Sub-redes

3.1 Introdução a hosts e sub-redes

Os endereços IP são usados ​​para identificar dispositivos em uma rede. Para se comunicar com outros dispositivos em uma rede, um endereço IP deve ser atribuído a cada dispositivo de rede (incluindo computadores, servidores, roteadores, impressoras). Esses dispositivos na rede são chamados de hosts .

O equipamento de rede também possui seus próprios números. E todos os computadores que são atendidos por equipamentos de rede específicos são chamados de sub-rede . Cada sub-rede tem um padrão pelo qual o equipamento de rede atribui endereços IP às suas sub-redes. Esse padrão é chamado de máscara de sub-rede .

As máscaras de sub-rede permitem dividir uma rede em várias sub-redes e também definir o número máximo de hosts patrocinados.

Introdução aos endereços IP

Um endereço IP consiste em quatro partes, escritas como números decimais pontuados (por exemplo, 192.168.1.1). Cada uma dessas quatro partes é chamada de octeto . Um octeto tem oito dígitos binários, como 00001111.

Assim, cada octeto pode levar o valor binário de 00000000para 11111111ou de 0para 255decimal.

estrutura de endereço IP

A primeira parte do endereço IP é o número da rede, a outra parte é o ID do host. Juntos, eles formam um endereço IP de host exclusivo. Quanto menor o número da rede, mais hosts ele pode acomodar. Se o número da rede ocupar 3 bytes, restará apenas um byte por número de host (o máximo 255de hosts na rede).

O número da rede é usado pelos roteadores (roteadores, roteadores) para encaminhar pacotes para as redes desejadas, enquanto o ID do host identifica o dispositivo específico nessa rede para o qual os pacotes devem ser entregues.

Exemplo de número de rede e host

A figura a seguir mostra um exemplo de endereço IP em que os três primeiros octetos ( 192.168.1) são o número da rede e o quarto octeto ( 16) é a ID do host.

O número de dígitos binários em um endereço IP por número de rede e o número de dígitos em um endereço por ID de host podem ser diferentes dependendo da máscara de sub-rede.

3.2 Máscaras de sub-rede

IPs privados

Cada host na Internet deve ter um endereço exclusivo. A exceção são os endereços IP nas redes locais.

Se você tiver sua própria rede local em seu escritório, seus computadores terão seus próprios endereços IP não exclusivos. No entanto, se for um computador conectado diretamente à Internet ou a um servidor, ele deverá ter um endereço IP público exclusivo.

Existe uma organização especial (IANA) que lida com a distribuição de endereços IP. Os ISPs compram endereços IP dele em blocos (sub-redes) e depois os vendem para seus clientes. Portanto, se você pagar por um endereço IP branco, tudo estará em ordem (o provedor também paga por isso).

Além disso, a IANA identificou várias sub-redes que são comumente usadas para redes locais não públicas. Como essas sub-redes não são públicas, elas podem ser usadas por qualquer pessoa para qualquer finalidade. Existem três dessas sub-redes: grande, média e pequena.

Os três blocos de endereços IP a seguir são reservados para eles:

• 10.0.0.0—10.255.255.255
• 172.16.0.0—172.31.255.255
• 192.168.0.0—192.168.255.255

Às vezes, os endereços IP dessas sub-redes privadas são chamados de endereços "cinza".

máscaras de sub-rede

Para determinar quais bits de um endereço IP se referem ao número do host e quais bits se referem ao número da sub-rede, é usada a chamada máscara de sub-rede .

Digamos que você tenha um endereço IP escrito em binário:

11110101 01010101 11111111 00000001

Os bits responsáveis ​​pelo número da rede são marcados em vermelho, os bits responsáveis ​​pelo número do host são marcados em verde. Sim, isso também é possível. Não há hard binding para bytes.

A máscara de sub-rede será chamada de tal número, onde os bits de sub-rede corresponderão a uns e os bits de host corresponderão a zeros. Exemplo de máscara de sub-rede para o endereço anterior:

11111111 11111111 11110000 00000000

Todos os bits de sub-rede são iguais 1, todos os bits de host são iguais 0.

Um exemplo de extração do número de rede e ID do host em um endereço IP:

As máscaras de sub-rede sempre consistem em uma série de 1s consecutivos, começando com o bit mais à esquerda da máscara, seguido por uma série de 0s consecutivos para um total de 32bits.

A máscara de sub-rede pode ser definida como o número de bits no endereço que representa o número da rede (o número de bits com valor " 1"). Por exemplo, " 8-bit mask" é uma máscara na qual 8os bits são um e o resto dos 24bits são zeros.

As máscaras de sub-rede são escritas em notação decimal com pontos, assim como os endereços IP. Os exemplos a seguir mostram a notação binária e decimal de 8-bit, e máscaras de sub-rede.16-bit24-bit29-bit

Máscaras de sub-rede:

3.3 DHCP

Dentro da rede local, pode haver endereços IP estáticos e dinâmicos. Os administradores do sistema podem atribuir endereços estáticos aos computadores. Os dinâmicos são atribuídos a computadores automaticamente usando o serviço DHCP .

O DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol ) é um protocolo de aplicativo que permite que os dispositivos de rede obtenham automaticamente um endereço IP e outros parâmetros necessários para operar em uma rede TCP/IP.

Após a inicialização do computador, o sistema operacional acessa o servidor DHCP (geralmente embutido no roteador) e recebe um endereço IP (e outros parâmetros necessários) dele. Isso evita a configuração manual de computadores na rede. Essa abordagem é usada na maioria das redes locais.

distribuição de endereços IP

O protocolo DHCP fornece três maneiras de alocar endereços IP:

Distribuição manual . Nesse método, o administrador de rede mapeia o endereço de hardware (endereço MAC) de cada computador para um endereço IP específico. Na verdade, esse método de alocação de endereço difere da configuração manual de cada computador apenas porque as informações de endereço são armazenadas centralmente (no servidor DHCP) e, portanto, é mais fácil alterá-las, se necessário.

Distribuição automática . Com este método, cada computador recebe um endereço IP livre arbitrário do intervalo definido pelo administrador para uso permanente.

distribuição dinâmica . Esse método é semelhante à distribuição automática, exceto que o endereço é fornecido ao computador não para uso permanente, mas por um determinado período. Isso é chamado de locação de endereço. Terminado o aluguer, o endereço IP volta a ser considerado livre e o cliente é obrigado a solicitar um novo (no entanto, pode vir a ser o mesmo). Além disso, o próprio cliente pode recusar o endereço recebido.

Os serviços DHCP avançados são capazes de atualizar automaticamente os registros DNS correspondentes aos computadores clientes quando novos endereços são alocados para eles. Isso pode ser útil quando você tem uma grande rede corporativa que usa DNS interno para nomes de servidores e computadores.

Opções de DHCP

Além do endereço IP, o DHCP também pode fornecer ao cliente parâmetros adicionais necessários para a operação normal da rede. Essas opções são chamadas de opções DHCP. Existem muitos, mas você só precisa conhecer alguns deles.

Algumas das opções mais utilizadas são:

• endereço IP do roteador padrão;
• máscara de sub-rede;
• endereços de servidor DNS;
• nome de domínio DNS.

3.4 host local e 127.0.0.1

Existem vários endereços IP que são úteis para saber. Por exemplo, o endereço IP do seu roteador. Outro endereço IP que é útil saber é 127.0.0.1.Agora falaremos sobre isso com um pouco mais de detalhes.

O que é 127.0.0.1?

O endereço IP 127.0.0.1é conhecido como endereço de loopback, mas você pode vê-lo como localhost . Quando você aponta seu navegador para 127.0.0.1, ele tenta se conectar ao computador que você está usando no momento. Isso é útil quando você deseja se conectar a um servidor em seu computador.

127.0.0.1é especial entre os endereços IP. Como regra, o endereço IP é único para cada computador na rede local e na Internet. No entanto, 127.0.0.1sempre aponta para o computador que você está usando no momento, não importa o quê.

Por exemplo, você configura um servidor em seu computador de trabalho e pode se conectar a ele digitando 127.0.0.1em seu navegador no trabalho. No entanto, quando chegar em casa e digitar 127.0.0.1, você se conectará ao seu computador doméstico. Para se conectar a um computador de trabalho, você precisará de seu endereço IP público.

O que é host local?

localhost é na verdade um nome de domínio, pois não há nenhuma 127.0.0.1.diferença específica entre 127.0.0.1e localhost. Você pode escrevê-lo desta e daquela maneira, como quiser.

Você pode pensar em localhost como o "nome" de um endereço 127.0.0.1, assim como "www.google.com" é o "nome" de um endereço IP do Google. No entanto, quando você visita www.google.com, ele deve passar por um servidor DNS para que seu computador possa determinar qual endereço IP corresponde ao nome.

Localhost não precisa de um servidor DNS porque seu computador já sabe que você deseja se conectar a ele. Dessa forma, você pode usar localhost mesmo se não tiver uma conexão com a Internet.