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MÁSCARAS DE TAMANHO FIXO
O artigo tem por objetivo apresentar uma visão atual do TCP/IP como uma arquitetura
base do funcionamento da Internet e suas peculiaridades no que diz respeito à configuração
das redes, particularmente a configuração das redes de computadores por meio das máscaras
de sub-redes.
INTRODUÇÃO
A comunicação de dados tornou-se parte fundamental da
computação. As redes de abrangência mundial reúnem dados sobre
assuntos diversificados como condições atmosféricas, produção de
safra e tráfego aéreo. É impossível a estruturação de uma rede
universal com base em uma única tecnologia de hardware, já que
nenhuma rede única atende a todas as aplicações. Alguns usuários
precisam de uma rede de alta velocidade para conectar-se a
máquinas, mas essas redes não podem ser expandidas para
alcançar grandes distâncias. Outros preferem uma rede de
velocidade inferior que faça conexão com máquinas a centenas de
quilômetros de distância.
Para possibilitar a interconexão de muitas redes físicas e fazê-las operar como uma
unidade ordenada, foi desenvolvida uma nova tecnologia, denominada interligação em
redes, suportando diferentes tecnologias básicas e hardware, permitindo uma forma de
interconectar redes heterogêneas e um conjunto de convenções que possibilitam as
comunicações. A tecnologia de interligação em redes esconde os detalhes de hardware da
rede, e permite que os computadores se comuniquem independentemente de suas conexões
físicas.
Ao longo dos anos, as agências governamentais norte-americanas perceberam a
importância e o potencial da tecnologia de interligação em redes e vêm financiando as
pesquisas que possibilitaram a interconexão global de redes.
Inicialmente desenvolvido para a ARPANET, uma das mais antigas redes comutadas
por pacote, resultado das pesquisas do PROJETO DARPA (Defense Advanced Research
Projects Agency), do Departamento de Defesa dos EUA, a proposta era dispor de uma
tecnologia que permitisse o intercâmbio de dados entre sistemas heterogêneos em uma rede
distribuída.
Denominado oficialmente Pilha de Protocolos de interligação em redes TCP/IP, e
geralmente citado como TCP/IP, essa pilha pode ser utilizada em qualquer conjunto de redes
interconectadas. Nos anos 80, o protocolo ganhou ainda mais força, ao ser adotado como
padrão UNIX e outros sistemas corporativos. Mais tarde, a Microsoft colocou o TCP/IP
como protocolo nativo do NT. E a explosão comercial da Internet consolidou o TCP/IP como
padrão nas comunicações globais. O TCP/IP é um protocolo anterior ao modelo OSI/ISO.
1
HISTÓRIA DO TCP/IP
O que faz com que a tecnologia TCP/IP seja tão notável deve-se, em
parte, à sua utilização quase universal, e também à dimensão e à taxa
de crescimento da Internet. A ARPA iniciou suas atividades voltandose para uma tecnologia de interligação de redes em meados da década
de 1970, e a arquitetura e os protocolos adquiriram sua forma atual
por volta de 1977-79. Nessa ocasião, a ARPA era conhecida como a
primeira agência a financiar a pesquisa de redes de comunicação de
pacotes e como a pioneira de muitas idéias sobre comutação de
pacotes por meio de sua famosa ARPANET.
A Internet global teve seu início mais ou menos em 1980, quando a ARPA passou a
adotar os novos protocolos TCP/IP nas máquinas ligadas às suas redes de pesquisa. A
ARPANET, já instalada, rapidamente tornou-se o “backbone” da nova Internet. Em 1983, a
Defense Communication Agency (DCA) dividiu a ARPANET em duas redes distintas, uma
para futuras pesquisas e outra para comunicação de caráter militar. A parte relacionada à
pesquisa conservou o nome ARPANET; a parte militar, maior, tornou-se conhecida como
MILNET.
O sucesso alcançado pela tecnologia TCP/IP e a Internet entre pesquisadores da
ciência da computação, levou grupos a adotá-los. Ao perceber que a comunicação de redes
logo seria parte decisiva da pesquisa científica, a National Science Foundation assumiu um
papel importante na expansão da Internet. Em 1985, a NSF iniciou um programa para
estabelecer redes de acesso centralizadas em torno de seis supercomputadores. Em 1986, ela
expandiu o desenvolvimento de redes ao financiar um novo “backbone” denominado
NSFNET, que praticamente alcançava todos os seus centros de supercomputadores e
conectou-os à ARPANET.
Sete anos após a sua criação, a Internet cresceu, abrangendo centenas de redes
individuais localizadas nos Estados Unidos e na Europa. Conectou aproximadamente 20.000
computadores de Universidades, órgãos públicos e laboratórios de pesquisa. O tamanho e a
utilização da Internet continuou em ascensão muito mais acelerada do que o previsto. No
final de 1987, estimou-se que o crescimento alcançara 15% ao mês. Em torno de 1994, a
Internet global alcançava mais de três milhões de computadores em sessenta e um países.
A utilização de protocolos TCP/IP e o crescimento da Internet não se limitaram a
projetos financiados pelo governo. Grandes Companhias voltadas para o setor de
computadores conectaram-se à Internet, bem como muitas outras organizações de grande
porte como companhias de petróleo, indústria automobilística, empresas de eletrônica,
companhias farmacêuticas e portadoras de telecomunicações. As empresas de pequeno e
médio porte começaram a conectar-se na década de 1990. Além disso, muitas outras
utilizavam os protocolos TCP/IP em suas interligações em redes corporativas, mesmo tendo
optado por não participar da Internet global.
Novos protocolos foram desenvolvidos e um sistema de atribuição de nome foi
colocado em vigor na Internet global para permitir que qualquer usuário automaticamente
determinasse o nome de uma máquina remota. Conhecido como Domain Name Service, o
mecanismo conta com máquinas denominadas servidoras de nome para responder a
consultas sobre nomes. Nenhuma máquina contém todo o banco de dados de nomes de
domínio. Em vez de uma máquina, os dados são distribuídos por um conjunto de máquinas
que utilizam protocolos TCP/IP para se comunicarem entre si quando estiverem
respondendo a uma consulta.
Já que a série de protocolos de interligação em redes TCP/IP não surgiu de um
fornecedor específico, ou de uma sociedade profissional reconhecida, é natural perguntar
2
“QUEM ESTABELECE AS DIRETRIZES TÉCNICAS E DECIDE QUANDO OS
PROTOCOLOS DEVEM-SE TORNAR UM PADRÃO ?” A resposta é um grupo conhecido
como Internet Architeture Board (IAB). O IAB proporciona a base e a coordenação para
muitas pesquisas e desenvolvimentos, como a base de protocolos TCP/IP, e orienta a
evolução da Internet. Ele decide quais protocolos são uma parte necessária da pilha TCP/IP e
estabelece políticas oficiais.
Como nenhum fornecedor detém o direito de propriedade sobre a tecnologia TCP/IP,
a National Science Foundation (NSF) financia um grupo da AT&T para manter e distribuir
informações sobre TCP/IP e Internet global. Conhecido como Internet Network Information
Center (INTERNIC), o grupo trata de detalhes administrativos para a Internet, além de
distribuir a documentação.
Documentação para o trabalho da Internet, as propostas para protocolos novos ou
revisados e os padrões de protocolos TCP/IP constam todos de uma série de relatórios
técnicos denominados “Requests for Comments” (RFCs) da Internet.
OBJETIVOS DA ARQUITETURA TCP/IP?
INTERCONEXÃO DE AMBIENTES HETEROGÊNEOS
SEM DISTINÇÃO DE FABRICANTE, TECNOLOGIA OU
ARQUITETURA
Protocolos como TCP e IP fornecem as regras para a comunicação. Eles contêm os
detalhes de formatos de mensagens, descrevem o que um computador faz ao receber uma
mensagem e especificam como um computador trata os erros ou outras condições anormais.
O mais importante é que esses protocolos permitem que tratemos a comunicação através do
computador, independente do hardware da rede de qualquer fornecedor em particular.
Ocultar os detalhes de baixo nível de comunicação facilita a melhoria da
produtividade de diversas formas. Primeiro, os programadores lidam com abstrações de alto
nível, não precisando aprender ou lembrar-se de todos os detalhes sobre determinada
configuração de hardware. Assim sendo podem-se criar novos programas rapidamente.
Segundo, como os programas desenvolvidos com abstrações de alto nível não estão restritos
a uma arquitetura de máquina específica ou a um hardware de rede específico, eles não
precisam ser mudados quando as máquinas ou as redes forem reconfiguradas. Terceiro,
como os programas aplicativos desenvolvidos com protocolos de alto nível são
independentes do hardware, eles podem promover uma comunicação direta entre um par de
máquinas arbitrário. Os programadores não precisam elaborar versões especiais de software
aplicativo para mover ou traduzir dados entre cada par de máquinas possível.
Um sistema de protocolos como TCP/IP deve ser capaz de realizar as seguintes
tarefas:
 Dividir mensagens em pedaços gerenciáveis de dados que serão passados
eficientemente pelo meio de transmissão;
 Realizar a interface como o hardware adaptador de rede;
 Fazer o ENDEREÇAMENTO --- o computador que envia deve ser capaz
de endereçar os dados a um computador receptor. O computador receptor
deve ser capaz de reconhecer uma mensagem destinada a ele;
 Fazer o ROTEAMENTO --- o sistema deve ser capaz de rotear os dados à
sub-rede do computador de destino, mesmo que a sub-rede de origem e a
sub-rede de destino sejam redes físicas distintas;
3


Realizar a verificação de erros, controle de fluxo e confirmação --- para
que haja uma comunicação confiável, os computadores emissor e receptor
devem ser capazes de identificar e corrigir falhas de transmissão e
controlar o fluxo de dados;
Aceitar dados físicos de uma aplicação e passá-los para a rede.
O Modelo TCP/IP em
camadas, comparado
ao Modelo OSI/ISO ...
Figura 1
Comparação entre as arquiteturas OSI/ISO e TCP/IP
SERVIÇOS DE INTERLIGAÇÃO EM NÍVEL DE APLICATIVOS
Do ponto de vista do usuário, uma interligação em redes TCP/IP aparenta
ser um conjunto de programas que utilizam a rede para desempenhar tarefas de
comunicação consideradas necessárias. A maioria dos usuários que acessa a Internet o faz
simplesmente executando programas aplicativos sem compreender a tecnologia TCP/IP, a
estrutura da interligação em redes principal, ou mesmo o caminho por onde os dados
trafegam para seu destino; eles lançam mão de programas aplicativos e do software da rede
principal para tratar desses detalhes. Apenas os programadores que desenvolvem programas
aplicativos de rede precisam considerar a interligação em redes e ter certo entendimento da
tecnologia.
Os serviços de aplicativos da Internet mais comuns e difundidos incluem:
 Correio eletrônico – permite que um usuário elabore memorandos e os envie
a indivíduos ou grupos. Um outra parte do aplicativo do correio eletrônico
permite que os usuários leiam os memorandos que receberem. O correio
eletrônico tem sido tão bem-sucedido que muitos usuários da Internet
dependem dele para correspondência comercial normal. Embora existam
muitos sistemas de correio eletrônico, a utilização do TCP/IP faz com que a
entrega de correio seja mais confiável, já que não depende de computadores
para processamentos intermediários na transmissão de mensagens. Um
sistema de entrega de correio TCP/IP opera através do contato direto entre a
máquina do transmissor e a máquina do receptor. Assim, o transmissor sabe
que quando a mensagem deixa a máquina local, ela foi recebida com êxito no
destino.
4
 Transferência de arquivos – Embora alguns usuários às vezes transfiram
arquivos através do correio eletrônico, ele se destina, sobretudo, a mensagens
de pouco texto. Os protocolos TCP/IP incluem um programa aplicativo que
permite que os usuários enviem ou recebam arbitrariamente arquivos externos
de programas de dados. Ao utilizar, por exemplo, um programa de
transferência de arquivos, a pessoa pode copiar de uma máquina para outra
uma base de dados extensa contendo imagens de satélite, um programa escrito
em Pascal ou C++, ou um dicionário de inglês. O sistema indica uma maneira
de checar os usuários autorizados, ou até de evitar acessos. Tal como corre
com o correio eletrônico, a transmissão de arquivos na interligação de redes
TCP/IP é confiável porque as duas máquinas envolvidas comunicam-se
diretamente, sem depender de máquinas intermediárias que façam cópias do
arquivo ao longo do processo.
 Login Remoto (Telnet) – O login remoto permite que, de seu computador,
um usuário entre em conexão com uma máquina remota e estabeleça uma
sessão interativa de login. O login remoto faz com que uma janela na tela do
usuário pareça conectar-se diretamente com a máquina remota, enviando cada
toque no teclado a uma máquina remota e exibindo cada caractere que o
computador remoto imprime na janela do usuário. Quando a sessão de login
remoto termina, o aplicativo retorna o usuário ao sistema local.
COMO FUNCIONA O TCP/IP?
A figura 2 ilustra o modelo TCP/IP com suas camadas, seus protocolos e sua ligação
física.
Figura 2
Arquitetura TCP/IP em camadas, serviços e protocolos
5
Camada Aplicação - É formada
Camada Internet (IP) - Essa
pelos protocolos utilizados pelas diversas
camada é a primeira normatizada do
aplicações do modelo TCP/IP. Esta
modelo. Também conhecida como
camada não possui um padrão comum. O
camada Internet, é responsável pelo
padrão é estabelecido por cada aplicação.
endereçamento, roteamento e controle de
Isto é, o FTP possui seu próprio
envio e recepção. Ela não é orientada à
protocolo, assim como o TELNET, SMTP,
conexão, se comunica através de
POP3, DNS, dentre outros.
datagramas.
Camada Transporte (TCP e
Camada Rede (Hardware) UDP) - Camada fim-a-fim, isto é, uma
Camada de abstração de hardware, tem
entidade desta camada só se comunica
como principal função a interface do
com a sua entidade-par do host
modelo TCP/IP com os diversos tipos de
destinatário. É nesta camada que se faz o
redes (X.25, ATM, FDDI, Ethernet, Token
controle da conversação entre as
Ring, Frame Relay, PPP e SLIP). Por
aplicações intercomunicadas da rede.
causa da grande variedade de tecnologias
Dois protocolos aqui são usados: o TCP e
de rede, ela não é normatizada pelo
o UDP. O TCP é orientado à conexão e o
modelo, o que provê a possibilidade de
UDP não. O acesso das aplicações à
interconexão e interoperação de redes
camada de transporte é feito através de
heterogêneas.
portas que recebem um número inteiro
para cada tipo de aplicação.
Cada serviço corresponde a um protocolo específico. No caso de e-mails, este serviço
é atendido pelo protocolo SMTP, que se comunica diretamente com o TCP/IP. No caso do
WWW, usado para visualização de páginas, o protocolo usado é o http.
Figura 3
Arquiteturas TCP/IP - camadas de Transporte e Aplicação
O TCP é um protocolo da camada de transporte confiável, baseado em conexão
encapsulada no IP. O TCP garante a entrega dos pacotes, assegura o "seqüenciamento" dos
pacotes e providencia um "checksum" que valida tanto o cabeçalho, quanto os dados do
pacote. No caso da rede perder ou corromper um pacote TCP/IP durante a transmissão, é
tarefa do TCP retransmitir o pacote. Essa confiabilidade torna o TCP/IP o protocolo escolhido
para transmissões baseadas em sessão e aplicativos cliente-servidor.
O protocolo UDP é a segunda opção da camada de transporte, não é confiável, pois
não implementa "acknowledgements"," janelas" e nem "seqüenciamentos". O único controle
feito é um "checksum" opcional que está dentro do seu próprio "header", ele é utilizado por
aplicações que não vão gerar altos volumes de tráfego na Internet.
6
O IP é o protocolo da camada Internet. Sua função é entregar pacotes a todos os outros
protocolos da família TCP/IP. Seu funcionamento é baseado em um sistema de entrega de
dados sem conexão. Isto significa que não há garantia de entrega dos pacotes IP no destino,
nem na ordem em que foram enviados. O "checksum" do IP confirma apenas a integridade do
cabeçalho do pacote. Embora sendo utilizado o IP versão 4, já existe uma nova versão 6.
O endereço IP é formado por um número de 32 bits no formato "nnn.nnn.nnn.nnn"
onde cada "nnn" pode variar de 0 até 255 (1 octeto = 8 bits e 28 = 256).
Os endereços possuem uma classificação que varia de acordo com o número de subredes e de host´s. Tal classificação tem por finalidade otimizar o roteamento de mensagens na
rede.
O protocolo ICMP fornece mecanismos para tratamento de erros, fazendo com que os
"routers" possam informar ao computador que gerou a requisição, a ocorrência de algum erro.
Em seu funcionamento, o ICMP apenas notifica à fonte original sobre a ocorrência de erro,
sendo que esta fonte é responsável por efetuar o relato do mesmo à aplicação correspondente.
O protocolo IGMP, é o responsável por implementar a facilidade "IP multicasting",
utilizada em empresas que tem diversos sites interligados por "routers" através de circuitos
ponto a ponto.
Quando um host remetente precisa saber o endereço físico do host destinatário, ele
envia um pacote ARP na rede em broadcast contendo todos os campos conhecidos
preenchidos, e o destinatário retorna uma réplica ARP após preencher os campos
desconhecidos pelo remetente, ficando então, ambos os host´s e suas tabelas atualizadas.
PROTOCOLO IP
Cada host é identificado por um endereço IP lógico. O endereço IP pertence à camada
de rede e não tem nenhuma dependência com a camada de enlace. Um único endereço IP é
necessário para cada host que se comunica usando TCP/IP. O endereço IP identifica a
localização de um host na rede. Cada endereço IP inclui uma identificação de rede e uma de
host.
A identificação de rede (também conhecida como endereço de rede), identifica os
computadores que estão localizados no mesmo segmento físico de rede. Todos os sistemas na
mesma rede física devem ter a mesma identificação de rede. Há uma correspondência
biunívoca entre computador e IP.
A identificação de host (também conhecido como endereço de host) identifica uma
estação de trabalho, servidor, roteador, ou outro host TCP/IP dentro de uma rede. O endereço
para cada host deve ser único para a identificação de rede.
Figura 4
Endereço IP
Um endereço IP consiste em 32 bits. Em
geral utiliza-se a segmentação dos 32 bits
de um endereço IP em quatro campos de
8 bits chamados de octeto, ao invés de
trabalhar com um só bloco de 32 bits.
Cada octeto é representado por números
na faixa na base decimal na escala de 0255 e separados por um ponto. Este
formato é chamado notação decimal
pontuada, conforme ilustrado na figura 4
mostrada ao lado.
7
Classificação de endereços IP
A comunidade Internet definiu originalmente 5 classes de endereços para acomodar as
redes de tamanhos variados. A classe de um endereço define quantos bits estão sendo usados
para identificação de rede e quantos para identificação do host. Definindo, também, o possível
número de redes e host´s por rede.
IP Classe A



Figura 5
Endereço IP de classe A



Endereços classe A são atribuídos a
redes com uma grande quantidade de
host´s.
O bit de maior grau em uma classe A é
sempre zero.
Os próximos 7 bits (preenchendo o
primeiro
octeto)
completam
a
identificação de rede.
Os 24 bits restantes (os últimos 3
octetos) representam a identificação do
host.
Um endereço classe A permite 126
redes e 16.777.214 host por rede.
A figura 5 ilustra a estrutura dos
endereços classe A
IP Classe B




Figura 6
Endereço IP de classe B


Endereços classe B são atribuídos a
redes com um número médio de host´s.
Os 2 bits de maior grau em uma classe
B são sempre os valores binários 10.
Os próximos 14 bits (preenchendo
primeiro e o segundo octeto) completam
a identificação de rede.
Os 16 bits restantes (os últimos 2
octetos) representam a identificação do
host.
Um endereço classe B permite 16.384
redes e 65.534 host por rede.
A figura 6 ilustra a estrutura dos
endereços classe B
8
IP Classe C




Figura 7
Endereço IP de classe B


Endereços classe C são atribuídos a
pequenas redes.
Os 3 bits de maior grau em uma classe
C são sempre os valores binários 110.
Os próximos 21 bits (preenchendo os 3
primeiros octetos) completam a
identificação de rede.
Os oito bits restantes (o último octeto)
representam a identificação do host.
Um endereço classe C permite
2.097.152 redes e 254 host´s por rede.
A figura 7 ilustra a estrutura dos
endereços classe C.
MÁSCARA DE REDE – COMO FUNCIONAM ?
As sub-redes
As classes de endereços Internet prevêem três classes de endereços, nas quais os 32
bits do endereço IP são divididos proporcionalmente entre as identificações de rede e de host
(qualquer dispositivo que possui uma placa de rede), dependendo de quantas redes e quantos
host´s por rede necessitamos.
Considere uma identificação de rede classe A, a qual pode conter 16 milhões de
host´s em uma mesma rede física. Todos eles, dentro dos limites do roteador,
compartilhando o mesmo tráfego de difusão (broadcast). Não é aconselhável ter 16 milhões
de host´s no mesmo domínio de difusão, o resultado disto, é que a maior parte dos 16
milhões de endereços de host´s não são atribuídos, e desta forma, desperdiçados. Mesmo em
uma rede de classe B, a qual pode conter até 65 mil host´s, essa prática é totalmente
inviável.No esforço de criar domínios de difusão menores, e com isso, ter uma melhor
utilização dos bits em uma identificação de host, uma rede IP pode ser subdividida em
pequenas redes, cada qual, limitada por um roteador IP e atribuída a uma nova identificação
de sub-rede, na qual, é um subconjunto da identificação de rede original baseada em classes.
Desta forma são criadas subdivisões de uma rede IP, onde cada sub-rede possui sua
única identificação de sub-rede. Identificações de sub-rede são criadas usando-se uma porção
dos bits de uma identificação de host original baseada em classes.
Desta forma cria-se subdivisões de uma rede IP, onde cada sub-rede possui sua única
identificação de sub-rede. Identificações de sub-rede são criadas usando uma porção dos bits
de uma identificação de host original baseada em classes.
Máscaras de sub-rede
Com o advento das sub-redes, não se pode confiar na definição dos endereços IPs
baseados em classes para determinar a identificação de rede do endereço IP. Um novo valor
é necessário para definir qual parte do endereço IP é a identificação de rede e qual parte é a
identificação de host indiferentemente do tipo de endereçamento usado, baseado em classes
ou identificação de sub-redes.
9
A RFC 950 define o uso das máscaras de sub-rede (conhecidas também como
máscara de endereço) como um valor de 32 bits que é usado para distinguir a identificação
de rede da identificação de host em um endereço IP arbitrário. Os bits de uma máscara de
sub-rede são definidos como a seguir:
 Todos os bits correspondentes a identificação de rede devem ser configurados
com o valor 1
 Todos os bits correspondentes a identificação de host devem ser configurados
com o valor 0
Cada host em uma rede TCP/IP requer uma máscara de sub-rede mesmo em um
único segmento de rede. Tanto uma máscara de sub-rede padrão, que é atribuída usando uma
identificação de rede baseada em classes, quanto uma máscara de sub-rede customizada, que
é usada quando criamos sub-redes ou super-redes.
Notação decimal pontuada de máscara de sub-redes
Máscaras de sub-rede são freqüentemente expressas com a notação decimal
pontuada. Após a atribuição dos bits da porção da identificação de rede e de host, os 32 bits
resultantes são convertidos para notação decimal pontuada. Observe que mesmo expresso na
notação decimal pontuada, a máscara de sub-rede não é um endereço IP.
Uma máscara de sub-rede padrão é baseada na classe do endereço IP e é usada em
redes TCP/IP que não foram subdivididas em sub-redes. A tabela I lista as máscaras de subrede padrão usando a notação decimal pontuada para a mascara de sub-rede.
Tabela I – MÁSCARAS DE SUB-REDES PADRÃO
(NOTAÇÃO DECIMAL PONTUADA)
Classe de
endereço
IP
Classe A
Classe B
Classe C
Máscara de
sub-rede
Bits da máscara de sub-rede
11111111
11111111
11111111
00000000
11111111
11111111
00000000
00000000
11111111
00000000
00000000
00000000
255.0.0.0
255.255.0.0
255.255.255.0
Máscaras de rede customizadas são diferentes destas, consideradas padrões, e são
utilizadas quando atribuímos sub-redes ou super-redes.
Por exemplo, 145.196.69.0 é uma identificação de sub-rede classe B. 8 bits da
identificação do host na notação baseada em classes estão sendo usados para expressar a
identificação da sub-rede. A máscara de sub-rede usa um total de 24 bits (255.255.255.0)
para definir a identificação de rede. A identificação de sub-rede e a correspondente máscara
de sub-rede, expressa em notação decimal pontuada, seria exemplificada como:
145.296.69.0, 255.255.255.0
Prefixo de rede, representação do comprimento da máscara de sub-rede
Os bits da identificação de rede devem ser sempre escolhidos de forma contínua, do
bit mais alto (esquerda) para o bit mais baixo (direita). Uma maneira de expressar uma
máscara de sub-rede é a do número de bits que define a identificação de rede como em um
prefixo de rede usando a notação de prefixo de rede: /<#(número) de bits>.
10
A tabela II lista as máscaras de rede padrão usando a notação de prefixo de rede para
as máscaras de sub-rede.
TABELA II – MÁSCARA DE SUB-REDES PADRÃO
(NOTAÇÃO DE PREFIXO DE REDE)
Classe de
endereço IP
Classe A
11111111
Classe B
11111111
Classe C
11111111
Bits da máscara de sub-rede
00000000
11111111
11111111
00000000
00000000
11111111
00000000
00000000
00000000
Prefixo de
rede
/8
/16
/24
Por exemplo, a identificação de rede classe B de 145.196.0.0 com a máscara de rede
de 255.255.0.0 seria expressa na notação de prefixo de rede como 145.296.0.0/16, onde /16
representa a quantidade de bits de valor 1.
Exemplo de uma máscara de sub-rede customizada
Uma rede utiliza o endereço IP de classe B 145.196.0.0 e a máscara de rede
255.255.255.0 . Portanto, esta rede pode ser representada na notação de prefixo de rede por
145196.0.0/24.
A notação de prefixo de rede é também conhecida como CIDR (Classless
Interdomain Routing) - roteamento entre domínios sem classe.
Assim, todos os hosts na mesma rede devem usar a mesma identificação de rede
como também a mesma máscara de sub-rede. Sendo assim, 145.196.0.0/16 não está na
mesma rede que 145.196.0.0/24. A identificação de rede 145.196.0.0/16 implica um
intervalo válido de endereços IPs de 145.196.0.1 até 145.196.255.254. A identificação de
rede 145.196.0.0/24 implica um intervalo válido de endereços IPs de 145.196.0.1 até
145.196.0.254. Portanto, essas identificações de rede não representam o mesmo intervalo de
endereços IPs.
Como descobrir a identificação de rede
Para extrair a identificação de rede de um endereço IP arbitrário usando uma máscara
de sub-rede arbitrária, o IP usa uma operação matemática chamada "comparação lógica E".
Numa comparação lógica E, o resultado de duas proposições quando comparadas
apresenta-se VERDADEIRO somente quando ambas as proposições forem
VERDADEIRAS. Em qualquer outra situação, o resultado apresenta-se FALSO. Aplicando
o princípio dos bits, onde o valor 1 representa "VERDADEIRO" e 0 "FALSO", o resultado é
1 quando ambos os valores comparados forem 1, caso contrário o resultado é 0.
O IP faz uma comparação lógica E com os 32 bits do endereço IP e os 32 bits da
máscara de sub-rede. Esta operação é conhecida como "E lógico bit-a-bit". O resultado da
operação de E lógico bit-a-bit em um endereço IP e uma máscara de sub-rede é a
identificação de rede.
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Qual seria a identificação de rede do IP 193.128.191.77 com a máscara de sub-rede
de 255.255.255.0 ?
Para obter o resultado, deve-se transformar ambos os números na notação binária
equivalente e alinhá-los. Em seguida, fazer a operação E lógico bit-a-bit escrevendo na
linha de baixo o resultado:
11000001 10000000 10111111 01001101 Endereço IP
11111111 11111111 11111111 00000000 Máscara de sub-rede
11010001 10000000 10111111 00000000 Identificação de sub-rede
O resultado da operação lógica "E" dos 32 bits do endereço IP e a máscara de subrede é a identificação de rede 193.128.191.0
Criação de sub-redes
Mesmo que a noção conceitual de sub-redes, utilizando bits de host´s, pareça bastante
simples, os mecanismos atuais de criação de sub-redes são mais complexos. Criar sub-redes
eficientes, que reflitam as necessidades de sua rede, requer três procedimentos básicos:
1) Determinar o número de bits de host a serem usados para sub-redes;
2) Listar as novas identificações de sub-redes; e
3) Listar os endereços IPs para cada nova identificação de sub-rede
Determinar o número de bits de host a serem usados para sub-redes
O número de bits de host usado para sub-redes determinará o número de sub-redes
possíveis e o número de host´s por sub-rede. Antes de escolher o número de bits de host,
deve-se avaliar o número de sub-redes e de host´s necessário.
Quanto mais bits de host são usados para sub-redes, maior quantidade de sub-redes
será possível configurar, porém, com menor quantidade de host´s por sub-rede.
Por exemplo, as figuras 8 e 9 ilustram a subdivisão utilizando até os 8 primeiros bits
de host de uma identificação de rede classe B. Se for escolhido um bit de host para subredes, haverá 2 identificações de sub-redes com 16.382 host´s por identificação de sub-rede.
Se for escolhido 8 bits de host para sub-redes, haverá 256 identificações de sub-redes com
254 host´s por identificação de sub-rede.
Figura 8
Máscara de rede de classe B
12
Figura 9
Máscara de rede de classe B
Na prática, os administradores de rede definem o número máximo de host´s que
desejam em uma única rede. É conveniente destacar que todos os host´s em uma rede
compartilham o mesmo tráfego de difusão (broadcast). Na configuração de uma rede, é mais
importante o crescimento do número de sub-redes ao invés do número de host´s por subrede.
As tabela III, IV e V mostram as subdivisões possíveis para uma identificação de
rede, respectivamente, de classes A, B e C.
Considerando a quantidade de sub-redes e a quantidade máxima de host´s por subrede, deve-se escolher um esquema de subdivisão da rede. Observar que no número de host´s
por sub-rede são retirados dois, por conta da identificação da sub-rede e do endereço de
broadcasting da sub-rede.
13
Tabela III - SUBDIVISÕES DE UMA IDENTIFICAÇÃO DE REDE CLASSE A
Número
de
sub-redes
1-2
3-4
5-8
9-16
17-32
33-64
65-128
129-256
257-512
513-1.024
1.025-2.048
2.049-4.096
4.097-8.192
8.193-16.384
16.385-32.768
32.769-65.536
65.537-131.072
131.073-262.144
262.145-524.288
524.289-1.048.576
1.048.577-2.097.152
2.097.153-4.194.304
Número
de
bits para subrede
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Máscara
de
sub-rede
Número de
host´s por
sub-rede
255.128.0.0 ou /9
255.192.0.0 ou /10
255.224.0.0 ou /11
255.240.0.0 ou /12
255.248.0.0 ou /13
255.252.0.0 ou /14
255.254.0.0 ou /15
255.255.0.0 ou /16
255.255.128.0 ou /17
255.255.192.0 ou /18
255.255.224.0 ou /19
255.255.240.0 ou /20
255.255.248.0 ou /21
255.255.252.0 ou /22
255.255.254.0 ou /23
255.255.255.0 ou /24
255.255.255.128 ou /25
255.255.255.192 ou /26
255.255.255.224 ou /27
255.255.255.240 ou /28
255.255.255.248 ou /29
255.255.255.252 ou /30
8.388.606
4.194.302
2.097.150
1.048.574
524.286
262.142
131.070
65.534
32.766
16.382
8.190
4.094
2.046
1.022
510
254
126
62
30
14
6
2
14
Tabela IV - SUBDIVISÕES DE UMA IDENTIFICAÇÃO DE REDE CLASSE B
Número
de
sub-redes
1-2
3-4
5-8
9-16
17-32
33-64
65-128
129-256
257-512
513-1.024
1.025-2.048
2.049-4.096
4.097-8.192
8.193-16.384
Número
de
bits para subrede
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Máscara
de
sub-rede
Número de
host´s por
sub-rede
255.255.128.0 ou /17
255.255.192.0 ou /18
255.255.224.0 ou /19
255.255.240.0 ou /20
255.255.248.0 ou /21
255.255.252.0 ou /22
255.255.254.0 ou /23
255.255.255.0 ou /24
255.255.255.128 ou /25
255.255.255.192 ou /26
255.255.255.224 ou /27
255.255.255.240 ou /28
255.255.255.248 ou /29
255.255.255.252 ou /30
32.766
16.382
8.190
4.094
2.046
1.022
510
254
126
62
30
14
6
2
Tabela V - SUBDIVISÕES DE UMA IDENTIFICAÇÃO DE REDE CLASSE C
Número
de
sub-redes
1-2
3-4
5-8
9-16
17-32
33-64
Número
de
bits para subrede
1
2
3
4
5
6
Máscara
de
sub-rede
Número de
host´s por
sub-rede
255.255.255.128 ou /25
255.255.255.192 ou /26
255.255.255.224 ou /27
255.255.255.240 ou /28
255.255.255.248 ou /29
255.255.255.252 ou /30
126
62
30
14
6
2
Listar as novas identificações de sub-redes
Após escolher o número de bits de host a ser usado nas sub-redes, deve-se listar as
novas identificações de rede disponíveis, Embora, produzam o mesmo resultado, a lista
enumerada das identificações de sub-rede, existem duas formas métodos de fazê-la:
 binária - lista todas as combinações de bits de host escolhidos para a
subdivisão e converte cada combinação na notação decimal pontuada; e
 decimal - adiciona um valor incremental calculado para cada identificação de
sub-rede sucessiva e converte na notação decimal pontuada.
A título de exemplo, consideremos que se deseja criar uma sub-rede utilizando 3 bits
de host´s da identificação de rede privada 200.187..0.0.
A máscara de sub-rede para a nova identificação de sub-rede deve ser 255.255.224.0
ou /19.
15
As tabelas VI e VII mostram os métodos citados, onde os bits usados para subdivisão
da rede estão sublinhados.
Tabela VI - TÉCNICA BINÁRIA
SUBDIVISÃO PARA A IDENTIFICAÇÃO DE REDE 200.187..0.0
Sub-rede
1
2
3
4
5
6
7
8
Representação binária
11000000.10101000.00000000.00000000
11000000.10101000.00100000.00000000
11000000.10101000.01000000.00000000
11000000.10101000.01100000.00000000
11000000.10101000.10000000.00000000
11000000.10101000.10100000.00000000
11000000.10101000.11000000.00000000
11000000.10101000.11100000.00000000
Identificação de sub-rede
200.187..0.0/19
200.187..32.0/19
200.187..64.0/19
200.187..96.0/19
200.187..128.0/19
200.187..160.0/19
200.187..192.0/19
200.187..224.0/19
Tabela VII - TÉCNICA DECIMAL
SUBDIVISÃO PARA A IDENTIFICAÇÃO DE REDE 200.187..0.0
Sub-rede
1
2
3
4
5
6
7
8
Representação decimal
3232235520
3232243712
3232251904
3232260096
3232268288
3232276480
3232284672
3232292864
Identificação de sub-rede
200.187..0.0/19
200.187..32.0/19
200.187..64.0/19
200.187..96.0/19
200.187..128.0/19
200.187..160.0/19
200.187..192.0/19
200.187..224.0/19
Listar os endereços IPs para cada nova identificação de sub-rede
Após listar todas as identificações de sub-rede, deve-se listar os endereços IP´s
válidos para as novas identificações de sub-rede. Listar cada endereço IP individualmente
seria, e com certeza é, uma tarefa muito tediosa. Ao invés de listar os endereços IPs para
cada identificação de sub-rede, defini-se uma faixa de endereços IP´s (o primeiro e o último)
para cada identificação de sub-rede.
Existem duas formas de fazê-lo:
 binária - escrevendo o primeiro e o último endereço para cada identificação
de sub-rede e convertendo para a notação decimal pontuada; e
 decimal - adicionando valores incrementais, correspondentes ao primeiro e ao
último endereço IP para cada identificação de sub-rede e convertendo para a
notação decimal pontuada.
A título de exemplo, consideremos que se deseja criar uma sub-rede utilizando 3 bits
de host´s da identificação de rede 200.187..0.0.
A máscara de sub-rede para a nova identificação de sub-rede deve ser 255.255.224.0
ou /19.
As tabelas VIII e IX mostram os métodos citados, onde os bits usados para
subdivisão da rede estão sublinhados.
16
Tabela VIII – LISTAGEM DOS ENDEREÇOS IP´s – REPRESENTAÇÃO BINÁRIA
Sub-rede
Representação binária
11000000.10101000.00000000.00000000
até
11000000.10101000.00011111.11111110
11000000.10101000.00100000.00000000
até
11000000.10101000.00111111.11111110
11000000.10101000.01000000.00000000
até
11000000.10101000.01011111.11111110
11000000.10101000.01100000.00000000
até
11000000.10101000.01111111.11111110
11000000.10101000.10000000.00000000
até
11000000.10101000.10011111.11111110
11000000.10101000.10100000.00000000
até
11000000.10101000.10111111.11111110
11000000.10101000.11000000.00000000
até
11000000.10101000.11011111.11111110
11000000.10101000.11100000.00000000
até
11000000.10101000.00011111.11111110
1
2
3
4
5
6
7
8
Faixa de
endereços IP´s
200.187..0.1
até
200.187..31.254
200.187..32.0/19
até
200.187..63.254
200.187..64.0/19
até
200.187..95.254
200.187..96.0/19
até
200.187..127.254
200.187..128.0/19
até
200.187..159.254
200.187..160.0/19
até
200.187..191.254
200.187..192.0/19
até
200.187..223.254
200.187..224.0/19
até
200.187..255.254
Tabela IX – LISTAGEM DOS ENDEREÇOS IP´s – REPRESENTAÇÃO DECIMAL
Sub-rede
Representação binária
1
3232235521 - 3232243710
2
3232243713 - 3232251902
3
3232251905 - 3232260094
4
3232260097 - 3232268286
5
3232268289 - 3232276478
6
3232276481 - 3232284670
7
3232284673 - 3232292862
8
3232292865 - 3232301054
Faixa de
endereços IP´s
200.187..0.1 - 200.187..31.254
200.187..32.0/19 200.187..63.254
200.187..64.0/19 200.187..95.254
200.187..96.0/19 200.187..127.254
200.187..128.0/19 200.187..159.254
200.187..160.0/19 200.187..191.254
200.187..192.0/19 200.187..223.254
200.187..224.0/19 200.187..255.254
17
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KUROSE, J. F. & ROSS, K. W. Redes de Computadores e a Internet, São Paulo: Makron
Books, 2003
MURHAMMER, M. W. et all. TCP/IP Tutorial e Técnico, São Paulo: Makron Books, 2000.
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Sites especializados, Internet, 2004.
http://www.rfc-editor.org/
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18