Camada 3 - Cálculo de Subredes

Agora que conseguimos identificar adequadamente a rede de um dispositivo e entendemos o papel das máscaras de subrede nessa tarefa. Vamos estudar um pouco mais da aplicação das máscaras. 

 

Estudo de Caso: Imagine que você está montando a rede de uma empresa A cujo endereço original é 200.231.107.0/24.  Como essa empresa possui uma filial, essa rede deverá ser subdividida em duas subredes menores, uma para a sede da empresa A e uma segunda para a  filial A1. Como podemos fazer essa subdivisão?

 

Para resolver esse problema, precisamos entender que temos uma rede maior da empresa A. Essa rede deve ser subdividida em duas subredes menores por um roteador central. Uma subrede para a sede e uma segunda subrede para a filial A1. Veja a imagem abaixo.


 

Repare na imagem acima que cada porta do roteador é conectada ao switch central, tanto da sede como da filial. Portanto, cada porta do roteador conecta uma subrede diferente. Desse modo, para realizar a subdivisão vamos ter que alterar a máscara de subrede de 24 bits que foi fornecida: \24 ou 255.255.255.0. Veja os passos abaixo:

 

  • Passo 1: Identificar a quantidade de bits necessária para endereçar as subredes

 

A pergunta chave para encontrar essa quantidade é a seguinte: quantos bits são necessários para endereçar duas subredes?

Isso significa, que devemos encontrar o expoente de base 2 que nos fornece a quantidade de subredes que precisamos. Como foi solicitada uma quantidade de duas subredes, temos:

 

 

Desse modo, descobrimos que para formar duas subredes, precisamos de apenas 1 bit, pois, 21  = 2 subredes.

 

  • Passo 2: Alterar a máscara original adicionando a quantidade de subredes

 

No passo anterior, descobrimos que para endereçar uma quantidade de duas subredes precisamos de apenas 1 bit. Logo, esse bit deve ser adicionado à mascara original que nos foi fornecida. 

Como a máscara original é de 24 bits, basta somar 1 bit a ela. Portanto, a nova máscara é calculada da seguinte maneira:


A nova máscara, então, passa a ser \25 (25 bits ao invés de 24).

 

  • Passo 3: Calcular as faixas de endereços das subredes

 

Agora que já sabemos a máscara que devemos utilizar para formar duas subredes, vamos descobrir quais endereços IPs podemos utilizar para configurar os dispositivos nas duas subredes. Para isso, precisamos descobrir a quantidade máxima de dispositivos que cada subrede pode acomodar e fazer a subdivisão partindo do endereço base fornecido.

 

  • Passo 3.1: Descobrindo a quantidade de dispositivos em cada subrede

 

A pergunta chave aqui é: quantos dispositivos podemos ter em cada subrede?

 

Sabemos que a nossa nova márcara é de 25 bits, portanto, como o endereço IP possui no total 32 bits, a quantidade que sobra para endereçamento de hosts é de 7 bits, pois o total de 32 bits - 25 bits da máscara = 7 bits para a parte de host. Veja em detalhes a máscara \25 e a posição dos 7 bits de endereçamento de host:

 

Portanto, a conta que devemos fazer para descobrir a quantidade de endereços em cada subrede é a seguinte:

 

 

  • Passo 3.2: calculando as faixas de endereços das subredes

De posse da informação da quantidade de 128 hosts, podemos facilmente calcular as faixas de endereço somando essa quantidade na parte do host, a partir do endereço original 230.231.107.0. 

 

 

Repare que, para a primeira subrede, somamos ao último octeto do endereço original a quantidade de hosts encontrada menos 1 unidade, fazendo 0 + 128 - 1. Desse modo, encontramos o valor 127 no último octeto. Com isso a faixa da primeira subrede vai de 230.231.107.0 até 230.231.107.127. Qualquer endereço dentro dessa faixa pode ser atribuída a um dispositivo na sede da empresa.

Tendo calculado a faixa da primeira subrede, para calcular as demais é muito tranquilo. Basta somar a quantidade de 128 hosts encontrada ao primeiro e último endereços da subrede anterior. Veja abaixo:

  • Passo 3.3: identificando endereços de rede, broadcast e endereços válidos

Nesse momento, identificamos o primeiro e último endereços de cada uma das subredes, porém, alguns desses endereços são reservados. Os primeiros endereços da faixa, com final 0 e 128, são sempre destinado ao endereçamento das próprias subredes, portanto, este endereço não pode ser usado em dispositivos. Do mesmo modo, os últimos endereços das faixas, com final 127 e 255, são reservados para broadcast e também não podem ser configurados em dispositivos. 

 

Recordando!

Broadcast
é uma transmissão em massa onde um dispositivo transmite para todos os demais conectados. Portanto, o endereço de broadcast em uma rede é utilizado para mandar pacotes para todos os dispositivos conectados a ela.

O resultado do cálculo de  subredes deve ser organizado em uma tabela, onde, cada linha fornece os endereços de rede, broadcast, o primeiro e o último endereço válido (que pode ser utilizado nos dispositivos) para uma subrede. Veja abaixo:

CONCLUSÃO!

Temos as faixas de endereços das duas subredes, os endereços da Subrede 1 serão alocados para endereçar hosts da Sede da Empresa A e a Subrede 2 fornecerá os IPs para dispositivos da filial A1. Ambas as subredes acomodam um total de 128 endereços. Veja a imagem abaixo com a alocação dos IPS para a Sede da Empresa e a Filial.


 

Na imagem acima repare no seguinte:

  • Os endereços da subrede são sempre os primeiros das suas respectivas faixas com a máscara \25, sendo 200.231.107.0\25 para a subrede da sede e 200.231.107.128\25 para a filial A1;

  • Os enderecos dos hosts respeitam as suas respectivas faixas. Não é possível configurar um endereço da faixa alocada para a Sede em um host da Filial A1 e vice-versa;

 

IMPORTANTE!

Repare que as portas dos roteadores também possuem endereços IP e são consideradas hosts na rede. Por padrão, os endereços das portas são os segundos endereços das subredes que eles conectam. No nosso caso, são os endereços 200.231.107.1\25 e 200.231.107.129\25. Os primeiros endereços são sempre reservados para endereçamento das próprias subredes e não devem ser utilizados para configuração de hosts.
 

Exemplo: Subdividindo em 4 Subredes

 

Vamos imaginar que a empresa A expandiu suas operações para mais dois estados, criando as filiais A2 e A3. Como podemos dividir nossa rede em 4 subredes menores? Vamos um passo por vez

 

  • Passo 1: Identificar a quantidade de bits necessária para endereçar as subredes

 

 

Resposta: precisamos de 2 bits para endereçar as 4 subredes.

 

  • Passo 2: Alterar a máscara original \24 adicionando a quantidade de bits das subredes

 


Resposta: a nova máscara, então, passa a ser \26 (26 bits ao invés de 24).

 

  • Passo 3: Calcular as faixas de endereços das subredes

  • Passo 3.1: descobrir a quantidade de dispositivos em cada subrede
     

 

  • Passo 3.2: Calculando as faixas de endereços das subredes

 

 

Calcule agora as demais subredes somando a quantidade de endereços 64 aos primeiros e últimos endereços da subrede anterior. Veja abaixo:

 

Repare que cada subrede possui um total de 64 endereços mas nem todos são válidos. Vamos discriminar abaixo.

 

  • Passo 3.3: Indetificando endereços de Rede, Boradcast, primeiro e último válidos de cada subrede

 

 

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