Atividade 3 - Valdir Thom Junior

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Siga firme em seus estudos! 
Um cordial abraço, Prof. Glauco. 
 
 
 
Curso: ENGENHARIA DE SOFTWARE 
Semestre: 5º 
Disciplina: REDES DE COMPUTADORES I 
Professor: Glauco Aurélio Silva 
 
Acadêmico(a): Valdir Thom Junior RGM: 123.861 
 
ATIVIDADE AVALIATIVA PORTFÓLIO 3 - Valor: dez pontos 
 
Prezado(a) acadêmico(a)! 
 
Essa atividade compreende os conteúdos abordados nas aulas 5 e 6. 
Primeiramente, você deve estudar os conteúdos do nosso Guia de Estudos e assistir as 
videoaulas. Depois, leia atentamente e responda com dedicação a cada um dos 
exercícios abaixo. 
 
 
Questão 1 (valor da questão: 1,5 ponto) 
Explique a função da camada de interface com a rede na arquitetura TCP/IP, 
destacando sua relação com as camadas do modelo OSI. 
 
R: A camada de Interface com a Rede (ou Acesso à Rede) no TCP/IP é a base funcional 
responsável por gerenciar a transmissão física de dados, mapeando endereços IP em 
endereços físicos e controlando o acesso ao meio, como Ethernet ou Wi-Fi. Ela realiza 
a transmissão de frames entre dispositivos na mesma rede. 
- Relação com o modelo OSI: Esta camada corresponde à fusão das duas camadas 
mais baixas do modelo OSI: a Camada 1 (Física), que cuida da transmissão de bits, e 
a Camada 2 (Enlace de Dados), que cuida do endereçamento MAC e correção de erros. 
- Função Principal: Encapsular os datagramas recebidos da camada superior (Internet) 
em frames e transmiti-los pelo meio físico, além de receber frames, verificar erros e 
entregar os dados ao protocolo IP. 
 
Questão 2 (valor da questão: 2,0 pontos) 
Diferencie endereçamento lógico (IP) e endereçamento físico (MAC), explicando por 
que a arquitetura TCP/IP utiliza esses dois tipos de endereços e qual a função do 
protocolo ARP nesse contexto. 
 
R: Diferenciação: Endereçamento Lógico (IP) vs. Endereçamento Físico (MAC) 
Endereço Físico (MAC - Media Access Control): 
Definição: É o endereço "gravado" na placa de rede (NIC) do dispositivo pelo fabricante, 
sendo único no mundo (endereço de hardware). 
Atuação: Funciona na Camada 2 (Enlace) do modelo OSI. 
Escopo: Utilizado apenas para comunicação dentro da mesma rede local (LAN). 
Característica: É permanente (não muda ao trocar de rede). 
Endereço Lógico (IP - Internet Protocol): 
Definição: É o endereço atribuído via software (configuração manual ou DHCP) que 
identifica a conexão do dispositivo na rede. 
Atuação: Funciona na Camada 3 (Rede) do modelo OSI. 
Escopo: Utilizado para roteamento de dados entre redes diferentes (WAN/Internet). 
Característica: É hierárquico e muda dependendo da rede à qual o dispositivo está 
conectado. 
 
 
 
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Por que o TCP/IP utiliza ambos os endereços? 
A arquitetura TCP/IP utiliza ambos para garantir eficiência na entrega, separando a 
localização lógica (onde na internet) da localização física (qual hardware local). 
O IP é necessário para o roteamento global: Roteadores na internet só precisam saber 
em qual sub-rede o destino está, e não qual máquina física específica é. 
O MAC é necessário para a entrega local: Quando um pacote chega à rede local final, 
o switch ou roteador local precisa saber em qual "porta" física (placa de rede) entregar 
o pacote. 
Sinergia: O IP leva o pacote até a rede correta, e o MAC entrega o pacote ao dispositivo 
correto dentro dessa rede. 
Função do Protocolo ARP (Address Resolution Protocol) 
O protocolo ARP é essencial para fazer a "ponte" entre as camadas 3 (IP) e 2 (MAC). 
Função principal: Mapear um endereço IP conhecido para o endereço MAC 
correspondente na rede local. 
Como funciona: Quando um dispositivo precisa enviar um dado para um IP, mas não 
conhece o MAC do destino, ele envia uma requisição ARP (ARP Request) perguntando 
"Quem tem o IP X.X.X.X?". O dono desse IP responde (ARP Reply) com seu endereço 
MAC, permitindo que a tabela ARP do solicitante seja preenchida. 
Contexto: O ARP é necessário apenas dentro de um segmento de rede local (LAN). Se 
o destino estiver em outra rede, o ARP mapeia o IP do gateway (roteador). 
Resumo: O IP diz para onde vai, o MAC diz quem é na rede local, e o ARP une os dois. 
 
Questão 3 (valor da questão: 2,0 pontos) 
Explique o conceito de endereços IP privados e públicos, destacando o papel do NAT 
(Network Address Translation) e sua importância no contexto da escassez de endereços 
IPv4. 
 
R: A necessidade de endereços IP surgiu com a popularização da internet. O IPv4, 
protocolo mais utilizado, possui limitações de espaço de endereçamento, o que tornou 
crucial a distinção entre IPs públicos e privados, técnica operacionalizada pelo NAT. 
Aqui está a explicação detalhada: 
Endereços IP Públicos 
Conceito: São endereços únicos globalmente, atribuídos por provedores de serviços de 
internet (ISPs) e roteáveis diretamente na internet. 
Finalidade: Identificar dispositivos diretamente na rede mundial. Servidores web, 
roteadores de borda e dispositivos acessíveis remotamente precisam de um IP público. 
Limitação: Existe um número finito de endereços IPv4 públicos (cerca de 4,3 bilhões), 
que se esgotaram devido ao crescimento exponencial da internet. 
Endereços IP Privados 
Conceito: São endereços utilizados dentro de redes locais (LANs), como casas e 
empresas. Eles não são roteáveis na internet. 
Faixas Reservadas: As faixas comuns são: 10.0.0.0 - 10.255.255.255, 172.16.0.0 - 
172.31.255.255 e 192.168.0.0 - 192.168.255.255. 
Finalidade: Permitem que múltiplos dispositivos internos (celulares, computadores, 
impressoras) se comuniquem localmente sem consumir um IP público. 
O Papel do NAT (Network Address Translation) 
O NAT é uma técnica implementada em roteadores ou firewalls que faz a tradução entre 
endereços IP privados e públicos. 
Funcionamento: Quando um dispositivo interno com IP privado tenta acessar a internet, 
o roteador (NAT) substitui o IP privado do pacote por seu próprio IP público, mapeando 
a conexão. Ao receber a resposta, o NAT encaminha o pacote de volta para o dispositivo 
interno correto. 
 
 
 
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Benefício de Segurança: O NAT adiciona uma camada de segurança, pois oculta a 
estrutura da rede interna, impedindo que dispositivos externos iniciem conexões diretas 
com máquinas privadas. 
NAT e a Escassez de IPv4 
A escassez de endereços IPv4 ocorre porque o número de dispositivos conectados 
superou o total de endereços disponíveis no protocolo. 
Mitigação: O NAT é a principal solução técnica que permitiu a sobrevivência do IPv4. 
Ele possibilita que centenas de dispositivos internos (usando IPs privados) 
compartilhem um único endereço IP público para navegar na internet. 
CGNAT (Carrier Grade NAT): Provedores utilizam NAT em escala (CGNAT) para atribuir 
um mesmo IP público a múltiplos clientes residenciais, postergando o esgotamento total 
enquanto a transição para o IPv6 ocorre. Em suma, o NAT contorna a escassez de 
endereços IPv4 ao permitir o compartilhamento de IPs públicos por múltiplas redes 
privadas, funcionando como um gateway de tradução. 
 
Questão 4 (0,5 ponto cada item) 
Dados os possíveis endereços Ethernet abaixo responda se os seus formatos estão 
corretos ou incorretos. Para os incorretos, explique qual é o erro. (valor da questão: 
a) 13:C1:CA:1B:11:1F 
b) 13:C1:11:11:10:11 
c) 11:1B:A1:AA:AA:44:33 
d) 11:02:03:13:1F
 
R: Os endereços Ethernet (MAC) deve conter 6 pares de dígitos hexadecimais (48 bits 
no total), separados por dois pontos (:). Com base nisso: a) Correto; b) Correto; c) 
Incorreto (possui 7 grupos, excedendo o tamanho padrão de 6); d) Incorreto (possui 
apenas 5 grupos, insuficiente para o padrão de 6). 
a) 13:C1:CA:1B:11:1F - Correto. Possui 6 grupos de 2 dígitos hexadecimais. 
b) 13:C1:11:11:10:11 - Correto. Possui 6 grupos de 2 dígitoshexadecimais. 
c) 11:1B:A1:AA:AA:44:33 - Incorreto. O endereço MAC deve ter exatamente 6 pares de 
dígitos (48 bits). Este exemplo possui 7 pares, tornando-o inválido. 
d) 11:02:03:13:1F - Incorreto. O endereço MAC deve ter exatamente 6 pares de dígitos. 
Este exemplo possui apenas 5 pares, tornando-o inválido. 
 
Questão 5 (valor da questão: 2,5 pontos) 
Utilize a máscara 255.255.240.0 para fazer um subnetting em uma rede classe A. A sua 
resposta deverá conter a descrição passo a passo da resolução e a quantidade de sub-
redes e endereços em cada sub-rede obtidos por esse subnetting. (⚠️ Explique como 
você resolveu o exercício. Respostas que não vierem acompanhadas dessa 
explicação serão anuladas, sem direito a reclamação) 
 
R: Para realizar o subnetting de uma rede Classe A (padrão /8 ou 255.0.0.0) usando a 
máscara 255.255.240.0 (/20), tomam-se 12 bits emprestados da porção de host, 
resultando em 4096 sub-redes e 4094 endereços de host válidos por sub-rede (4096 
totais). O bloco de sub-rede é \(16\) no terceiro octeto (\(256-240\)). 
 
1 - Passo a Passo da Resolução 
1.1 - Identificação da Rede Base (Classe A): 
1.2 - Máscara padrão: 255.0.0.0 (/8). 
1.3 - Exemplo de IP: 10.0.0.0/8 (1 bit de rede, 24 bits de host). 
 
2 - Análise da Nova Máscara (255.255.240.0): 
2.1 - A máscara é 255.255.240.0. Em binário: 
11111111.11111111.11110000.00000000. 
2.2 - Total de bits '1': \(8+8+4=20\) bits. 
 
 
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2.3 - Nova máscara CIDR: /20. 
 
3 - Cálculo dos Bits de Sub-rede: 
3.1 - Bits emprestados = Novos bits de rede - Bits de rede padrão. 
3.2 - Bits emprestados = \(20-8=12\) bits. 
 
4 - Cálculo do Número de Sub-redes: 
4.1 - Número de sub-redes = 2^(bits emprestados)=2^{12}=4096 sub-redes. 
 
5 - Cálculo do Número de Hosts por Sub-rede: 
5.1 - Bits de host restantes = 32-20=12 bits. 
5.2 - Total de endereços por sub-rede = 2^(bits de host)=2^{12}=4096. 
5.3 - Endereços válidos (utilizáveis) = 4096-2=4094 (subtrai-se a rede e o broadcast). 
 
6 - Determinação do Tamanho do Bloco (Pulo da Sub-rede): 
6.1 - O terceiro octeto é 240. 
6.2 - Tamanho do bloco = 256-240=16. 
6.3 - As sub-redes aumentam de 16 em 16 no terceiro octeto 
(10.0.0.0,10.0.16.0,10.0.32.0,...). 
 
7 - Resultado Final 
7.1 - Quantidade de Sub-redes: 4096 
7.2 - Quantidade de Endereços por Sub-rede: 4096 totais (4094 válidos) 
7.3 - Máscara de Sub-rede: 255.255.240.0 
7.4 - CIDR: /20