Endereçamento do Noções básicas sobre TCP/IP e sub-redes Noções básicas

Quando você configura o protocolo TCP/IP em um computador com Microsoft Windows, um endereço IP, máscara de sub-rede e, normalmente um gateway padrão são necessários nas definições de configuração TCP/IP.

Para configurar o TCP/IP corretamente, é necessário compreender como as redes TCP/IP são endereçadas e divididas em sub-redes e redes. Este artigo serve como uma introdução geral aos conceitos de redes IP e sub-redes. Um glossário está incluído no final do artigo.

O sucesso do TCP/IP como o protocolo de rede da Internet é amplamente devido a sua capacidade de conectar redes de sistemas de diferentes tipos e tamanhos diferentes. Essas redes arbitrariamente são definidas em três classes principais (juntamente com alguns outros) que têm predefinidos tamanhos, cada um deles pode ser dividida em sub-redes menores por administradores de sistema. Uma máscara de sub-rede é usada para dividir um endereço IP em duas partes. Uma parte identifica o host (computador), a outra parte identifica na rede ao qual ele pertence. Para compreender melhor como endereços IP e máscaras de sub-rede funcionam, veja um endereço IP (Internet Protocol, protocolo Internet) e ver como ele está organizado.

Endereços IP: redes e hosts

Um endereço IP é um número de 32 bits que identifica exclusivamente um host (computador ou outro dispositivo, como uma impressora ou roteador) em uma rede TCP/IP.

Endereços IP normalmente são expressos em formato decimal-pontuada, com quatro números separados por pontos, como 192.168.123.132. Para entender como máscaras de sub-rede são usadas para distinguir entre hosts, redes e sub-redes, examine um endereço IP na notação binária.

Por exemplo, o endereço IP decimal-pontuada 192.168.123.132 é (em notação binária) o número de 32 bits 110000000101000111101110000100. Esse número pode ser difícil dar sentido a, portanto, dividi-lo em quatro partes de oito dígitos binários.

Essas seções de oito bits são conhecidas como octetos. O endereço IP de exemplo, em seguida, torna-se 11000000.10101000.01111011.10000100. Esse número apenas torna um pouco mais sentido, isso para a maioria dos usos, converter o endereço binário em formato decimal pontilhada (192.168.123.132). Os números decimais separados por pontos são os octetos convertidos de binário em notação decimal.

Para uma rede de longa distância TCP/IP (WAN) para trabalhar com eficiência um conjunto de redes, os roteadores transmitem pacotes de dados entre redes não souber o local exato de um host para o qual um pacote de informações é destinado. Roteadores apenas sabem qual rede o host é um membro do e usam informações armazenadas em sua tabela de rota para determinar como obter o pacote para rede do host de destino. Após o pacote é entregue à rede do destino, o pacote será enviado para o host apropriado.

Para esse processo de trabalho, um endereço IP tem duas partes. A primeira parte do endereço IP é usada como um endereço de rede, a última parte como um endereço de host. Se você veja o exemplo 192.168.123.132 e dividi-la nessas duas partes obterá o seguinte:

Máscara de sub-rede

O segundo item, que é necessário para TCP/IP trabalhar, é a máscara de sub-rede. A máscara de sub-rede é usada o protocolo TCP/IP para determinar se um host é na sub-rede local ou em uma rede remota.

No TCP/IP, as partes do endereço IP que são usadas como os endereços de rede e host não corrigidas, portanto, os endereços de rede e host acima não podem ser determinados a menos que você tenha mais informações. Essa informação é fornecida no outro número de 32 bits chamado uma máscara de sub-rede. Neste exemplo, a máscara de sub-rede é 255.255.255.0. Não é óbvio que esse número significa a menos que saiba que 255 na notação binária é igual a 11111111; portanto, a máscara de sub-rede é: alinhar o endereço IP e a máscara de sub-rede juntas, partes do endereço de rede e host podem ser separadas: as primeira 24 bits (o número de uns na máscara de sub-rede) são identificados como o endereço de rede, com os últimos 8 bits (o número de zeros restantes na máscara de sub-rede) identificado como o endereço do host. Isso lhe dá o seguinte: até agora você sabe, para esse exemplo usando um 255.255.255.0 máscara de sub-rede, que a identificação de rede é 192.168.123.0 e o endereço do host é 0.0.0.132. Quando um pacote chega a 192.168.123.0 sub-rede (da sub-rede local ou uma rede remota) e ele tem um endereço de destino de 192.168.123.132, seu computador irá recebê-lo da rede e processá-lo.

Quase todas as máscaras de sub-rede decimal convertem números binários que são todos aqueles à esquerda e todos os zeros à direita. Alguns outras máscaras de sub-rede comuns são: Internet RFC 1878 (disponível no http://www.internic.net ) descreve a válido sub-redes e máscaras de sub-rede que podem ser usadas em redes TCP/IP.

Classes de rede

Endereços na Internet são alocados pelo InterNIC (http://www.internic.net ), a organização que administra a Internet. Estes endereços IP são divididos em classes. Os mais comuns são classes A, B, C. Classes D e E existem, mas não são geralmente usados pelos usuários finais. Cada uma das classes de endereço tem uma máscara de sub-rede padrão diferente. Você pode identificar a classe de um endereço IP, observando seu primeiro octeto. A seguir estão os intervalos de endereços classe A, B e C Internet, cada um com um endereço de exemplo:

• Redes de classe a usam uma máscara de sub-rede de 255.0.0.0 padrão e tem 0-127 como seu primeiro octeto. O endereço 10.52.36.11 é um endereço de uma classe. Seu primeiro octeto é 10, que está entre 1 e 126, inclusive.
• Classe B redes usam uma máscara de sub-rede padrão de 255.255.0.0 e tem 128-191 como seu primeiro octeto. O endereço 172.16.52.63 é uma classe B endereço. Seu primeiro octeto é 172, que está entre 128 e 191, inclusive.
• Redes de classe C usam uma máscara de sub-rede de 255.255.255.0 padrão e tem 192-223 como seu primeiro octeto. O endereço 192.168.123.132 é uma classe C endereço. Seu primeiro octeto é 192, que é entre 192 e 223, inclusive.

Em alguns cenários, os valores de máscara de sub-rede padrão não se ajustam as necessidades da organização, devido a topologia física da rede, ou porque os números de redes (ou hosts) não cabem dentro as restrições de máscara de sub-rede padrão. A próxima seção explica como redes podem ser dividido usando máscaras de sub-rede.

Divisão em sub-redes

Uma rede de classe A, B ou C TCP/IP pode ser mais dividida ou sub-redes, por um administrador do sistema. Isso se torna necessário como reconciliar o esquema de endereço lógico da Internet (o mundo abstrato de endereços IP e sub-redes) com as redes físicas em uso pelo mundo real.

Um administrador de sistema que é alocado um bloco de endereços IP pode ser administrando redes que não são organizados de maneira que se ajusta facilmente a esses endereços. Por exemplo, você deve ter uma rede de longa distância com 150 hosts em três redes (em cidades diferentes) que estão conectados por um roteador TCP/IP. Cada um desses três redes tem 50 hosts. São alocados a rede de classe C 192.168.123.0. (Para ilustração, este endereço é realmente de um intervalo que não está alocado na Internet.) Isso significa que você pode usar os endereços 192.168.123.1 para 192.168.123.254 para seus 150 hosts.

Dois endereços que não podem ser usados no seu exemplo são 192.168.123.0 e 192.168.123.255 pois endereços binários com uma parte de host de todos os uns e zeros são inválidos. O endereço de zero é inválido porque ele é usado para especificar uma rede sem especificar um host. O endereço 255 (em notação binária, um endereço de host de que todos os) é usado para transmitir uma mensagem para cada host em uma rede. Lembre-se de que o endereço primeiro e último em qualquer rede ou sub-rede não pode ser atribuído a qualquer host individual.

Agora você deve conseguir fornecer endereços IP a 254 hosts. Isso funciona bem se todos os 150 computadores estiverem em uma única rede. No entanto, os 150 computadores são em três redes físicas separadas. Em vez de solicitar mais blocos de endereço para cada rede, você divide a rede em sub-redes que permitem que você usar um bloco de endereços em várias redes físicas.

Nesse caso, você divide a rede em quatro sub-redes usando uma máscara de sub-rede que torna o endereço de rede maior e o possível intervalo de endereços de host menores. Em outras palavras, você é 'emprestando' alguns dos bits normalmente usados para o endereço do host e usá-los para a parte de rede do endereço. A máscara de sub-rede 255.255.255.192 oferece quatro redes de 62 hosts. Isso funciona porque na notação binária, 255.255.255.192 é mesmo 1111111.11111111.1111111.11000000. Os dois primeiros dígitos do último octeto tornam-se endereços de rede, assim, obter as redes adicionais 00000000 (0), 01000000 (64), (128) 10000000 e 11000000 (192). (Alguns administradores usará apenas duas sub-redes usando 255.255.255.192 como uma máscara de sub-rede. Para obter mais informações sobre esse tópico, consulte RFC 1878.) Em redes esses quatro, os última 6 dígitos binários pode ser usados para endereços de host.

Usando uma máscara de sub-rede de 255.255.255.192, seu 192.168.123.0 rede, em seguida, torna-se a quatro redes 192.168.123.0, 192.168.123.64, 192.168.123.128 e 192.168.123.192. Essas quatro redes teria como endereços de host válido: lembrar, novamente, que endereços de host binário com os todos os ou todos os zeros são inválidos, portanto, você não pode usar endereços com o último octeto de 0, 63, 64, 127, 128, 191, 192 ou 255.

Você pode ver como isso funciona, observando dois endereços de host, 192.168.123.71 e 192.168.123.133. Se você usou a máscara de sub-rede de 255.255.255.0 classe C padrão, os dois endereços estão na 192.168.123.0 rede. No entanto, se você usar a máscara de sub-rede de 255.255.255.192, eles estão em redes diferentes; 192.168.123.71 consta o 192.168.123.64 192.168.123.133 de rede, está na 192.168.123.128 a rede.

Gateways padrão

Se um computador TCP/IP precisa se comunicar com um host em outra rede, ele geralmente se comunicar por meio de um dispositivo denominado roteador. Em termos de TCP/IP, um roteador especificado em um host, que vincula a sub-rede do host a outras redes, é chamado um gateway padrão. Esta seção explica como o TCP/IP determina se deve ou não enviar pacotes para seu gateway padrão para acessar outro computador ou dispositivo na rede.

Quando um host tenta se comunicar com outro dispositivo usando o TCP/IP, ele executa um processo de comparação usando a máscara de sub-rede definido e o endereço IP de destino versus a máscara de sub-rede e seu próprio endereço IP. O resultado dessa comparação informa ao computador se o destino é um host local ou um host remoto.

Se o resultado desse processo determina o destino para ser um host local, em seguida, o computador simplesmente enviará o pacote na sub-rede local. Se o resultado da comparação determina o destino para ser um host remoto, o computador encaminhará o pacote para o gateway padrão definido nas propriedades de TCP/IP. Em seguida, é responsabilidade do roteador para encaminhar o pacote para a sub-rede correta.

Solução de problemas

Problemas de rede TCP/IP são geralmente causados por configuração incorreta das três entradas principais nas propriedades de TCP/IP do computador. Compreendendo como os erros na configuração TCP/IP afetam operações de rede, você pode solucionar vários problemas comuns de TCP/IP.

Máscara de sub-rede incorreta: Se uma rede usa uma máscara de sub-rede diferente a máscara padrão para sua classe de endereço, e um cliente ainda estiver configurado com a máscara de sub-rede padrão para a classe de endereço, comunicação falhará para algumas redes próximos mas não para aqueles distantes. Por exemplo, se você cria quatro sub-redes (como como no exemplo a divisão em sub-redes), mas usa a máscara de sub-rede incorretas de 255.255.255.0 em sua configuração TCP/IP, hosts não poderá ser determinar que alguns computadores estão em sub-redes diferentes de seus próprios. Quando isso acontece, os pacotes destinados a hosts em diferentes redes físicas que fazem parte do mesmo endereço de classe C não serão enviadas para um gateway padrão para entrega. Um sintoma comum disso é quando um computador pode se comunicar com hosts que estão na sua rede local e pode se comunicar com todas as redes remotas, exceto aqueles que estão próximos e ter a mesma endereço classe A, B ou C. Para corrigir esse problema, apenas digite a máscara de sub-rede correta na configuração do TCP/IP para que o host.

Endereço IP incorreto: Se você colocar computadores com endereços IP que devem estar em sub-redes separadas em uma rede local entre si, não serão capazes de se comunicar. Eles tentará enviar pacotes para si através de um roteador que não será capaz de encaminhá-las corretamente. Um sintoma deste problema é um computador que pode conversar com hosts em redes remotas, mas não pode se comunicar com alguns ou todos os computadores na sua rede local. Para corrigir esse problema, verifique se que todos os computadores na mesma rede física ter endereços IP na mesma sub-rede IP. Se você ficar sem endereços IP em um único segmento de rede, há soluções que vão além do escopo deste artigo.

Gateway padrão incorreto: Um computador configurado com um gateway padrão incorreto será capaz de se comunicar com hosts em seu próprio segmento de rede, mas não conseguirão se comunicar com hosts em algumas ou todas as redes remotas. Se uma única rede física tem mais de um roteador e o roteador errado é configurado como um gateway padrão, um host não poderão se comunicar com algumas redes remotas, mas não outros. Esse problema é comum se uma organização tem um roteador para uma rede TCP/IP interna e outro roteador conectado à Internet.

Duas referências populares sobre TCP/IP são:

"TCP/IP ilustrado, volume 1: os protocolos" Freitas Richard, Addison Wesley, 1994

"Interconexão de redes com TCP/IP, volume 1: princípios, protocolos e arquitetura," Douglas e. Comer, Prentice Hall, 1995

É altamente recomendável que um administrador de sistema responsável por redes TCP/IP ter pelo menos uma dessas referências disponíveis.

Glossário

Endereço--um endereço IP com uma parte de host é que todos os de difusão.

Host--Um computador ou outro dispositivo em uma rede TCP/IP.

Internet--O conjunto global de redes que estão conectados e compartilhar um comuns intervalo de endereços IP.

InterNIC--A organização responsável pela administração de endereços na Internet.

--O protocolo de rede IP Usado para enviar pacotes de rede através de uma rede TCP/IP ou da Internet.

Endereço IP--Um 32-bit endereço exclusivo para um host em uma rede TCP/IP ou o conjunto de redes.

Rede--Há dois usos da rede termo neste artigo. Um é um grupo de computadores em um segmento de única rede física; o outro é um intervalo de endereço de rede IP que está alocado por um administrador do sistema.

Endereço de rede--um endereço IP com uma parte de host é zeros.

Octeto--Um número de 8 bits, 4 do que compõem um endereço IP de 32 bits. Eles têm um intervalo de 11111111 00000000 que correspondem os valores decimais 0-255.

Pacote--Uma unidade de dados passados em uma rede TCP/IP ou a rede de longa distância.

RFC (Request for Comment)--um documento usado para definir padrões na Internet.

Roteador--Um dispositivo que transmite tráfego de rede entre diferentes redes IP.

Máscara de sub-rede--Um número de 32 bits usado para distinguir as partes de rede e host de um endereço IP.

Sub-rede ou sub-rede--uma rede menor criada pelo dividir uma rede maior em partes iguais.

TCP/IP--Usado amplamente, o conjunto de protocolos, padrões e utilitários geralmente usados na Internet e em redes de grandes porte.

Rede de longa distância (WAN)--uma grande rede que é um conjunto de redes menores separados por roteadores. A Internet é um exemplo de uma WAN muito grande.