20 de setembro de 2009

Exemplos práticos de cálculo de rede

  1. Qual a máscara de sub-rede ideal para uma rede de 37 computadores?
    1. Transformar o número 37 em binário e observar quantos bits (quantas casas binárias) esse número ocupa:
      37 = 100101 –> 6 bits
    2. Subtrair a quantidade de bits obtida de 32 e assim se obtém a notação CIDR.
      32 – 6 = 26 –> CIDR
    3. Converter a notação CIDR para Netmask
      26/8 = 3 octetos preenchidos, resto 2 bits no octeto seguinte => 255.255.255.192
  2. Dados o IP 192.167.9.36 e máscara 255.255.255.128, determine o IP da rede e o IP de broadcast.
    1. Método 1 (análise algébrica por CIDR) Determinar o tamanho da rede, convertendo o Netmask em CIDR e calculando a quantidade de endereços.
      255.255.255.128 –> 11111111.11111111.11111111.10000000 –> 25 bits => Valor CIDR: 25
      End = 2(32 - CIDR) = End = 2(32 - 25) = End = 27 = 128
    2. Determinar o uso do endereço na rede pelos parâmetros de quantidade de endereços.
      1 octeto = 256 endereços
      uso = end/256 –> 128/256 = 0,5 octetos
      redes por octeto = 1/uso –> 1/0,5 = 2
      Seq = Progressão aritmética –> End * 0, …,End * redes/oct –1
      Net ID = Oct final = (r-1) * red
      Rede 1 - .0
      Rede 2 - .128
      Netmask = (r * Red) –1
      Rede 1 - .127
      Rede 2 - .255
    3. Aplicar os valores encontrados comparando com o endereço IP.
      192.167.9.36
      Dividir o último OCT pela quantidade de endereços aproveitando somente o valor inteiro e somando 1.
      36/128 = 0 r 36, portanto faz parte da rede 1, ou seja:
      net id = 192.167.9.0
      broadcast = 192.167.9.127
  3. Determinar o IP de rede e o de Broadcast para o IP 192.168.5.211 e máscara 255.255.252.0
    1. Utilizando o método 2 (análise binária) converte-se a máscara e o endereço IP em binário:
      IP = 192.168.5.211 => 11000000.10101000.00000101.11010011
      Netmask = 255.255.252.0 => 11111111.11111111.11111100.00000000
    2. Realiza-se as operações lógicas para obter os endereços de IP de rede e Broadcast da rede.
      IP da rede:
      11000000.10101000.00000101.11010011
      11111111.11111111.11111100.00000000
      ----------------------------------- (AND)
      11000000.10101000.00000100.00000000 –> 192.168.4.0

      3. IP de difusão (broadcast):
      11000000.10101000.00000101.11010011
      (11111111.11111111.11111100.00000000) - 
      00000000.00000000.00000011.11111111
      ----------------------------------- (OR)
      11000000.10101000.00000111.11111111 –> 192.168.7.255

      Portanto:

      -> net id = 192.168.4.0
      -> broadcast = 192.168.7.255

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16 de setembro de 2009

Cálculo de IP por notação CIDR

CIDR Netmask Endereços Hosts Netmask Binário Número de redes
4 224.0.0.0 268435456 268435454 11110000.00000000.00000000.00000000 16
5 240.0.0.0 134217728 134217726 11111000.00000000.00000000.00000000 32
6 252.0.0.0 67108864 67108862 11111100.00000000.00000000.00000000 64
7 254.0.0.0 33554432 33554430 11111110.00000000.00000000.00000000 128
8 255.0.0.0 16777216 16777214 11111111.00000000.00000000.00000000 256
9 255.128.0.0 8388608 8388606 11111111.10000000.00000000.00000000 512
10 255.192.0.0 4194304 4194302 11111111.11000000.00000000.00000000 1024
11 255.224.0.0 2097152 2097150 11111111.11100000.00000000.00000000 2048
12 255.240.0.0 1048576 1048574 11111111.11110000.00000000.00000000 4096
13 255.248.0.0 524288 524286 11111111.11111000.00000000.00000000 8192
14 255.252.0.0 262144 262142 11111111.11111100.00000000.00000000 16384
15 255.254.0.0 131072 131070 11111111.11111110.00000000.00000000 32768
16 255.255.0.0 65536 65534 11111111.11111111.00000000.00000000 65536
17 255.255.128.0 32768 32766 11111111.11111111.10000000.00000000 131072
18 255.255.192.0 16384 16382 11111111.11111111.11000000.00000000 262144
19 255.255.224.0 8192 8190 11111111.11111111.11100000.00000000 524288
20 255.255.240.0 4096 4094 11111111.11111111.11110000.00000000 1048576
21 255.255.248.0 2048 2046 11111111.11111111.11111000.00000000 2097152
22 255.255.252.0 1024 1022 11111111.11111111.11111100.00000000 4194304
23 255.255.254.0 512 510 11111111.11111111.11111110.00000000 8388608
24 255.255.255.0 256 254 11111111.11111111.11111111.00000000 16777216
25 255.255.255.128 128 126 11111111.11111111.11111111.10000000 33554432
26 255.255.255.192 64 62 11111111.11111111.11111111.11000000 67108864
27 255.255.255.224 32 30 11111111.11111111.11111111.11100000 134217728
28 255.255.255.240 16 14 11111111.11111111.11111111.11110000 268435456
29 255.255.255.248 8 6 11111111.11111111.11111111.11111000 536870912
30 255.255.255.252 4 2 11111111.11111111.11111111.11111100 1073741824

 

Tomando por nota temos as seguintes propriedades da notação CIDR:

Net = 2CIDR

End = 2(32 - CIDR)

Hosts = 2(32 - CIDR) - 2

Conversão de Netmask para CIDR

Somatória dos bits iguais a 1 do netmask convertido em binário.

Conversão de CIDR para netmask

Dividir a notação CIDR por 8 e:

a. Definir 255 para o valor inteiro da divisão em números de octetos

b. Definir para o resto a quantidade de bits ligados conforme tabela abaixo

valor do resto valor do octeto valor binário
0 0 00000000
1 128 10000000
2 192 11000000
3 224 11100000
4 240 11110000
5 248 11111000
6 252 11111100
7 254 11111110

c. Caso haja ainda octetos a preencher valor, preencha com 0.

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13 de setembro de 2009

Cálculo de rede

Gateway

É um elemento opcional que indica o endereço do roteador da rede, que é o host responsável por fazer o papel de ponte (bridge) com outras redes de computadores.

Endereços reservados

Existem dois endereços de IP que são reservados e que não devem ser utilizados por nenhum host. Estão reservados o primeiro e o último itens da tabela de IP de uma rede determinada por sua máscara. São eles a Identificação da Rede e o Endereço de Broadcast, respectivamente.

Identificação da rede

A identificação da rede é o primeiro endereço de uma tabela de uma rede determinada por sua máscara. Sua função é de identificar estar rede em relação a outras redes de computadores. Quando uma rede quer saber em que rede um computador se encontra, a mesma analisa o endereço, juntamente com sua máscara, zerando a identificação de host, mas mantendo a identificação de rede do endereço IP analisado.

A análise é realizada em binário e ajuda-nos a compreender a lógica do endereço IP.

192.168. 5 .129 → 11000000.10101000.00000101.10000001
255.255.255. 0  → 11111111.11111111.11111111.00000000   (Lógica r AND s)

192.168. 5 . 0  → 11000000.10101000.00000101.00000000 → IP da Rede

Endereço de broadcast

O endereço de Broadcast (também chamado de endereço de difusão) é o último endereço da tabela IP de uma sub-rede. Sua função é encaminhar as informações enviadas a esse endereço a todos os computadores da rede.

Este endereço é obtido ligando todos os bits do endereço IP reservados para endereços de máquina (hosts), por meio de uma operação lógica (OR com o inverso da máscara de sub-rede), mantendo inalterados os bits reservados para endereços da rede.

192.168. 5 .129 → 11000000.10101000.00000101.10000001
255.255.255. 0  → 11111111.11111111.11111111.00000000    (Lógica r OR !s)

192.168. 5 .255  → 11000000.10101000.00000101.11111111 → IP de Broadcast

Broadcast é uma categoria de comunicação em redes das quais temos:

  • Unicast – Ponto a ponto, um para um
  • Multicast – Um para muitos, comunicações multiplexadas e sob demanda.
  • Broadcast – Um para todos.

O broadcast é uma funcionalidade útil e importante em redes de computadores, mas indesejável quando há um desequilíbrio muito grande entre endereços disponíveis e hosts existentes nesta rede. Também é indesejável quando há uma quantidade muito grande de estações que desejam se tornar comunicáveis entre si. Para o primeiro problema é preciso recalcular o tamanho dessa rede para um valor mais próximo possível dos hosts existentes. E para o segundo, é preciso dividir essas redes em redes menores e estabelecer, por roteamento, a ligação entre elas.

Para ambos os casos, a alteração da máscara de sub-rede é a solução eficaz, pois é ela quem determina a divisão do endereço IP em endereço de rede e de máquina, e com o ajuste fino deste valor poderemos aumentar ou diminuir a quantidade de sub-redes e hosts por cada uma delas em escala inversamente proporcional entre si, ou seja:

  • Quanto mais redes tiver, menos máquinas cada rede terá, e;
  • Quanto menos redes tiver, mais máquinas cada rede terá.
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9 de setembro de 2009

TCP/IP

O protocolo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) é um conjunto de protocolos de rede que trabalham em cinco das sete camadas OSI/ISO (rede, transporte, sessão, apresentação e aplicação) criando um novo modelo de camadas TCP/IP, baseadas na arquitetura da camada OSI, sendo altamente utilizado em diversos tipos de redes de computadores por ser robusto, expansível, possuir suporte a roteamento e permitir integração com diversos protocolos de rede como, por exemplo, o IPX/SPX e o NetBios. Desde 1990 é homologado como o protocolo oficial da internet. Foi desenvolvido em meados de 1970 pela DARPA (Agência de pesquisas Norte-americana).

O conjunto de camadas TCP/IP reorganizou as camadas OSI reduzindo sua classificação de sete para quatro camadas, sendo que destas, três delas são trabalhadas diretamente pelo conjunto TCP/IP. A correspondência entre a arquitetura OSI e TCP/IP é ilustrada a seguir:

OSI TCP/IP
Aplicação Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte Transporte
Rede Internet
Enlace Interface de rede
Física

O endereço IP é formado por quatro números binários de oito bits cada, chamados octetos. Por possuir 8 bits, somente é possível 256 combinações possíveis para cada octeto. O endereço IP é o principal argumento de identificação na rede, mas é necessária uma informação importante sobre em qual rede esta identificação se situa. Este papel é incumbido à máscara de sub-rede.

Eis um exemplo de endereço IP, convertido para binário:

192.168.5.129 –> 11000000.10101000.00000101.10000001

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6 de setembro de 2009

Máscara de sub-rede

Para manter um espaço delimitado e para evitar que com o acumulo de trânsito de informações não prejudiquem em maior ou menor grau o desempenho de uma rede, organizamos sua estrutura em sub-redes em que a máscara de sub-rede é a identificação de seus limites.
A máscara de sub-rede quebra a informação de endereço IP em duas partes. A primeira parte, denominada Network Address, determina a identificação da rede onde o computador se encontra frente a outras redes. A segunda parte, denominada Host Address, define o endereço do computador junto à rede da qual faz parte.
Observação: Computadores de sub-redes diferentes não conseguem se comunicar diretamente. Para isso é preciso utilizar do recurso de roteamento.
Assim como o endereço IP, a máscara de sub-rede é composta por quatro números de 8 bits (ou octetos), mas ao contrário deste, esta informação é formada por uma sequência contínua de bits, como é possível ver no exemplo abaixo:
255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000
Essa sequência traduz o que é endereço de rede ou de máquina comparando bit a bit com o endereço IP, em uma operação lógica E. Para cada bit 1 correspondente da máscara ao IP equivale ao endereço de rede e para cada bit 0, endereço de máquina, conforme ilustrado abaixo:
11000000.10101000.00000101.10000001
11111111.11111111.11111111.00000000
           REDE             MAQUINA

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