Redes TCP/IP

Endereçamento

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Endereçamento IP

A implementação da característica do endereço lógico universal foi possível a partir da associação de endereços lógicos para as interfaces dos hosts e roteadores componentes de uma ‘internet’, de forma a substituir os endereços físicos associados a essas interfaces.Endereço IP (IP Address).

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Para implementar este endereço foi utilizado um número de 32 bits.232 equipamentos (4.294.967.296).Esse endereço é representado por meio de 4 números decimais, cada um associado a 8 bits do endereço (byte).Representação Decimal Pontuada.

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Número de 32 bits

Bits 31 30 29 ... ...2 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1

Representado em notação decimal pontuada

0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1

72 133 240 21

72.133.240.21

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Modos de Endereçamento IP

Endereçamento IP normal (ou unicasting) Nesse caso o endereço IP é subdividido

em dois campos: Um usado para endereçar a rede física

(NETID ou endereço de rede) Outro usado para endereçar um

equipamento (host ou roteador) dentro dela (HOSTID ou endereço de host)

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Endereçamento IP em multicasting: Esse endereço tem como função a

criação de grupos de computadores em redes distintas, que compartilham um mesmo endereço IP.

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Endereçamento IP Normal

A subdivisão do endereço em dois campos é feita de forma a simplificar a localização de um equipamento em uma ‘internet’ complexa. Localiza-se inicialmente a rede à qual

está conectado o equipamento (NETID), então localiza-se equipamento dentro dela (HOSTID).

O modo de endereçamento normal é portanto hierárquico.

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Exemplo

Rua Paraná, 2092 Rua Paraná - NETID 2092 - HOSTID

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Conclusões

Aos hosts componentes de uma mesma rede física devem ser fornecidos endereços lógicos com o mesmo valor no campo NETID, e valores distintos no campo HOSTID.Os roteadores, por estarem conectados a mais de uma rede, possuem mais de um endereço lógico. Um para cada interface presente nessas

redes.

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A idéia do uso do endereçamento IP é substituir o endereçamento típico da tecnologia de rede (endereço físico).Caso a tecnologia de rede não possua qualquer tipo de endereçamento (uma rede formada por um cabo serial ligando dois pontos) pode-se abrir mão do uso de endereços IP nas interfaces com essa rede.

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Essas interfaces passam a se chamar unnumbered interfaces.A aplicação mais comum dessa opção é em uma rede formada por uma única linha dedicada ponto a ponto. configuração muito comum na conexão

entre redes locais distantes, por meio de roteadores com essa linha dedicada entre eles.

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Classes de endereçamento IP

O protocolo IP define cinco classes de endereçamento.A diferença entre as classes está relacionada aos primeiros bits da palavra que define o endereço. As máquinas conectadas à INTERNET vão possuir endereços correspondentes a uma das três primeiras classes de endereçamento (Classes A, B ou C).

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Classe A

Esta classe, identificada pelo primeiro bit (colocado a 0), possui um campo NETID composto de 7 bits (se desconsideramos o bit colocado a 0). Isto significa que podem existir, no

máximo, 128 redes de classe A, sendo que cada rede pode endereçar até 2 24 ou 16.777.214 ``hosts''.

Esta classe é adotada para redes compostas de grandes quantidades de estações.

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Classe B

Os dois primeiros bits dos endereços da classe B são ``1'' e ``0'', respectivamente. Neste formato de endereços, o NetID é composto de 14 bits (16.384 redes de classe B) e o HostID é composto de 16 bits (65.534 estações/rede). Esta classe é reservada para redes consideradas de porte médio.

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Classe C

Os endereços de classe C são caracterizados pela fixação dos três primeiros bits a ``1'', ``1'' e ``0'', respectivamente. O campo NetID é composto de 21 bits (2.097.152 de redes classe C) enquanto o host ID é composto de apenas 8 bits, o que define um número máximo de 254 estações na rede.É a classe orientada para as redes consideradas pequenas.

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São consideradas 254 estações e não 256, porque dois endereços (host ID = 0000 0000 e host ID = 1111 1111 são utilizados para operações de broadcasting).Pode se notar que o número máximo de estações para as classes A e B também foram determinados para não levar em conta estes dois valores do campo host ID.

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Classe A

Redes válidas 1.0.0.0 a 126.0.0.0

Hosts válidos 1.0.0.1 a 126.255.255.254

Número de redes 27 – 2

Número de hosts/redes 224 - 2

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Classe B

Redes válidas 128.0.0.0 a 191.255.0.0

Hosts válidos 128.0.0.1 a 191.255.255.254

Número de redes 214

Número de hosts/redes 216 - 2

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Classe C

Redes válidas 192.0.0.0 a 223.255.255.0

Hosts válidos 192.0.0.1 a 223.255.255.254

Número de redes 221

Número de hosts/redes 28 - 2

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Classe D

Não se aplica o endereçamento hierárquico.Endereços variando na faixa de 224.0.0.0 a 239.255.255.255, totalizando 238 possíveis grupos de multicasting.

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Endereços IP Especiais

Interface loopback. Endereço classe A 127.X.X.X (com x

assumindo quaisquer valores entre 0 e 255).

Reservado para uma pseudo-interface na camada de rede, que retorna todos os datagramas recebidos da camada superior para esta.

Normalmente seu valo é 127.0.0.1.

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Broadcastig direto. Endereço reservado para a função de

broadcastig. Endereço destino de um datagrama IP quando se

deseja o envio desse datarama para todos os equipamentos dessa rede.

Endereço reservado é aquele com o campo NETID igual ao valor usado em todos os equipamentos da rede, e o campo HOSTID com todos os bits iguais a um.

Exemplo 192.2.3.255.

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Broadcasting limitado. Idem ao broadcasting direto,

porém, limitado à própria rede do transmissor do pacote.

Endereços reservados. Todos os bits iguais a um

(255.255.255.255). Todos os bits iguais a zero

(0.0.0.0).Compatibilização com uma versão

antiga do TCP/IP do BSD.

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Endereço da rede. Embora apenas hosts e roteadores possuam

endereços IP, costuma-se atribuir endereços IP a redes.

São endereços abstratos, não estão associados a nenhum equipamento (o campo HOSTID é nulo [all zeros]). 192.128.3.0

Esse endereço é usado para a função de roteamento.

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Endereço desconhecido. Quando for recebido um datagrama

no qual o endereço de origem tenha o valor NETID igual a 0 e HOSTID diferente de 0.

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Assume-se que o host que enviou está fisicamente na mesma rede em que se encontra o host que está manipulando o datagrama, porém tal host só conhece o campo HOSTID do seu endereço IP (e provavelmente esta tentando descobrir o campo NETID). Exemplo: 0.0.0.35 É comum ainda que o equipamento que não

conhece seu endereço IP envie esse pacote com endereço de origem nulo, ou seja,todos os bits em zero.

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Rede 1(192.1.3 .0) Rede 2

(11 .0.0.0)

192.1.3. 1 192.1.3 .2

R1 (192.1.3 .3)(11 .0.0.1)

R2 (142.21 .0.1)

(11 .0.0.4)

142.21 .0.3142.21 .0.2

Rede 3(142.21 .0.0)

11 .0.0.2

11 .0.0.3

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Observações

Na figura anterior foram usadas 3 faixas de endereços, uma para cada rede.Os prefixos comuns em todas as redes (NETID) estão sublinhados.O campo HOSTID = 0 como endereço da rede.Dois endereços para os roteadores.

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Como transmitir informação de uma mesma forma por meio de redes com mecanismos de endereçamento distintos?

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Usando endereçamento IP as aplicações selecionam os equipamentos a partir de seus endereços IP (endereços lógicos).O software das camadas internet e interface de rede manipulam esses endereços e fazem a translação para os endereços usados pela tecnologia da rede (endereços físicos).

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O endereçamento IP da forma como apresentado até o momento, resolveu a questão.

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Apresentou porém um limitação séria referente ao desperdício de endereços. Observe na figura que para assinalar

endereços para todas as interfaces, foram usados apenas 11 endereços, porém consumidas 3 faixas de endereços, já que os endereços não utilizados de cada faixa não podem ser aproveitados em outras redes.

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Na melhor hipótese, se usássemos três faixas de endereços de classe C, teríamos desperdiçado um total de 3x254-11=751 endereços.Este desperdício não é problemático quando se tem em mãos um projeto de interligação de redes TCP/IP onde se tem todo o espaço de endereçamento

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Na própria Internet, se os endereços fossem distribuídos com base apenas na divisão dos endereços nas classes A, B e C, o espaço de endereçamento provavelmente já estaria esgotado.Solução: Subnetting.

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SubnettingEvita o desperdício de endereços. Menor rede prevista: 254 endereços

(classe C). Ponto a ponto: apenas 2 endereços

necessários. Redes de classe A ou B são muito

grandes.

Permite a divisão de redes. Performance. Segurança.