conexão_Redes-aula15_com-resposta (1) (2) (14 ).pptx

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1. Instituto Federal Sul-rio-grandense Campus Pelotas CST em Sistemas para Internet Endereçamento IP Profª Adriane Pires Rodrigues Ramires

2. Disciplina de Redes de Computadores 2 Introdução

3. Disciplina de Redes de Computadores 3 Para que dois computadores possam trocar informações entre si é necessário que ambos adotem as mesmas regras para o envio e recebimento de dados Conjunto de regras = protocolo de comunicação Protocolo de comunicação Definição das regras necessárias para que o computador de destino “entenda” as informações no formato que foram enviadas pelo computador de origem Dois computadores com diferentes protocolos instalados não serão capazes de estabelecer uma comunicação e nem serão capazes de trocar informações Antes da popularização da Internet existiam diferentes protocolos sendo utilizados nas redes das empresas (TCP/IP, NETBEUI, IPX/SPX, APPLE TALK) Internet  TCP/IP é o padrão Introdução

4. Disciplina de Redes de Computadores 4 A camada de rede do modelo TCP/IP é equivalente à camada 3 (Rede) do modelo OSI Responsável por receber os pacotes de dados provenientes da camada de transporte e dividi-los em datagramas , adicionando informação do endereço lógico de origem e o endereço lógico de destino ( endereços IP ) Em seguida, o datagrama é enviado à camada que estiver operando abaixo da camada de rede (camada de interface com a rede), responsável por colocar os datagramas dentro de quadros a serem transferidos pela rede No receptor o processo inverso é realizado A camada de rede não confirma o recebimento de detagramas  responsabilidade do protocolo de transporte (TCP) Vários protocolos operam nessa camada: IP ( Internet Protocol ), ICMP ( Internet Control Message Protocol ), IGMP ( Internet Group Management Protocol ), ARP ( Address Resolution Protocol ), RARP ( Reverse Address Resolution Protocol ) e NDP ( Neighbor Discovery Protocol ) Pode-se citar aqui o DHCP (protocolo de aplicação), protocolo responsável pela distribuição de endereços IP para máquinas da rede Introdução

5. Disciplina de Redes de Computadores 5 Sistema de numeração decimal: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Dez dígitos diferentes  sistema decimal Como é determinado o valor de um número decimal? Exemplo: 4538 Valor = 4 x 10 3 + 5 x 10 2 + 3 x 10 1 + 8 x 10 Sistema de numeração binário: 0 1 Dois dígitos diferentes  sistema binário Como é determinado o valor decimal de um número binário? Exemplo: 11001110 Valor = 1 x 2 7 + 1 x 2 6 + 0 x 2 5 + 0 x 2 4 + 1 x 2 3 + 1 x 2 2 + 1 x 2 1 + 0 x 2 Valor equivalente = 128 + 64 + 32+ 16 + 8 + 4 + 2 + 1 Introdução Números Binários e Conversão de bases

6. Disciplina de Redes de Computadores 6 Como converter de decimal para binário? Valor decimal correspondente a cada um dos 8 dígitos binários: 128 64 32 16 8 4 2 1 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 Exemplo: convertendo 234 para binário 128 cabe em 234? Sim. Então o primeiro dígito é 1 128 + 64 cabe em 234? Sim, a soma é 192. Então o segundo dígito é 1 192 + 32 cabe em 234? Sim, a soma é 224. Então o terceiro dígito é 1 224 + 16 cabe em 234? Não, a soma é 240. Então o quarto dígito é 0 224 + 8 cabe em 234? Sim, a soma é 232. Então o quinto dígito é 1 232 + 4 cabe em 234? Não, a soma é 236. Então o sexto dígito é 0 232 + 2 cabe em 234? Sim, a soma é 234. Então o sétimo dígito é 1 234 + 1 cabe em 234? Não, a soma é 235. Então o oitavo dígito é 0 Resultado: 234 = 11101010 Introdução Números Binários e Conversão de bases

7. Disciplina de Redes de Computadores 7 Operações lógicas  E, OU, XOR, NOT Operação importante no contexto em estudo  operador E Quando realizamos um “E” entre dois bits, o resultado somente será 1 se os dois bits forem iguais a 1. Se pelo menos um dos bits for igual a zero, o resultado será zero. Tabela de valores possíveis da operação E entre dois bits: Introdução Operação Lógica E (AND) Bit 1 Bit 2 Bit 1 E Bit 2 1 1 1 1 1

8. Disciplina de Redes de Computadores 8 Endereçamento IP

9. Disciplina de Redes de Computadores 9 Como entregar um pacote de dados para uma determinada máquina na rede? A rede precisa saber o endereço da máquina de destino Cada máquina possui dois endereços Endereço físico (MAC)  gravado na placa de rede da máquina Endereço lógico (IP)  configurado por software Como funciona em uma rede local (Máquina A  Máquina B)? A máquina A envia o quadro de dados pela rede com o endereço físico da máquina B Redes Ethernet  todas as máquinas veem este quadro, mas só a máquina de destino o captura Se o dispositivo concentrador for um switch somente a máquina B recebe o quadro de dados Endereçamento IP

10. Disciplina de Redes de Computadores 10 Como funciona quando temos redes interconectadas? Já imaginaram se todas as máquinas enviassem para todas as máquinas do mundo para que então somente a máquina de destino capturasse o quadro de dados? É aqui que utilizamos o endereçamento lógico! Funcionam de maneira padronizada Com isso os pacotes de dados têm como seguir até o seu destino O envio de pacotes de uma rede para outra é realizado através de equipamentos chamados roteadores Protocolo IP  é roteável Endereçamento IP

11. Disciplina de Redes de Computadores 11 Suponha uma comunicação entre uma máquina da Rede 1 com a Rede 3 Sabe-se que o destino não está na rede local (rede 1) Envia o pacote para o roteador 1 O roteador 1 vê o endereço IP de destino e sabe que este endereço não pertence nem à rede 1 nem à rede 2. Envia o pacote ao roteador 2 O roteador 2 vê o endereço IP de destino e sabe que ele faz parte da rede 3, entregando o pacote à máquina de destino na rede 3 Redes TCP/IP funcionam assim  existe um ponto de saída da rede, chamado de gateway (destino de todos os pacotes de dados que não são da rede) Endereçamento IP Rede 1 Rede 2 Rede 3 Roteador 1 Roteador 2

12. Disciplina de Redes de Computadores 12 Existem dois tipos de endereçamento IP Endereçamento IPv4 e IPv6 IPv4  utilizado pela ampla maioria dos computadores na rede atualmente IPv6  evolução do IPv4 Conheceremos hoje o endereçamento IPv4 Endereçamento IP

13. Disciplina de Redes de Computadores 13 Endereçamento IPv4

14. Disciplina de Redes de Computadores 14 No endereçamento IPv4 o endereço IP é formado por um número de 32 bits, representado na forma de 4 números de 8 bits separados por um ponto A . B . C . D Um byte para cada um dos 4 números Números de 8 bits variam de 0 a 255 (2 8 = 256) Variação dos endereços IPv4 de 0.0.0.0 a 255.255.255.255 Teoricamente  4.294.967.296 endereços possíveis (256 4 ) Endereçamento IPv4

15. Disciplina de Redes de Computadores 15 Cada dispositivo de uma rede precisa ter um endereço IP único para que o pacote de dados consiga ser entregue corretamente Você não pode utilizar um endereço qualquer, é preciso verificar se nenhum outro dispositivo da rede está utilizando o endereço desejado Endereços IP são divididos em dois campos, um que identifica a rede e outro que identifica a máquina dentro daquela rede É necessário, então, utilizar um endereço IP que pertença à rede Endereçamento IPv4

16. Disciplina de Redes de Computadores 16 Com o objetivo de facilitar a distribuição dos endereços IPs , foram especificadas 5 classes de endereços IP Endereçamento IPv4 A B C D Identificação da Rede (7 bits) Identificação da máquina (24 bits) Classe A 1 0 Identificação da Rede (14 bits) Identificação da máquina (16 bits) Classe B Classe C 1 1 0 Identificação da Rede (21 bits) Identificação da máquina (08 bits) 1 1 1 0 Endereçamento Multicast Classe D 1 1 1 1 Reservado para uso futuro Classe E

17. Disciplina de Redes de Computadores 17 Com o objetivo de facilitar a distribuição dos endereços IPs , foram especificadas 5 classes de endereços IP Endereçamento IPv4 A B C D Identificação da Rede (7 bits) Identificação da máquina (24 bits) Classe A 1 0 Identificação da Rede (14 bits) Identificação da máquina (16 bits) Classe B Classe C 1 1 0 Identificação da Rede (21 bits) Identificação da máquina (08 bits) 1 1 1 0 Endereçamento Multicast Classe D 1 1 1 1 Reservado para uso futuro Classe E 16.777.214 endereços (2 24 - 2) 65.534 endereços (2 16 - 2) 254 endereços (2 8 - 2) Não endereçam máquinas Primeiro endereço  identificação da rede Segundo endereço  identificação do endereço de broadcast

18. Disciplina de Redes de Computadores 18 Divisão das classes de endereços considerando os bits fixos iniciais de cada classe Alguns endereços possuem significado especial e não podem ser utilizados Endereços da rede 127.0.0.0  utilizados para fazer referência à própria máquina. Normalmente utiliza-se 127.0.0.1 ( localhost ) Endereço com todos os bits destinados à identificação da máquina iguais a 0  endereço da rede Endereço com todos os bits destinados à identificação da máquina iguais a 1  endereço de broadcast Endereçamento IPv4 Classe Endereço mais baixo Endereço mais alto A 0.0.0.0 127.255.255.255 B 128.0.0.0 191.255.255.255 C 192.0.0.0 223.255.255.255 D 224.0.0.0 239.255.255.255 E 240.0.0.0 255.255.255.255

19. Disciplina de Redes de Computadores 19 É importante separar, em um endereço IP, o que é o número da rede e o que é o número da máquina Exemplo 1: 192.168.0.5 Endereço da classe C, conforme tabela do slide anterior Classe C  os três primeiros números indicam a rede e o último número indica a máquina Portanto, estamos falando da máquina 5 da rede 192.168.0 Exemplo 2: 10.0.0.3 Endereço da classe A Classe A  o primeiro número indica a rede e os três últimos números indicam a máquina Portanto, estamos falando da máquina 0.0.3 da rede 10 Mantendo o padrão: máquina 0.0.0.5 da rede 192.168.0.0 e máquina 0.0.0.3 da rede 10.0.0.0 Endereçamento IPv4

20. Disciplina de Redes de Computadores 20 Endereçamento IPv4 Endereços Públicos e Privados

21. Disciplina de Redes de Computadores 21 Endereços IP podem ser classificados em dois tipos: Públicos Privados Endereço Público  endereço IP válido na Internet Quando você se conecta à Internet em sua casa sua máquina recebe um IP público fornecido pelo provedor de acesso Endereços IP públicos são fornecidos através de uma entidade centralizadora IANA ( Internet Assigned Numbers Authority )  repassa a atribuição de distribuição de blocos de endereços IP à entidades responsáveis por cada região do mundo No Brasil  LACNIC ( Latin American and Caribbean Internet Address Registry ) Nos EUA  ARIN ( American Registry for Internet Numbers ) Uma operadora de acesso para operar no Brasil deve solicitar IPs à LACNIC Esses IPs são repassados aos clientes através do protocolo DHCP Endereçamento IPv4 Endereços Públicos e Privados

22. Disciplina de Redes de Computadores 22 Endereço Privado  chamados de endereços mágicos ou falsos Utilizado em redes locais Não funcionam na Internet Roteadores não entendem esses endereços quando os recebem e impedem a mensagem de seguir adiante Uma faixa de endereço de cada classe é reservada para endereços privados Endereçamento IPv4 Endereços Públicos e Privados Classe Endereços A 10.0.0.0 a 10.255.255.255 B 172.16.0.0 a 172.31.255.255 C 192.168.0.0 a 192.168.255.255

23. Disciplina de Redes de Computadores 23 Exemplo de rede local usando a faixa 192.168.0.0 Endereçamento IPv4 Endereços Públicos e Privados 192.168.0.1 192.168.0.2 192.168.0.3 192.168.0.4 Rede 192.168.0.0 Switch

24. Disciplina de Redes de Computadores 24 Como conectar essa mesma rede à Internet? Endereçamento IPv4 Endereços Públicos e Privados 192.168.0.2 192.168.0.3 192.168.0.4 192.168.0.5 Rede 192.168.0.0 Switch Internet 200.123.123.123 IP Público 192.168.0.1 NAT ( Network Address Translation ) Traduação de IPs (uso de portas)

25. Disciplina de Redes de Computadores 25 Endereçamento IPv4 Sub-redes

26. Disciplina de Redes de Computadores 26 Os endereços classes A, B e C são dados pela entidade responsável (LACNIC) somente em blocos Exemplo: se uma empresa precisar de 100 endereços ela necessariamente terá de adquirir um bloco Classe C e receber 254 endereços Na Classe A essa mesma empresa receberia mais de 16 milhões de endereço IP públicos Solução  dividir uma faixa de endereços grande em uma faixa de endereços menor Utiliza-se uma máscara de rede ou o sistema CIDR ( Classless Inter-Domain Routing ) Endereçamento IPv4 Sub-redes

27. Disciplina de Redes de Computadores 27 Máscaras de sub-redes : A máscara informa que divisão será dada ao endereçamento da rede Quantos bits do endereço serão usados para identificar a rede e quantos bits serão usados para identificar a máquina A máscara é dada por um valor de 32 bits usando o mesmo formato do endereço IP Cada bit que indica a rede é colocado em 1 Cada bit que indica a máquina é colocado em Esquema de máscara padrão dos endereços de classe A, B e C Endereçamento IPv4 Sub-redes Classe Máscara A 255.0.0.0 B 255.255.0.0 C 255.255.255.0

28. Disciplina de Redes de Computadores 28 Máscaras de sub-redes : Endereçamento IPv4 Sub-redes A B C D Identificação da Rede (8 bits) Identificação da Máquina (8 bits) Identificação da Máquina (8 bits) Identificação da Máquina (8 bits) Classe A 11111111 (255 bits) 00000000 (0) 00000000 (0) 00000000 (0) Máscara Identificação da Rede (8 bits) Identificação da Rede (8 bits) Identificação da Máquina (8 bits) Identificação da Máquina (8 bits) 11111111 (255 bits) 11111111 (255 bits) 00000000 (0) 00000000 (0) Classe B Máscara Classe C Máscara Identificação da Rede (8 bits) Identificação da Rede (8 bits) Identificação da Rede (8 bits) Identificação da Máquina (8 bits) 11111111 (255 bits) 11111111 (255 bits) 11111111 (255 bits) 00000000 (0)

29. Disciplina de Redes de Computadores 29 Exemplos de utilização das máscaras Exemplo 1: Endereço IP 185.22.33.44  endereço IP classe B Dois primeiros bytes indicam a rede Dois últimos bytes indicam a máquina Rede 185.22.0.0 Máquina 0.0.33.44 O que acontece se configurarmos este endereço com a máscara 255.255.255.0 (em vez da máscara padrão Classe B que é 255.255.0.0)? “Transformação” do endereço IP Classe B em um endereço IP Classe C Três primeiros bytes passam a identificar a rede  185.22.33.0 Último byte passa a identificar a máquina  0.0.0.44 Endereço de broadcast com a máscara Classe C  185.22.33.255 (antes 185.22.255.255) Com isso é possível dividir um endereço Classe B em vários endereços Classe C e alocá-los para redes diferentes Endereçamento IPv4 Sub-redes

30. Disciplina de Redes de Computadores 30 Exemplo 2: Endereço IP 200.123.123.0  endereço IP classe C Rede com 254 endereços disponíveis Máscara de sub-rede 255.255.255.0 Endereço de broadcast é 200.123.123.255 O que fazer para dividir essa rede em duas redes distintas , cada uma com metade dos endereços disponíveis? Reduzimos o número de bits utilizados para identificação da máquina de 8 (2 8 = 256) para 7 (2 7 = 128) Logo a máscara de sub-rede passa a ser 255.255.255.128 Endereçamento IPv4 Sub-redes

31. Disciplina de Redes de Computadores 31 Endereçamento IPv4 Sub-redes 11111111 (255 bits) 11111111 (255 bits) 11111111 (255 bits) 10000000 (128) Máscara ENDEREÇAMENTO ORIGINAL Endereço da Rede: 200.123.123.0 Máscara: 255.255.255.0 IPs disponíveis: 200.123.123.1 a 200.123.123.254 Endereço de Broadcast: 200.123.123.255 REDE 1 Endereço da Rede: 200.123.123.0 Máscara: 255.255.255.128 IPs disponíveis: 200.123.123.1 a 200.123.123.126 Endereço de Broadcast: 200.123.123.127 REDE 2 Endereço da Rede: 200.123.123.128 Máscara: 255.255.255.128 IPs disponíveis: 200.123.123.129 a 200.123.123.254 Endereço de Broadcast: 200.123.123.255

32. Disciplina de Redes de Computadores 32 Exemplo 3: Endereço IP 200.123.123.0  endereço IP classe C Rede com 254 endereços disponíveis Máscara de sub-rede 255.255.255.0 Endereço de broadcast é 200.123.123.255 O que fazer para dividir essa rede em quatro redes distintas , cada uma com 64 endereços? Reduzimos o número de bits utilizados para identificação da máquina de 8 (2 8 = 256) para 6 (2 6 = 64) Logo a máscara de sub-rede passa a ser 255.255.255.192 Endereçamento IPv4 Sub-redes

33. Disciplina de Redes de Computadores 33 Endereçamento IPv4 Sub-redes 11111111 (255 bits) 11111111 (255 bits) 11111111 (255 bits) 11000000 (192) Máscara ENDEREÇAMENTO ORIGINAL Endereço da Rede: 200.123.123.0 Máscara: 255.255.255.0 IPs disponíveis: 200.123.123.1 a 200.123.123.254 Endereço de Broadcast: 200.123.123.255 REDE 1 Endereço da Rede: 200.123.123.0 Máscara: 255.255.255.192 IPs disponíveis: 200.123.123.1 a 200.123.123.62 Endereço de Broadcast: 200.123.123.63 REDE 2 Endereço da Rede: 200.123.123.64 Máscara: 255.255.255.192 IPs disponíveis: 200.123.123.65 a 200.123.123.126 Endereço de Broadcast: 200.123.123.127 REDE 3 Endereço da Rede: 200.123.123.128 Máscara: 255.255.255.192 IPs disponíveis: 200.123.123.129 a 200.123.123.190 Endereço de Broadcast: 200.123.123.191 REDE 4 Endereço da Rede: 200.123.123.192 Máscara: 255.255.255.192 IPs disponíveis: 200.123.123.193 a 200.123.123.254 Endereço de Broadcast: 200.123.123.255

34. Disciplina de Redes de Computadores 34 Sistema CIDR: Consiste em adicionar “/” seguido do número de bits “1” da máscara de rede, em decimal Rede Classe A  padrão /8  255.0.0.0 Rede Classe B  padrão /16  255.255.0.0 Rede Classe C  padrão /24  255.255.255.0 Vamos verificar os exemplos anteriores (2 e 3), utilizando agora o sistema CIDR Endereçamento IPv4 Sub-redes

35. Disciplina de Redes de Computadores 35 Endereçamento IPv4 Sub-redes ENDEREÇAMENTO ORIGINAL Endereço da Rede: 200.123.123.0/24 IPs disponíveis: 200.123.123.1 a 200.123.123.254 Endereço de Broadcast: 200.123.123.255 REDE 1 Endereço da Rede: 200.123.123.0/25 IPs disponíveis: 200.123.123.1 a 200.123.123.126 Endereço de Broadcast: 200.123.123.127 REDE 2 Endereço da Rede: 200.123.123.128/25 IPs disponíveis: 200.123.123.129 a 200.123.123.254 Endereço de Broadcast: 200.123.123.255 Exemplo 2

36. Disciplina de Redes de Computadores 36 Endereçamento IPv4 Sub-redes ENDEREÇAMENTO ORIGINAL Endereço da Rede: 200.123.123.0/24 IPs disponíveis: 200.123.123.1 a 200.123.123.254 Endereço de Broadcast: 200.123.123.255 REDE 1 Endereço da Rede: 200.123.123.0/26 IPs disponíveis: 200.123.123.1 a 200.123.123.62 Endereço de Broadcast: 200.123.123.63 REDE 2 Endereço da Rede: 200.123.123.64/26 IPs disponíveis: 200.123.123.65 a 200.123.123.126 Endereço de Broadcast: 200.123.123.127 REDE 3 Endereço da Rede: 200.123.123.128/26 IPs disponíveis: 200.123.123.129 a 200.123.123.190 Endereço de Broadcast: 200.123.123.191 REDE 4 Endereço da Rede: 200.123.123.192/26 IPs disponíveis: 200.123.123.193 a 200.123.123.254 Endereço de Broadcast: 200.123.123.255 Exemplo 3

37. Disciplina de Redes de Computadores 37 Como funciona na prática? Endereçamento IPv4 Sub-redes Roteador 1 REDE 1 Endereço da Rede: 200.123.123.0/26 Ips : 200.123.123.1 a 200.123.123.62 Broadcast 200.123.123.63 Internet REDE 2 Endereço da Rede: 200.123.123.64/26 Ips : 200.123.123.65 a 200.123.123.126 Broadcast 200.123.123.127 REDE 3 Endereço da Rede: 200.123.123.128/26 Ips : 200.123.123.129 a 200.123.123.190 Broadcast 200.123.123.191 REDE 4 Endereço da Rede: 200.123.123.192/26 Ips : 200.123.123.193 a 200.123.123.254 Broadcast 200.123.123.255 Roteador 2 Roteador 3 Roteador 4

38. Referência TORRES, Gabriel. Redes de computadores . Rio de Janeiro: Novaterra, c2010. xxiii. ISBN 9788561893057 (broch.)