Redes de Computadores

Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Camada de Rede
(Endereçamento IP)
Curso Superior de Tecnologia em Sistemas para Internet
Turma:
TEC.SIS.1T
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo
Kléber
Redes de Computadores
Conteúdo Programático
3.3. Camada de Rede
3.3.1. Endereçamento IP
3.3.2. Roteamento
3.3.3. IPv4 e IPv6
3.3.4. Roteador: configuração
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Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolos da Camada de Rede
Camada de Transporte: TCP, UDP
protocolo IP
• identificação da máquina na rede
• identificação da rede lógica
• decisões de roteamento
Protocolos de roteamento
• escolha de caminhos
• RIP, OSPF, BGP
Camada de
Rede
tabela
de rotas
protocolo ICMP
• avisos de erros
• sinalização de rotas
Camada de enlace
Camada física
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Características
• Esquema de endereçamento uniforme
• Cada equipamento conectado a um sistema de comunicação
deve ter endereço único.
• Endereço MAC Destino não ultrapassa roteador
• Solução :: Software de protocolo (em nível de rede) fornece
endereçamento abstrato
• Aplicativos (camada mais alta) usam este endereço abstrato
para se comunicarem.
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Características
●
Na pilha de protocolos TCP/IP, o endereçamento é especificado pelo
Protocolo de Internet (IP).
●
O padrão IP (versão 4) especifica que a cada host é atribuído um
número de 32 bits único conhecido como endereço de Protocolo de
Internet do host (freqüentemente abreviado como endereço IP).
●
Cada pacote enviado através de uma inter-rede contém o endereço IP
de 32 bits do remetente (origem) e o do receptor pretendido (destino).
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Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Hierarquia
●
Conceitualmente, cada endereço IP de 32 bits é dividido em duas
partes: prefixo e sufixo.
●
O prefixo do endereço (número de rede) identifica a rede à qual o
computador está acoplado.
●
O sufixo identifica um computador individual (host) naquela rede.
●
Assim, embora as designações de números de rede devam ser coordenadas globalmente, os sufixos podem ser atribuídos localmente sem
coordenação global.
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Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Hierarquia
• Quantos bits (dos 32 disponíveis) deve-se alocar para o endereço de rede
(prefixo)? E quantos para o endereço de host (sufixo)?
• O prefixo precisa de bits suficientes para permitir que um número de rede
único seja atribuído a cada rede física em uma inter-rede.
• O sufixo precisa de bits suficientes para permitir que a cada computador
acoplado a uma rede seja atribuído um sufixo único.
Prefixo Grande :
Acomoda muitas redes...
... Limita o tamanho de cada rede (número de hosts)
Sufixo Grande :
Acomoda muitos hosts em cada rede...
... Limita o número total de redes
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Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Classes
●
As classes A, B e C são chamadas de classes primárias porque são
usadas para endereços de hosts.
●
A classe D é usada para multicasting, que permite a entrega a um
conjunto de computadores.
• A classe E não é utilizada até o momento (!!??)
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Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Classes
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Notação Decimal Pontilhada
• Embora os endereços IP sejam números de 32 bits, os usuários
têm/teriam dificuldades em utilizar a representação binária.
• Utiliza-se, por conveniência, a notação decimal pontilhada, uma
forma que expressa cada seção de 8 bits de um número de 32 bits
como um valor decimal e usa pontos para separar as seções.
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Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Notação Decimal Pontilhada
• A notação decimal pontilhada trata cada octeto (conjunto de 8 bits
ou 1 byte) como um inteiro binário sem sinal.
• O menor valor possível, 0, acontece quando todos os bits de um
octeto são zeros.
• O maior valor possível, 255, quando todos os bits do octeto são um.
• Deste modo, os endereços variam de 0.0.0.0 a 255.255.255.255.
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Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Classes e Notação Decimal Pontilhada
• Em um endereço classe A, os
últimos três octetos correspondem
a um sufixo de host.
• Os endereços classe B têm dois
octetos de sufixo de host.
• Os endereços de classe C têm um
octeto de sufixo de host.
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Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Divisão do Espaço de Endereçamento
●
O número de bits alocados a um prefixo ou sufixo determina quantos
números únicos podem ser atribuídos.
Exemplos:
• Um prefixo de n bits permite 2n números de rede únicos.
●
Um sufixo de n bits permite que 2n números de hosts sejam atribuídos em uma
determinada rede.
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Endereços IP Especiais
• O IP define um conjunto especial de endereços (endereços reservados)
• Estes endereços especiais não são atribuídos a hosts.
Endereço de Rede
●
O IP reserva um endereço de host zero (ou seja, todos os bits do sufixo são zeros)
e o usa para denotar uma rede.
●
O endereço de rede se refere à rede propriamente dita e não aos computadores
acoplados àquela rede.
Exemplo:
●
O endereço 128.211.0.0 denota a rede à qual foi atribuído a prefixo de classe B 128.211.
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Endereços IP Especiais
Endereço de Broadcast
●
Utilizado quando deseja-se enviar uma cópia de um pacote para todos os hosts em
uma rede física.
●
O endereço de broadcast dirigido é formado colocando-se 1 em todos os bits de
sufixo do endereço.
Ex.: O endereço 128.211.255.255 é o endereço de broadcast da rede classe B 128.211.
●
O endereço de broadcast limitado refere-se ao broadcast em uma rede física local
(hosts novos que desejam fazer o reconhecimento da rede)
●
O IP reserva o endereço que consiste em todos os bits em 1 para se referir ao
broadcast limitado. Assim, este endereço é 255.255.255.255.
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Endereços IP Especiais
Endereço de Loopback
●
O IP define um endereço de loopback usado para testar aplicativos de rede.
• Este endereço utiliza o prefixo de rede classe A 127 para fazer um loopback.
●
●
●
Um loopback serve para testar a comunicação entre as camadas na pilha de
protocolos: o pacote sai da camada mais superior, desce até a camada IP e sobe
novamente até a camada de aplicação.
Durante o teste do loopback nenhum pacote deixa um computador (o software IP
encaminha pacotes de um programa aplicativo a outro).
Conseqüentemente, o endereço de loopback nunca aparece em um pacote que
viaja através de uma rede.
Por convenção, os projetistas utilizam o endereço 127.0.0.1
para o endereço de loopback.
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Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Endereços IP Privados
• Algumas redes privadas não estão ligadas à Internet...
●
...e assim não há motivo para se requisitar faixas únicas de endereços IPs a
serem utilizadas na organização.
●
Por convenção, o Comitê Gestor da Internet reservou três faixas de endereços
para tal fim.
10.0.0.0 a 10.255.255.255
172.16.0.0 a 172.31.255.255
192.168.0.0 a 192.168.255.255
Disciplina: Redes de Computadores
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Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Endereços IP Privados
●
Pacotes contendo qualquer um destes endereços como destino não podem
trafegar na Internet (são descartados pelos roteadores).
●
Uma Intranet que utilize estas faixas de endereços e que queira se interligar
com a Internet deverá implementar algum esquema de troca de endereços
privado/público.
• Este esquema é conhecido como Mascaramento IP (IP Masquerading)
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Máscara de Rede
●
Uma máscara de bits torna eficiente a extração do prefixo.
• Representa com valor = 1 os bits equivalentes ao prefixo
• Representa com valor = 0 os bits equivalentes ao sufixo
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Sub-Redes
●
A técnica de máscara de bits além de útil para se definir o encaminhamento de
um datagrama e de simplificar o esquema de roteamento, flexibiliza a distribuição
de endereços nas redes.
●
Pode-se definir máscaras que permitam, por exemplo, uma rede classe C ser
subdivida em duas ou mais redes, chamadas de sub-redes.
●
O esquema de sub-rede consiste em incluir no prefixo alguns bits do sufixo dos
endereços.
●
Com isso, diminui-se o número máximo de hosts por rede mas aumenta-se o
número de redes para o ‘mesmo’ prefixo.
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Sub-Redes
●
Os bits que são tirados do sufixo e passados para o prefixo a fim de aumentar o
número de sub-redes são chamados bits da sub-rede.
Exemplo:
• Uma rede classe B de endereços 140.100.0.0 e, portanto, de máscara 255.255.0.0
• Se utilizarmos a máscara 255.255.255.0 a faixa de endereços IP é “quebrada” em 256
sub-redes de 254 máquinas cada, ao invés de 2552 máquinas para uma única rede.
140.100.0.0 a 140.100.0.255
140.100.1.0 a 140.100.1.255
...
140.100.255.0 a 140.100.255.255
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Quais, dentro os endereços IP a seguir, são exemplos de Endereços
Privados?
A. 1.2.3.4
E. 172.33.3.1
B. 10.20.30.40
F. 191.168.4.10
C. 172.16.1.4
G. 192.169.1.1
D. 172.20.6.3
H. 192.168.192.192
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Redes de Computadores
Protocolo de Rede IP
Dentre as alternativas a seguir, quais contém dois hosts que pertencem
à mesma rede?
A. 1.2.3.4/8 e 1.2.4.4/8
B. 1.2.3.4/16 e 1.2.4.4/16
C. 1.2.3.4/24 e 1.2.4.4/24
D. 1.2.3.4/32 e 1.2.4.4/32
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Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Conversão Binário/Decimal
(Revisão/Dicas)
Curso Superior de Tecnologia em Sistemas para Internet
Turma:
TEC.SIS.1T
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo
Kléber
Redes de Computadores
Endereçamento IP
Conversão Binário → Decimal / Decimal → Binário
Importante para:
●
Extrair prefixo / sufixo de um endereço IP
●
Calcular endereço de rede
●
Calcular endereço de broadcast
●
Calcular número de hosts em uma rede
●
Descobrir se origem e destino estão em uma mesma rede
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Endereçamento IP
Conversão Binário → Decimal
(em endereços IP)
●
Menor número = 00000000 (binário) = 0 (decimal)
●
Maior número = 11111111 (binário) = 255 (decimal)
11111111 = 1x27 + 1x26 + 1x25 + 1x24 + 1x23 + 1x22 + 1x21 + 1x20
11111111 = 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255
Para lembrar é só começar com 1 e
ir duplicando até formar 8 números
(da direita pra esquerda)
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Endereçamento IP
Conversão Binário → Decimal
(em endereços IP)
Quando o dígito for 0 (zero) não soma
10111101 = 1x27 + 0x26 + 1x25 + 1x24 + 1x23 + 1x22 + 0x21 + 1x20
10111101 = 128 + 0 + 32 + 16 + 8 + 4 + 0 + 1 = 189
00001101 = 0x27 + 0x26 + 0x25 + 0x24 + 1x23 + 1x22 + 0x21 + 1x20
00001101 = 0 + 0 + 0 + 0 + 8 + 4 + 0 + 1 = 13
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Endereçamento IP
Conversão Binário → Decimal
(em endereços IP)
Simplificando / exercitando...
11111111 =
128
64
00000000 =
32
00000001 =
16
00110011 =
8
4
2
11001100 =
10000001 =
1
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Endereçamento IP
Conversão Binário → Decimal
(em endereços IP)
Simplificando / exercitando...
11111111 = 255
128
64
00000000 = 0
32
00000001 = 1
16
00110011 = 51
8
4
2
11001100 = 204
10000001 = 129
1
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Endereçamento IP
Conversão Decimal → Binário
(em endereços IP)
●
Menor número = 0 (decimal) = 00000000 (binário)
●
Maior número = 255 (decimal) = 11111111 (binário)
128
64
32
16
Todos os números possíveis de 0 a 255
8
são somas desses números (sem repetição)
4
2
1
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Endereçamento IP
Conversão Decimal → Binário
(em endereços IP)
Como chegar até esses números?
Mesmo raciocínio usado na conversão binário → decimal
128 = 1x27
Para lembrar é só começar com 1 e
ir duplicando até formar 8 números
(de baixo para cima)
Disciplina: Redes de Computadores
64
= 1x26
32
= 1x25
16
= 1x24
8
= 1x23
4
= 1x22
2
= 1x21
1
= 1x20
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Endereçamento IP
Conversão Decimal → Binário
(em endereços IP)
Simplificando / exercitando...
1
=
2
=
32
3
=
16
64 =
128
64
8
4
2
1
Disciplina: Redes de Computadores
63 =
255 =
200 =
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Endereçamento IP
Conversão Decimal → Binário
(em endereços IP)
Simplificando / exercitando...
1
= 00000001
2
= 00000010
32
3
= 00000011
16
64 = 01000000
128
64
8
4
2
1
Disciplina: Redes de Computadores
63 = 00111111
255 = 11111111
200 = 11001000
Ricardo Kléber
Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Endereçamento IP
Uso de Máscaras (Sub-Redes)
Curso Superior de Tecnologia em Sistemas para Internet
Turma:
TEC.SIS.1T
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo
Kléber
Endereçamento IPv4
Uso de Máscaras de Rede (Sub-Redes)
Características
▶ Uma máscara de bits torna eficiente a extração do prefixo.
▶ É uma informação que faz parte do endereço de rede
(complementa a configuração de rede de um host.
▶ Também tem 32 bits (como o endereço IP)
▶ Os bits referentes ao prefixo são iguais a “1”
▶ Os bits referentes ao sufixo são iguais a “0”
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Endereçamento IPv4
Uso de Máscaras de Rede (Sub-Redes)
Classes (tradicionais) x Máscaras
▶ Máscara de Rede de um Endereço Classe A:
▶ O prefixo de um Endereço Classe A tem 8 bits, portanto:
Máscara = 11111111.00000000.00000000.00000000
▶ Ou seja, em notação decimal pontilhada: Máscara = 255.0.0.0
▶ Máscara de Rede de um Endereço Classe B:
▶ O prefixo de um Endereço Classe B tem 16 bits, portanto:
Máscara = 11111111.11111111.00000000.00000000
▶ Ou seja, em notação decimal pontilhada: Máscara = 255.255.0.0
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Endereçamento IPv4
Uso de Máscaras de Rede (Sub-Redes)
Classes (tradicionais) x Máscaras
▶ Máscara de Rede de um Endereço Classe C:
▶ O prefixo de um Endereço Classe C tem 24 bits, portanto:
Máscara = 11111111.11111111.11111111.00000000
▶ Ou seja, em notação decimal pontilhada: Máscara = 255.255.255.0
▶ A máscara pode “aumentar” para possibilitar a divisão de redes em
redes menores (sub-redes)
▶ Assim, é possível ter redes diferentes das possíveis quando só existia
o conceito de classes (A, B e C, as classes primárias)
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Endereçamento IPv4
Uso de Máscaras de Rede (Sub-Redes)
Máscaras de Rede Possíveis
(em notação binária)
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
11111111.11111111.11111111.11111111
11111111.11111111.11111111.11111110
11111111.11111111.11111111.11111100
11111111.11111111.11111111.11111000
11111111.11111111.11111111.11110000
11111111.11111111.11111111.11100000
11111111.11111111.11111111.11000000
11111111.11111111.11111111.10000000
11111111.11111111.11111111.00000000
11111111.11111111.11111110.00000000
11111111.11111111.11111100.00000000
11111111.11111111.11111000.00000000
11111111.11111111.11110000.00000000
Disciplina: Redes de Computadores
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
11111111.11111111.11100000.00000000
11111111.11111111.11000000.00000000
11111111.11111111.10000000.00000000
11111111.11111111.00000000.00000000
11111111.11111110.00000000.00000000
11111111.11111100.00000000.00000000
11111111.11111000.00000000.00000000
11111111.11110000.00000000.00000000
11111111.11100000.00000000.00000000
11111111.11000000.00000000.00000000
11111111.10000000.00000000.00000000
11111111.00000000.00000000.00000000
Ricardo Kléber
Endereçamento IPv4
Uso de Máscaras de Rede (Sub-Redes)
Máscaras de Rede Possíveis
(em notação decimal pontilhada)
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
255.255.255.255
255.255.255.254
255.255.255.252
255.255.255.248
255.255.255.240
255.255.255.224
255.255.255.192
255.255.255.128
255.255.255.0
255.255.254.0
255.255.252.0
255.255.248.0
255.255.240.0
Disciplina: Redes de Computadores
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
bits
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
255.255.224.0
255.255.192.0
255.255.128.0
255.255.0.0
255.254.0.0
255.252.0.0
255.248.0.0
255.240.0.0
255.224.0.0
255.192.0.0
255.128.0.0
255.0.0.0
Ricardo Kléber
Endereçamento IPv4
Encontre o Erro
Cenas de Filmes com números IP
Série “Criminal Minds”
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Endereçamento IPv4
Encontre o Erro
Cenas de Filmes com números IP
Filme: Root Cause Analysis
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Endereçamento IPv4
Encontre o Erro
Cenas de Filmes com números IP
Filme: Wilhelm Scream
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Endereçamento IPv4
Exercícios (praticando uso de Sub-Redes)
Questão da Prova da PF (Perito)
Considerando-se o endereçamento IPv4 das redes com arquitetura
TCP/IP e sabendo-se que o endereço de um host em uma sub-rede é
182.44.82.16/27, é correto afirmar que os endereços 182.44.82.158
e 182.44.82.159 representam hosts em uma mesma sub-rede?
Sub-Rede: 182.44.82.16/27
Host 01: 182.44.82.158
Host 02: 182.44.82.159
Prova (Perito em Computação – Polícia Federal 2013): Questão 85
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Endereçamento IPv4
Exercícios (praticando uso de Sub-Redes)
Após a finalização das escolhas do cabeamento e dos equipamentos
o Analista decidiu configurar logicamente a rede utilizando o conceito
de sub-rede na rede local e otimizar o seu desempenho.
Para que a sub-rede criada acomode todos os 30 computadores, a
máscara de sub-rede utilizada deve ser:
a) 255.255.255.252
b) 255.255.255.240
c) 255.255.255.224
d) 255.255.255.192
e) 255.255.255.255
Concurso: Analista Judiciário – TI – TRT/MA (2014) FCC
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Endereçamento IPv4
Exercícios (praticando uso de Sub-Redes)
Uma rede local foi subdividida para facilitar o gerenciamento dos
recursos. Nessa subdivisão, uma sub­rede que possui a identificação
144.25.8.0/22 permite a instalação de até
a) 62 hosts.
b) 126 hosts.
c) 254 hosts.
d) 1.022 hosts.
e) 2.046 hosts.
Concurso: Técnico em Comunicação e Processamento de Dados – TJ/SP (2012)
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Endereçamento IPv4
Exercícios (praticando uso de Sub-Redes)
A respeito de redes de computadores, protocolos TCP/IP e considerando
uma rede classe C, assinale a alternativa que apresenta a máscara para
dividi-la em 8 (oito) sub-redes.
a) 255.255.255.128
b) 255.255.255.192
c) 255.255.255.224
d) 255.255.255.240
e) 255.255.255.248
Concurso: Analista de TI – UFPR (2010)
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Endereçamento IPv4
Exercícios (praticando uso de Sub-Redes)
A filial de uma empresa solicita à matriz 25 endereços IP para sua rede
interna. Considerando-se que há escassez de endereços nessa empresa,
que máscara de rede deve ser disponibilizada para a filial?
a) 255.255.255.0
b) 255.255.255.128
c) 255.255.255.192
d) 255.255.255.224
e) 255.255.255.252
Concurso: Analista de Sistemas Júnior - Infra-Estrutura – Eletrobrás (2010)
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Endereçamento IPv4
Exercícios (praticando uso de Sub-Redes)
O administrador de rede da filial de uma empresa recebeu da matriz a
seguinte sub-rede IP/Máscara: 192.168.5.0/255.255.255.224
Considerando-se que o roteador ocupará o endereço IP 192.168.5.1,
quantas estações (cada uma ocupando um endereço IP) podem ser
utilizadas na sub-rede dessa filial?
a) 23.
b) 29.
c) 30.
d) 126.
e) 255.
Concurso: Analista de Nível Superior – Banco de Dados – Casa da Moeda (2009)
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber
Endereçamento IPv4
Exercícios (praticando uso de Sub-Redes)
Qual faixa de IPs pertence à rede 172.16.10.64/26 e quantas redes podem
ser criadas a partir desta máscara?
a) 172.16.10.127 a 172.16.10.132; Cinco redes classe /26.
b) 172.16.10.120 a 172.16.10.125; Três redes classe /26.
c) 172.16.10.120 a 172.16.10.125; Quatro redes classe /26.
d) 172.16.10.127 a 172.16.10.132; Seis redes classe /26.
e) 172.16.10.127 a 172.16.10.132; Quatro redes classe /26.
Concurso: Analista de Tecnologia da Informação – MPOG (2013)
Disciplina: Redes de Computadores
Ricardo Kléber