Endereço IP e Roteamento

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Fundamentos de 
Redes de Computadores
Sidney Nicolau Venturi Filho
Aula 5
Endereço IP e Roteamento Prof Venturi
Endereçamento IP
• O endereço IP (Internet Protocol), de forma
genérica, pode ser considerado como um conjunto
de números que representam o local de um
determinado equipamento em uma rede privada ou
pública.
• É comum o uso de “nomes” invés do IP, como
www.estacio.br. Porém esses domínios são
convertidos em endereços IPs através do DNS.
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Endereçamento IP
• O endereço IP, na versão 4 (IPv4), é um número de 32
bits escrito com quatro octetos e no formato decimal
(exemplo: 192.188.11.33).
• A primeira parte do endereço identifica a rede, enquanto a
segunda parte identifica um host dentro da rede.
• O endereço IP não identifica um host individual, de forma
que um gateway conectado à n redes terá n IPs
diferentes.
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Endereçamento IP
• Endereço IP: Indentificador de Rede + Indentificador de 
HOST
Identificador da
rede
Identificador do
host
Endereço IP de 32 bits
REDE
internet
REDE REDE
REDE
hosts com o
mesmo
identificador de
rede.
hosts com
identificadores
de rede
distintos.
host
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Endereçamento IP
Formato do endereçamento IP
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Endereçamento IP
Endereço IP Binário de 32 bits
Os endereços IP são expressos como números decimais com pontos: divide-se os 32 
bits do endereço em quatro octetos (um octeto é um grupo de 8 bits). O valor 
decimal máximo de cada octeto é 255. O maior número binário de 8 bits é 11111111. 
Esses bits, da esquerda para direita, têm os valores decimais 128, 64, 32, 16, 8, 4, 
2 e1. Somados, eles totalizam 255.
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Endereçamento IP
Conversão de binário para decimal
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Endereçamento IP
Notação Decimal Pontuada
10000000 00001010 00000010 00011110
2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120
27=128 23+21=10 21=2 24+23+22+21=30
128.10.2.30
notação decimal
pontuada
notação
binária
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Endereçamento IP
Classes do Endereço IP
• Todos os endereços IP de classe A usam apenas os oito primeiros bits para 
identificar a parte da rede do endereço. Os três octetos restantes podem ser 
usados para a parte do host do endereço.
• 2 elevado a 24 (224) (menos 2), ou seja, 16.777.214 endereços IP possíveis 
para os dispositivos conectados à rede. 
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Endereçamento IP
Classes do Endereço IP
• Os dois primeiros bits de um endereço de classe B são sempre 10 (um e zero). 
• Todos os endereços IP de classe B usam os primeiros 16 bits para identificar a 
parte da rede no endereço. Os dois octetos restantes do endereço IP podem 
ser usados para a parte do host do endereço. 
• 2 elevado a 16 (216) (menos 2 novamente!), ou seja, 65.534 endereços IP 
possíveis 
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Endereçamento IP
Classes do Endereço IP
• Os três primeiros bits de um endereço de classe C são sempre 110 (um, um e 
zero). 
• Todos os endereços IP de classe C usam os primeiros 24 bits para identificar a 
parte da rede no endereço. Apenas o último octeto de um endereço IP de 
classe C pode ser usado para a parte do host do endereço.
• 28 (menos 2), ou seja, 254 endereços IP possíveis 
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Endereçamento IP
Classes do Endereço IP
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Endereçamento IP
 
Classe Formato do Endereço Organização da Rede Intervalo dos 
endereços da classe 
A 0 Identificador
da Rede
Identificador do
Host
7 bits 24 bits 
127 redes com até 
16777216 hosts. 
de 1.0.0.0 até 
127.255.255.255. 
B 10 Identificador
da Rede
Identificador do
Host
14 bits 16 bits 
16384 redes com até 
65535 hosts. 
de 128.0.0.0 até 
191.255.255.255. 
C 110 Identificador
da Rede
Identificador do
Host
21 bits 8 bits 
2097152 redes com até 
254 hosts. 
de 192.0.0.0 até 
223.255.255.255. 
 
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Endereçamento IP
• Os endereços IP podem ser usados tanto para nos referir a
redes quanto a um host individual.
• Por convenção um endereço de rede tem os bits identificadores
do host com valor zero (0).
• Podemos também nos referirmos a todos os hosts de uma rede
através de um endereço por difusão (broadcast). Para isso o
campo identificador de host deve ter todos os bits iguais a um
(1).
• Assim tempos dois endereços que são reservados: endereço de
rede e broadcast
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• O nome formal é Roteamento entre domínios Classless
CIDR, pronunciado cider
• Criou um novo conjunto de padrões que permitia que os 
provedores de serviços atribuíssem endereços IPv4 em 
qualquer fronteira do bit do endereço (tamanho do 
prefixo) em vez de apenas um endereço de classe A, B 
ou C
Endereçamento Classless
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Parte da rede e parte do host de 
um endereço IPv4
 Para definir a rede e as partes do host de um endereço, os dispositivos utilizam um 
padrão separado de 32 bits chamado máscara de sub-rede
 A máscara de sub-rede não contém realmente a rede ou parte do host de um 
endereço IPv4, ela apenas diz onde procurar essas partes de um endereço IPv4 
determinado
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Parte da rede e parte do host de um endereço IPv4
Máscaras de sub-rede válidas
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Exame do tamanho 
do prefixo
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Rede, host e endereço de broadcast IPv4
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Primeiro e último endereço de host
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Bitwise E operação
1 AND 1 = 1 1 AND 0 = 0 0 AND 1 = 0 0 AND 0 = 0
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Em uma rede IPv4, os hosts podem se comunicar de um de três modos:
Unicast - o processo de envio de um pacote de um host para um host individual
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Broadcast - o processo de envio de um pacote de um host para todos os 
hosts numa rede
Os roteadores 
não encaminham 
uma difusão 
limitada.
Broadcast direcionado
• Destino 172.16.4.255 
• Hosts na rede 
172.16.4.0/24
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Multicast - o processo de envio de um pacote de um host para um grupo de 
hosts selecionados, possivelmente em redes diferentes
• Reduz o tráfego 
• Reservado para atender os grupos de multicast - 224.0.0.0 a 
239.255.255.255.
• Link local - 224.0.0.0 a 224.0.0.255 (exemplo: informações de roteamento 
trocadas por protocolos de roteamento)
• Endereços globalmente restritos - 224.0.1.0 a 238.255.255.255 (exemplo: 
224.0.1.1 foi reservado para o Network Time Protocol)
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Endereços IPv4 públicos e privados
Os blocos de endereços privados são:
• Hosts que não requerem acesso à Internet poderão usar 
endereços privados
• 10.0.0.0 to 10.255.255.255 (10.0.0.0/8)
• 172.16.0.0 to 172.31.255.255 (172.16.0.0/12)
• 192.168.0.0 to 192.168.255.255 (192.168.0.0/16)
Endereços de espaço de endereço compartilhado: 
• Não roteável globalmente
• Destinado apenas para uso em redes de provedores de serviços
• O bloco de endereços é 100.64.0.0/10
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Endereços IPv4 de uso especial
• Rede e endereços de broadcast - dentro de cada rede o primeiro e o último 
endereços não podem ser atribuídos a hosts
• Endereço de loopback - 127.0.0.1 é um endereço especial que os hosts 
usam para direcionar o tráfego para eles mesmos (endereços 127.0.0.0 a 
127.255.255.255 são permitidos)
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Motivos para a divisão em sub-redes
As grandes redes precisam ser segmentadas em sub-redes menores, 
criando grupos menores de dispositivos e serviços para:
 Controlar o tráfego contendo o tráfego de broadcast dentro de uma sub-rede
 Reduzir o tráfego total da rede e melhorar o desempenho da rede
Divisão em sub-redes - o processo desegmentação de uma rede em vários 
espaços de uma rede menor chamado de sub-redes ou Sub-redes.
Comunicação entre sub-redes
 Um roteador é necessário para dispositivos em diferentes redes e sub-redes
para se comunicar.
 Cada interface do roteador deve ter um endereço do host IPv4 pertencente à 
rede ou à sub-rede da interface do roteador à qual está conectada.
 Os dispositivos em uma rede e sub-rede utilizam a interface do roteador 
conectado à rede local como seu gateway padrão.
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Divisão de uma rede em sub-redes básica
Pegar bits emprestados para criar sub-redes - 1 bit emprestado 21 = 2 sub-redes
Sub-rede 1
Rede 192.168.1.128-255/25
Máscara: 255.255.255.128
Sub-rede 0
Network 192.168.1.0-127/25
Máscara: 255.255.255.128
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Sub-redes em uso
Sub-rede 0
Network 192.168.1.0-127/25
Sub-rede 1
Rede 192.168.1.128-255/25
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Fórmulas da divisão de uma rede em sub-redes
 Calcule o número de sub-redes
Calcule o número de hosts
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Criando 4 sub-redes
 Empréstimo de 2 bits 
para criar 4 sub-redes. 
22 = 4 sub-redes
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Criando 8 sub-redes
 Empréstimo de 3 bits para criar 
8 sub-redes. 
23 = 8 sub-redes
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Criando 8 sub-redes (continuação)
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Determinar a máscara de sub-rede
Divisão de uma rede em sub-redes com base em requisitos do host
Há duas considerações no planejamento de sub-redes:
 Número de sub-redes necessárias
 Número exigido de endereços de host
 Fórmula para determinar o número de hosts que podem ser usados 
2^n-2
2^n (onde n é o número de bits de host restantes) é usado para calcular o 
número de hosts
-2 A ID da sub-rede e o endereço de broadcast não podem ser usados em 
cada sub-rede 
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Mascaras Possíveis 
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Endereço IP
• utilização de prefixos
– torna eficaz as operações de roteamento
• atribuído a cada interface de rede de uma máquina
– identifica a conexão de um host na rede
– um roteador conectando n redes tem n endereços diferentes 
IP, um para cada conexão de rede
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Roteamento IP
• processo de escolha de um caminho através do qual os 
pacotes são enviados
– tanto os hosts quanto os roteadores participam do 
roteamento IP
• a camada IP pode receber dados:
– do TCP, UDP, ICMP ou IGMP (datagrama gerado 
localmente) para enviar
– da interface de rede para encaminhar
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Roteamento IP
• X deseja enviar pacotes para Y
• O protocolo IP percebe que Y não pertence à mesma rede
• O host X consulta tabela de rotas
– Descobre rota: roteador 200.18.171.1
• O IP do host X aciona ARP para resolver endereço do roteador
– Resultado: OC.O8.12.04.37.0A
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Roteamento IP
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Roteamento IP
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Roteamento IP
• O protocolo IP percebe que DESTINO 
pertence à mesma rede
• aciona ARP para resolver endereço do 
DESTINO
– Resultado: 1F.6D.45.09.11.77
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Roteamento IP
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Roteamento IP
Datagrama recebido da interface de rede
• IP checa se o endereço IP de destino é um dos seus próprios 
endereços ou um endereço IP broadcast
– então
• o datagrama IP é entregue ao protocolo indicado pelo valor do 
campo Protocol do cabeçalho IP
– senão
• se a estação está configurada como roteador, o datagrama é 
roteado.
• senão (host), o datagrama é descartado.
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Roteamento IP no host
• Em uma estação o protocolo IP deve tomar uma decisão de 
roteamento para enviar um datagrama
• Roteamento direto
– quando o host de origem e o host de destino estão na mesma 
rede física (p. ex. rede Ethernet)
– neste caso, o emissor encapsula o datagrama IP num quadro 
Ethernet - mapeia o endereço IP num endereço físico - envia o 
quadro através da rede Ethernet.
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Roteamento IP
Exemplo 1 - IP de destino se encontra na mesma rede
A B
.71 .91
Ethernet, 196.164.53.0
196.164.53.91
cabeçalho
Ethernet
cabeçalho
IP
@Dest. IP = 196.164.53.91
@Dest.Eth. = @Eth. de 196.164.53.91
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Roteamento IP no host
• Roteamento indireto
– Quando o host de origem e o host de destino não estão 
na mesma rede física (diferentes netids).
– Neste caso, o host de origem envia o datagrama IP a 
um roteador que encaminha o datagrama ao destino.
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AULA 11: ROTEAMENTO IP
Roteamento IP
Exemplo 2 - IP de destino em outra rede
A
.71
Ethernet, 196.164.53.0
196.164.52.2
B
.2
@Dest. IP = 196.164.52.2
@Dest.Eth. = @Eth. de 196.164.53.87
R
.87
.1
Ethernet, 196.164.52.0
cabeçalho
Ethernet
cabeçalho
IP
Default Gateway
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Tabela de roteamento IP
• A decisão de roteamento IP é baseada numa tabela de 
roteamento.
• Cada entrada de uma tabela de roteamento contém as 
seguintes informações:
– endereço IP de destino (completo ou de uma sub-rede)
– endereço IP do próximo roteador (next-hop router)
– interface de rede - nome que representa um endereço 
físico
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Tabela de roteamento IP – R1
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Roteadores atualizam informações sobre roteamento.