Aula 10 - Endereçamento IP.pptx

Endereçamento IP

1. Endereçamento IP Prof. Dely Lima

2. Protocolos de Internet IPv4 e IPv6 são os protocolos responsáveis por identificar computadores na Internet e garantir que as informações cheguem ao destino correto. O sistema existe desde o início da rede, mas seu crescimento exponencial levou a uma situação imprevista: a existência de um número maior de dispositivos que os 4,3 bilhões de endereços IP disponíveis até então.

3. Protocolos de Internet Para resolver a problema, várias soluções temporárias foram exploradas, mas a chegada do IPv6 foi crucial para permitir uma quantidade quase infinita de endereços, além de trazer mais segurança e pacotes de dados maiores.

4. Protocolos de Internet No início da década de 1980, foi necessário criar um sistema em que computadores pudessem se reconhecer e garantir que o tráfego de informações fosse bem-sucedido. A solução para esse problema foi o IP, sigla em inglês para Protocolo de Internet, um conjunto de regras comum a todos os dispositivos conectados que permitiu a identificação.

5. Protocolos de Internet

6. IPv4 x IPv6 Em meados de 1990 começaram os problemas: havia mais dispositivos conectados do que endereços IP disponíveis. IPv6 foi uma das soluções adotadas para contornar a situação. IPv6 criado em 1995. O novo padrão e trouxe diversas atualizações importantes, resolvendo inclusive alguns problemas encontrados no IPv4. A principal mudança é em como os endereços são gerados.

7. IPv4 x IPv6 No IPv4, cada protocolo é composto por quatro grupos de três dígitos decimais, cada um com 8 bits e variando entre 0 e 255. A partir disso são criados números familiares como 192.168.1.1 e 127.0.0.1 – que são usados em redes locais – ou 200.147.35.149, o IP da UOL, por exemplo.

8. IPv4 x IPv6 No IPv4, cada protocolo é composto por quatro grupos de dois dígitos hexadecimais, cada um com 32 bits e variando entre 0 e 255. A partir disso são criados números familiares como 192.168.1.1 e 127.0.0.1 – que são usados em redes locais – ou 200.147.35.149, o IP da UOL, por exemplo.

9. IPv4 x IPv6 O IPv6, por sua vez, possui oito grupos de números, cada um com quatro dígitos (128 bits) hexadecimais. Isso garante que o número aproximado de endereços seja de 3,4 x 10^38 (dez elevado à 38ª potência), amplo o suficiente para evitar uma nova escassez por muito tempo.

10. Como são utilizados? Com o aumento no uso da Internet comercial e a multiplicação do número de sites, se tornou impossível decorar tantos números, o que levou à criação do DNS, sistema que relaciona palavras aos sites para facilitar seu uso.

11. Como são utilizados? Por exemplo, quando você acessa o endereço "www.uniftc.edu.br", está requisitando a entrada a um servidor DNS que possui arquivado o endereço IP relacionado ao site. O mesmo repassa a informação para o dispositivo do usuário, que pode usá-lo para acessar o portal. Este processo é tão rápido que, na maior parte das vezes, termina antes que possamos perceber.

12. Como são utilizados? Já os IPs de usuários comuns costumam ser cedidos por seus provedores. Quando seu computador está inativo, ele devolve o endereço ao provedor. Isto é uma forma de evitar a falta de IPv4 na internet.

13. Como são utilizados? Outra solução encontrada foi a criação do DHCP, um sistema presente em roteadores com e sem fio. O recurso cria uma espécie de Internet "interna", com endereços IP que só funcionam dentro da rede local. Assim, todos os dispositivos conectados a ela – computadores, celulares, aparelhos IoT, entre outros – compartilham o mesmo IPv4, mas têm IPs internos diferentes.

14. Como são utilizados? Este sistema é desnecessário no IPv6, uma vez que cada dispositivo pode ter seu próprio endereço sem perigo de repetição. Isso também garante que o novo protocolo seja, teoricamente, mais rápido que o antecessor, uma vez que os pacotes de dados não precisariam ser direcionados pelo servidor DHCP.

15. Protocolo IP O Internet Protocol (IP) é um protocolo da camada de Internet (ou inter-rede) da arquitetura TCP/IP Responsável pelo encaminhamento dos dados numa rede Presta todos os serviços de rede: interconexão, roteamento, endereçamento, fragmentação e encapsulamento Utilizado por todos os serviços de aplicação

16. Formato do Datagrama IP O datagrama IP é a unidade básica de dados no nível IP Um datagrama IP está dividido em duas áreas: cabeçalho e dados O cabeçalho contém toda a informação necessária que identifica o conteúdo do datagrama Na área de dados está encapsulado o pacote do nível superior, ou seja, um pacote TCP ou UDP

17. Formato do Datagrama IP

18. Endereços IP Cada computador conectado a internet possui um endereço IP único e universal O IPv4 consiste de um número de 32 bits (4 bytes) associado a cada interface de rede O formato do endereço é determinado pelo protocolo da camada de internet e visa facilitar a tarefa de roteamento

19. Endereços IP Notação binária do endereço IP: 10000010. 10000100. 00010011. 00011111 Normalmente é usada a notação decimal, divididos em 4 octetos, exibidos em 4 números decimais separados por pontos, por exemplo: 130.132.19.31

20. Endereços IP O endereço IP é composto por duas partes: NetID: identifica a rede a qual o sistema está conectado HostID: identifica o sistema específico na rede

21. Classes de Endereços Endereços IP são organizados em classes As classes determinam quantos bits são usados para identificar a rede e quantos são usados para codificar a máquina Classe A: NetID = 8 bits, HostID = 24 bits Classe B: NetID = 16 bits, HostID = 16 bits Classe C: NetID = 24 bits, HostID = 8 bits Esse esquema de endereçamento é chamado de classful

22. Classes de Endereços Primárias Endereços de Classe A são atribuídos a redes de grande porte Endereços de Classe B são usados para redes de médio porte Endereços de Classe C são usados para redes pequenas

23. Classes de Endereços (Especiais) Endereços de Classe D ou endereço de multicast, é um endereço de rede exclusivo que direciona os pacotes de destino para grupos predefinidos de endereços IP Endereços de Classe E são reservados pela ITF (Internet Engineering Task Force) para suas próprias pesquisas

24. Classes de Endereços (Especiais)

25. Endereço “this network” Assim como as interfaces, as redes também têm seu próprio endereço IP Por convenção, o endereço IP reservado que tem HostID com todos os bits iguais a zero é, na realidade, o endereço da rede Exemplos: 200.241.16.0 (classe C) 164.41.0.0 (classe B) 15.0.0.0 (classe A)

26. Endereço de “loopback” A maioria das implementações possui uma “ interface de loopback ” A interface loopback não se conecta a rede alguma O endereço classe A “127.0.0.0” é um endereço de rede para funções de loopback Qualquer endereço de host nessa rede pode ser usado como endereço de loopback Na prática é usado apenas o endereço 127.0.0.1, conhecido como “localhost”

27. Endereço de “Broadcast” Endereço reservado para referenciar todas as máquinas de uma rede Um pacote IP com endereço de broadcast é sempre entregue a todas as máquinas da rede Qualquer endereço cujo campo HostID possua todos os bits iguais a 1 é um endereço de broadcast 200.241.16.255 (classe C) 164.41.255.255 (classe B)

28. Endereço de “Multicast” Um endereço multicast referência um grupo seleto de máquinas de uma rede Um grupo multicast é sempre identificado por um endereço classe D Membros de um grupo ainda retém os seus próprios endereços IP, mas também têm a habilidade de absorver dados que são enviados para endereços multicast

29. Endereço de “Multicast”

30. Endereços Privados Assim como a classe de endereços 127.0.0.0, existem outros endereços que não podem ser utilizados em nenhuma máquina conectada à Internet As faixas de endereços que começam com “10”, “192.168” ou de “172.16” até “172.31” são reservadas para uso em redes locais/intranets e por isso não são usadas na Internet Redes que usam endereços dessa faixa constituem redes privadas e a numeração é denominada numeração privada

31. Obtenção de Endereços IP Faixa de endereços IP válidos devem ser solicitados a uma instituição central responsável pelo registro de endereços IANA – entidade global ARIN – entidade nos EUA LACNIC – América Latina e Caribe, incluindo o Brasil

32. Máscara de sub-rede Vimos que todos os hosts de uma rede devem ter o mesmo número de rede. Porém, essa propriedade do endereçamento IP poderá causar problemas à medida que as redes crescem Solução: permitir que uma rede pudesse ser dividida em diversas partes para uso interno, mas que externamente continue a funcionar como uma única rede

33. Máscara de sub-rede Assim surge a sub-rede que divide uma rede grande em menores Tráfego reduzido Administração simplificada Melhor performance de rede Uma máscara de sub-rede é um número de 32 bits, divido em 4 octetos Usada para dividir um endereço IP em sub-redes

34. Máscara de sub-rede A máscara de sub-rede é usada para determinar que parte do IP é o endereço da rede e qual parte é o endereço de host. Como isso é feito? Os 32 bits das máscaras de rede são divididos em duas partes: um bloco de 1s que indica a parte da rede 11111111 (binário) = 255 (decimal) um outro bloco de 0s que indica a parte dos hosts 00000000 (binário) = 0 (decimal)

35. Máscara de sub-rede Todo endereço IP precisa ser acompanhado por uma máscara de sub-rede Os computadores e roteadores fazem um AND entre o endereço IP e a máscara de sub-rede para determinar a porção de rede ou sub-rede de um endereço IP

36. Máscara de sub-rede

37. Máscara de sub-rede

38. CIDR – Classless InterDomain Routing A divisão tradicional, com as classes A, B e C de endereços fazia com que um grande número de endereços fossem desperdiçados Além do problema com as faixas de endereços classe A, que geravam um brutal desperdício de endereços Solução: implantação do sistema CIDR a partir de 1993

39. CIDR – Classless InterDomain Routing No CIDR são utilizadas máscaras de tamanho variável que permitem uma flexibilidade muito maior da criação das faixas de endereços Faixas de endereços não precisam iniciar com determinados números O CIDR permite que várias faixas de endereços contínuas sejam agrupadas em faixas maiores Simplifica a configuração

40. CIDR – Classless InterDomain Routing Notação CIDR Endereço IP: 10.0.0.1/24 /24 significa na notação CIDR a quantidade de bits ligados na máscara de sub-rede O computador não entende “/”, como fazê-lo entender o que é host e o que é rede Como é que ele sabe o que fazer ao receber o endereço 188.72.202.158/18 ?

41. CIDR – Classless InterDomain Routing

42. CIDR – Classless InterDomain Routing Tabelas com os possíveis endereçamentos CIDR

43. Cálculo de sub-rede

44. CIDR Os endereços IP identificam cada host (ou seja, cada estação) na rede. A regra básica é que cada host deve ter um endereço IP diferente e devem ser utilizados endereços dentro da mesma faixa. Um endereço IP é composto de uma sequência de 32 bits, divididos em 4 grupos de 8 bits cada, chamados de octetos e cada octeto permite o uso de 256 combinações diferentes (dois elevado à oitava potência). Classe A: 255.0.0.0 Classe B: 255.255.0.0 Classe C: 255.255.255.0

45. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255.0

46. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255.0 254 Host ́s 192.168.10.1 até 192.168.10.254 .RANGE 192.168.10.0 - REDE 192.168.10.255 - BroadCast(Todos)

47. Desperdício de IP São Paulo 60 hosts - 192.168.10.X -194 IP ́s Rio de Janeiro 55 hosts - 192.168.11.X -199 IP ́s Minas Gerais 59 hosts - 192.168.12.X -195 IP ́s Espirito Santo 45 hosts - 192.168.13.X -209 IP ́s

48. Utilizando Sub-redes São Paulo -> 60 hosts -> 1ª Sub-rede Rio de Janeiro -> 55 hosts -> 2ª Sub-rede Minas Gerais -> 59 hosts -> 3ª Sub-rede Espirito Santo -> 45 hosts -> 4ª Sub-rede

49. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255.0 11111111.1111111.1111111.00000000 Mascara em Binário Bit 1 representa REDE (Network) Bit 0 representa HOST (Computador, Impressora, Catracas, etc..)

50. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255.0 11111111.1111111.1111111.00000000 Mascara em Binário Bit 1 representa REDE (Network) Bit 0 representa HOST (Computador, Impressora, Catracas, etc..) 11111111 . 1111111 . 1111111 . 00000000 RRRRRRRR . RRRRRRRR . RRRRRRRR . HHHHHHHH

51. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255.0 11111111.1111111.1111111.00000000 Emprestar bits da parte de Host para criar subredes. 2 elevado ao numero de bits “1” (Subrede)

52. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255. ??? 11111111.1111111.1111111. 1 0000000 Emprestar bits da parte de Host para criar subredes. 2 elevado ao numero de bits “1” (Subrede) 2¹ = 2 Subredes (0 e 1)

53. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255. ??? 11111111.1111111.1111111. 11 000000 Emprestar bits da parte de Host para criar subredes. 2 elevado ao numero de bits “1” (Subrede) 2² = 4 Subredes (00, 01, 10 e 11)

54. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255. ??? 11111111.1111111.1111111. 111 000000 Emprestar bits da parte de Host para criar subredes. 2 elevado ao numero de bits “1” (Subrede) 2³ = 8 Subredes (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 e 111)

55. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255. ??? 11111111.1111111.1111111. 1111111 Não Funciona, pois não sobra nenhum Host válido somente 0 e 1 que é REDE e BROADCAST

56. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255. ??? 11111111.1111111.1111111. 111111 00 Emprestar bits da parte de Host para criar subredes. 2 elevado ao numero de bits “1” (Subrede) 2 6 = 64 Subredes Máximo de Subredes em um IP CLASSE C

57. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255. ??? 11111111.1111111.1111111. 11 000000 Emprestar bits da parte de Host para criar subredes. 2 elevado ao numero de bits “1” (Subrede) 2² = 4 Sub-redes (00, 01, 10 e 11) Máscara 192.168.10.X 255.255.255. 192

58. Tabela Conversão 192.168.10.X 255.255.255. 192 128 + 64 = 192

59. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255. ??? 11111111.1111111.1111111. 111 00000 Emprestar bits da parte de Host para criar subredes. 2 elevado ao numero de bits “1” (Subrede) 2³ = 8 Sub-redes Máscara 192.168.10.X 255.255.255. 224

60. Tabela Conversão 192.168.10.X 255.255.255. 224 128 + 64 + 32 = 224

61. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255. 192 11111111.1111111.1111111. 11 000000 Quantidade de hosts por sub-redes. 2 elevado ao numero de bits “0” (Host) 2 6 = 64 - 2 (Rede e Broadcast) 62 Hosts em cada sub-rede 000000 -> Endereço de Rede 111111 -> Endereço de Broadcast (Todos)

62. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255. 224 11111111.1111111.1111111. 111 000000 Quantidade de hosts por sub-redes. 2 elevado ao numero de bits “0” (Host) 2 5 = 32 - 2 (Rede e Broadcast) 30 Hosts em cada sub-rede 00000 -> Endereço de Rede 11111 -> Endereço de Broadcast (Todos)

63. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255. 252 11111111.1111111.1111111. 111111 00 Quantidade de hosts por sub-redes. 2 elevado ao numero de bits “0” (Host) 2 2 = 4 - 2 (Rede e Broadcast) 2 Hosts em cada sub-rede 00 -> Endereço de Rede 01 -> Host 1 10 -> Host 2 11 -> Endereço de Broadcast (Todos)

64. IP Classe C 192.168.10.X 255.255.255. 192 11111111.1111111.1111111. 11 000000 Quantidade de hosts por sub-redes. 2 elevado ao numero de bits “0” (Host) 2 6 = 64 - 2 (Rede e Broadcast) 62 Hosts em cada sub-rede 000000 -> Endereço de Rede 000001 -> 1º Host válido 111110 -> Último Host 111111 -> Endereço de Broadcast (Todos)

65. Tabela Conversão 192.168.10. - 255.255.255. 192 11111111.11111111.11111111. 11 000000 000000 -> Endereço de Rede -> 000001 -> 1º Host válido Rede da 1ª Sub-rede 111110 -> Último Host 111111 -> Endereço de Broadcast (Todos)

66. Tabela Conversão 192.168.10. 1 - 255.255.255. 192 11111111.11111111.11111111. 11 000000 000000 -> Endereço de Rede -> 000001 -> 1º Host válido -> 1 1º Host da 1ª Sub-rede 111110 -> Último Host 111111 -> Endereço de Broadcast (Todos)

67. Tabela Conversão 192.168.10. 62 - 255.255.255. 192 11111111.11111111.11111111. 11 000000 000000 -> Endereço de Rede -> 000001 -> 1º Host válido -> 1 Último host da 1ª Sub-rede 111110 -> Último Host -> 62 111111 -> Endereço de Broadcast (Todos)

68. Tabela Conversão 192.168.10. 62 - 255.255.255. 192 11111111.11111111.11111111. 11 000000 000000 -> Endereço de Rede -> 000001 -> 1º Host válido -> 1 Broadcast da 1ª Sub-rede 111110 -> Último Host -> 62 111111 -> Endereço de Broadcast (Todos) -> 63

69. Material Complementar https://www.alura.com.br/artigos/como-calcular-mascaras-de-sub-rede https://www.todoespacoonline.com/w/2015/06/calculo-de-sub-redes-ipv4/ https://pplware.sapo.pt/tutoriais/networking/redes-como-calcular-sub-redes-para-um-determinado-cenario/ https://www.site24x7.com/pt/tools/ipv4-sub-rede-calculadora.html

70. Vídeos https://www.youtube.com/watch?v=I8srQHKA3ig&t=840s https://www.youtube.com/watch?v=X9desSE4lnk&t=644s https://www.youtube.com/watch?v=fUuzEXHPLBo&t=542s

71. Vídeos https://www.youtube.com/watch?v=7tUEHsQR9ak

72. Obrigado! [email protected]