Enderecamento IP

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Endereçamento IP

O endereço IP é um endereço lógico de 32 bits, escrito em quatro bytes representados em decimal e separados por pontos [1].

Cada byte do endereço IP pode variar em decimal de O (00000000) a 255 (11111111).

Exemplo
200.17.101.9
é um endereço válido e sua notação em binário é:
11001000 00010001 01100101 00001001

Endereços de uso especial

0.0.0.0
Endereço com todos os 32 bits iguais a 0. É usado em tabelas de roteamento para identificar destino para rotas default e também para indicar a própria rede como próximo encaminhamento.
255.255.255.255
Endereço com todos os 32 bits iguais a 1. É considerado um endereço de difusão (ou broadcast) limitado a rede do host origem do datagrama (não encaminhado).
127.0.0.1
Identifica a própria máquina, ou localhost, e é usado para testes comunicação entre processos na mesma máquina.
Todos os endereços com o primeiro byte 127 (127.0.0.0/8) são reservados para testes de loopback.

Endereçamento de redes e hosts

Todo computador na Internet necessita de um endereço IP exclusivo e pertence a uma rede.

Cada endereço IP engloba duas partes:

  • Identificador da rede: identifica a rede onde se encontram todos os computadores da mesma rede local.
  • Identificador do host: identifica um dispositivo em uma rede local, como um computador ou roteador.

O identificador de rede é obtido a partir da máscara de rede, a qual indica quais bits do IP identificam a rede e quais identificam o host.

Por exemplo, na figura abaixo temos três redes locais interconectadas por um roteador. Em cada rede, a máscara de rede, na notação /24, indica que os 24 bits mais à esquerda (dos 32 bits do IP) identificam a rede e os 8 bits restantes identificam cada host ou roteador dentro da rede. Desta forma, na rede local da direita, todos os hosts compartilham os 24 bits mais à esquerda do endereço IP, ou seja, os três primeiros bytes em representados em decimal, 200.1.1.X, o que identifica a rede. Idem para as redes 200.1.2.Y e 200.1.3.Z. O último byte do endereçamento identifica um host da respectiva rede.

EnderecamentoIP.png

Máscara de rede

O valor da máscara de rede também pode ser representada na notação decimal com pontos. Por exemplo, a máscara /24 pode ser representada como

255.255.255.0
é equivalente a
11111111 11111111 11111111 00000000
o que significa que os 24 primeiros bits são um e os 8 restantes zero.

Através da máscara de rede podemos extrair o identificador da rede de um endereço IP utilizando uma operação lógica AND entre o endereço IP e a máscara de rede.

Por exemplo, para descobrir o identificador de rede do computador cujo endereço IP é 200.17.101.9 e cuja máscara de rede é 255.255.255.0, devemos fazer uma operação lógica AND destes dois valores.

    11001000 00010001 01100101 00001001     |   AND: 0 & 0 = 0
    11111111 11111111 11111111 00000000     |        0 & 1 = 0
AND ___________________________________     |        1 & 0 = 0
    11001000 00010001 01100101 00000000     |        1 & 1 = 1

Classes de Endereçamento e CIDR

A classe de endereçamento de uma rede é dada pela sua máscara de rede, a qual define seu tamanho em número de endereços possíveis.

Quando o protocolo IP foi criado existiam cinco Classes de Endereçamento. Dentre estas, as classes A, B e C eram utilizadas para definir os tamanhos das redes.

Entretanto, com o crescimento da Internet e o desperdício de endereços que o uso das classes de endereço acarretava, foi criado um novo formato para definir o tamanho das redes. Este formato é conhecido como CIDR ou endereço IP sem classes.

Alocação dinâmica de endereços IP

A alocação dinâmica de endereços IP dentro de uma rede local pode ser realizada pelo Protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

Com o DHCP instalado em uma rede local, o servidor DHCP recebe uma solicitação de uma máquina cliente, solicitando endereçamento IP, e aloca dinamicamente um endereço IP em resposta ao pedido do cliente.

Endereços IP privados e NAT

Alguns blocos de endereços IP são reservados para uso privado na Internet.

10.0.0.0    - 10.255.255.255  (10/8)
172.16.0.0  - 172.31.255.255  (172.16/12)
192.168.0.0 - 192.168.255.255 (192.168/16)

Os endereços IP privados e tem validade somente no escopo da rede interno de uma organização.

Para que computadores da Internet pública acessem um host de uma organização é necessário que este host possua um endereço IP público.

Os endereços privados são úteis para computadores clientes de uma organização, que somente necessitam acessar recursos comuns da Internet como acesso a Web ou Email. Neste caso, estes computadores não precisão ocupar endereços públicos, podendo serem mediados por dispositivos que façam uma tradução destes endereços, como roteadores NAT.

Endereços IP reservados para Link-local

Os endereços Link-local são reservados para uso interno na rede local.

169.254.0.0/16

Pode ser atribuído as interfaces pelo sistema operacional do host por auto configuração quando outros modos de endereçamento não estão disponíveis, como por exemplo por DHCP. Isto permite que, automaticamente, os hosts conectados a uma rede local se comuniquem entre si.

Referências

  1. KUROSE, J.F; ROSS K. W. Redes de Computadores e a Internet: Uma abordagem top-down, São Paulo: Pearson, 2010.

--Evandro.cantu (discussão) 10h36min de 12 de junho de 2014 (BRT)