Máscara de rede - Rede DCC

Curso de extensão em Administração de redes com GNU/Linux
Italo Valcy - [email protected]
Gestores da Rede Acadêmica de Computação
Departamento de Ciência da Computação
Universidade Federal da Bahia
Italo Valcy
Administração de redes com GNU/Linux
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Italo Valcy
Administração de redes com GNU/Linux
Assuntos abordados
Endereçamento IP
Mascara de rede e subrede
Italo Valcy
Administração de redes com GNU/Linux
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
www.dcc.ufba.br. Porém esses domínios são
convertidos em endereços IPs através do DNS.
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Administração de redes com GNU/Linux
Endereçamento IP
Introdução
Italo Valcy
Administração de redes com GNU/Linux
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: 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.
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Administração de redes com GNU/Linux
Endereçamento IP
Convenções
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
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Administração de redes com GNU/Linux
Endereçamento IP
Convenções
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
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Administração de redes com GNU/Linux
Endereçamento IP
Classes de endereços
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".
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Administração de redes com GNU/Linux
Endereçamento IP
Classes de endereços
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.
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Administração de redes com GNU/Linux
Endereçamento IP
Classes de endereços
16 777 214
hosts
65 534
hosts
254
hosts
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Administração de redes com GNU/Linux
Endereçamento IP
Classes de endereços – endereços reservados
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Administração 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.
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Administração 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.
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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).
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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
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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
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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}
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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}
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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.
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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.
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Máscara de rede
Classful versus Classless
Italo Valcy
Administração 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
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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:
23 = 8 subredes.
Restaram 5 bits para representar os hosts,
então:
25 = 32 – 2 reservados, IP válidos por rede.
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Máscara de rede
Número de hosts e de redes
Queremos subdividir nossa rede para que
tenhamos n hosts, qual máscara z usar?
2z - 2 >= n → z >= log2 (n+2)
z representa o número de bist 0.
Queremos subdividir nossa rede para que
tenhamos n redes, qual máscara u usar?
2u >= n → u >= log2 n
u representa o número de bist 1.
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Administração 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?
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Máscara de rede
Número de hosts e de redes
z >= log2 (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
--------------------------------------------------------------------22=4 redes com 26-2 = 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
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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
B
C
D
E
- 65
- 24
-4
-6
- 12
Defina os endereços de rede e respectiva
netmask para cada cliente.
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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
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Máscara de rede
Número de hosts e de redes - Solução
Para A: z >= log2 (128) → z = 7 bits zero
Para B: z >= log2 (32) → z = 5 bits zero
Para C: z >= log2 (8) → z = 3 bits zero
Para D: z >= log2 (8) → z = 3 bits zero
Para E: z >= log2 (16) → z = 4 bits zero
Rede
Rede
Rede
Rede
Rede
A:
B:
C:
D:
E:
192.168.10. 0
192.168.10.128
192.168.10.160
192.168.10.168
192.168.10.176
/
/
/
/
/
25
27
29
29
28
Italo Valcy
=
=
=
=
=
255.255.255.128
255.255.255.224
255.255.255.248
255.255.255.248
255.255.255.240
( 0-127)
(128-160)
(160-168)
(168-176)
(176-192)
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Máscara de rede
Dúvidas?
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