Endereamento IP Apresentao Binria de Dados Os computadores

Endereçamento IP

Apresentação Binária de Dados • Os computadores são sistemas que trabalham com chaves eletrônicas, que podem estar ligadas (1) ou desligadas (0), esses 02 estados são denominados dígitos binários, podendo ser representados pelo código ASCII.

Bits e Bytes • Um “ 0” binário é representado por 0 Volts e “ 1” binário é representado por 5 Volts. • O grupo de 8 dígitos binários, denominado byte, representa um endereço de memória ou um caractere.

Representação Decimal • Os dispositivos em uma rede possuem um endereçamento lógico composto de 32 bits, divididos em 4 dígitos de 8 bits, conhecidos como octetos e representados de forma decimal.

Sistema Numérico Base 10 • O Sistema Numérico de Base 10 é representado pelos símbolos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, os quais podem ser combinados para formar todos os valores numéricos.

Sistema Numérico Base 2 • O Sistema Numérico de Base 2 é representado pelos símbolos 0 e 1. • Exemplo: Exemplo • 10110 = (1 x 24 = 16) + (0 x 23 = 0) + (1 x 22 = 4) + (1 x 21 = 2) + (0 x 20 = 0) = 22 (16 + 0 + 4 + 2 + 0)

Conversão Decimal/Binário • Dois Bytes (Número de Dezesseis Bits): • Conversão de 104 decimal para 01101000 binário:

Hexadecimal • O Sistema Numérico Hexadecimal é muito utilizado na exibição das informações, porque representa eficientemente através de 02 dígitos, 08 dígitos binários. • Símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E e F.

Endereçamento IP • O IP é o endereço da Camada 03, que tem a função de identificar a localização da rede e do host. • O endereçamento IP é composto de 32 bits divididos em 04 octetos, exibidos em 04 números decimais separados por pontos.

Endereçamento IP • Um computador conectado a duas redes diferentes, precisa de duas interfaces de rede, cada uma com um endereço de rede e um endereço de host exclusivo nessa rede.

Endereçamento IPv 4 • Caminho de Comunicação da Camada de Rede: • Usando o endereço IP da rede de destino, um roteador pode entregar um pacote para a rede correta. • Quando o pacote chega a um roteador conectado à rede de destino, esse roteador usa o endereço IP para localizar o computador específico conectado a essa rede.

Endereçamento IPv 4 • O endereço IP tem duas partes: • rede: rede identifica a rede a qual o sistema está conectado; • host: host identifica o sistema específico na rede. • O limite entre a parte de host e de rede, é definido pela máscara coringa.

Classes de Endereços IP de Rede • As classes de endereços IP oferecem uma faixa de 256 a 16, 8 milhões de hosts, que podem ser subdivididas em sub-redes menores.

Endereços IP Classes A, B, C, D e E • Os endereços IP são divididos em grupos chamados classes, com o intuito de acomodar redes de diversos tamanhos (endereçamento classful). • Classe A: é uma classe para redes de grande porte, com apenas o primeiro octeto representando a parte da rede e os demais octetos representando a parte do host. O primeiro bit de um endereço classe A deve ser 0.

Endereços IP Classes A, B, C, D e E • Classe B: é uma classe para redes de médio porte, com apenas os dois primeiros octetos representando a parte da rede e os demais octetos representando a parte do host. Os primeiros dois bits de um endereço classe B devem ser 10. Classe D Classe E • Classe C: é uma classe para redes de pequeno porte, com apenas os três primeiros octetos representando a parte da rede e os demais octetos representando a parte do host. Os primeiros três bits de um endereço classe C devem ser 110.

Endereços IP Classes A, B, C, D e E • Classe D: multicast, é um endereço de rede exclusivo que direciona os pacotes de destino para grupos predefinidos de endereços IP. • Classe E: IETF reserva esses endereços para suas próprias pesquisas.

Endereços IP Reservados • Existem endereços reservados que não podem ser atribuídos a nenhum dispositivo na rede, tais como: • Endereço de rede: endereço utilizado para identificar a rede; • Endereço de broadcast: endereço utilizado para uma origem enviar dados para todos os hosts em uma rede.

Endereços IP Públicos e Privados • Os hosts que estiverem conectados a rede pública (Internet) precisam de um endereço IP exclusivo que é gerenciado pela IANA, porém o rápido crescimento da Internet, originou a escassez de IPs.

Endereços IP Públicos e Privados • O CIDR e o IPV 6 são esquemas de endereçamento que foram criados para solucionar esse problema. • Os Endereços IP Privados são uma outra solução para a escassez de IPs, pois as redes privadas não conectadas diretamente à Internet podem usar qualquer endereço e usar a técnica NAT para converter um endereço privado em público, a fim de navegar na Internet.

Obtendo um Endereço da Internet • Os roteadores utilizam o endereçamento da camada 03 para encaminhar os dados através da Internet. • Os dois métodos para atribuição de endereços IP são: estático e dinâmico

Atribuição Estática do Endereço IP • Servidores, impressoras de rede, servidores de aplicativos e os roteadores devem receber um endereço IP estático, para que as estações de trabalho e os outros dispositivos sempre saibam como acessar os serviços necessários. • Imagine a dificuldade que seria telefonar para uma empresa que mudasse de número de telefone todos os dias.

Gerenciamento de IP com DHCP • Estrutura de Mensagens DHCP: • O DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) é o sucessor do BOOTP. • Diferentemente do BOOTP, o DHCP permite que um host obtenha um endereço IP dinamicamente sem que o administrador da rede tenha que configurar um perfil individual para cada dispositivo.

Protocolo de Resolução de Endereços • O Processo ARP:

Problemas de Resolução de Endereços • Questões de Resolução de Endereços de Transmissão de Redes Locais: • ARP (Address Resolution Protocol – Protocolo de Resolução de Endereços) mapeia automaticamente os endereços IP para endereços MAC.

Problemas de Resolução de Endereços • Questões de Resolução de Endereços Não- Locais: • Proxy ARP: ARP fornece o endereço MAC de um dispositivo intermediário, para transmissão fora da LAN para outro segmento da rede.

Protocolo de Resolução de Endereços • Gateway Padrão: outro método para enviar dados ao endereço de um dispositivo que está em outro segmento da rede.

Introdução às Sub-redes • As sub-redes permitem ao administrador, dividir e identificar redes independentes, além de serem necessárias para redes de grande porte e opcionais para redes pequenas. • Para serem criadas subredes, o administrador deverá manipular a máscara de subrede, pegando bits rede emprestados do campo de host. • A quantidade mínima de bits emprestados é 2 e devese deixar sobrando pelo menos 2 bits para hosts.

Introdução às Sub-redes • Para se criar sub-redes, sub-redes bits da parte de host são emprestados. • Vantagem: gerenciabilidade, contenção de broadcast e segurança para as camadas inferiores. • A segurança de acesso pode ser proporcionada com o uso de listas de acesso.

Endereço da Máscara de Sub-rede • É necessário compreender números binários e posições de bits para se criar sub-redes. • Ao pegar emprestado bits da parte do host, é necessário reservar pelo menos 02 bits no último octeto para permitir 02 endereços utilizáveis por sub-rede.

Endereço da Máscara de Sub-rede • A máscara de sub-rede indica o limite entre a parte do host e da rede em um endereço IP, sendo que é criada com o uso de 1 s binários nas posições dos bits relativos à rede e sub-redes. • O número de bits que se deve pegar emprestado, depende do número de subredes e número de hosts em cada sub-rede desejada. • Calcula-se da seguinte maneira: • (2 elevado ao núm. de bits emprestados) – 2 = subredes utilizáveis. • (2 elevado ao núm. de bits restantes) – 2 = hosts utilizáveis.

Aplicação da Máscara de Sub-rede • A tabela é um exemplo das sub-redes e endereços criados pela atribuição de três bits ao campo de sub-rede. Isso criará oito sub-redes com 32 hosts por sub-rede.

Classes A e B em Sub-Redes • A divisão em sub-redes das classes A e B é idêntica a da classe C, exceto pelo número de bits disponíveis para atribuição ao campo de sub-rede. • Para saber quantos bits foram atribuídos à parte de rede é necessário ter a máscara de sub-rede e o endereço de rede.

Cálculo da Sub-Rede (AND) • O ANDing é um processo binário pelo qual o roteador calcula o endereço de sub-rede para um pacote enviado. • É semelhante à multiplicação. • O AND entre os endereços IP e a máscara de subrede, resulta no ID de sub-rede. O roteador usa essas informações para encaminhar o pacote pela interface correta. • Calculadoras para sub-redes estão disponíveis na Web, mas um administrador de redes deve saber calcular subredes manualmente, para que possa projetar o esquema da rede com eficiência.