Clculo da Rede

Clculo da RedeClculo da SubRedeEng Nhaueleque, Leonildo Das Neves Antnio E-Mail: leonnyldo22107@gmail.comCelular: +258824247164/+258861283149/+258848555925Se o seu computador estiver a usar o protocolo TCP/IP e se estiver ligado a uma Intranet ou Internet, ter de ter um endereo IP nico na empresa (Intranet) ou nico no mundo (Internet).Um endereo IP composto por 32 bits agrupados em 4 blocos de 8 bits que quando convertidos em valores decimais tem o seguinte aspecto: 193.136.80.3, ou 220.123.121.246, etc. Teoricamente estes valores podem estar entre 0 (0000 0000) e 255 (1111 1111). Vamos ver mais frente que o valor 0 (endereo da rede) e o valor 255 (endereo de broadcast) no so permitidos para atribuio de endereos IP, por isso vamos ter somente 254 valores vlidos, de 1 (0000 0001) a 254 (1111 1110).

03/04/20132Na Internet existem redes de classe A, B e C (as classes D e E so usadas somente para testes, por isso no vamos falar delas). Se a nossa rede local vai estar permanentemente ligada Internet ento os endereos IP dos seus computadores tm de ter um endereo vlido, ou seja, tm de estar dentro dos valores convencionados para a respectiva classe. E as convenes dizem o seguinte:

03/04/20133

03/04/20134Exemplo 1: Seja um computador que esteja numa rede de classe C tem de ter um endereo IP que comece obrigatoriamente por 192 (at 223) e a seguir ter um valor fixo, e os ltimos 8 bits (Host ID) so atribudos a cada computador, pelo gestor da rede (num mximo de 254 (256 - 2 computadores).Ou seja, dado a seguinte rede de classe C: 193.136.80.nnn. Os nnn correspondem ao Host ID e vo ter valores (nicos) de IPs (atribudos pelo gestor da rede local) dentro da rede de Classe C 193.136.80 (que a parte do Network ID).

03/04/20135 um endereo de 32 bit usado para bloquear (mascarar) uma parte do endereo IP para se poder distinguir a parte de identificador de rede (Network ID) e a parte de identificador de computador (Host ID).Cada computador numa rede TCP/IP precisa de ter uma mascara de sub-rede ( obrigatorio). Isto pode ser conseguido a partir de uma mascara standard de classe A, B ou C (usada quando a rede no necessita de ser dividida em sub-redes) ou atravs de uma mascara personalizada (usada quando a rede precisa de ser dividida em sub-redes). Na mascara standard todos os bits que correspondem parte do Network ID so colocados a "1", que quando convertido para decimal obtm-se o valor 255 (1111 1111(2)=255(10)). Todos os bits que correspondem parte do Host ID so colocados a "0", que quando convertido para decimal obtm-se o valor 0 (0000 0000(2)= 0(10)).

O que uma mscara de sub-rede (subnet mask)?

03/04/20136 um segmento fsico da rede local que funciona num ambiente TCP/IP e que usa endereos IP derivados de um nico valor da parte do "Network ID". O que acontece na prtica que a organizao (empresa, escola ou at um particular) vai requisitar um endereo de rede (Network ID). Ao se dividir a rede em sub-redes, vai-se obrigar a que cada segmento de rede use um Network ID (ou Subnet ID) diferente. Vai-se ento criar um Subnet ID nico para cada segmento atravs da diviso em duas partes dos bits da parte do "Host ID". Uma parte usada para identificar o segmento como uma rede nica e a outra parte usada para identificar os computadores dentro desse segmento (sendo o novo Host ID). O que uma sub-rede ("subnetting")

03/04/20137Este processo conhecido por "subnetting" ou "subnetworking". Este processo de subdiviso da rede no obrigatrio em redes privadas pois estas por no serem "vistas" pela Internet podem ter IPs falsos (no vlidos na Internet). Tambm no ser necessrio fazer uma subdiviso da rede se a rede local tiver endereos IP suficientes.A Subnetting:Possibilidade de misturar diferentes protocolos de nvel fsico como a Ethernet ou a Token Ring.Resolver limitaes da tecnologia actual como o limite do numero mximo de computadores por segmento.Reduzir o trfego da rede atravs do isolamento e/ou redireccionamento dos dados e da reduo dos "broadcasts" (talvez a razo mais importante).

03/04/20138Antes de implementar a "subnetting", devemos recolher a seguinte informao sobre a nossa rede local:Determinar o nmero de segmentos fsicos de rede na nossa rede local e decidir o nmero de segmentos adicionais que se pretende criar.Determinar o nmero de endereos IP necessrios para cada segmento fsico da rede e decidir o nmero mximo de endereos IP que se vai precisar em cada um desses segmentos.Baseado nestas condies, vamos definir:

Implementao prtica da tcnica de Subnetting03/04/20139quarta-feira, 3 de abril de 2013A) A mascara de subrede, que vai ser a mesma em toda a rede. B) Um valor nico de Network ID igual em todo o segmento. C) Um conjunto de Hosts ID vlidos dentro de cada segmento. Ateno: Quando usamos mais bits para a mascara da sub-rede, vai ser possvel ter mais sub-redes, mas vamos ter menos computadores por sub-rede.Por exemplo, numa rede de classe B:3 bits => 6 sub-redes => 8.000 computadores por sub-rede => 48 000 computadores8 bits => 254 sub-redes => 254 computadores por sub-rede => 65 516 computadores

03/04/201310Se forem usados mais bits do que o necessrio para a mscara, ir permitir o aumento do nmero de sub-redes, mas ir limitar o nmero mximo de computadores em cada sub-rede. Se se usarem menos bits, vai acontecer o contrrio, ou seja ir permitir o aumento do n mximo de computadores por sub-rede, mas ir limitar o n mximo de sub-redes. Devemos ter em ateno esta relao de compromisso quando estivermos a planear a sub diviso da rede, a fim de evitar ter de recalcular todo o subnetting de novo.03/04/201311Para calcularmos uma mascara de sub-rede temos de efectuar os seguintes trs passos:Uma vez determinado o nmero de segmentos fsicos necessrios na rede local, vamos converter esse valor para binrio.Contar o nmero de bits necessrio para representar o valor binrio do nmero de segmentos fsicos determinado em 1. Por exemplo, se precisarmos de 6 sub-redes, o valor binrio de 6 110. Assim para representar o valor 6 em binrio precisamos de 3 bits.Converter o nmero necessrio de bits para decimal mas da esquerda para a direita.

Clculo da mscara de sub-rede03/04/201312Exemplo 1: numa rede de classe B, se necessitarmos de 3 bits , configure os primeiros 3 bits (os mais esquerda) do Host ID a "1", passando a fazer parte do Network ID. Teramos assim o valor binrio 1110 0000 que em decimal vale 224. Logo a mascara de sub-rede passaria a ser: 255.255.224.0Ou seja para uma rede de classe B:N de subredes: 6 (6(10) = 110(2) => 3 bits)Valor binrio: 1100 0000 (so necessrios 3 bits)Mascara em binrio: 1111 1111.1111 1111.1110 0000.0000 0000Convertendo para decimal: 255.255.224.003/04/2013131. Conte o nmero de bits de ordem alta usados na Network ID.Por exemplo, se for usado 2 bits da mascara de subrede, o valor binrio ser 1100 0000. Se tivermos usado 4 bits na mascara de subrede ento o valor binrio ser 1111 0000.2. Converta para decimal o bit de maior ordem. Este ser o valor do incremento que determinaos valores dos "Host ID" de cada subrede.Exemplo: se usarmos 2 bits o bit de maior ordem igual a 64 computadores (2^6) (1100 0000).3. Para determinarmos o nmero mximo de subredes, devemos converter para decimal o nmero de bits, mas agora o de ordem mais baixa, e subtrair 1.

Clculo do "Network ID" de cada sub-rede03/04/201314quarta-feira, 3 de abril de 2013Exemplo: para 2 bits teramos 0000 0011 = 3 - 1 = 2 sub-redes.Outra maneira de calcular o nmero mximo de sub-redes, seria sabermos o nmero de bits necessrios e aplicar a seguinte frmula:N mximo de sub-redes = 2^( n de bits necessrios) - 2Exemplo: 22-2 = 4 - 2 = 2 sub-redes.4. Comeando por zero, incremente o valor calculado no passo 2. para cada combinao de bits at atingirmos o valor de 256. Exemplo: Com a parte baixa do valor 64 o primeiro intervalo da Network ID seria de 64 at 127, e a parte alta seria de 128 at 191:Sub-rede 1 => Network ID = 192.168.0.64Sub-rede 2 => Network ID = 192.168.0.12803/04/201315Outro exemplo, agora com 4 bits:Se usarmos 4 bits ento o bit de maior ordem 16 (1.0000)Teramos ento 0000 1111 = 15 - 1 = 14 subredes, ou seja:24 - 2=16-2 = 14 subredes.

03/04/201316Se j tivermos definido as network IDs ento j temos tambm definidas as "Host IDs" de cada subrede. O resultado de cada valor incremental indica o inicio de cada conjunto de Host IDs para cada subrede.Para calcular o nmero mximo de computadores (hosts) de cada subrede, devemos:1. Calcular o nmero de bits disponveis para o "Host ID".Exemplo: para um endereo de classe B que usa 16 bits para a Network ID e 2 bits (emprestados) para a Subnet ID, sobra-nos 14 bits (6+8) para o Host ID.

Clculo dos "Host IDs" de cada subrede

03/04/2013172. Converter o valor binrio para decimal.Exemplo: para o caso de termos 14 bits para os "Host IDs", seria1111 1111 1111 = 16.383 computadores.3. Subtrair 1.Exemplo: 16.383 - 1 = 16.382 computadores.Outro processo para calcular o nmero mximo de computadores seria atravs do nmero de bits usados para o "Host ID", usando a seguinte formula: N mximo de computadores = 2^(n. de bits usados no Host ID) - 2 Exemplo: N mximo de computadores = 2^14 - 2 = 16.382 03/04/201318

TABELA DE MASCARAS DE SUB-REDE03/04/201319

TABELA DE MASCARAS DE SUB-REDE03/04/201320

TABELA DE MASCARAS DE SUB-REDE03/04/201321Exemplo prtico:As redes de classe C tambm podem ser subdivididas embora seja mais difcil fazer a sua gesto pois o nmero mximo de computadores j de ser baixo (256 computadores).Vamos partir do principio que a provedora de internet atribui-nos o seguinte Network ID: 192.1.1.0. Queremos criar 6 sub-redes onde cada sub-rede poder ter no mximo 30 computadores.Pegando nos 8 bits disponveis da parte do "Host ID", vamos usar os 3 bits mais significativos para emprestar ao Network ID, e os restantes 5 bits ficam para os Host ID. Assim vamos conseguir criar um mximo de 6 sub-redes com 30 computadores cada. A mscara de sub-rede ser a seguinte: 255.255.255.224.

DIVISO DE UMA REDE DE CLASSE C EM 6 SUB-REDES03/04/201322A prxima tabela mostra as 6 subredes de classe C:O valor 32 (2^5 = 32, onde 5 o bit de menor ordem da mscara) o incremento entre cada subrede.

03/04/201323Anlise individual dos 256 valores referentes ao ltimo Byte do endereo IP

03/04/201324Usando por exemplo a subrede 192.1.1.160 (subrede 5), podemos verificar o seguinte:Endereo da subrede 5: 192.1.1.160Endereos IP vlidos: 192.1.1.161 at 192.1.1.190N mximo de computadores: 30Endereo de broadcast: 192.1.1.191Mscara de subrede: 255.255.255.224 (igual para as 6 sub-redes)Valor do Incremento (entre cada subrede): 32 (2^5, onde 5 o bit de menor ordem que foi emprestado Network ID (224 = 1110 000) O bit de menor ordem o 5 a contar da direita para a esquerda)N mximo de sub-redes: 2^3 - 2 = 8 - 2 = 6 sub-redes (onde 3 o n de bits emprestados Network ID)Concluso03/04/201325A rede classe C 192.168.0.0 foi dividida em subredes de mscara 255.255.255.248. Dois endereos IP que, nestas condies, pertencero a uma mesma subrede so:(A) 192.168.0.7 e 192.168.0.10(B) 192.168.0.97 e 192.168.0.102(C) 192.168.0.174 e 192.168.0.180(D) 192.168.0.182 e 192.168.0.185(E) 192.168.0.246 e 192.168.0.250Resoluo:A frmula para clculo de sub-redes (2 ^ n) - 2, l-se dois elevado a n menos dois. O menos dois por causa dosendereos reservados: um para rede e outro para broadcast. No caso dessa questo no usaremos o -2 porque melhor retirar os endereos reservados na hora do clculo em si, seno poderemos cair no erro de tir-los duas vezes.Ento vamos ao clculo:A mscara da rede 255.255.255.248.248 = 1 1 1 1 1 0 0 0, onde os cinco primeiros dgitos (os 1's) correspondem subrede e os trs ltimo (os 0's) correspondem aos hosts.

03/04/201326Exerccios Resolvidos De Calculo de RedesVoltando frmula:2^5=32 -> nmero de subredes2^3=8 ->nmero de hostsPara facilitar comea-se a numerar por essa coluna (32 subredes):

03/04/2013270(subrede 1)8(subrede 2)16(subrede 3)24(subrede 4)32(subrede 5)40(subrede 6)48 (subrede 7)56(subrede 8)64(subrede 9)72 (subrede 10)80 (subrede 11)88 (subrede 12)96 (subrede 13)104 (subrede 14)112 (subrede 15)

120 (subrede 16)128 (subrede 17)136 (subrede 18)144 (subrede 19)152 (subrede 20)160 (subrede 21)168 (subrede 22)176 (subrede 23)184 (subrede 24)192 (subrede 25)200 (subrede 26)208 (subrede 27)216 (subrede 28)224 (subrede 29)232 (subrede 30)240 (subrede 31)248 (subrede 32)

Com a mascara teremos 32 subredes com 8 hosts cadaO prximo passo numerar a segunda coluna, diminuindo do nmero de baixo uma unidade (como no exemplo abaixo). Cada subrede ter 8 hosts, como calculado anteriormente.

03/04/2013280 7 (8-1=7) (subrede 1)8 15 (16-1=15)(subrede 2)1623(subrede 3)2431(subrede 4)3239(subrede 5)4047(subrede 6)4855(subrede 7)5663(subrede 8)6471(subrede 9)7279(subrede 10)8087(subrede 11)8895(subrede 12)96103(subrede 13)104111(subrede 14)112119(subrede 15)120 127(subrede 16)128 135(subrede 17)136 143(subrede 18)144 151(subrede 19)152 159(subrede 20)160 167(subrede 21)168 175(subrede 22)176 183(subrede 23)184191(subrede 24)192 199(subrede 25)200 207(subrede 26)208 215(subrede 27)216 223(subrede 28)224 231(subrede 29)232 239(subrede 30)240 247(subrede 31)248 255(subrede 32)

(A) 192.168.0.7 e 192.168.0.107 est na subrede 1 e endereo de broadcast, portanto no pode ser usado. S com isso j eliminamos a letra "a".

(B) 192.168.0.97 e 192.168.0.10297 est dentro da subrede 13. 102 tambm se encontra na subrede 13.Assim, esta a resposta certa. Vamos ver as outras questes.

(C) 192.168.0.174 e 192.168.0.180174 est na subrede 22.180 est na subrede 23. Pravado que est errada a questo.

(D) 192.168.0.182 e 192.168.0.185182 est na subrede 23.185 est na subrede 24.Pravado que est errada a questo.

(E) 192.168.0.246 e 192.168.0.250246 est na subrede 31.250 est na subrede 32.Pravado que est errada a questo.

03/04/201329Agora vamos analisar as respostas da questo:2.Usando a mscara 255.255.255.224, qual a subrede que pertence o host 199.42.78.133 e indique tambm o endereo de broadcast.

Resoluo

224(10) = 1 1 1 0 0 0 0 0(2)2 ^ 3 = 8 subredes2 ^ 5 = 32hosts

03/04/2013300 ---------------------------31 (subrede 1)32 -------------------------63 (subrede 2)64 -------------------------95 (subrede 3)96 ---------------------- 127 (subrede 4)128 ----------------------159 (subrede 5)160 --------------------- 191 (subrede 6)192 --------------------- 223 (subrede 7)224 ----------------------256 (subrede 8)Resposta:

O host 199.42.78.133 faz parte da subrede 5.O Endereo de broadcast 159.

Vamos considerar que pretendem organizar uma LAN Party e querem criar 6 subredes. Como requisito, cada uma das sub-redes dever suportar 30 hosts (mquinas). A vossa rede principal 192.168.1.0/24 e tem suporte para 254 hosts. Como proceder a essa diviso?Resolucao:03/04/201331

Para comear vamos recordar quais os requisitos:Cada sub-rede deve ter suporte para pelo menos 30 hosts;No mnimo devemos ter 6 subredes;

Antes de proceder aos clculos, vamos verificar se possvel satisfazer tais requisitos.Ora se a rede principal suporta 254 mquinas ento 30 (PCs) x 6 (sub-redes)=180, logo ser possvel satisfazer o pedido.Foi tambm tido em conta que sero perdidos dois endereos por cada subrede: o endereo de subrede que identificar essa subrede e o endereo de broadcast de cada subrede.Dando prioridade exigncia a nvel de PCs, vamos considerar o diagrama seguinte e responder seguinte questo: Em que nmero da elipse amarela conseguiriam encaixar 32 PCs (30 o nmeros de PCs + 1 que o endereo para a subrede e +1 endereo de broadcast, que d um total de 32). Ora tm 3 possibilidades: no 128, 64 ou 32. No entanto, a escolha dever recair sobre 32 por ser o nmero mais prximo (neste exemplo at igual) do solicitado.

03/04/201332Sabendo que a escolha ento 32, podemos ento rapidamente afirmar que as subrede distam 32 endereos umas das outras e que podemos variar 3 bits.

03/04/201333

Alm disso vamos tambm ter de alterar a mascara da rede principal e ajustar s subredes. Como a mscara original (255.255.255.0) /24 e como agora passamos a ter mais subredes e menos endereos disponveis por cada subrede, ento a mscara ter de avanar para a frente no ltimo octeto. Como estamos a usar mais 3 bits do ltimo octeto, basta efectuar a soma o peso dos mesmos (128+64+32 = 224). Ento a nova mscara a aplicar s novas subredes ser: 255.255.255.224(/27).

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Considerando a rede principal, aps a sua diviso em subredes com 30 hosts cada temos algo do tipo:

NB: Nesta fase j temos todas as informaes para responder pergunta inicial. Para isso est um pequeno quadro no slide seguinte.

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Algumas notas para o preenchimento da tabela:Comear por preencher todas as linhas associadas ao endereo de subrede. Desta forma sabemos sempre que o endereo broadcast da linha anterior esse endereo -1.Depois de saber o broadcast sabemos tambm que o ltimo endereo vlido o endereo broadcast 1.O primeiro endereo de rede, sempre a soma de +1 ao endereo de subrede.NB:Como podemos verificar, no resultado foram mais de 6 subredes mas conseguimos cumprir o requisitos de 30 hosts por rede. Das 8 redes agora basta usarem 6.

4.Considerando a rede 192.168.150.0, pretende-se que a mesma seja dividida de forma a ter 100 mquinas por rede.

03/04/2013361.192.168.1.0 /30 (255.255.255.252) (qual a decima subrede?Usando a formula 2^n temos 4 endereos (end. da subnet, 2 hosts e broadcast), isto , ter um intervalo de 4 em 4. Portanto, se quisermos saber qual a dcima subrede, s multiplicar 4 vezes 10, o qe daria 40. A dcima subrede 192.168.1.40 /302. 192.168.0.0 /29 - Qual a dcima primeira subnet?abrindo em bits o ltimo octeto: 00000 000 (5 bits de subnet e 3 de host)2^n = 2^3 = 8 ento, teremos um intervalo de 8 em 8. Cada subnet possui 8 endereos (1 de subrede, 1 broadcast e 6 hosts) Multiplique o intervalo pela rede que queira saber: 8 * 11 = 88 Ento, temos como a dcima primeira subnet o endereo 192.168.0.88 /29 Se quiser comprovar, s abrir em bits: 88 = 01011000 (Note que os bits de host esto zerados, isto , realmente um endereo de subnet).03/04/201337Algo um pouco mais complicado, mas simples de resolver, se voc possui mais de 1 octeto para subnet, como o endereo 172.16.0.0 /28 Neste caso, temos todos os bits do terceiro octeto mais 4 bits do ltimo octeto, totalizando 12 bits para subnet e 4 para hosts.

3. Qual o endereo da subrede 1031 para o caso acima?Usando a poro de subnet para saber quantas subnets so possveis: 2^n -2 = 2^12 - 2= 4094 subnets.Neste caso, pode-se ter at 4094 subnets. Se perguntarem qual a subnet 5000, ela simplesmente no existe.

03/04/201338Abrindo em bits a parte que interessa (ltimos octetos):172.16.00000000.0000hhhh onde h=bit de host simplesmente extramos os bits do endereo que faz parte da subnet: 00000000.0000 ficando como se fosse um s: 000000000000 converta o nmero 1031 em binrios: 1031=100000000111 Separando em octetos, na posio original: 10000000.0111hhhh onde h bit de host 172.16.10000000.01110000= 172.16.128.112 /28

Portanto, a subnet 1031 a 172.16.128.112 /28 03/04/201339