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🌐 Protocolo IP

Internet Protocol

Aula 11
Endereçamento básico e fundamentos do IPv4
Como funciona o endereçamento na Internet

👨‍🏫 Autor da Apresentação

César Azevedo
📧 cesar.augusto@ifrn.edu.br
🏫 Instituto Federal do Rio Grande do Norte

📋 Tópicos da Aula

🎯 Fundamentos

O que são endereços IP
Estrutura hierárquica
Notação decimal pontuada
32 bits e 2³² endereços

📊 Classes de Endereços

Classes A, B, C, D e E
Identificador de rede vs host
Diferentes tamanhos de redes

🔧 Endereços Especiais

Endereços de rede
Endereços de broadcast
Endereços privados
Endereço de loopback

🎭 Máscaras e Ferramentas

Máscara de rede
Comandos ipconfig e netstat
Protocolo ARP

🎯 Objetivo Final

Compreender como funciona o endereçamento IP
e ser capaz de identificar e configurar endereços de rede

🧠 + Quiz Interativo

Teste seus conhecimentos com 4 questões práticas!

🤔 O que são Endereços IP?

Mecanismo de endereçamento universal
Identificação única de cada dispositivo
Números inteiros de 32 bits
2³² endereços possíveis (4.294.967.296)

💡 Notação Decimal Pontuada:

32 bits divididos em 4 grupos de 8 bits
192.168.1.1
Cada número varia de 0 a 255

🎯 Importante Lembrar:

Endereços são atribuídos às interfaces, não aos dispositivos
Cada interface deve ter um endereço IP único
Um dispositivo pode ter múltiplas interfaces

🏗️ Estrutura Hierárquica

Todo endereço IPv4 é dividido em duas partes
Permite roteamento baseado em redes, não em estações
Reduz drasticamente informações de roteamento

📊 Divisão do Endereço IP:

Identificador de Rede (Prefixo)
↓
Identifica a rede de forma única

Identificador de Host (Estação)
↓
Identifica o dispositivo dentro da rede

📋 Regras Importantes:

Redes diferentes devem ter prefixos diferentes
Mesma rede física compartilha o mesmo prefixo
Cada host na rede deve ter identificador único

📊 Classes de Endereços

Espaço IP dividido em 5 classes: A, B, C, D e E
Cada classe para diferentes tamanhos de redes
Posição diferente para delimitar rede e host
Classe Faixa de Endereços Prefixo de Rede Hosts por Rede
A 1.0.0.0 - 126.255.255.255 8 bits 16.777.214
B 128.0.0.0 - 191.255.255.255 16 bits 65.534
C 192.0.0.0 - 223.255.255.255 24 bits 254

🔍 Identificação Rápida:

Classe A: Primeiro octeto 1-126
Classe B: Primeiro octeto 128-191
Classe C: Primeiro octeto 192-223

💡 Exemplos Práticos de Classes

🅰️ Classe A - Exemplo: 10.2.61.20

Identificador de Rede: 10
Identificador de Host: 2.61.20
Uso: Redes muito grandes (corporações, ISPs)

🅱️ Classe B - Exemplo: 172.121.40.25

Identificador de Rede: 172.121
Identificador de Host: 40.25
Uso: Redes médias (universidades, empresas)

🅰️ Classe C - Exemplo: 192.168.0.1

Identificador de Rede: 192.168.0
Identificador de Host: 1
Uso: Redes pequenas (escritórios, residências)

🔧 Endereços Especiais

Vários endereços são reservados para finalidades específicas
Não podem ser usados em interfaces normais

🏠 Endereços de Rede

Identificador de host = 0
Referenciam a própria rede
Exemplos:
10.0.0.0
192.168.1.0
172.16.0.0

📢 Endereços de Broadcast

Identificador de host = 255
Envio para todos da rede
Exemplos:
10.255.255.255
192.168.1.255
172.16.255.255

🔒 Endereços Privados

Uso livre sem autorização
Não roteáveis na Internet
Faixas Privadas:
10.0.0.0 (Classe A)
172.16.0.0-172.31.0.0 (Classe B)
192.168.0.0-192.168.255.0 (Classe C)

🔄 Endereço de Loopback

Rede 127.x.x.x
Interface virtual interna
Mais comum:
127.0.0.1 (localhost)

🎭 Máscara de Rede

Mecanismo para identificar a porção de rede e host
Padrão de 32 bits: 1s para rede, 0s para host
Representada em decimal ou por contagem de bits

📊 Máscaras Padrão por Classe:

Classe Máscara Decimal Notação CIDR Bits de Rede
A 255.0.0.0 /8 8
B 255.255.0.0 /16 16
C 255.255.255.0 /24 24

💡 Operação AND Lógica:

IP AND Máscara = Endereço de Rede
Permite determinar se dois IPs estão na mesma rede

🔧 Exemplo Prático - Máscara de Rede

📊 Determinando a Rede do IP 192.168.1.15/24

IP: 192.168.1.15 = 11000000.10101000.00000001.00001111
Máscara: 255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000
--------------------------------
Rede: 192.168.1.0 = 11000000.10101000.00000001.00000000

✅ Exemplos de IPs Válidos:

192.168.1.1
192.168.1.50
192.168.1.254
Faixa Utilizável:
192.168.1.1 a 192.168.1.254
(excluindo rede e broadcast)

❌ Endereços Reservados:

192.168.1.0 (Rede)
192.168.1.255 (Broadcast)
Total de Hosts:
256 - 2 = 254 hosts
(excluindo rede e broadcast)

💻 Comandos de Configuração

🔧 Comando ipconfig (Windows)

Mostra configurações de rede
Equivalente: ifconfig (Linux)
# Informações básicas
ipconfig

# Informações detalhadas
ipconfig /all

# Renovar endereço DHCP
ipconfig /renew

📊 Comando netstat

Mostra conexões ativas
Lista portas em uso
Informações de roteamento
# Conexões ativas
netstat -a

# Tabela de roteamento
netstat -r

# Estatísticas por protocolo
netstat -s

🔍 Comando arp

Mostra tabela ARP (Address Resolution Protocol)
Relaciona endereços IP com endereços MAC
# Mostrar tabela ARP
arp -a

# Limpar cache ARP
arp -d *

🔄 Protocolo ARP

Address Resolution Protocol
Resolve endereços IP em endereços MAC
Essencial para comunicação na camada de enlace

🔄 Como funciona o ARP:

1. PC A quer enviar dados para PC B (IP conhecido)
2. PC A não conhece o MAC de PC B
3. PC A envia ARP Request por broadcast
4. PC B responde com seu endereço MAC
5. PC A armazena na tabela ARP
6. PC A envia dados usando o MAC de PC B

💾 Tabela ARP:

Cache temporário de mapeamentos IP-MAC
Evita broadcasts desnecessários
Entradas expiram após um tempo

🌐 Endereços Públicos vs Privados

🌍 Endereços Públicos

Unicidade global na Internet
Alocados por autoridades competentes
Roteáveis na Internet pública
Recursos limitados e caros
Exemplos:
8.8.8.8 (Google DNS)
1.1.1.1 (Cloudflare DNS)
208.67.222.222 (OpenDNS)

🏠 Endereços Privados

Uso livre por qualquer organização
Unicidade apenas local
Não roteáveis na Internet
Necessitam NAT para acesso externo
Faixas RFC 1918:
10.0.0.0/8
172.16.0.0/12
192.168.0.0/16

💡 Por que usar endereços privados?

Conserva endereços públicos IPv4
Maior segurança (não acessíveis diretamente)
Flexibilidade de configuração interna

🔄 IPv4 vs IPv6

📊 IPv4 (Internet Protocol version 4)

32 bits (4 octetos)
~4,3 bilhões de endereços
Formato: 192.168.1.1
Esgotamento de endereços
Limitações:
• Escassez de endereços
• Necessidade de NAT
• Fragmentação complexa
• Configuração manual/DHCP

🚀 IPv6 (Internet Protocol version 6)

128 bits (8 grupos de 4 hex)
~3,4×10³⁸ endereços
Formato: 2001:db8::1
Futuro da Internet
Vantagens:
• Espaço praticamente infinito
• Autoconfiguração
• Segurança integrada (IPSec)
• Melhor suporte a mobilidade

🔄 Transição IPv4 → IPv6

Dual Stack: Ambos protocolos simultaneamente
Tunneling: IPv6 sobre IPv4
Translation: Conversão entre protocolos

🎯 Resumo Final

IP é o protocolo fundamental da Internet

✅ Conceitos Principais:

Endereços de 32 bits únicos
Estrutura hierárquica (rede + host)
Classes A, B e C para diferentes tamanhos
Endereços especiais (rede, broadcast, privados)
Máscaras de rede para segmentação

🎯 Aplicações Práticas:

Configuração de redes locais
Planejamento de sub-redes
Troubleshooting de conectividade
Implementação de segurança
Migração para IPv6

🌐 O IP permite que bilhões de dispositivos se comuniquem!

Sem endereçamento IP, não existiria a Internet como conhecemos

🧠 Quiz - Teste seus conhecimentos!

📝 Questão 1

Qual é a máscara de rede padrão para a Classe C?

A) 255.0.0.0
B) 255.255.0.0
C) 255.255.255.0
D) 255.255.255.255

📚 Referências Bibliográficas

📖 Fontes Principais:

Material Didático - Protocolo IP
Prof. César Azevedo - IFRN
Arquitetura de Redes de Computadores e Tecnologia de Implementação de Redes

📖 Bibliografia Recomendada:

KUROSE, J. F; ROSS, K. W. Redes de Computadores e a Internet
TANNENBAUM, Andrew S. Redes de Computadores
CISCO CCNA 4: Tecnologias WAN

🌐 RFCs Importantes:

RFC 791 - Internet Protocol
RFC 1918 - Address Allocation for Private Internets
RFC 826 - Address Resolution Protocol
RFC 950 - Internet Standard Subnetting Procedure

🎯 Objetivo Educacional

Facilitar o aprendizado do Protocolo IP através de
linguagem simples, exemplos práticos e visualizações claras