Redes de Computadores — Sabendo o básico — Intro
Fala aí beleza?! és estudante de TI, alguém da área da computação ou com uma paixão por TI? independentemente da sua resposta conhecer como as redes de computadores funcionam é algo que agrega muito valor ao nivel de conhecimento, pois a TI está em tudo o quanto é canto, então vamos aprender o basicão das redes? partiu.
Redes de computadores
Podemos definir as redes de computadores como sendo o conjunto de componentes físicos e lógicos que permitem com que dois ou mais computadores estabeleçam uma conexão e consequentemente troquem informações entre si.
Subrede
É a rede resultante da subdivisão de uma rede de computadores. Uma rede pode possuir várias subredes.
Protocolo TCP/IP
É um padrão de comunicação amplamente usado nas redes de computadores. Como o seu nome já sugere, neste protocolo temos um casamento entre os dois protocolos, denotados por TCP (Protocolo de controle de transmissão) e IP (Protocolo de Internet/interconexão).
Este protocolo possui basicamente 4 camadas, que se encontram dispostas hierarquicamente (da camada mais alta até a mais baixa, vice-versa) cujo as denominações são respectivamente: Camada de Aplicação (camada 4), Camada de Transporte (camada 3), Camada de Comunicação ou de Internet (camada 2) e a Camada de Interface com a Rede ou Enlace (camada 1).
Cada uma destas camadas desempenha sua função, a saber:
Camada de Aplicação (camada 4) — esta camada é responsável pela interação com usuário, através desta camada o usuário estabelece o contacto com os outros dispositivos que fazem parte da rede (HTTP, FTP, etc.).
Camada de Transporte (camada 3) — estabelece a comunicação host-a-host, podendo ou não garantir a entrega dos pacotes(informações) transportados(TCP e UDP).
Camada de Comunicação (camada 2) — esta camada garante a interconexão entre as redes locais para que haja troca de informações entre os hosts(dispositivos) que pertencem a mesma rede(IP).
Camada de Interface com a rede ou Enlace (camada 1) — é camada que responsabiliza-se pela física, ou seja, trata de tecnologias que garantem a conexão dos vários dispositivos à rede (Modem, Ethernet, etc.).
Protocolo IP
O protocolo de Interconexão(IP), procura atribuir uma identificação a cada dispositivo (computador, impressora, etc.), que esteja conectado a uma rede que esteja a usar a arquitetura TCP/IP.
Endereço IP
É um número composto principalmente de 2 partes, onde uma das partes se preocupa é identificar a rede cujo o dispositivo se encontra conectado e a outra parte identifica o dispositivo dentro da própria rede que se encontra conectado.
O endereço IPv4(4 octectos), é um endereço de 32bits, onde temos cada byte separado por ponto(.), exemplo: 10000001.00000000.00000000.00000001, convertendo para a base decimal ficamos com 127.0.0.1.
Classes de endereços IP
Os endereços IP’s se encontram divididos em tamanhos fixos denominados por Classes de endereços IP, a saber:
- Classe A
Endereços da classe A usam somente os primeiros 8 bits, para identificar a rede, os restantes para identificar o endereço do host.
32–8 = 24, então podemos ter
disponíveis para hosts nessa rede.
Partem de 0.0.0.1 até 126.255.255.255
- Classe B
Endereços da classe B usam os primeiros 16bits, para identificar a rede, os restantes para identificar o endereço do host. Os dois primeiros bits de um endereço de classe B são sempre 10 (um e zero).
32–8 = 16, então podemos ter
disponíveis para hosts nessa rede.
Partem de 128.0.0.0 até 191.255.255.255
- Classe C
Endereços da classe C usam os primeiros 24bits, para identificar a rede, os restantes para identificar o endereço do host. Os três primeiros bits de um endereço de classe C são sempre 110 (um, um e zero).
32–16 = 8, então podemos ter
disponíveis para hosts nessa rede.
Partem de 192.0.0.0 até 223.255.255.255
- Classe D
Endereços da classe D possuem os primeiros 4 bits sendo sempre 1110 (um, um,um e zero).
Estes endereços estão reservados para serviços de MultiCast.
Partem de 224.0.0.0 até 239.255.255.255
- Classe E
Endereços da classe E são reservados para uso futuro e de teste pela IEFT. Num endereço de classe E os primeiros 4 bits são sempre 1111(um, um, um e um).
Partem de 240.0.0.0 até 255.255.255.254
Classes especiais
Existem endereços que fazem parte da classe endereços especiais, estes não são considerados públicos e não são endereçáveis, eles são reservados, como por exemplo o endereço para comunicação numa rede privada ou com um computador local(127.0.0.1)
Redes privadas
Numa rede privada temos os computadores comunicando somente entre eles, não havendo qualquer meio de comunicação com os que não pertencem a esta mesma rede. Bom, pode-se garantir a comunicação com os computadores que fazem parte de outras rede, mas para tal deve-se usar meios e dispositivos próprios como roteadores.
Faixa de endereços privados para cada rede com base na classe a, b ou c:
- Rede classe A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255
- Rede classe B — 172.16.0.0 a 172.31.255.255
- Rede classe C — 192.168.0.0 a 192.168.255.255
Endereço de Rede, Brodcast, Máscara de rede e Gateway
Lembras dos endereços IP disponíveis em cada classe? E que também subtraímos 2 endereços? Bom, estes 2 endereços são de rede e de Brodcast.
a) Endereço de rede
É o endereço IP que identifica a rede, o mesmo possui todos os bits da parte de identificação de host na rede, iguais a 0. É comumente o primeiro endereço de uma rede.
b) Endereço de broadcast
Normalmente é o último endereço IP de uma rede, e tem todos os bits da parte de identificação de host na rede, iguais a 1. É usado para enviar mensagens a todos os Hosts que pertencem a essa mesma rede.
c) Máscara de rede ou subrede
É um número de 32 bits, similar ao IP cuja a sua função é de identificar qual parte do endereço IP corresponde à rede pública, à subrede e aos hosts
d) Gateway
Lembras-te que para dispositivos de uma rede privada comuniquem-se com os de uma outra rede é necessário que haja um dispositivo que garanta essa funcionalidade, como por exemplo o roteador? É bom que não te esqueças, pois o roteador é um gateway.
O gateway como o seu nome sugere, é responsável por estabelecer um elo ou ponte de ligação entre diferentes redes. Bom, estas mesmas redes podem ou não usar diferentes protocolos. Cabe ao gateway fazer a tradução e adaptação de protocolos, para que a ligação entre as redes distintas seja possível.
Cálculo de endereço de rede e broadcast
Para sabermos o endereço de rede e de broadcast, é necessário que realizemos algumas operações matemáticas.
Endereço de Rede = Endereço IP AND Máscara de Rede
Endereço de Broadcast = Endereço IP OR (NOT (Máscara de Rede))
Exemplo:
Calcule os endereços de rede e de broadcast da rede em que o computador da Maria Matsinhe foi conectado, atendendo que o mesmo obteve o seguinte IP e mascara ao ser conectado 192.168.0.62/24.
Para fazermos os cálculos dos endereços precisamos converter tanto o endereço IP e tanto a máscara de rede, representados na base decimal para a base binaria.
Isso podemos fazer com o auxílio da tabela abaixo.
Convertendo o endereço IP temos:
192.168.0.62 =11000000.10101000.00000000.00111110(2)
Nos dados fornecidos temos o IP 192.168.0.62/24, o termo /24 é a máscara da rede desse IP e numero denotado após a /(barra) identifica os primeiros 24 bits dos 32bits, como sendo iguais a 1 e os restantes iguais a 0, ou seja,
que representa 255.255.255.0 na base decimal.
Endereço IP: 192.168.0.62 = 11000000.10101000.00000000.00111110(2)
Máscara: 255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000.(2)
Cálculo do endereço de rede
Realizando a operação AND temos
O endereço de rede é o resultado da operação de conjunção de bit-á-bit ( conjução de bits que ocupam as mesmas posições), logo o resultado é:
que representado na base decimal fica igual a192.168.0.0
Cálculo do endereço de Brodcast
Para calcularmos o brodcast devemos realizar primeiramente a operação NOT(negação) da máscara de rede.
Feito isso, podemos partir para a operação OR(disjunção), entre o endereço IP e a máscara negada.
O endereço de broadcast é:
que representado na base decimal fica igual a 192.168.0.255.
Resposta: O endereço de rede no qual o computador da Maria se encontra conectado é 192.168.0.0 e o de broadcast é 192.168.0.255.
Endereçamento IP
Atribuição de endereços IP numa rede usando o método VLSM
O VLSM (do inglês, Variable Length Subnet Masks) é um método de subdivisão de redes, que tem como foco a distribuição dos endereços IP’s de modo com que diferentes redes tenham diferentes tamanhos.
Para efetuarmos o VLSM devemos tomar as notas:
- Obter o número de endereços necessários de uma subrede, contando o número dos hosts que fara o uso desta mesma rede. Incluir também nas contas o endereço de rede e o de broadcast.
- Começar com a distribuição dos enderecos da subrede com o maior numero de hosts ate a subrede com o menor numero.
Todo o processo deve ser feito obdecendo a tabela abaixo:
Exemplo:
Desenvolva um esquema de endereçamento para a PME Britalar tendo em conta que a mesma possui 2 edifícios com uma distância considerável entre eles, para o Edifício A temos 12hosts (computadores, impressoras, etc.) e para o Edifício B temos 25hosts, e saiba desde já que para garantir a interconexão entre as redes usarás 1 roteador para cada rede, use o endereco 172.24.0.0 para o efeito.
Resolução
1 passo — Numero de host em cada subrede
Rede do Edifício A: 12 hosts
Rede do Edifício B: 25 hosts
Rede dos roteadores: 2 hosts
2 passo — Distribuição de endereços
Sabendo o numero das subrede e dos respectivos hosts, passamos para elaboração de um plano de endereçamento, e pra tal usaremos o endereço de rede que é nos dado: 172.24.0.0. Usando o VLSM podemos calcular os endereços de forma eficiente podendo alocar intervalos muitos menores de endereços para cada subrede.
Baseando-se na tabela de endereços disponíveis por mascara podemos fazer o cálculo (preenchendo a nossa tabela de VLSM).
Passamos a seguir para o prenchimento da tabela de endereços atribuídos usando o método VLSM.
