Endereço IP - Sala do Truco

O que é um endereço IP
Na Internet, os computadores comunicam entre eles graças ao protocolo IP (Internet Protocol),
que utiliza endereços numéricos, chamados endereços IP, compostos por 4 números inteiros (4
bytes) entre 0 e 255 e notados sob a forma xxx.xxx.xxx.xxx. Por exemplo, 194.153.205.26 é
um endereço IP com forma técnica.
Estes endereços servem para os computadores da rede para comunicarem entre eles, assim
cada computador de uma rede possui um endereço IP único nessa rede.
É o ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers, substituindo o IANA,
Internet Assigned Numbers Agency, desde 1998) que está encarregado de atribuir endereços
IP públicos, isto é, os endereços IP dos computadores directamente ligados à rede pública de
Internet.
Decodificar um endereço IP
Um endereço IP é um endereço 32 bits, geralmente notado sob a forma de 4 números inteiros
separados por pontos. Distinguem-se, com efeito, duas partes no endereço IP:
uma parte dos números à esquerda designa a rede e chama-se ID de rede (em inglês
netID),
os números à direita designam os computadores desta rede e chamam-se ID de hóspede
(em inglês host-ID).
Repare no exemplo abaixo:
Tomemos a rede de esquerda: 194.28.12.0. Contém os computadores seguintes:
• 194.28.12.1 a 194.28.12.4
Repare na rede à direita: 178.12.0.0. Compreende os computadores seguintes:
• 178.12.77.1 a 178.12.77.6
No caso acima, as redes são notadas 194.28.12 e 178.12.77, seguidamente numera-se cada
um dos computadores que a constituem.
Imagine uma rede notada 58.0.0.0. Os computadores desta rede poderão ter os endereços IP
que vão de 58.0.0.1 a 58.255.255.254. Trata-se de atribuir os números de modo a que haja
uma organização na hierarquia dos computadores e dos servidores.
Assim, quanto mais pequeno for o número de bits reservado à rede, mais esta pode conter
computadores.
Com efeito, uma rede notada 102.0.0.0 pode conter computadores cujo endereço IP pode
variar entre 102.0.0.1 e 102.255.255.254 (256*256*256-2=16777214 possibilidades), enquanto
uma rede notada 194.26 poderá conter apenas computadores cujo endereço IP esteja
compreendido entre 194.26.0.1 e 194.26.255.254 (256*256-2=65534 possibilidades), é a noção
de classe de endereço IP.
Endereços específicos
Quando se anula a parte host-id, isto é, quando se substituem os bits reservados às máquinas
da rede por zeros (por exemplo 194.28.12.0), obtém-se o que chamamos de endereço rede.
Este endereço não pode ser atribuído a nenhum dos computadores da rede.
Quando a parte netid é anulada, quer dizer, quando os bits reservados à rede são substituídos
por zeros, obtém-se o endereço máquina. Este endereço representa a máquina especificada
pelo host-ID que se encontra na rede corrente.
Quando todas as bits da parte host-id são de 1, o endereço obtido chama-se endereço de
divulgação (em inglês broadcast). Trata-se de um endereço específico, permitindo enviar uma
mensagem a todas as máquinas situadas na rede especificada pelo netID.
Pelo contrário, quando todos os bits da parte netid são 1, o endereço obtido constitui o
endereço de divulgação limitada (multicast).
Por último, o endereço 127.0.0.1 chama-se endereço de defeito (em inglês loopback), porque
designa a máquina local (em inglês localhost).
As classes de redes
Os endereços IP estão repartidos por classes, de acordo com o número de bytes que
representam a rede.
Classe A
Num endereço IP de classe A, o primeiro byte representa a rede.
O bit de peso forte (o primeiro bit, o da esquerda) está a zero, o que significa que há 27
(00000000 à 01111111) possibilidades de redes, quer dizer 128 possibilidades. Contudo, a
rede 0 (bits que valem 00000000) não existe e o número 127 é reservado para designar a sua
máquina.
As redes disponíveis em classe A são por conseguinte as redes que vão de 1.0.0.0 a 126.0.0.0
(os últimos bytes são zeros que indicam que se trata de redes e não de computadores!)
Os três bytes à direita representam os computadores das redes, a rede pode por conseguinte
conter um número de computador igual a:
224 ‒ 2 = 16777214 computadores.
Um endereço IP de classe A, binário, parece-se com isto:
0 xxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
Rede
Computadores
Classe B
Num endereço IP de classe B, os dois primeiros bytes representam a rede.
Os dois primeiros bits são 1 e 0, o que significa que há 214 (10 000000 00000000 do 111111
11111111) possibilidades de redes, quer dizer de 16384 redes possíveis. As redes disponíveis
em classe B são por conseguinte as redes que vão de 128.0.0.0 a 191.255.0.0
Os dois bytes de direita representam os computadores da rede. A rede pode por conseguinte
conter um número de computadores igual a:
216 ‒ 21 = 65534 computadores.
Um endereço IP de classe B, binário, assemelha-se a isto:
10 xxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
Rede
Computadores
Classe C
Num endereço IP de classe C, os três primeiros bytes representam a rede. Os três primeiros
bits são 1,1 e 0, que significa que há 221 possibilidades de redes, quer dizer 2097152. As redes
disponíveis em classe C são por conseguinte as redes que vão de 192.0.0.0 a 223.255.255.0
O byte de direita representa os computadores da rede, a rede pode por conseguinte conter:
28 ‒ 21 = 254 Computadores
Um endereço IP de classe C, binário, assemelha-se a isto :
110 xxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
Rede
Computadores
Atribuição dos endereços IP
O objectivo da divisão dos endereços IP em três classes A, B e C, é facilitar a investigação de
um computador na rede. Com efeito, com esta notação é possível procurar inicialmente a rede
que se deseja atingir e seguidamente procurar um computador . Assim, a atribuição dos
endereços IP faz-se de acordo com a dimensão da rede.
Classe Número de redes possíveis Números máximos de computadores em cada uma
A
126
16777214
B
16384
65534
C
2097152
254
Os endereços de classe A são reservados especialmente para as grandes redes, enquanto se
atribuirão os endereços de classe C a pequenas redes de empresa, por exemplo.
Endereços IP reservados
Acontece frequentemente numa empresa ou uma organização que um só computador esteja
ligdo à Internet, é por seu intermédio que os outros computadores da rede acedem à Internet
(fala-se geralmente de proxy ou ponte estreita).
Neste caso, o único computador ligado à Internet tem necessidade de reservar um endereço IP
junto do ICANN. Contudo, os outros computadores têm na mesma necessidade de um
endereço IP para poderem comunicar entre eles internamente.
Assim, o ICANN reservou um punhado de endereços em cada classe para permitir afectar um
endereço IP aos computadores de uma rede local ligada à Internet sem correr o risco de criar
uma confusão de endereços IP na rede das redes. Trata-se dos endereços seguintes :
Endereços IP privados de classe A: 10.0.0.1 a 10.255.255.254, permitindo a criação de vastas
redes privadas que compreendem milhares de computadores.
Endereços IP privados de classe B: 172.16.0.1 à 172.31.255.254, permitindo criar redes
privadas de média dimensão.
Endereços IP privados de classe C: 192.168.0.1 à 192.168.0.254, para instalação de pequenas
redes privadas.
Máscaras de subrede
Máscara de subrede
Resumindo, fabrica-se uma máscara contendo 1 nos lugares dos bits que desejamos
conservar, e 0 para os que queremos anular.Uma vez criada esta máscara, basta fazer um ET
lógico entre o valor que se deseja mascarar e a máscara, para deixar intacta a parte que
deseja e anular o resto.
Assim, uma máscara rede (em inglês netmask) apresenta-se sob a forma de 4 bytes separados
por pontos (como um endereço IP), compreende (na sua notação binária) dos zeros a nível das
bits do endereço IP que quer-se anular (e do 1 a nível dos que deseja-se conservar).
Interesse de uma máscara de subrede
O primeiro interesse de uma máscara de subrede é permitir identificar simplesmente a rede
associada a um endereço IP.
Com efeito, a rede é determinada por diversos bytes do endereço IP (1 byte para os endereços
de classe A, 2 para os endereços de classe B, e de 3 bytes para a classe C). Ora, uma rede é
notada tomando o número de bytes que a carateriza, seguidamente completando com zeros. A
rede associada ao endereço 34.56.123.12 é por exemplo 34.0.0.0, porque se trata de um
endereço IP de classe A.
Para conhecer o endereço da rede associada ao endereço IP 34.56.123.12, basta então aplicar
uma máscara cujo primeiro byte comporta apenas 1 (quer dizer, 255 em notação decimal),
seguidamente 0 sobre os bytes seguintes.
A máscara é: 11111111.00000000.00000000.00000000
A máscara associada ao endereço IP 34.208.123.12 é por conseguinte 255.0.0.0.
O valor binário de 34.208.123.12 é: 00100010.11010000.01111011.00001100
Um ET lógico entre o endereço IP e a máscara dá assim o resultado seguinte:
00100010.11010000.01111011.00001100
E
11111111.00000000.00000000.00000000
=
00100010.00000000.00000000.00000000
Isto é, 34.0.0.0. Trata-se da rede associada ao endereço 34.208.123.12
Generalizando, é possível obter as máscaras que correspondem a cada classe de endereço:
• Para um endereço de Classe A, só o primeiro byte deve ser conservado. A máscara possui
a forma seguinte 11111111.00000000.00000000.00000000, quer dizer 255.0.0.0 em
notação decimal;
• Para um endereço de Classe B, os dois primeiros bytes devem ser conservados, o que dá
a máscara seguinte 11111111.11111111.00000000.00000000, correspondente a
255.255.0.0 em notação decimal;
• Para um endereço de Classe C, com o mesmo raciocínio, a máscara possuirá a forma
seguinte 11111111.11111111.11111111.00000000, quer dizer 255.255.255.0 em notação
decimal
Criação de subredes
Retomemos o exemplo da rede 34.0.0.0, e suponhamos que desejamos que os dois primeiros
bits do segundo byte permitam designar a rede.
A máscara a aplicar será então:
11111111.11000000.00000000.00000000
quer dizer 255.192.0.0
Se se aplicar esta máscara, ao endereço 34.208.123.12 obtém-se :
34.192.0.0
Realmente há 4 casos possíveis para o resultado máscara de um endereço IP de um
computador da rede 34.0.0.0
Ou os dois primeiros bits do segundo byte são 00, neste caso o resultado é 34.0.0.0
Ou os dois primeiros bits do segundo byte são 01, neste caso o resultado é 34.64.0.0
Ou os dois primeiros bits do segundo byte são 10, neste caso o resultado é 34.128.0.0
Ou os dois primeiros bits do segundo byte são 11, neste caso o resultado é 34.192.0.0
Esta máscara divide por conseguinte uma rede de classe A (que pode admitir 16.777.214
computadores) em 4 subredes ‒ daí o nome de máscara de subrede ‒ que pode admitir 222
computadores, quer dizer 4.194.304 computadores.
Pode ser interessante observar que nos dois casos, o número total de computadores é o
mesmo, quer dizer 16.777.214 computadores (4 x 4194304 ‒ 2 = 16777214).
O número de subredes depende do número de bits atribuídos a mais à rede (aqui 2). O número
de subredes é por conseguinte:
números de bits
números subredes
1
2
2
3
4
8
4
16
5
32
6
7
64
128
8 (impossível para uma classe C)
256