Calculadora de IP de uso de sub-rede

Introdução ao uso de IPs de uso de sub-rede utilizando CIDR e VLSM

Quando você deseja monitorar uma rede complexa, é importante saber como a sub-rede de IP, o uso da sub-rede de IP, os endereços de IP, roteadores e gateways padrão funcionam. Esse documento lhe ajuda a entender o básico do uso de sub-rede de IP, sub-rede de TCP/IP, máscaras de sub-rede e uso de sub-redes de IP. Ao introduzir e utilizar os protocolos CIDR e VLSM, esse documento destrincha a estrutura de endereçamento de sub-rede, ajudando você a calcular sub-redes de TCP/IP por conta própria.

Principais conceitos que devem ser compreendidos antes de se aprofundar no uso de sub-redes

Para começarmos, aqui está uma lista de termos que você precisa conhecer antes de entender melhor o uso de sub-rede de IP:

IP - Protocolo de internet (IP) define um conjunto de regras e padrões que devem ser seguidos para permitir a comunicação entre os dispositivos em uma rede. As versões do endereço IP (IPv4 e IPv6) ajudam no endereçamento exclusivo de recursos da rede.

TCP/IP - Esses protocolos de comunicação especificam como os dados devem ser empacotados, endereçados, transmitidos, roteados e recebidos. Eles consistem no Protocolo de controle de transmissão (TCP) e do Protocolo de internet (IP).

Endereço - Uma expressão numérica/bits separados por ponto que identifica de forma exclusiva um dispositivo/host em uma rede TCP/IP.

Por exemplo: Um computador se conectando a uma rede pode ser atribuído a um endereço IP 192.168.10.21, que identificará apenas ele na rede.

Sub-rede de IP - Grandes redes TCP/IP podem ser divididas em pequenos grupos lógicos, ou pequenas redes chamadas de sub-rede de IP. Essas sub-porções da rede tem o mesmo ID de rede.

Máscara de sub-rede - Uma representação de 32-bit utilizada por uma rede TCP/IP para definir a faixa dos endereços de IP disponíveis dentro de uma sub-rede.

CIDR - O Encaminhamento entre domínios sem classe (CIDR, do inglês Classless Inter Domain Routing) é um protocolo de internet para alocar endereços de IP de forma eficiente e para encaminhamento de IP sem esgotar o espaço de endereçamento de IP.

VLSM - A Máscara de sub-rede de comprimento variável (VLSM, do inglês Variable Length Subnet Mask) suporta sub-rede de IP de diferentes tamanhos, de acordo com os requisitos dentro da mesma rede.

FLSM - A Máscara de sub-rede de comprimento fixo (FLSM, do inglês Fixed Length Subnet Mask) exige que a rede tenha sub-redes de mesmo tamanho e quantidade de hosts.

Representação decimal - Quando um endereço é representado com decimais, é escrito utilizando base 10 - 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Representação binária - Quando um endereço é representado em binário, é escrito utilizando a base 2 (ou bits) - 0,1.

Endereço IP e sua estrutura

O endereço de protocolo de internet (IP) é um rótulo numérico de 32-bit atribuído a dispositivos ou hosts em uma rede. Com o crescimento do uso de redes, os recursos dos endereços IPv4 de 32-bit estavam se esgotando, abrindo caminho para a implantação dos endereços IPv6 de 128-bit. Apesar da implantação contínua dos endereços IPv6, o IPv4 ainda é um dos principais protocolos utilizados em redes TCP/IP e outras redes de troca de pacotes.

O endereço IP é representado em um formato decimal com pontos, com quatro octetos em que cada um possui um número de 8 bits (0-255) separados por um ponto ( '.'). O endereço IP é constituído de duas partes. O endereço IP é constituído de duas partes, um ID de rede e um ID de host. Com base nas classes utilizadas, ou máscara de sub-rede aplicada, os octetos representam a ID de rede da esquerda para a direita e o ID do host no sentido contrário.

Por exemplo: O endereço IP 192.168.10.8 é representado conforme mostrado abaixo.

Com base nas classes utilizadas, ou máscara de sub-rede aplicada, os octetos representam a ID de rede da esquerda para a direita e o ID do host no sentido contrário.

Classes e sub-redes de IP

Analogia de uso de sub-rede

Como uma analogia para explicar a sub-rede de IP, os endereços de uso de sub-rede e a máscara de sub-rede, vamos dizer que você vai conduzir um curso de verão, ensinando música, arte, dança e teatro aos alunos.Imagine que você quer identificar cada aluno de forma única, para que o ID do estudante lhe diga sua turma e número de matrícula. Se você reservou uma grande sala de convenção para seu curso, você terá que montar divisórias para separar essa sala enorme em quatro diferentes salas, pois não queremos que uma turma interfira na outra, e é mais fácil criar IDs únicos dentro de uma turma do que nas quatro turmas combinadas.

Agora cada estudante é atribuído a uma turma para o resto do curso. Vamos atribuir a cada turma um ID de turma. Para a classe de artes, o ID é 01, para música é 02, dança é 03 e teatro é 04. São 20 alunos matriculados em cada turma. Assim, temos os números de chamada de 1 a 20 em cada sala de aula. Para identificar qual estudante pertence a qual turma, damos a cada estudante um cartão de identificação, com a ID da turma e seu número de chamada.

Um estudante com o número de chamada 13 matriculado na aula de música tem um cartão de identificação com o número 0213.

De forma similar, um ID 0109 indica um estudante matriculado no curso de artes e com o número de chamada 09.

Vamos considerar que alguém encontrou alguns cartões de identificação perdidos e quer devolvê-los aos alunos. É possível encontrar facilmente qual a turma dos estudantes ao simplesmente colocar uma máscara nos dois últimos dígitos; os dois primeiros dígitos fornecerão o ID da turma.

Da mesma forma, uma rede pode consistir em vários hosts. Para atribuir endereços para esses hosts de forma eficiente, particionamos a rede (sala de conferência) em sub-redes (salas de aula).Nas sub-redes de IP monitoradas, cada uma tem um ID de rede (ID de turma). Os hosts na sub-rede possuem um ID de host (número de chamada). Para identificar qual host pertence a qual sub-rede, usamos a máscara de sub-rede (máscara de papel).

Classes de IP de rede

O IPv4 é amplamente classificado em cinco classes diferentes.Essas classes são chamadas de classe A, B, C, D e E. As Classes D e E são reservadas para multicast e pesquisa experimental. As classes TCP/IP às quais um endereço IP pertence são identificadas com base nos valores dos octetos no lado esquerdo.

Por exemplo, a classe A tem uma faixa de IP de 1 a 126 em seu primeiro octeto (o octeto mais à esquerda). Os outros três octetos são alocados para o ID do host. De forma análoga, na classe B os dois primeiros octetos (a partir da esquerda) na faixa de IP de 128 a 191 são alocados para o ID de rede e os octetos restantes são alocados para o ID do host.

As classes de rede, suas faixas de IP e o número de endereços de host compatíveis são fornecidos abaixo.

*Qualquer endereço IP começando com a faixa 127 é um IP de loopback.

Por exemplo: 255.0.0.0 representa a máscara de sub-rede padrão para a classe A em decimal. Quando representado em binário, temos

11111111. 00000000. 00000000. 00000000
ID de rede ID de host

Dessa forma, a máscara de sub-rede mascara o ID de rede de um endereço IP com "1" e preenche a parte do ID de host com "0".

Se a sub-rede de IP não for executada, então uma classe de rede deverá ser completamente utilizada, o que não é realista, uma vez que cada link de dados na rede deve possuir um ID de rede único.

Problemas com sub-rede de IP classful

O uso de sub-rede IP classful não oferece a flexibilidade de ter um número menor de hosts por rede ou mais redes por classe IP. Isso desperdiça milhões de endereços classe A e muitos classe B, enquanto o número de endereços classe C disponíveis não é suficiente.

Por exemplo: Digamos que você precise definir sub-redes de IP para uma rede com 1500 dispositivos. Se escolher utilizar a sub-rede de classe B, irá desperdiçar 64.034 endereços de IP.Enquanto isso, o uso de classe C leva ao uso de seis redes dessa classe.Isso não é uma solução ideal para grandes redes.

Sub-redes classful que seguem o FLSM tornam-se uma técnica de sub-rede ineficiente.
Solução: Use CIDR com VLSM para criação de sub-redes de IP.

CIDR e VLSM

Sub-redes classless - CIDR

O CIDR fornece sub-redes de IP classless de endereços de IPv4 e IPv6 em sub-redes de IP individuais. Desenvolvido em 1993 pela Força Tarefa de Engenharia de Internet (do inglês Internet Engineering Task Force), esse processo envolve colocar uma máscara sobre o endereço de rede para especificar ao roteador qual dos endereços é o ID de rede, e qual parte é o ID do host, sem seguir a alocação de bits para nenhum deles. Esse processo abandona o endereçamento classful e permite criar sub-redes em uma rede para gerenciar divisões lógicas com o número necessário de hosts.

Criando sub-redes em uma sub-rede - VLSM

Um dos aspectos importantes da criação de sub-redes de IP é dividir uma sub-rede em redes menores, o que é possibilitado pelo VLSM.Conforme discutido anteriormente, na criação de sub-rede no FLSM, todas as sub-redes possuem o mesmo número de IDs de host e o mesmo tamanho. Na criação de sub-rede de VLSM, diferentes sub-redes podem possuir tamanhos diferentes. Essa técnica é conhecida como criar uma sub-rede em uma sub-rede.

FLSM versus VLSM

Com FLSM, todas as sub-redes são de mesmo tamanho e número de hosts, e são preferidas para endereçamento de IP privado.Enquanto no VLSM, através da criação avançada de sub-rede de IP, sub-redes e hosts são de tamanhos variáveis e são calculados números para se adequar aos requisitos da rede, e são utilizados para endereçamento de IP público.

CIDR com VLSM

CIDR abrange muitos conceitos de rede, que inclui VLSM. O VLSM permite que sub-redes e máscaras de sub-rede sejam realizadas em comprimentos variáveis - não restritas às classes. O VLSM permite criar sub-rede em uma sub-rede ao aplicar a máscara de sub-rede dentro de uma sub-rede, dado que o VLSM utiliza tamanho de bloco baseado nesse requisito. Isso aumenta a usabilidade das sub-redes.

Por exemplo, ao usar sub-redes classe A, existem 16.777.214 endereços de hosts que podem ser utilizados, dado que três octetos são utilizados para atribuir hosts. Para usar isso de maneira ideal, bits da parte do host são emprestados e adicionados à máscara de sub-rede. Isso pode criar várias sub-redes classe A com vários números de hosts, que podem ser utilizados conforme a necessidade. O mesmo princípio pode ser utilizado para criar sub-redes de sub-rede classe B e classe C. Exemplos de algumas das combinações de sub-redes classe A utilizando VLSM são mostrados na tabela abaixo:

Nota: Para calcular sub-redes e hosts IP disponíveis,

(i) Número de sub-redes = 2ⁿ em que n é o número de 1s no ID de sub-rede.
(ii) Número de hosts disponíveis = 2ⁿ-2 em que n é o número de 0s no ID do host.

Por exemplo:

Como dito anteriormente,

Na criação de sub-rede classful, para um IP classe C 192.182.21.103, a máscara de sub-rede 255.255.255.0 em binário se apresenta da seguinte forma.

IP :
11000000 . 10110110 . 00010101 . 1100111
11111111 . 11111111 . 11111111 | 00000000 (Aplicando sub-rede)

Aqui, à esquerda do '|' está o ID de rede (que está mascarado pela máscara de sub-rede) e à sua direita estão os bits alocados para o endereço do host (8 bits). Portanto, o número possível de hosts é 254 (2^8 - 2 hosts).

Com CIDR e VLSM, a criação de sub-rede é independente de classes. Logo, um endereço IP 192.182.21.3 com a máscara de sub-rede 255.255.255.248 é representado em binário como,

IP :
11000000 . 10110110 . 00010101 . 1100111
11111111 . 11111111. 11111111 . 11111000 (Aplicando máscara de sub-rede)

Neste ponto, com CIDR e VLSM, temos que:

11000000 . 10110110 . 00010101 . 1100 111
ID de rede ID de sub-rede ID de Host

Como, ao usar máscaras de sub-rede, o ID do host não pode ser todo de 0s (que representam o endereço de rede), ou todo de 1s (que representam o endereço de broadcast da rede), o IP acima não é um IP de host, mas um IP broadcast do endereço de sub-rede de IP.

Notação CIDR

Tradicionalmente, um endereço IP representava a classe a qual ele pertencia, com base em sua faixa no primeiro octeto—por exemplo, 192.138.27.9 pertencia a uma classe C. A aplicação de máscaras de sub-rede tornou possível visualizar a parte do endereço do host no endereço IP. Na notação CIDR, essas informações são o sufixo do próprio endereço IP.

Por exemplo:

Sem a notação CIDR, especificamos como,
IP : 192.168.10.1
Máscara de sub-rede: 255.255.255.248
Com a notação CIDR, isso é escrito como,
IP: 192.168.10.1/29
Em que 29 é o número de bits alocados para o ID de rede.

As vantagens de utilizar CIDR

• Reduz o número de entradas da tabela de roteamento.
• Garante o uso eficiente do espaço de endereçamento de IP disponível.
• Fornece a criação de sub-redes similares para intranet e internet, sem quaisquer requisitos especiais.
• Elimina as desvantagens da criação de endereço IP e sub-rede classful.

Como calcular sub-redes de IP?

Exemplo de criação de amostra de sub-rede de IP:

Considere uma rede com três LANs: A LAN A com 25 Hosts, a LAN B com 12 Hosts e a LAN C com 55 Hosts. Essas LANs estão conectados com três links em série, Link X, Link Y, e Link Z.

Para uma faixa de rede de 192.168.4.0/24, deve ser calculado um plano de IP para criação de sub-rede utilizando CIDR e VLSM.

Etapa 1: Organize a rede da maior para a menor em relação ao número de hosts.

1. LAN C (55 hosts)
2. LAN A (25 hosts)
3. LAN B (12 Hosts)
4. Link X,Y,Z

Etapa 2: Escolha uma sub-rede para usar a maior rede.

Para a maior rede LAN C com 55 hosts, sabemos que uma sub-rede com CIDR /26 fornece quatro sub-redes, que podem suportar 64 hosts cada.Qualquer uma dessas quatro sub-redes pode ser atribuída para a LAN C.

Então atribuímos a sub-rede 192.168.4.0/26 para a LAN C na qual o primeiro ID de host é o ID de rede, e o último ID de host é o ID de broadcast. Qualquer um dos 62 IDs restantes pode ser atribuído aos 55 hosts na LAN C.

Etapa 3: Repita o processo da etapa dois para a próxima maior rede ao criar sub-redes nas sub-redes.

A criação de sub-rede do CIDR /27 forneceria 32 IDs de host. Portanto, para a LAN A com 25 hosts, criamos a sub-rede 192.168.4.64/26, com 64 IDs de host em duas sub-redes contendo 32 IDs de host cada. Isso nos fornece as sub-redes 192.168.4.64/27 e 192.168.4.96/27 dentro de uma sub-rede 192.168.4.64/26, sendo que qualquer uma pode ser utilizada para LAN A

Ao alocar a etapa 3 para a próxima maior rede LAN B com 12 hosts, subdividimos ainda mais a sub-rede 192.168.4.96/27 em 192.168.4.96/28 e 192.168.4.112/28, que nos dará 16 IDs de host em cada.

Agora, para os três links (Link X, Y, Z), cada link requer dois IDs de host. Portanto, precisamos criar uma sub-rede que possa fornecer quatro IDs de host, dois para o ID de rede e dois para o ID de broadcast. Repetindo o passo três, obtemos:

Etapa 4: Designe as sub-redes calculadas

Ao criar a sub-rede de uma determinada rede com CIDR e VLSM, adquirimos seis sub-redes com um número variável de hosts para atender aos nossos requisitos de rede. As sub-redes calculadas podem ser atribuídas às divisões lógicas na rede, reservando os endereços restantes para uso futuro. O scanner de sub-rede de IP pode agora varrer a sub-rede por endereços de IP.

OpUtils - sua ferramenta de monitoramento de sub-rede de IP

A criação de sub-redes resulta em diversas sub-redes que precisam ser monitoradas e gerenciadas para manter a estabilidade da rede. Isso faz com que seja importante ter uma solução de monitoramento de sub-rede como o OpUtils da ManageEngine já instalados, já que o gerenciamento manual dessas sub-redes é extremamente demorado e ineficiente. A ferramenta OpUtils de sub-rede de IP torna mais fácil para os administradores de rede varrer a sub-rede de IP em busca de endereços de IP, calcular sub-rede de IP e auxiliar na criação avançada de sub-rede de IP.

O OpUtils é um gerenciador de endereço IP e de porta de switch que oferece uma ferramenta de sub-rede de IP, que pode varrer, monitorar e gerenciar múltiplas sub-redes.

Software OpUtils de criar sub-rede de IP

• Exibe a utilização e disponibilidade em tempo real da sub-rede com varreduras regulares de sub-rede de IP.
• Fornece um resumo abrangente da sub-rede, que inclui números de IPs reservados, percentual de uso da sub-rede, endereços de criação de sub-rede de IP, status DNS, pesquisa de endereço e muito mais.
• Compatível com visualização hierárquica das sub-redes IPv4 e IPv6.
• Gera relatórios detalhados específicos da sub-rede que ajuda a auditar os endereços de IP e hosts da sub-rede.
• Fornece dados históricos de IPs, seus usuários, dispositivos e portas conectadas em uma sub-rede.
• Ajuda a medir as métricas de desempenho de uma sub-rede com widgets, como as 10 sub-redes principais com IPs ocupados, e muito mais.

Todos esses recursos abrangentes são fornecidos pelo OpUtils em uma interface de usuário intuitiva e sem necessidade de programação. Baixe uma versão de teste gratuita de 30 dias ou cadastre-se para uma demonstração ao vivo gratuita com um especialista no produto para descobrir como as habilidades de fazer a varredura de rede do OpUtils e as mais de 30 ferramentas de rede podem lhe ajudar a monitorar sua rede de forma eficiente.

Perguntas frequentes sobre criação de sub-redes IP