar os endereços IP restantes em blocos de tamanho
variável, sem levar em consideração as classes. Se um site precisar, digamos, de 2000
endereços, ele receberá um bloco de 2048 endereços.
• Como o endereçamento de sub-rede, o CIDR usa máscara de endereços de 32 bits para
especificar o limite entre o que representa rede e o que representa hosts. Por exemplo
voltando a organização que recebeu 2048 endereços, isto é possível começando com o
endereço 128.211.168.0:
Decimal com ponto Equivalente binário de 32 bits
Endereço mais baixo 128.211.168.0
10000000.11010011.10101000.00000000
Endereço mais alto
128.211.175.255
10000000.11010011.10101111.11111111
Máscara de 21 bits
11111111.11111111.11111000.00000000
•
Como a identificação de um bloco CIDR exige um endereço e uma máscara, criou-se uma
notação abreviada para expressar os dois itens. Denominada notação CIDR, mas conhecida
informalmente como notação slash, a abreviação representa o tamanho da máscara em
decimal e sua uma barra para separá-la do endereço. Assim, na notação CIDR, o bloco de
endereço é expresso como:
128.211.168.0/21
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•
•
Endereçamentos Classless e super-redes
Onde /21 indica uma máscara de endereços com 21 bits marcados como 1. A
seguir podemos ver os valores decimais pontuados para todas as máscaras
CIDR possíveis. Os prefixos /8, /16, /24 correspondem à divisões tradicionais
classe A, B e C.
O endereçamento classless, que agora é usado por toda a Internet, trata os
endereços IP como inteiros quaisquer, e permite que um administrador de rede
particione endereços em blocos contíguos, nos quais o número de endereços
em um bloco é uma potência de dois.
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NAT – Network Address Translation
• Um grande problema hoje na Internet é que os endereços IPs válidos na
Internet estão escassos
• O número total de computadores pertencentes a todos os clientes
comerciais combinados não pode ultrapassar o número de endereços IP
que o ISP tem.
• Aumento de assinantes de serviços de ADSL ou Internet via cabo, com dois
ou mais computadores.
• Solução a longo prazo é o IPv6 com endereços de 12bits, mas é a longo
prazo.
• NAT veio como solução de curto prazo, ideia básica atribuir poucos
endereços IP para trafego na internet, internamente usa-se um IP exclusivo
para rotemamento do trafego interno, ao sair para internet ocorre uma
conversão de endereço;
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NAT – Network Address Translation
• Processo básico
• (1) quando o pacote for sair da rede privada para a Internet, o ponto de
acesso a Internet (normalmente um modem ADSL) ira •
mascararh o pacote,
ou seja ele trocara o IP de origem contendo um IP privado (ex. 10.1.1.1)
pelo por um IP valido (ex. 200.1.2.3 do ADLS);
• (2) Quando o pacote voltar com a resposta, esta troca deve ser desfeita
pelo ponto de acesso a Internet (no nosso exemplo, pelo modem ADSL),
isto e possivel porque o ponto de acesso a Internet armazena algumas
caracteristicas do pacote (enderecos IP's de origem e destino, portas de
origem presentes na camada de transporte e destino, etc).
• (3) Depois de desfazer o NAT o ponto de acesso a Internet (ADSL) envia o
• pacote original (destinado a rede com IP nao roteavel a Internet, para a
rede, no nosso exemplo 10.1.1.1).
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NAT – Network Address Translation
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NAT – Network Address Translation
• O NAT normalmente aplica a rede um certo nível de atraso aos pacotes, ja
que o ponto de acesso a Internet tem que analisar e alterar a grande
maioria dos pacotes que passam por ele. O NAT também cria uma rede
pseudo orientada a conexão.
• Benefícios
– Esconder o layout da rede privada;
– Não permitir que as maquinas atras do NAT sejam acessadas como
servidor. (Em alguns casos isto pode ser um ponto negativo)
– Manter um certo nível de segurança na rede;
– Mas a principal vantagem e permitir que varias maquinas naveguem na
Internet Usando apenas um único IP valido. E isso da uma acerta folga
para o problema da falta de endereços IP's na Internet.
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Termos usados em endereçamento IP
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Bibliografia
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
1
BEHROUZ, Forouzan A., Comunicação de Dados e Redes de Computadores. 4ª Edição. São Paulo: McGrawHill, 2008.
2
KUROSE, James F.; ROSS Keth W. Redes de Computadores e a Internet – Uma abordagem Top-down. 5ª
Edição. São Paulo: Pearson, 2010.
3
ROCHOL, Juergen; GRANVILLE, Lisandro Zambenedetti, CARISSIMI, Alexandre da Silva. Redes de
Computadores. 1ª Edição. Porto Alegre: Bookman, 2009.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR
1
ALECRIM, Paulo Dias de. Simulação Computacional para Redes de Computadores. 1ª Edição. Rio de
Janeiro: Ciência Moderna, 2009.
2
ANDERSON, Al; BENEDETTI, Ryan. Redes de Computadores – Use a cabeça!. 2ª Edição. Rio de Janeiro: Alta
Books, 2010.
3
COMER, Douglas. Redes de Computadores e Internet: abrange transmissão de dados, ligação inter-redes,
web e aplicações. 4ª Ed. Porto Alegre: Bookman, 2009.
4
MEDEIROS, Júlio César de Oliveira, Princípios de Telecomunicações: Teoria e Prática. 3ª Edição revis.atual.
São Paulo: Érica, 2010.
5
OLIFER, Natália; OLIFER, Victor. Redes de Computadores: Princípios, tecnologias e protocolos para o
projeto de redes. 1ª Edição. Rio de Janeiro: LTC, 2008.
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