Entendendo o Endereçamento IP – Sistema Binário

 

Publicado em:
06/01/2011

INTRODUÇÃO:
Olhando na internet, achei um modo fácil de explicar como funciona o sistema binário em versão IPV4, em Ipv6 o negócio muda, falaremos isso em outro artigo.

Quando falamos sobre TCP/IP o que vem a nossa cabeça ?

-> Sistema de Numeração Binário (10101100 ou 11111100), Sistema de numeração decimal

-> Octetos, classes de rede (Classe A, Classe B, Classe C)

-> Máscara de Sub Rede (255.255.255.0 ou 255.0.0.0)

-> Operações lógicas (AND)

-> Comunicação entre dispositivos em rede, protocolos

-> Número de Hosts (dispositivos, podendo ser computadores ou não), número de redes

-> Roteamento (comunicação entre redes diferentes)

-> Modelo OSI (Camada de protocolos)

Mas na prática, como dimensionar meu sistema de endereçamento IP para que eu consiga ter um número satisfatório de Sub Redes e um número satisfatório de Dispositivos por Sub Rede. Isso é o que veremos agora.

Em primeiro lugar os endereços IPs são expressos da seguinte forma: 10.0.0.10 ou 192.168.0.200 ou 200.155.14.59 ou 172.166.10.10 e assim por diante.

E de nada adiantaria os endereços IPs sem as máscaras de rede podendo ser expressas da seguinte forma: 255.255.255.0 ou 255.255.0.0 ou 255.128.0.0 e assim por diante.

As máscaras de rede são tão importantes pois através delas que ocorre o dimensionamento do número de redes e número de Hosts (dispositivos) e até mesmo se um dispositivo está na mesma subrede que outro dispositivo. Vamos entender melhor mais a frente.

O primeiro passo é realizar a transformação tanto do endereço IP quanto da máscara de subrede para o sistema de numeração binária (BASE 02). O sistema de numeração binária é composto apenas por 02 algarismos sendo eles ZERO ou UM (0 ou 1), diferente do sistema de numeração decimal (BASE 10) que é formado pelo algarismos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Transformando o número 9 (Base 10) para binário temos: 1001 (Base 02).

Como calcular manualmente esta transformação:

1-) Primeiro vamos dividir o 9 para base de numeração binária conform figura abaixo:

image

2-) Fazemos a montagem do binário pegando o quociente da divição e concateno aos RESTOS das divisões, confurme figura abaixo:

Convertendo 9 para binário temos: 1001 (Base 02)

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Convertendo 3 para binário temos: 11 (BASE 02)

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Convertendo 12 para binário temos: 1100 (BASE 02)

image

E como realizamos a conversão contrária ? Como passamos um elemento representado no sistema de numeração binária para o sistema de numeração decimal ?

Quando convertemos do decimal para o binário nós dividimos, e quando fazemos o processo contrário, ou seja, binário para o decimal nós elevamos a potência.

Segue abaixo:
Transformando 1100 (BASE 02) para sistema de numeração decimal:

image

As bases para elevar as potências seguem a seguinte ordem:

image

Vamos a mais um exemplo: convertendo 11001110 para Decimal. (resultado 206)

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Agora que já entendemos as converções entre decimal binário e binário decimal, podemos ir a diante.

Estamos na mesma rede ????

Como a máscara de rede influencia localizar o se 02 dispositivos estão na mesma REDE. Vamos ao exemplo.

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Convertendo os endereços e máscaras de rede para binário temos:

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 Mas o que significa esse AND ?

Originado de uma operação lógica AND, (E) o qual A operação AND resulta “verdadeiro” se e apenas se os valores de ambas as variáveis A e B assumirem o valor “verdadeiro”. Para nós verdadeiro significa o valor 1.

Resumindo se o bit do endereço IP for 1 e o bit da mascara de rede for 1 então o resultado será 1. Caso contrário, ou o bit de rede for 0 ou o bit da mascara for 0 então qualquer que seja o valor do outro bit o resultado será 0. Só será 1 se IP e Mascara também forem o valor 1.

Pelo que podemos perceber a terceira linha é igual e onde teve a coincidência entre UNS da primeira e segunda linha, a operação AND sugere que preservamos este valor, preste atenção no exemplo abaixo: (caso a terceira linha fosse diferente uma da outra, então os 02 dispositivos estariam em redes diferentes)

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Calculando Máscara de SubRedes

Classes de Rede

Agora que já sabemos como funciona o conversão numérica (base binária para base decimal e vice versa) e também entendemos a funcionalidade das máscaras de rede. Já estamos prontos para ir em frente.

Pecebam no exemplo acima o endereço 192.168.0.15 com a máscara 255.255.0.0.

Este endereço também pode ser representado da seguinte forma 192.168.0.15 /16. Este 16 significa os 16 bits com valor 1 que representam de forma binária os 02 octetos (255.255) da mascara de rede.

Abaixo segue uma tabela com as representações possíveis para máscara de rede:

image

Alguns exemplos para conversão de máscara de rede:

255.255.0.0 = 11111111.11111111.00000000.00000000

255.255.192.0 = 11111111.11111111.11000000.00000000

OBS: Não é possível ter qualquer endereço do tipo 192.255.128.0 pois os BITS devem ser contínuos e neste caso teríamos 11000000.11111111.10000000.00000000, sendo adequado porem  na melhor hipótese 255.255.128.0 ou 11111111.11111111.10000000.00000000.

Calculando Número de hosts e Redes

Dado o seguinte endereço IP e a mácara calcule quantas subredes possíveis e quantos dispositivos podem ser configurados por cada subrede, vamos lá.

image

A representação ‘n’ acima representa os bits de rede e a representação ‘h’ representa os bits de host.

Outro exemplo:image

Aprofundando um pouco mais:

image

Ou seja, dos 32 hosts disponíveis por subnet podemos usar apenas 30 de cada subnet para efeito de alocar dispositivos tais como Desktops, notebooks etc etc.

Calculando os IPs iniciais e finais

Agora que conheços como dimensionar a máscara de rede para comportar um determinado número de IPs ou subredes, vamos entender quais seriam exatamente estes endereços, vamos aos exemplos:

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O primeiro endereço IP será:

11000000 . 10101000.00000000.00000000 ou 192.168.0.0,

Os bits em vermelho no texto acima são os mesmos da figura representados por N. Então quer dizer que estes BITS já estão reservados para a variação dos 8 redes, sendo 23.

E os 05 bits restantes vão compor os endereços IPs para os hosts, sendo 25

O último endereço IP para a subrede 01 será:

11000000 . 10101000.00000000.00011111 ou 192.168.0.31. (broadcast) 

11000000 . 10101000.00000000.00100000 ou 192.168.0.32. (rede)

11000000 . 10101000.00000000.00100001 ou 192.168.0.33. (host) 

Caso eu atribua o próximo bit na contagem sequencial para o endereço, sendo 00100000, então eu estarei ALTERANDO os bits destinados a rede (os bits NNN) e por isso atribuindo o primeiro endereço do subnet de número 02.

Segue o quadro com as subredes e os hosts:

image

Percebam como os BITS de rede e os BITS de hosts variam de acordo com a contagem seguencial

image

 Como estas informações podem ser cobradas no exame ????

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Faixas de Endereço para uso interno

(não roteáveis na WEB)

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Bons Estudos Galera

[  ]’s

3 respostas em “Entendendo o Endereçamento IP – Sistema Binário

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