Guia TCP IP Entendendo a estrutura do IPV4 e cálculo de sub-rede

Publicado: 7 de outubro de 2011 em Certificação, Microsoft
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Os endereços IPV4 tem o comprimento de 32bits, com 4 octetos de 8 bits cada. Usualmente o mesmo é apresentado da forma decimal para facilitar como 192.168.1.15. Na apresentação binária seria da seguinte forma: 11000000 10101000 00000001 00001111. É importante você compreender isso para que consiga fazer os cálculos corretamente, evitando desperdícios de números IP e aumentando a velocidade da rede.

O endereçamento da rede correto é importante porque auxilia a localização de dispositivos,  dessa forma é obrigatório que cada dispositivo tenha um endereço único para que não ocorra conflitos.

Contudo o endereço IP tem duas partes que são:

  • A identificação da rede;
  • Identificação do host.

A primeira parte é o ID da rede e a segunda é o ID do host (pc, roteador…) que estão dentro de uma rede que possui o mesmo ID de rede.

Exemplo do IP 192.168.15.25/26:

ID de Rede e de HostSub-Máscara

A sub-máscara é utilizada para determinar quais dos 32 bits são utilizados para o ID da rede. Por exemplo: a rede 192.168.1.15/24 é determinado o ID de rede nos primeiros 24 bits e o restante é utilizado pelos hosts. No exemplo citado acima o ID da rede é 192.168.1 e em binário seria 11000000 10101000 00000001.

De um bom tempo para cá há muita conversa sobre CIDR ou Notação de Prefixo de Rede. No exemplo de /24 a máscara seria 255.255.255.0 e /16 seria 255.255.0.0. Para realizar a tradução da notação em barra (/16, /24…) em decimal é necessário fazer a tradução em binário como por exemplo:

Classes

Notação Barra

Notação Binária

Notação Decimal

A /8 11111111 00000000 00000000 00000000 255.0.0.0
B /16 11111111 11111111 00000000 00000000 255.255.0.0
C /24 11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0.

No entanto hoje nas organizações vemos que está sendo utilizado range de valor médio, ou seja, com /22, /23, /25, /26, quebrando as classes A, B e C, dependendo da necessidade de quantidade de equipamentos ligados em rede ou quantidade de divisões de redes.

Para entender melhor vamos ao exemplo abaixo:

Notação Barra

Notação Binária

Notação Decimal

/22 11111111 11111111 11111100 00000000 255.255.252.0
/23 11111111 11111111 11111110 00000000 255.255.254.0
/24 11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0.
/25 11111111 11111111 11111111 10000000 255.255.255.128
/26 11111111 11111111 11111111 11000000 255.255.255.192

Vamos entender como é realizado esse cálculo por número binário.

Cada octeto tem numeração que varia de 1 à 128 seguindo a regra abaixo:

11111111 è da esquerda para direita fica assim è 128 64 32 16 8 4 2 1. Se somar todos esses números chegaríamos a um valor de 255 correto? 128+64+32+16+8+4+2+1=255.

Agora ficou mais fácil não é? Vamos ao exemplo do IP 192.168.15.25 é a soma abaixo:

1º Octeto 128+64+0+0+0+0+0+0=192
2º Octeto 128+0+32+0+8+0+0+0=168
3º Octeto 0+0+0+0+8+4+2+1=15
4º Octeto 0+0+0+16+8+0+0+1=25

Como determinar a quantidade de endereço por bloco?

Para entender de forma simples é feito da seguinte forma: atente-se ao /24 que tem 256 endereços disponíveis. A partir deste ponto é mais fácil fazer o cálculo, por exemplo, o /25 é a metade do /24, dessa forma temos o valor de 128 endereços. Funciona da mesma for se eu for calcular o /23 porém é o dobro do /24, tendo um valor de 512. O cálculo é simples, se for aumentar o tamanho da “barra” diminui a quantidade de endereço disponível, e se diminuir o tamanho da barra, consequentemente aumenta a quantidade.

A tabela a seguir auxilia no entendimento:

Notação Barra Notação Decimal Endereços por bloco
/20 255.255.240.0 4096
/21 255.255.248.0 2048
/22 255.255.252.0 1024
/23 255.255.254.0 512
/24 255.255.255.0 256
/25 255.255.255.128 128
/26 255.255.255.192 64
/27 255.255.255.224 32
/28 255.255.255.240 16

Vamos calcular a quantidade de sub-rede a partir de /25 que são muito utilizadas.

Notação Barra Notação Decimal Endereços por bloco Sub-rede
/25 255.255.255.128 128 – 2 = 126 2
/26 255.255.255.192 64 – 2 = 62 4
/27 255.255.255.224 32 – 2 = 30 8
/28 255.255.255.240 16 – 2 = 14 16
/29 255.255.255.248 8 – 2 = 6 32
/30 255.255.255.252 4 – 2 = 2 64

Agora por que essa subtração por 2?

Simples, porque toda rede tem que ter a ID e o broadcast sendo o primeiro número para rede e o último para broadcast. Por exemplo /26:

  • ID rede – 192.168.1.0
  • Máscara 255.255.255.192
  • Broadcast – 192.168.1.63
  • Endereços  disponíveis: 62 que vai do 192.168.1.1 até 192.168.1.62.

Para entender melhor vamos trabalhar com notação binária com o /25 e /26:

Notação Barra Notação Binária Mácara Sub-rede
/25 11111111 111111111 11111111 10000000 255.255.255.128 21 =2
/26 11111111 111111111 11111111 11000000 255.255.255.192 22=4

O cálculo deve ser feito da seguinte forma:

  • Cada bit ligado deve ser feito um cálculo, como por exemplo, o /26. O mesmo apresenta 2 bits ligados dentro do último octeto, dessa forma o cálculo é: 2 elevado ao número de bits ligados que no caso são dois (22=4 sub-rede). Se fosse um /27 seria 23=8 e assim por diante.
  • O restante dos bits desligados (zero) é realizado o cálculo da quantidade de hosts. Por exemplo, no /26: temos 6 bits desligados que seriam 26=64 – 2 =62 endereços disponíveis.

Bom espero que este post possa auxiliar no dia a dia e também estes cálculos são necessário para o exame 70-642 caindo pelo menos uma ou duas questões, estas podem salvar sua certificação…

Abraço e até a próxima.

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comentários
  1. Muito boa explicação ficou mais facil do que eu li por ai na NET
    obrigado!

  2. Jeizer Marinho disse:

    Esta foi disparada a melhor explicação que já encontrei para este assunto, PARABÉNS e OBRIGADO!

    • Obrigado Jeizer, fico feliz por poder contribuir…
      Abraço, indique este blog para seus contatos.

      • Luciana disse:

        Claudiano,
        Por que /26?

      • Boa noite Luciana, tudo bem?
        O /26 é a notação de prefixo de rede, no qual é utilizado a máscara de sub-rede 255.255.255.192, assim como /24 é 255.255.255.0, ou seja, a quantidade de bits ligados, é uma forma mais fácil de visualizar a estrutura da rede, onde consegue segregar redes em sub-redes, veja abaixo:

        /24 11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0 —->>> 24 números 1 ligados (254 Hosts)
        /25 11111111 11111111 11111111 10000000 255.255.255.128 –>>> 25 números 1 ligados (126 hosts)
        /26 11111111 11111111 11111111 11000000 255.255.255.192 –>>> 26 números 1 ligados (62 hosts).

        Espero que dessa forma você consiga entender melhor.
        Abraço!

  3. Rodrigo disse:

    Parabéns pelo artigo. Muito bom e de fácil entendimento. Só uma correção na segunda tabela, na seção de Sub-Máscara:

    /22 11111111 11111111 11111100 00000000 255.255.252.0
    /23 11111111 11111111 11111110 00000000 255.255.254.0

    • Obrigado Rodrigo pelo comentário e também pela correção, se houver mais alguma coisa por favor me avise. Foi um deslize por falta de atenção, pois em uma tabela está com informação correta e outra foi errado.
      Obrigado mais uma vez.
      Já está corrigido.
      Abraço!

  4. Cristiano disse:

    O restante dos bits desligados (zero) é realizado o cálculo da quantidade de hosts. Por exemplo, no /26: temos 7 bits desligados que seriam 27=128 – 2 =126 endereços disponíveis.

    não é 6 bits desligados ???

  5. mikehuntermiller disse:

    te juro que eu ainda continuo sem entender. de todo o exame da cisco…essa parte de sub rede e calculo de ip eh a mais dificil..quase impossivel…em parte ou na sua totalidade por eu sem um completo burro em matematica. falo 4 idiomas..mas nao sei fazer uma simples conta de dividir com dois numeros na chave…quanto mais fazer todos esses calculos ..meu deus..pior q sem isso nao da pra sobreviver no mundo de telecom.

  6. Alexsandro disse:

    o /20 não seria 4096

  7. como faço para achar quantidade maxima de ip

  8. Saulo disse:

    Muito bom. Valeu mesmo, estou estudando pra prova de amanhã. Muito obrigado.

  9. Paulo V. disse:

    Muito boa a explicaçõa abraço.

  10. Bruno Santos. disse:

    Aprendi melhor com esta explicação, do que com meu professor na faculdade, que não tem didática nenhuma.
    Obrigado pelo post!

  11. Renata Roma disse:

    Parabéns!!!! melhor explicação que já encontrei para esse assunto.
    Muito obrigada!!!!!

  12. Anderson disse:

    olá, parabens pela explicacao, mas tenho uma duvida: porque a mascara 255.255.252.0 permite que eu tenha computadores com ips 10.100.12.x, 10.100.13.x 10.100.14.x e 10.100.15.x ?

    • Boa tarde Anderson, tudo bem?

      Desculpe pela demora na resposta, pois esses dias estão bem corridos devido ao nascimento da minha filha.
      É exatamente isso, como suporta 1022 host, os endereços vão de 10.100.12.1 até 10.100.15.254.

      Espero que tenha ajudado.

      Abs.

  13. mib disse:

    Parabéns, gostei muito da explicação.

  14. Álvaro disse:

    Me auxiliou bastante.

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