19.1
Capítulo 19
Camada de Rede:
Endereçamento Lógico
Prof. Rodrigo Ronner
rodrigoronner@gmail.com
Rodrigoronner.blogspot....
19.2
19-1 IPv4 ADDRESSES
Um endereço IPv4 é um endereço de 32 bits que única
e universalmente define a ligação de um dispo...
Quem distribui IP hoje?Quem distrubui IP hoje?
Soluções paliativas:
● 1992 - IETF cria o grupo ROAD (ROuting and ADdressing).
●CIDR (RFC 4632)‫‏‬
●Fim do uso de classes ...
NAT (Network Address Translation)
●Vantagens:
●Reduz a necessidade de endereços públicos;
●Facilita a numeração interna da...
Soluções paliativas: Queda de apenas 14%
Soluções19- 1 Soluções
Estas medidas geraram mais tempo para desenvolver uma nova
versão do IP.
● 1992 - IETF cria o grupo IPng (IP Next Generati...
19.8
Os endereços IPv4 são exclusivos e
universais.
Note
19- 1 Endereçamento
19.9
O espaço de endereços do IPv4 é igual a
232, ,ou seja, 4,294,967,296.
Note
19- 1 Endereçamento
19.10
Figure 19.1 Notação decimal pontuada e notação binária para um endereço IPv4
19.11
Alterar o seguinte endereços IPv4 de notação binária para notação decimal
com pontos.
Exemplo 19.1
Solução
Nós subst...
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Alterar o seguinte endereços IPv4 de notação decimal com pontos para a
notação binária.
Example 19.2
Solução
Nós sub...
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Encontrar o erro, se houver, nos seguintes endereços IPv4.
Exemplo 19.3
Solução
a. Não deve haver nenhuma zero à esq...
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Em classes de endereço, o espaço de endereço é dividido
em cinco classes:
A, B, C, D e E.
O endereçamento IPV4, em s...
19.15
Figure 19.2 Encontrando as classes nas notações binária e decimal pontuada
Endereçamento com Classe
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Encontrar a classe de cada endereço.
a. 00000001 00001011 00001011 11101111
b. 11000001 10000011 00011011 11111111
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Classes e Blocos
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Table 19.1 Números de blocos e Tamanhos dos blocos no endereçamento Classful IPv4
Um problema com e...
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Em classes de endereço, uma grande parte dos endereços
disponíveis foram desperdiçados.
Note
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19-1 Netid e Hostid
 No endereçamento com classes, um endereço IP na
classe A, B ou C é dividido em netid e hostid....
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19-1 Máscara
 Embora o comprimento do netid e hostid (em
bits) seja predeterminado no endereçamento com
classes, ta...
19.21
Table 19.2 Mascara padrão para endereçamento com classes
19-1 Máscara
19.22
19-1 Uso de Sub-redes
 Sub rede é uma rede dividida criando redes
menores.
 Serve para dividir uma rede diminuindo...
19.23
19-1 Uso de Super-redes
 Evitar o desperdício de números IP.
 Com a internet crescendo, poucos endereços da classe...
19.24
As classes de endereço, que é quase obsoleto, é substituído
por abordar sem classes.
Note
19.25
19-1 Endereçamento sem Classes
Para suplantar o esgotamento de endereços e oferecer acesso à internet a um
número ma...
19.26
Classless Inter-Domain Routing (CIDR).
A idéia básica por trás do CIDR, é alocar os endereços IP restantes em blocos...
19.27
Classless Inter-Domain Routing (CIDR).
19.28
Classless Inter-Domain Routing (CIDR).
Onde /21 indica uma máscara de endereços com 21 bits marcados como 1. A segui...
19.29
Figure 19.3 Um bloco de 16 endereços concedido a uma pequena empresa
19.30
Figure 19.3 Endereçamento Sub-rede
Permite que um conjunto múltiplo de redes interconectadas ser coberto por
um únic...
Definindo sub-redes “de cabeça”
 Conversão Binário para decimal (Método 1)
 Podemos simplesmente representar o número bi...
Definindo sub-redes “de cabeça”
Conversão Binário para decimal (Método 2)
 Utilizando a tabela acima, suponhamos que você...
Definindo sub-redes “de cabeça”
Dados os endereços e máscara de rede a seguir, determine a que sub-rede ele pertence,
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Definindo sub-redes “de cabeça”
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192.168.1.0 , 192.168.1.1 to 192.168.1.30 , 192.168.1.31
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Definindo sub-redes “de cabeça”
Dados os endereços, determine quantos hosts essa rede pode ter e quantas sub-redes,
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Definindo sub-redes “de cabeça”
Dados os endereços, determine se pertencem a mesma rede e qual mascara podemos
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●Vantagens:
●Reduz a necessidade de endereços públicos;
●Facilita a numeração interna das redes;
●Oculta a topologia das r...
O NAT normalmente aplica a rede um certo nível de atraso aos pacotes, já que o
ponto de acesso a Internet tem que analisar...
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Figure 19.10 A NAT implementation
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Figure 19.11 Addresses in a NAT
Tabela de Tradução
 Mas como o roteador NAT sabe o endereço de destino para um pacote
proveniente da internet?
 Podem ex...
19.42
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Table 19.4 Five-column translation table
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Capítulo 19 camada de rede - end lógico

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Capítulo 19 camada de rede - end lógico

  1. 1. 19.1 Capítulo 19 Camada de Rede: Endereçamento Lógico Prof. Rodrigo Ronner rodrigoronner@gmail.com Rodrigoronner.blogspot.com Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
  2. 2. 19.2 19-1 IPv4 ADDRESSES Um endereço IPv4 é um endereço de 32 bits que única e universalmente define a ligação de um dispositivo (por exemplo, um computador ou um roteador) para a Internet. Introdução Ipv4 Esgotamento Endereços - Soluções Espaço de Endereços Notações Endereçamento com Classes Endereçamento sem Classes Network Address Translation (NAT) Temas discutidos nesta seção:
  3. 3. Quem distribui IP hoje?Quem distrubui IP hoje?
  4. 4. Soluções paliativas: ● 1992 - IETF cria o grupo ROAD (ROuting and ADdressing). ●CIDR (RFC 4632)‫‏‬ ●Fim do uso de classes = blocos de tamanho apropriado. ●Endereço de rede = prefixo/comprimento. ●Agregação das rotas = reduz o tamanho da tabela de rotas. ● DHCP ●Alocações dinâmicas de endereços. ● NAT + RFC 1918 ●Permite conectar toda uma rede de computadores usando apenas um endereço válido na Internet, porém com várias restrições. Soluções19- 1 Soluções
  5. 5. NAT (Network Address Translation) ●Vantagens: ●Reduz a necessidade de endereços públicos; ●Facilita a numeração interna das redes; ●Oculta a topologia das redes; ●Só permite a entrada de pacotes gerado em resposta a um pedido da rede. ●Desvantagens: ●Quebra o modelo fim-a-fim da Internet; ●Dificulta o funcionamento de uma série de aplicações; ●Não é escalável; ●Aumento do processamento no dispositivo tradutor; ●Falsa sensação de segurança; ●Impossibilidade de se rastrear o caminho do pacote; ●Impossibilita a utilização de algumas técnicas de segurança como IPSec. 19- 1 Soluções
  6. 6. Soluções paliativas: Queda de apenas 14% Soluções19- 1 Soluções
  7. 7. Estas medidas geraram mais tempo para desenvolver uma nova versão do IP. ● 1992 - IETF cria o grupo IPng (IP Next Generation)‫‏‬ ●Principais questões: ●Escalabilidade; ●Segurança; ●Configuração e administração de rede; ●Suporte a QoS; ●Mobilidade; ●Políticas de roteamento; ●Transição. Soluções19- 1 Soluções
  8. 8. 19.8 Os endereços IPv4 são exclusivos e universais. Note 19- 1 Endereçamento
  9. 9. 19.9 O espaço de endereços do IPv4 é igual a 232, ,ou seja, 4,294,967,296. Note 19- 1 Endereçamento
  10. 10. 19.10 Figure 19.1 Notação decimal pontuada e notação binária para um endereço IPv4
  11. 11. 19.11 Alterar o seguinte endereços IPv4 de notação binária para notação decimal com pontos. Exemplo 19.1 Solução Nós substituímos cada grupo de 8 bits com o seu número decimal equivalente (ver Apêndice B) e adicionar pontos para a separação.
  12. 12. 19.12 Alterar o seguinte endereços IPv4 de notação decimal com pontos para a notação binária. Example 19.2 Solução Nós substituir cada número decimal com seu equivalente binário (ver Apêndice B).
  13. 13. 19.13 Encontrar o erro, se houver, nos seguintes endereços IPv4. Exemplo 19.3 Solução a. Não deve haver nenhuma zero à esquerda (045). b. Não pode haver mais de quatro números. c. Cada número deve ser menor ou igual a 255. d. Uma mistura de notação binária e notação decimal com pontos não é permitido.
  14. 14. 19.14 Em classes de endereço, o espaço de endereço é dividido em cinco classes: A, B, C, D e E. O endereçamento IPV4, em seu início usava o conceito de classes, Essa arquitetura é chamada endereçamento com classes. Embora esse método esteja se tornando obsoleto, falaremos rapidamente sobre ele aqui para mostrar o conceito por trás do endereçamento sem classe. Note 19- 1 Endereçamento
  15. 15. 19.15 Figure 19.2 Encontrando as classes nas notações binária e decimal pontuada Endereçamento com Classe
  16. 16. 19.16 Encontrar a classe de cada endereço. a. 00000001 00001011 00001011 11101111 b. 11000001 10000011 00011011 11111111 c. 14.23.120.8 d. 252.5.15.111 Example 19.4 Solução a. O primeiro bit é 0. Este é um endereço de classe. b. Os 2 primeiros bits são 1, o terceiro bit é 0. Este é um endereço classe C. c. O primeiro byte é 14, é a classe A. d. O primeiro byte é 252; a classe é E.
  17. 17. Classes e Blocos 19.17 Table 19.1 Números de blocos e Tamanhos dos blocos no endereçamento Classful IPv4 Um problema com endereçamento com classes é que cada classe é dividida Em um número fixo de blocos, cada bloco tendo um tamanho fixo conforme Na Tabela 19.1 Classes e Blocos
  18. 18. 19.18 Em classes de endereço, uma grande parte dos endereços disponíveis foram desperdiçados. Note
  19. 19. 19.19 19-1 Netid e Hostid  No endereçamento com classes, um endereço IP na classe A, B ou C é dividido em netid e hostid.  Essas parte são de comprimentos variáveis, dependendo da classe do endereço.  Na classe A, um byte define o netid e três bytes definem o hostid.  Na classe B, dois bytes definem o netid e dois bytes definem o hostid.  Na classe C, três bytes definem o netid e um byte define o hostid.  CIDR (Classless Interdomain Routing), a notação é usada no endereçamento sem classes, que discutiremos mais tarde.
  20. 20. 19.20 19-1 Máscara  Embora o comprimento do netid e hostid (em bits) seja predeterminado no endereçamento com classes, também podemos usar uma máscara (chamada de máscara-padrão), um número de 32 bits compostos de 1s contíguos por 0s contíguos.  As máscaras para as classes A, B e C são mostradas na tabela 19.2. O conceito não se aplica às classes D e E.
  21. 21. 19.21 Table 19.2 Mascara padrão para endereçamento com classes 19-1 Máscara
  22. 22. 19.22 19-1 Uso de Sub-redes  Sub rede é uma rede dividida criando redes menores.  Serve para dividir uma rede diminuindo o tráfego de informações.  Vamos pensar em uma empresa com vários departamentos, em que a área de Projetos use bastante tráfego da rede enquanto as outras áreas não usem tanto, para isso podemos dividir a rede em duas ou mais, nesse caso podemos dividir em duas, uma para área de projetos e uma para as demais áreas.
  23. 23. 19.23 19-1 Uso de Super-redes  Evitar o desperdício de números IP.  Com a internet crescendo, poucos endereços da classe A tinham sido distribuídos (poucos necessitavam de todos os hosts que esta classe permite),  a classe B era frequentemente solicitada e a classe C, como permitia poucos hosts por rede, geralmente era distribuída em blocos causando entradas desnecessárias nas tabelas de roteamento da Internet.  Para contornar este problema, a subrede permite que um endereço IP seja dividido em várias redes menores: desta maneira um endereço classe A pode ser dividido em quantas subredes forem necessárias.
  24. 24. 19.24 As classes de endereço, que é quase obsoleto, é substituído por abordar sem classes. Note
  25. 25. 19.25 19-1 Endereçamento sem Classes Para suplantar o esgotamento de endereços e oferecer acesso à internet a um número maior de organizações, o endereçamento sem classes foi desenvolvido e implementado. Nesse método, não existe classes, mas os endereços ainda são concebidos em blocos. Blocos e Endereços: No endereçamento sem classes, quando uma entidade, pequena ou grande, precisa ser conectado à internet, lhe é concebido um bloco (intervalo) de endereços. O tamanho do bloco (o número de endereços) varia de tomando como base a natureza e o tamanho da entidade. Por exemplo, um eletrodoméstico pode receber apenas dois endereços; uma grande organização, milhares de endereços. Um ISP pode receber milhares ou centenas de milhares de endereços com base no número de clientes que pretende atender.
  26. 26. 19.26 Classless Inter-Domain Routing (CIDR). 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: 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:
  27. 27. 19.27 Classless Inter-Domain Routing (CIDR).
  28. 28. 19.28 Classless Inter-Domain Routing (CIDR). 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.
  29. 29. 19.29 Figure 19.3 Um bloco de 16 endereços concedido a uma pequena empresa
  30. 30. 19.30 Figure 19.3 Endereçamento Sub-rede Permite que um conjunto múltiplo de redes interconectadas ser coberto por um único número de rede IP. Os endereços IP têm uma estrutura bem definida que permite a um gateway extrair a parte de rede de um endereço, simplesmente sabendo a sua classe e uma mascara opcional.  Quer-se reduzir o numero de rede visíveis pelo mundo;  Quer-se simplificar a gestão das muitas redes existentes numa organização;  Uma organização grande pode ter 30 ou mais redes (uma para cada departamento). Seria agradável se precisássemos de apenas publicitar um único numero de rede para as 30 redes.
  31. 31. Definindo sub-redes “de cabeça”  Conversão Binário para decimal (Método 1)  Podemos simplesmente representar o número binário 1100 0111 da seguinte forma: Cálculo das potências: 1 x 27 + 1 x 26 + 0 x 25 + 0 x 24 + 0 x 23 + 1 x 22 + 1 x 21 + 1 x 20 Soma dos resultados: 128 + 64 + 0 + 0 + 0 + 4 + 2 + 1 = 199  Note que realizamos o calculo das potências e no final somamos os resultados onde obtivemos o valor 199. Suponhamos então que seja dado o seguinte endereço IP em modo binário e vamos convertê-lo para decimal.  1100 0111 0000 0001 0000 0001 0110 0100  1100 0111 –> 1 x 27 + 1 x 26 + 0 x 25 + 0 x 24 + 0 x 23 + 1 x 22 + 1 x 21 + 1 x 20 = 199 0000 0001 –> 0 x 27 + 0 x 26 + 0 x 25 + 0 x 24 + 0 x 23 + 0 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 = 1 0000 0001 –> 0 x 27 + 0 x 26 + 0 x 25 + 0 x 24 + 0 x 23 + 0 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 = 1 0110 0100 –> 0 x 27 + 1 x 26 + 1 x 25 + 0 x 24 + 0 x 23 + 1 x 22 + 0 x 21 + 0 x 20 = 100  Do cálculo acima tiramos o seguinte endereço IP: 199.1.1.100 19.31 Definindo sub-redes “de cabeça”
  32. 32. Definindo sub-redes “de cabeça” Conversão Binário para decimal (Método 2)  Utilizando a tabela acima, suponhamos que você tenha recebido o número binário 1100 0111 e precisa converte-lo para decimal.  Vamos fazer o cálculo para obtenção do valor do primeiro octecto: 128 + 64 + 4 + 2 + 1 = 199 Note que com a utilização da tabela acima, apenas distribuímos cada bit de cada octeto, e somamos os resultados das potências apresentado na segunda linha. O segredo desta tabela é apenas realizar a soma dos bits positivos ou seja “1″ e desconsidere os bits “0″. Fazendo isso para os quatro octetos binários obteremos o mesmo resultado apresentado no método 1. 199.1.1.100. 19.32 Definindo sub-redes “de cabeça”
  33. 33. Definindo sub-redes “de cabeça” Dados os endereços e máscara de rede a seguir, determine a que sub-rede ele pertence, qual o intervalo válido de hosts e qual o endereço de broadcast? 192.168.1.0 = Endereço de Rede 255.255.255.224 = Máscara de Rede 11111111.11111111.11111111.11100000 Como utilizamos /27 bits para rede e 5 bits para hosts, temos 25 = 32 (cada sub rede) Ou então: Solução: 256-224=32 Qual endereço de broadcasts e rede para cada sub-rede? Qual quantidade de hosts de cada sub-rede? 19.33 Definindo sub-redes “de cabeça”
  34. 34. Definindo sub-redes “de cabeça”  Subnet Valid Hosts Broadcast 192.168.1.0 , 192.168.1.1 to 192.168.1.30 , 192.168.1.31 192.168.1.32 , 192.168.1.33 to 192.168.1.62 , 192.168.1.63 192.168.1.64 , 192.168.1.65 to 192.168.1.94 , 192.168.1.95 192.168.1.96 , 192.168.1.97 to 192.168.1.126 , 192.168.1.127 192.168.1.128 , 192.168.1.129 to 192.168.1.158 , 192.168.1.159 192.168.1.160 , 192.168.1.161 to 192.168.1.190 , 192.168.1.191 192.168.1.192 , 192.168.1.193 to 192.168.1.222 , 192.168.1.223 192.168.1.224 , 192.168.1.225 to 192.168.1.254 , 192.168.1.255 19.34 Definindo sub-redes “de cabeça”
  35. 35. Definindo sub-redes “de cabeça” Dados os endereços, determine quantos hosts essa rede pode ter e quantas sub-redes, qual o intervalo válido de hosts e qual o endereço de broadcast? 10.0.0.0 = Endereço de Rede 10.0.2.255 = Endereço de Rede Solução: ???? 255.255.252.0 = Máscara de Rede /27 = CIRD 11111111.11111111.11111100.00000000 REDE 1 – 10.0.0.256 – 2 = 254 REDE 2 – 10.0.1.256 – 2 = 254 REDE 3 – 10.0.2.256 – 2 = 254 REDE 4 – 10.0.3.256 – 2 = 254 19.35 Definindo sub-redes “de cabeça”
  36. 36. Definindo sub-redes “de cabeça” Dados os endereços, determine se pertencem a mesma rede e qual mascara podemos utilizar para subdividir essa rede em duas, qual o intervalo válido de hosts e qual o endereço de broadcast? 192.168.0.1 = Endereço de Rede 192.168.0.190 = Endereço de Rede Solução: ???? 255.255.255.128 = Máscara de Rede /25 = CIRD 11111111.11111111.11111111.10000000 REDE 1 – 192.168.0.0 até 127 – 2 = 125 REDE 2 – 192.168.1.128 até 255 – 2 = 125 O intervalo válido de hosts para rede 1, então seria 192.168.1.1 a 192.168.1.126 e para rede 192.168.1.129 a 192.168.1.254. 19.36 Definindo sub-redes “de cabeça”
  37. 37. ●Vantagens: ●Reduz a necessidade de endereços públicos; ●Facilita a numeração interna das redes; ●Oculta a topologia das redes; ●Só permite a entrada de pacotes gerado em resposta a um pedido da rede. ●Desvantagens: ●Quebra o modelo fim-a-fim da Internet; ●Dificulta o funcionamento de uma série de aplicações; ●Não é escalável; ●Aumento do processamento no dispositivo tradutor; ●Falsa sensação de segurança; ●Impossibilidade de se rastrear o caminho do pacote; ●Impossibilita a utilização de algumas técnicas de segurança como IPSec. NAT – Network Address Translation
  38. 38. O NAT normalmente aplica a rede um certo nível de atraso aos pacotes, já 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. Porém, o NAT tem muitos benefícios, tal como: ● Esconder o layout da rede privada; ● Não permitir que as máquinas atrás do NAT sejam acessadas como servidor. Mas em alguns casos isto pode ser um ponto negativo; ● Manter um certo nível de segurança na rede; ● Mas a principal vantagem é permitir que várias máquinas naveguem na Internet usando apenas um único IP válido. E isso dá uma acerta folga para o problema da falta de endereços IP's na Internet.
  39. 39. 19.39 Figure 19.10 A NAT implementation
  40. 40. 19.40 Figure 19.11 Addresses in a NAT
  41. 41. Tabela de Tradução  Mas como o roteador NAT sabe o endereço de destino para um pacote proveniente da internet?  Podem existir dezenas ou centenas de endereços IP Privados, cada um deles pertencente a um host especifico.  O problema é solucionado se o roteador NAT tiver uma tabela de tradução. 19.41 Tabela de tradução
  42. 42. 19.42 Figure 19.12 NAT address translation
  43. 43. 19.43 Table 19.4 Five-column translation table
  44. 44. 19.44 Figure 19.13 An ISP and NAT

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