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Curso Profissional de Técnico de Eletrónica, Automação e Computadores

Automação e Computadores

REDES DE COMPUTADORES

Arquitetura da Internet

• A Internet é constituída por uma enorme quantidade de pequenas redes locais (LANs) interligadas entre si. As redes locais estão limitadas à sua escala e muito embora tenha havido avanços tecnológicos que melhoraram a velocidade das comunicações, a distância máxima entre nós de uma rede ainda representa um problema.



• Os dados que circulam na Internet são empacotados, daí o nome de packets ou pacotes de dados, e enviados de router para router ao longo desta grande rede. Ao longo desta transmissão estão presentes os modelos OSI e o TCP/IP que através das suas camadas proporcionam a construção desses pacotes e o seu envio.





• Na figura podemos ver os elementos fundamentais existentes na Internet, que são:

• Dispositivos terminais – computadores (hosts) – que executam aplicações de rede;

• Infraestruturas de comunicação – fibra ótica, condutores de cobre, sistemas de emissão/rececão de ondas de rádio e satélite;

• Routers – equipamentos especialmente desenhados para interligar redes. Um router pode interligar redes que utilizam diferentes tecnologias. Estes estabelecem o encaminhamento dos pacotes ao longo das redes.


Endereçamento IP

Endereço IP

EXEMPLO:

172.31.254.57

•Um endereço IP ( versão 4 ) é formado por 4

bytes ( 32 bits)

•Representação na sua forma decimal

( 0 a 255 ), separados por um ponto.


Endereçamento IP

• O protocolo IP foi desenvolvido com a intenção de permitir o routing de pacotes; esta característica torna possível a interligação de diversas redes. Para permitir o routing, este protocolo utiliza um esquema de endereçamento denominado IP:

• Físico (MAC) – vem impresso nas placas de rede;

• Lógico – configurado pelo utilizador com um endereço IP.


Endereçamento IP

• Não podem existir endereços IP iguais na mesma rede.

• Numa rede TCP/IP, cada dispositivo é conectado à rede deve ter, pelo menos, um endereço IP, para identificar o dispositivo na rede a que pertence.

• Cada sub-rede tem o seu fluxo de comunicação

interno. As redes são interligadas através do router.

• O router isola o fluxo das redes, permitindo apenas

a passagem aos dados destinados à rede externa.


Endereçamento IP


Endereçamento IP

• Endereços IPv4

• Um endereço IP é composto por 4 bytes (32 bits) representados na forma decimal e separados por um ponto, no formato X.Y.Z.W. O menor número do endereço IP possível é 0.0.0.0 e o maior é 255.255.255.255


Endereçamento IP

• A primeira parte de um endereço IP, responsável pela identificação da rede denomina-se por network prefix e à restante com a função de identificar um host (máquina) denomina-se por host number.


Endereçamento IP

• Classe A, tem como objetivo albergar um grande número de computadores;

• Classe B, tem como função albergar um número médio de computadores;

• Classe C, serve para pequenas redes locais;

• Classe D, não está preparada para suportar computadores, destina-se apenas para Multicast;

• Classe E, está reservada para uso futuro, se bem que é usado para testes.


Endereçamento IP

• Multicast é a receção de informação em simultâneo para múltiplos destinatários, usando como estratégia a passagem das mensagens por um link uma única vez e apenas são multiplicadas quando o link para os destinatários se divide em duas direções.


Endereçamento IP

• O router que atua entre as 2 redes permite que o tráfego da rede local não interfira no tráfego da Internet. O computador (gateway) possui 2 placas de rede, uma para a rede local e outra para a rede externa (Internet). IP – 192.168.0.1 e o IP 188.90.17.5


Endereçamento IP

• Se o computador 192.168. 0.4 solicitar uma página na Web: este pedido percorre a rede e chega ao router, que consulta a sua tabela de endereços e verifica que o pedido não pode ser satisfeito dentro da rede.


Endereçamento IP

• Todas as páginas www têm um endereço IP que é traduzido para um nome (DNS – Domain Name System). Como o endereço não pertence à rede interna, o pedido é encaminhado pelo router para um servidor hierarquicamente superior, até encontrar o seu destino.


Endereço IP

Endereço IP é: •Identifica uma rede; •É uma ligação a essa rede.

O Endereço IP tem: • 32 bits; • Representa-se numa notação decimal separada por pontos.

Endereçamento IP


Endereçamento IP


• Endereços IPv4

• Um endereço IP é constituído por 4 bytes (32 bits)

representada na forma decimal e separados por um

ponto.

• Exemplo: x.y.z.w

• O menor número do endereço IP possível é 0.0.0.0 e o

maior é 255.255.255.255.

Endereço IP

•Um endereço IP é constituído por um endereço de rede e um endereço de máquina dessa rede ( nó ou host )

Endereço de Rede Endereço de Host

Comprimento Fixo 32 bits = 4 bytes

Tamanho Variável

Endereçamento IP


Noção de Classe IP

Existem várias classes IP: •Classes A, B, C, D e E; •O 1º Byte define a classe do endereço IP.

CLASSE A •O 1º Byte é de 1 a 127

CLASSE B •O 1º Byte é de 128 a 191

Endereçamento IP



CLASSE C •O 1º Byte é de 192 a 223

CLASSE D •O 1º Byte é de 224 a 239 *Utilizada para Multicasting

CLASSE E •O 1º Byte é de 240 a 255 *Experimental, uso futuro

Endereçamento IP



CLASSE A •Há poucas redes e muitos computadores por rede.

Análise

CLASSE B •Temos algumas redes com alguns computadores por rede.

Endereçamento IP



CLASSE C •Temos muitas redes e poucos computadores por rede.

Análise

A

B

C

REDE NÓ

Endereçamento IP


Endereçamento IP


• Endereços IPv4

• O sistema de redes que formam a estrutura da Internet é

chamado backbone.

• Para que se possa ligar uma rede à Internet, esta deverá estar,

de forma direta ou indireta, ligada a um backbone. Quando se

pretende ligar uma rede à Internet, esta terá de estar ligada

ao backbone de algum ISP.

Endereçamento IP


• Endereços IPv4

• A atribuição dos endereços IP na Internet

é feita pelos backbones dos ISP de forma

hierárquica.

Endereçamento IP


Endereçamento IP


• Endereços IPv4

• Se uma rede não estiver ligada à Internet, poderá

ser definido qualquer endereço IP para as

máquinas dessa rede. Caso exista a possibilidade

de se ligar esta rede à Internet, o conflito com

endereços IP será inevitável, pois os endereços IP

existentes foram atribuídos às máquinas.

Endereçamento IP • A entrega de pacotes é feita facilmente pelo router,

uma vez que os pacotes de dados têm o endereço

IP da máquina de destino.

• Os pacotes que não pertencem à rede interna são

encaminhados para um ponto de saída da rede

chamado gateway.


Endereçamento IP • Gateway - é qualquer computador que estabeleça ligação entre

duas redes que utilizam protocolos de rede diferentes. Uma gateway reformata as informações de uma rede de forma a serem compatíveis com a outra rede.


Endereçamento IP • Na figura ao lado apresenta-

se uma rede privada configurada com o endereço reservado 192.168.0.0 – Classe C (imagem)

• Para ligar esta rede privada à Internet é necessário usar uma gateway para disponibilizar o acesso externo (Internet). Com a gateway é possível fazer a comunicação com a Internet sem alterar toda a configuração da rede.


Endereçamento IP

• A solicitação feita pelo computador 192.168.0.4 fica guardada numa tabela do router até obter resposta de confirmação (positiva ou negativa); esta resposta é encaminhada para o quem solicitou.


Endereçamento IP


• Endereços IPv4

• Para contornar o problema, existem endereços

especiais para configuração interna de uma rede

local. Os endereços reservados são:

• Classe A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255

• Classe B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255

• Classe C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255

Endereçamento IP


• Endereços IPv4

• Rede IP configurada com o endereço reservado 192.168.100.0

Endereçamento IP


Endereçamento IP


• Endereços IPv4

• O router atua entre as 2 redes e permite com que o tráfego

da rede local (192.168.100.0) não interfira com o tráfego da

Internet.

• Cada placa é configurada para que ambas as redes possam

acedê-las.

• A interface para a rede local (192.168.100.10) é

configurado pelo administrador da rede local.

• A interface 200.128.210.0 é um endereço disponibilizado

pelo ISP.

Máscara de rede

• A máscara de rede é um endereço de 4 bytes (32 bits), no mesmo padrão do IP, onde cada bit “1” representa a parte do endereço IP que identifica a rede e o bit “0” identifica a parte do endereço IP que corresponde ao host (máquina).

• As máscaras de rede são:

• Classe A: 255.0.0.0

• Classe B: 255.255.0.0

• Classe C: 255.255.255.0


MÁSCARA - IP

•Forma de detecção e separação entre redes

e máquinas (hosts) das redes.

•Filtro que permite calcular através da

operação lógica, qual a rede e máquina dessa

rede a que pertence determinado IP.

A parte da rede é mascarada a “1” com 255

A parte de máquinas dessa rede é

mascarada a “0” com 0

Endereçamento IP


MÁSCARAS

Classes A 255. 0. 0. 0

Classes B 255. 255. 0. 0

Classes C 255. 255. 255. 0

Endereçamento IP


Exemplo:

MÁSCARA - IP

Classe Subnet Mask Subnet Mask

A 255.0.0.0 11111111.00000000.00000000.00000000

B 255.255.0.0 11111111.11111111.00000000.00000000

C 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000

Um endereço 8.0.32.43 tem uma máscara 255.0.0.0

o que nos indica, ao efectuarmos uma operação

lógica que temos o endereço de rede 8.0.0.0 e a

máquina .0.32.43

Endereçamento IP


Exemplos

Um endereço 199.199.88.145

Exemplo1:

Máscara 255.255.255.0

Rede 199.199.88

Máquina .145

Endereçamento IP


Exemplos

Um endereço 144.45.80.45

Exemplo2:

Máscara 255.255.0.0

Rede 144.45

Máquina .80.45

Endereçamento IP


Exemplos

Um endereço 91.123.8.14

Exemplo3:

Máscara 255.0.0.0

Rede 91

Máquina .123.8.14

Endereçamento IP


Exemplos Exemplo5:

Máscara 255.255.255.0

Uma rede com o IP 194.130.13.0, em que os três

primeiros bytes são para definir a rede e o último

byte para definir máquinas dessa rede. Neste caso o

IP da máscara seria:

Quais os endereços das máquinas? ?

Endereçamento IP


Exemplos Exemplo6:

Máscara 255.255.0.0

Uma rede com o IP 147.43.0.0, em que os dois

primeiros bytes são para definir a rede e os dois

últimos bytes são para definir máquinas dessa rede.

Neste caso o IP da máscara seria:

Quais os endereços das máquinas? ?

Endereçamento IP


Exemplo

Um endereço 194.130.13.0, definimos os seguintes

componentes:

255.255.255.0

IP de Broadcast 194.130.13. 255

IP de uma máquina dessa rede:

194.130.13.10

Máscara

Endereçamento IP


Exemplo (cont.)

Todas as máquinas dessa rede têm os 3 primeiros bytes

fixos e iguais, 194.130.13.10, 194.130.13.150,

194.130.13.56, todos com a mesma máscara 255.255.255.0

Rede: 194.130.13.0

IP:194.130.13.10 Mask:255.255.255.0

IP:194.130.13.150 Mask:255.255.255.0

IP:194.130.13.56 Mask:255.255.255.0

Endereçamento IP


Casos especiais de endereços IP

Os endereços 0.0.0.0 e o 255.255.255.255 não devem ser definidos nas máquinas.

•Endereço 127.x.x.x foi designado como rede de loopback local (local host ). Permite testar se o TCP/IP está bem instalado. Para verificar se funciona, abre-se uma janela do MS-DOS e escrevendo o comando : ping 127.0.0.1 deverá obter sempre resposta.

Endereçamento IP



• Introdução às sub-redes

• A divisão de uma rede em sub-redes apenas se

justifica em redes de grande dimensão.

• O processo de divisão de uma rede significa que

temos que usar a máscara de sub-rede para a dividir

em segmentos menores (sub-redes mais eficientes

e mais fáceis de gerir).

Sub-redes

Sub-redes

• Comparação entre endereços:

• 140.252.1.1, máscara de sub-rede – 255.255.240.0

• 192.43.235.6, máscara de sub-rede – 255.255.255.0


Sub-redes



• Endereços IP reservados

• Endereço de rede: usado para

identificar a rede.

• Endereço de broadcast: usado para

identificar todos os dispositivos da

rede.


192.150.12.1


• Endereços IP públicos e privados

• Como cada equipamento na rede tem

que ter um endereço exclusivo.

• Havendo conflito de IP o router não

poderá realizar a sua função.




• Quando subscrevemos um contrato de fornecimento de

Internet com um ISP, passamos a ser cliente dessa empresa.

• Os servidores dessa empresa atribuem um IP público ao nosso

router.

• Aos IP dos equipamentos da LAN chamamos IP privados.

• Conforme já abordamos, não é recomendável que uma LAN

tenha os dispositivos com qualquer endereço IP. O RFC 1918

reserva 3 blocos de endereços IP para uso interno e privado.


• Os RFC são um conjunto de documentos

de referência junto da comunidade

Internet e que descrevem, especificam,

ajudam a aplicação, estandardizam e

debatem a maioria das normas, padrões,

de tecnologias e protocolos ligados à

Internet e às redes em geral.


Classe Intervalo de endereços internos RFC 1918

A 10.0.0.0 a 10.255.255.255

B 172.16.0.0 a 172.31.255.255

C 192.168.0.0 a 192.168.255.255



• Conectar uma rede que usa endereços privados à

Internet exige a conversão dos endereços privados

em endereços públicos.

• A este processo chamamos NAT (Network Address

Translation). Geralmente, é o router que faz esta

conversão.

Endereços estáticos

• Redes pequenas que mudam pouco;

• O administrador atribui manualmente os endereços IP de cada computador da rede, impressora ou servidor.

• Parâmetros:

• Endereço IP;

• Máscara de sub-rede;

• Gateway;

• Servidor de DNS.


Endereços estáticos


Endereços dinâmicos

• Para facilitar a gestão das definições de TCP/IP utiliza-se o protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) automático.



• O DHCP é o sucessor do BOOTP (Bootstrap Protocol) e permite que um host obtenha um endereço IP de um modo dinâmico, sem que o administrador tenha de configurar um perfil individual para cada dispositivo. A principal vantagem em relação ao BOOTP é permitir a mobilidade dos utilizadores, ou seja, mudança de conexões da rede de um local para outro.



• O DHCP tem a capacidade de conceder um endereço IP a um PC e, em seguida, quando este já não estiver ligado, poder atribuir o mesmo endereço a outra máquina da rede.


Endereçamento IP

• A tabela do router é armazenada de forma estática ou dinâmica.

• Na estática, o router tem todos os endereçamentos IP da rede já determinados.

• Na dinâmica, os endereços IP são atribuídos de acordo com o pedido.


Endereçamento IP

• No caso do endereçamento dinâmico utiliza-se o protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

• Sempre que um cliente solicitar um endereço IP, o servidor DHCP disponibilizará um endereço válido que não esteja a ser utilizado nesse momento.

• Quando o cliente terminar a sua sessão, o IP é libertado.



• IPv4 x IPv6

• O IPv6 iniciou-se em 1991, embora não tenha sido

oficialmente recomendado como substituto do IPv4 até

1994.

• O que impulsionou o desenvolvimento do IPv6 foi o

crescimento do número de hosts ligados à Internet.

IPv6

• Foi desenvolvido devido ao crescimento do número de hosts ligados à Internet que ameaçou consumir o espaço de endereçamento da Internet, tornando difícil a gestão da comunicação na rede;

• 128 bits.


DNS • A Internet foi construída com base num esquema de

endereçamento hierárquico. Esse esquema permite que o encaminhamento (routing) tenha por base classes endereços e não endereços individuais. O problema que isso pode criar para o utilizador é a associação do endereço correto ao site da Internet.

• É muito fácil esquecermos o endereço IP de um determinado site, uma vez que não há associação entre o conteúdo do site e o seu endereço.

• O DNS é um sistema de nome de domínio que associa o conteúdo do site ao seu endereço.


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