03 Endereço IP e VLSM PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO

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Aula 3: ENDEREÇO IP E VLSM 
Protocolos de roteamento 
PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO 
Aula 03: Endereço IP e VLSM 
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Protocolos de roteamento 
Temas/objetivos desta aula 
PROTOCOLO IP 
1 
PRÓXIMOS 
PASSOS 
DIVISÃO DE SUB-REDES; 
 
2 
VLSM 
3 
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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” ao 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
2
7
2
6
2
5
2
4
2
3
2
2
2
1
2
0
2
7
2
6
2
5
2
4
2
3
2
2
2
1
2
0
2726252423222120 2726252423222120
27=128 2
3+21=10 21=2 24+23+22+21=30
128.10.2.30
notação decimal
pontuada
notação
binária
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Endereçamento IP 
1 – 126 
128 – 191 
192 – 223 
1º Octeto 
224 – 229 
230 – 247 
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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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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 referirmos 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 referir 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, temos dois endereços que são reservados: endereço de rede e broadcast. 
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Endereçamento Classless 
• O nome formal é Roteamento entre domínios Classless CIDR, pronunciado cider; 
• Criou um novo conjunto de padrões permitindo 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 
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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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Broadcast Unicast 
Em uma rede IPv4, os hosts podem se comunicar em um dos três modos: 
1. Unicast 1 o processo de envio de um pacote de um host para um host individual. 
 
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Broadcast de difusão 
Em uma rede IPv4, os hosts podem se comunicar em um dos três modos: 
2. Broadcast — o processo de envio de um pacote de um host para todos os hosts em uma 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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Broadcast Transmissão Multicast 
• 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 atenderos grupos de multicast - 224.0.0.0 a 239.255.255.255; 
• Link local — 224.0.0.0 a 224.0.0.255 (ex.: informações de roteamento trocadas por protocolos 
de roteamento); 
• Endereços globalmente restritos — 224.0.1.0 a 238.255.255.255 (ex.: 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); 
• Endereço de link local — endereços 169.254.0.0 a 169.254.255.255 (169.254.0.0/16) podem ser 
automaticamente atribuídos ao host local; 
• Endereços TEST-NET — 192.0.2.0 a 192.0.2.255 (192.0.2.0/24) reservados para fins de ensino e 
aprendizado, usados em documentação e exemplos de rede; 
• Endereços experimentais — 240.0.0.0 a 255.255.255.254 está listado como reservado. 
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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 de segmentação de uma rede em vários espaços de uma rede menor 
chamado de 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 
• Pegar 1 bit emprestado 21 = 2 sub-redes 
O empréstimo de 1 bits da parte do host cria 2 sub-redes com a mesma máscara de sub-rede 
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 (cont.) 
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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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Determinar a máscara de sub-rede 
Requisitos com base na divisão em sub-redes 
Calcule o número de sub-redes 
• Fórmula 2^n (onde n é o número 
de bits emprestados) 
• Sub-rede necessária para cada 
departamento no gráfico 
 
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Determinar a máscara de sub-rede 
Divisão em sub-redes para atender aos requisitos de rede 
• É importante equilibrar o número de sub-
redes e o número de hosts necessários 
para a sub-rede maior. 
• Crie o esquema de endereçamento para 
acomodar o número máximo de hosts para 
cada sub-rede. 
• Permitir o crescimento em cada sub-rede. 
 
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Determinar a máscara de sub-rede 
Divisão em sub-redes para atender aos requisitos de rede (cont.) 
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Endereços tradicionais de divisão em sub-redes de desperdício 
• A divisão em sub-redes tradicional — o mesmo número de endereços é atribuído a cada sub-rede. 
• As sub-redes que exigem menos endereços têm endereços não usados (desperdiçados). Ex.: os links 
de WAN só precisam de 2 endereços. 
• A Máscara de Sub-Rede de Tamanho Variável (VLSM) ou a divisão em sub-redes de uma sub-rede 
oferece uma utilização mais eficiente dos endereços. 
 
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM) 
• O VLSM permite que um espaço de rede seja dividido em partes diferentes. 
• A máscara de sub-rede varia dependendo de quantos bits foram pegos emprestados em uma sub-
rede específica. 
• A rede é dividida em sub-redes primeiro, e as sub-redes são divididas em sub-redes novamente. 
• Processo repetitivo conforme necessário para criar sub-redes de tamanhos diferentes. 
 
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM) 
• Temos a rede 192.178.67.0/24 e a subdividimos usando 3 bits para identificar as sub-redes. Agora, 
dado um endereço IP e uma netmask (192.178.67.56/255.255.255.224), a rede a que ele pertence é 
calculada assim: 
Endereço completo: 192.178.67.56 11000000.10110010.01000011.00111000 
Máscara de rede: 255.255.255.224 11111111.11111111.11111111.11100000 
--------------------------------------------------------------------- 
Porção da rede: 192.178.67.32 11000000.10110010.01000011.00100000 
Broadcast: 192.178.67.63 11000000.10110010.01000011.00111111 
Subredes possíveis 192.178.67.{0,32,64,96,128,160,192,224} 
IPs válidos: 192.178.67.{33-62} # na rede em questão 
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM) 
• Para determinar o número de hosts/sub-redes disponíveis, a partir de certa máscara de sub-rede, 
devemos verificar o número de bits emprestados. 
• No exemplo anterior, usamos 3 bits para sub-rede, daí temos: 
23 = 8 subredes. 
• Restaram 5 bits para representar os hosts, então: 
25 = 32 – 2 reservados, IP válidos por rede. 
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM) 
• Queremos subdividir nossa rede para que tenhamos n hosts, qual máscara z usar? 
• 2z - 2 >= n → z >= log2 (n+2)‏ 
• z representa o número de bits 0. 
• Queremos subdividir nossa rede para que tenhamos n redes, qual máscara u usar? 
• 2u >= n → u >= log2 n 
• u representa o número de bits 1. 
• Ex.: Temos uma rede 10.1.0.0/24e queremos subdividí-la de forma que tenhamos 40 máquinas por 
rede, como fazemos isso? 
 
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM) 
• z >= log2 (42) → z >= 5,39 → z = 6 bits zero 
Endereço completo: 10.1.0.0 00001010.00000001.00000000.00000000 
Máscara de rede: 255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.11000000 
--------------------------------------------------------------------- 
22=4 redes com 26-2 = 62 hosts por rede. São elas: 
10.1.0.0 até 10.1.0.63 
10.1.0.64 até 10.1.0.127 
10.1.0.128 até 10.1.0.191 
10.1.0.192 até 10.1.0.255 
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM) 
• Exercício: Suponha-se que dispomos dos seguintes endereços à faixa de endereços 192.168.10.0/24 e 
que existem 5 clientes interessados. Os requisitos de cada um deles são: 
• A - 65 
• B - 24 
• C - 4 
• D - 6 
• E - 12 
• Defina os endereços de rede e respectiva netmask para cada cliente. 
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM) 
• Para A vamos precisar de 65 endereços. Como os blocos funcionam em potências de 2, iremos 
reservar uma rede de 128 endereços. 
• Para B será suficiente uma de 32. 
• Para C deverá ser uma rede de 8, já que os 4 oferecidos pelo bloco imediatamente inferior 
corresponderiam, na verdade, a 2 endereços utilizáveis. 
• Para D idem — uma rede de 8. 
• Para E seria necessário uma rede de 16 endereços. 
• Totalizando: 128+32+8+8+16=192<256 
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Máscara de sub-rede de tamanho variável (VLSM) 
• Para A: z >= log2 (128) → z = 7 bits zero 
• Para B: z >= log2 (32) → z = 5 bits zero 
• Para C: z >= log2 (8) → z = 3 bits zero 
• Para D: z >= log2 (8) → z = 3 bits zero 
• Para E: z >= log2 (16) → z = 4 bits zero 
Rede A: 192.168.10. 0 / 25 = 255.255.255.128 (0-127)‏ 
Rede B: 192.168.10.128 / 27 = 255.255.255.224 (128-160)‏ 
Rede C: 192.168.10.160 / 29 = 255.255.255.248 (160-168)‏ 
Rede D: 192.168.10.168 / 29 = 255.255.255.248 (168-176)‏ 
Rede E: 192.168.10.176 / 28 = 255.255.255.240 (176-192) 
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Assuntos da próxima aula: 
 
 
Protocolo ICMP; 
 
Formato Mensagem ICMP; 
 
Aplicações do ICMP. 
 
AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO.