Aula 10 — Endereçamento IPv4 e Sub-redes

🏷️ Classes de Endereços IPv4

Antes do CIDR, o espaço IPv4 era dividido em classes fixas (Classful Addressing). Cada faixa de endereço pertencia a uma classe que determinava automaticamente a máscara e a quantidade de redes vs. hosts.

Classe A

1.0.0.0 – 126.255.255.255

Primeiro bit = 0. Máscara /8 (255.0.0.0). 126 redes × ~16 mi hosts. Empresas gigantes e ISPs.

Classe B

128.0.0.0 – 191.255.255.255

Dois primeiros bits = 10. Máscara /16 (255.255.0.0). 16.384 redes × 65.534 hosts.

Classe C

192.0.0.0 – 223.255.255.255

Três primeiros bits = 110. Máscara /24 (255.255.255.0). ~2 mi redes × 254 hosts. Mais comum em redes locais.

Classe D

224.0.0.0 – 239.255.255.255

Multicast. Não há hosts nem redes nessa faixa. Usada por protocolos como OSPF (224.0.0.5) e PIM.

Classe E

240.0.0.0 – 255.255.255.254

Reservada para pesquisa experimental. Nunca alocada para uso geral na internet pública.

⚠️ Limite do Classful: uma organização que precisava de 300 hosts era obrigada a pedir uma rede Classe B (65.534 hosts), desperdiçando mais de 65.000 endereços. Este esgotamento acelerado levou à criação do CIDR em 1993.

O endereço 127.x.x.x — loopback

A faixa 127.0.0.0/8 é reservada para loopback: o tráfego enviado para qualquer endereço nessa faixa retorna ao próprio host sem sair pela interface de rede. O endereço mais usado é 127.0.0.1 (alias localhost).

🧩 Máscara de Sub-rede

A máscara de sub-rede é um número de 32 bits com os bits de rede valendo 1 e os bits de host valendo 0. Aplicando a operação AND bit a bit entre o endereço IP e a máscara, obtemos o endereço de rede.

🔍 Visualizador de bits — endereço, máscara e operação AND

Endereço IP

Máscara (CIDR)

Bits de Rede

Bits de Host

Endereços derivados de uma sub-rede

Dada uma rede com endereço e máscara, sempre podemos calcular 3 endereços especiais:

1

Endereço de Rede — todos os bits de host = 0. Não pode ser atribuído a hosts. Ex: 192.168.1.0

2

Endereço de Broadcast — todos os bits de host = 1. Pacotes enviados para este endereço chegam a todos os hosts da sub-rede. Ex: 192.168.1.255

3

Hosts usáveis — todos os endereços entre rede+1 e broadcast−1. Fórmula: 2^bits_host − 2. Para /24: 2⁸ − 2 = 254 hosts.

🗺️ CIDR — Roteamento Interdomínio Sem Classe

O CIDR (Classless Inter-Domain Routing), definido nas RFCs 1518 e 1519 em 1993, aboliu as classes fixas e introduziu a notação de prefixo (/n), permitindo blocos de qualquer tamanho.

🎢 Explorer de prefixo CIDR — arraste o slider

/1 /30

/24

Agregação de Rotas (Supernetting)

O CIDR também permite agregar múltiplas redes menores em um único prefixo maior, reduzindo o tamanho das tabelas de roteamento. Exemplo:

🗜️ Agregação de 4 redes /24 em um único prefixo /22

💡 Impacto do CIDR: antes do CIDR, a tabela de roteamento da internet tinha mais de 60.000 entradas em 1994. Com a agregação CIDR, o crescimento foi drasticamente reduzido — e routers mais eficientes puderam ser fabricados.

Hosts disponíveis por prefixo CIDR

/24254 hosts

/25126 hosts

/2662 hosts

/2730 hosts

/2814 hosts

/296 hosts

/302 hosts

✂️ Subnetting — Dividindo Redes

O subnetting consiste em “emprestar” bits do campo de host para criar sub-redes menores dentro de um bloco maior. Cada bit emprestado dobra o número de sub-redes e divide pela metade o tamanho de cada uma.

Fórmulas fundamentais:

Número de sub-redes = 2^s (s = bits emprestados)
Hosts por sub-rede = 2^h − 2 (h = bits de host restantes)
Bloco da sub-rede = 256 − valor do octeto da máscara

🔪 Subnet Slicer — calculadora interativa

Rede base

Prefixo original

Novo prefixo

Exemplo resolvido passo a passo

Problema: dividir a rede 192.168.5.0/24 em sub-redes com no mínimo 50 hosts cada.

1

Calcular bits de host necessários: precisamos de 50 hosts. 2⁶ = 64 − 2 = 62 hosts (suficiente). Portanto, reservamos 6 bits para hosts.

2

Determinar o prefixo: 32 − 6 = /26. A máscara fica 255.255.255.192 (11000000 em binário).

3

Calcular o bloco: 256 − 192 = 64. As sub-redes são: .0, .64, .128, .192

4

Resultado: 4 sub-redes, cada uma com 62 hosts usáveis. Sub-rede 1: hosts de .1 a .62, broadcast .63.

🔒 Endereços Especiais e Privados

Determinadas faixas de endereços IPv4 são reservadas por RFCs e não podem aparecer no roteamento da internet pública.

Endereços Privados — RFC 1918

O RFC 1918 definiu três blocos para uso em redes internas (intranet). Todo tráfego com origem ou destino nessas faixas é descartado pelos roteadores da internet.

Classe original	Faixa privada	Prefixo CIDR	Total de endereços
A	10.0.0.0 – 10.255.255.255	10.0.0.0/8	16.777.216
B	172.16.0.0 – 172.31.255.255	172.16.0.0/12	1.048.576
C	192.168.0.0 – 192.168.255.255	192.168.0.0/16	65.536

Outros endereços reservados

Loopback

127.0.0.0/8

Tráfego retorna ao próprio host. 127.0.0.1 = localhost. Nunca sai pela placa de rede.

Link-Local

169.254.0.0/16

APIPA — atribuído automaticamente quando DHCP falha. Não é roteável. Windows e Linux usam essa faixa.

Broadcast limitado

255.255.255.255

Broadcast para toda a rede local, sem roteamento. Usado por DHCP Discover antes do cliente ter um IP.

Rede atual

0.0.0.0/8

Representa "esta rede" ou "qualquer endereço". 0.0.0.0 = rota padrão em tabelas de roteamento.

Documentação

192.0.2.0/24

RFC 5737 reserva 192.0.2.0/24, 198.51.100.0/24 e 203.0.113.0/24 para exemplos e documentação técnica.

🌐 NAT e endereços privados: como os endereços privados não são róteáveis na internet, o NAT (Network Address Translation) traduz endereços privados para públicos ao sair para a internet — permitindo que milhões de dispositivos compartilhem um único IP público.

📐 VLSM — Máscaras de Comprimento Variável

O VLSM (Variable Length Subnet Masking) permite usar máscaras de tamanhos diferentes dentro de uma mesma rede, otimizando o uso de endereços conforme a real necessidade de cada segmento.

📊 VLSM — alocação eficiente para uma rede corporativa (10.0.0.0/24)

Endereços usados: 128 de 254 — eficiência 50% (vs. 4 redes /26 = 100% desperdício)

📋 Regra de ouro do VLSM: sempre aloque sub-redes do maior para o menor e certifique-se que cada bloco está alinhado ao seu tamanho (endereço de rede divisível pelo tamanho do bloco). Ex: um bloco /27 (32 endereços) deve iniciar em múltiplos de 32: .0, .32, .64, .96...

Ferramentas práticas

Linux — ipcalc

ipcalc 192.168.1.0/26

Linux — ip addr

ip addr show eth0

Windows — ipconfig

ipconfig /all

Windows — route

route print

❓ Questões de Múltipla Escolha

1. Um administrador precisa criar sub-redes com pelo menos 25 hosts cada, a partir da rede 10.0.0.0/24. Qual é o prefixo correto?

/27 (30 hosts)
/27 (30 hosts) — aguardando seleção
/28 (14 hosts)
/25 (126 hosts)

2⁵ − 2 = 30 hosts. O prefixo /27 oferece 30 hosts úteis por sub-rede — satisfaz o requisito de 25 hosts com o menor desperdício possível. O /28 tem apenas 14 hosts (insuficiente) e o /25 tem 126 (muito mais que o necessário).

2. Qual é o endereço de broadcast da rede 192.168.3.64/26?

192.168.3.65
192.168.3.126
192.168.3.127
192.168.3.255

Prefixo /26 → máscara 255.255.255.192. Bloco = 256−192 = 64. Sub-rede começa em .64, logo o broadcast é .64 + 64 − 1 = .127. Faixa de hosts: .65 a .126.

3. O endereço 172.25.100.1 pertence a qual classe e tipo?

Classe B — privado (RFC 1918)
Classe B — público
Classe C — privado
Classe A — privado

Endereços entre 128 e 191 no primeiro octeto pertencem à Classe B. A faixa privada da Classe B é 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (RFC 1918). Como 25 está entre 16 e 31, o endereço 172.25.100.1 é privado.

4. Quantas sub-redes são criadas ao aplicar o prefixo /28 a uma rede /24?

4
8
12
16

Bits emprestados = 28 − 24 = 4 bits. Número de sub-redes = 2⁴ = 16 sub-redes. Cada sub-rede tem 2⁴ − 2 = 14 hosts úteis. Tamanho de bloco = 256 ÷ 16 = 16 endereços por sub-rede.

5. Qual das afirmações sobre o CIDR é incorreta?

Permite blocos de qualquer tamanho, independente de classes
Foi criado para substituir o protocolo IPv6
Permite agregar rotas, reduzindo o tamanho das tabelas de roteamento
Usa notação /n para indicar o número de bits de rede

O CIDR (1993) foi criado para prolongar a vida útil do IPv4, permitindo uso mais eficiente do espaço de endereços. Ele não tem relação com IPv6 (que também surgiu no mesmo período, mas por razões diferentes). As demais afirmações são corretas.

🛠️ Atividade Prática

Resolva os exercícios de subnetting aplicando os conceitos da aula. Use papel e caneta ou o Subnet Slicer acima para verificar suas respostas.

1

Classificação de Endereços
Para cada endereço abaixo, identifique a classe e se é público ou privado:

10.50.200.1
172.25.0.1
200.100.50.10
192.168.0.254
224.0.0.5

2

Cálculo de Sub-rede
Dado o endereço 172.16.45.130/20, calcule:

A máscara em decimal pontilhado
O endereço de rede
O endereço de broadcast
O primeiro e o último host usável
O total de hosts usáveis

3

Design de Rede VLSM
Você recebeu o bloco 192.168.50.0/24. Crie uma alocação VLSM para:

Laboratório: 100 hosts
Administração: 40 hosts
Wi-Fi: 20 hosts
Servidores: 6 hosts
Link de gerenciamento: 2 hosts

Para cada sub-rede, informe prefixo, endereço de rede, broadcast e faixa de hosts.

🔢 Endereçamento IPv4 e Sub-redes