Endereçamento IP

Dentro de uma rede TCP/IP, cada micro recebe um endereço IP único que o identifica na rede. Um endereço IP é composto de uma seqüência de 32 bits, divididos em 4 grupos de 8 bits cada. Cada grupo de 8 bits recebe o nome de octeto.

Veja que 8 bits permitem 256 combinações diferentes. Para facilitar a configuração dos endereços, usamos então números de 0 a 255 para representar cada octeto, formando endereços como 220.45.100.222, 131.175.34.7 etc. Muito mais fácil do que ficar decorando binários.

O endereço IP é dividido em duas partes. A primeira identifica a rede à qual o computador está conectado (necessário, pois numa rede TCP/IP podemos ter várias redes conectadas entre sí, veja o caso da Internet) e a segunda identifica o computador (chamado de host) dentro da rede.

Obrigatoriamente, os primeiros octetos servirão para identificar a rede e os últimos servirão para identificar o computador em si. Como temos apenas 4 octetos, esta divisão limitaria bastante o número de endereços possíveis. Se fosse reservado apenas o primeiro octeto do endereço por exemplo, teríamos um grande número de hosts, mas em compensação poderíamos ter apenas 256 sub-redes. Mesmo se reservássemos dois octetos para a identificação da rede e dois para a identificação do host, os endereços possíveis seriam insuficientes.

Para permitir uma gama maior de endereços, os desenvolvedores do TPC/IP dividiram o endereçamento IP em cinco classes, denominadas A, B, C, D, e E, sendo que as classes D e E estão reservadas para expansões futuras. Cada classe reserva um número diferente de octetos para o endereçamento da rede:

Na classe A, apenas o primeiro octeto identifica a rede, na classe B são usados os dois primeiros octetos e na classe C temos os três primeiros octetos reservados para a rede e apenas o último reservado para a identificação dos hosts.

O que diferencia uma classe de endereços da outra, é o valor do primeiro octeto. Se for um número entre 1 e 126 (como em 113.221.34.57) temos um endereço de classe A. Se o valor do primeiro octeto for um número entre 128 e 191, então temos um endereço de classe B (como em 167.27.135.203) e, finalmente, caso o primeiro octeto seja um número entre 192 e 223 teremos um endereço de classe C:


Ao implantar uma rede TCP/IP você deverá analisar qual classe de endereços é mais adequada, baseado no número de nós da rede. Veja que, com um endereço classe C, é possível endereçar apenas 254 nós de rede; com um endereço B já é possível endereçar até 65,534 nós, sendo permitidos até 16,777,214 nós usando endereços classe A. Claro que os endereços de classe C são muito mais comuns. Se você alugar um backbone para conectar a rede de sua empresa à Internet, muito provavelmente irá receber um endereço IP classe C, como 203.107.171.x, onde 203.107.171 é o endereço de sua rede dentro da Internet, e o “x” é a faixa de 254 endereços que você pode usar para identificar seus hosts. Veja alguns exemplos de endereços TCP/IP válidos:

Como você deve ter notado, nem todas as combinações de valores são permitidas. Alguns números são reservados e não podem ser usados em sua rede. Veja agora os endereços IPs inválidos:

Se você não pretender conectar sua rede à Internet, você pode utilizar qualquer faixa de endereços IP válidos e tudo irá funcionar sem problemas. Mas, a partir do momento em que você resolver conecta-los à Web os endereços da sua rede poderá entrar em conflito com endereços já usados na Web.

Para resolver este problema, basta utilizar uma das faixas de endereços reservados. Estas faixas são reservadas justamente ao uso em redes internas, por isso não são roteadas na Internet.

As faixas de endereços reservados mais comuns são 10.x.x.x e 192.168.x.x, onde respectivamente o 10 e o 192.168 são os endereços da rede e o endereço de host pode ser configurado da forma que desejar.

O ICS do Windows usa a faixa de endereços 192.168.0.x. Ao compartilhar a conexão com a Web utilizando este recurso, você simplesmente não terá escolha. O servidor de conexão passa a usar o endereço 192.168.0.1 e todos os demais micros que forem ter acesso à Web devem usar endereços de 192.168.0.2 a 192.168.0.254, já que o ICS permite compartilhar a conexão entre apenas 254 PCs.

O default em muitos sistemas é 192.168.1.x, mas você pode usar os endereços que quiser. Se você quiser uma faixa ainda maior de endereços para a sua rede interna, é só apelar para a faixa 10.x.x.x, onde você terá à sua disposição mais de 12 milhões de endereços diferentes.

Veja que usar uma destas faixas de endereços reservados não impede que os PCs da sua rede possam acessar a Internet, todos podem acessar através de um servidor proxy.

Máscara de sub-rede

Ao configurar o protocolo TPC/IP, seja qual for o sistema operacional usado, além do endereço IP é preciso informar também o parâmetro da máscara de sub-rede, ou “subnet mask”. Ao contrário do endereço IP, que é formado por valores entre 0 e 255, a máscara de sub-rede é formada por apenas dois valores: 0 e 255, como em 255.255.0.0 ou 255.0.0.0. onde um valor 255 indica a parte endereço IP referente à rede, e um valor 0 indica a parte endereço IP referente ao host.

A máscara de rede padrão acompanha a classe do endereço IP: num endereço de classe A, a máscara será 255.0.0.0, indicando que o primeiro octeto se refere à rede e os três últimos ao host. Num endereço classe B, a máscara padrão será 255.255.0.0, onde os dois primeiros octetos referem-se à rede e os dois últimos ao host, e num endereço classe C, a máscara padrão será 255.255.255.0 onde apenas o último octeto refere-se ao host.

Mas, afinal, para que servem as máscaras de sub-rede então? Apesar das máscaras padrão acompanharem a classe do endereço IP, é possível “mascarar” um endereço IP, mudando as faixas do endereço que serão usadas para endereçar a rede e o host. O termo “máscara de sub-rede” é muito apropriado neste caso, pois a “máscara” é usada apenas dentro da sub-rede.

Veja por exemplo o endereço 208.137.106.103. Por ser um endereço de classe C, sua máscara padrão seria 255.255.255.0, indicando que o último octeto refere-se ao host, e os demais à rede. Porém, se mantivéssemos o mesmo endereço, mas alterássemos a máscara para 255.255.0.0 apenas os dois primeiros octetos (208.137) continuariam representando a rede, enquanto o host passaria a ser representado pelos dois últimos (e não apenas pelo último).

Veja que 208.137.106.103 com máscara 255.255.255.0 é diferente de 208.137.106.103 com máscara 255.255.0.0: enquanto no primeiro caso temos o host 103 dentro da rede 208.137.106, no segundo caso temos o host 106.103 dentro da rede 208.137.

Dentro de uma mesma sub-rede, todos os hosts deverão ser configurados com a mesma máscara de sub-rede, caso contrário poderão não conseguir comunicar-se, pois pensarão estar conectados a redes diferentes. Se, por exemplo, houverem dois micros dentro de uma mesma sub-rede, configurados com os endereços 200.133.103.1 e 200.133.103.2 mas configurados com máscaras diferentes, 255.255.255.0 para o primeiro e 255.255.0.0 para o segundo, teremos um erro de configuração.

Máscaras complexas

Até agora vimos apenas máscaras de sub-rede simples. Porém o recurso mais refinado das máscaras de sub-rede é quebrar um octeto do endereço IP em duas partes, fazendo com que dentro de um mesmo octeto, tenhamos uma parte que representa a rede e outra que representa o host.

Este conceito é um pouco complicado, mas em compensação, pouca gente sabe usar este recurso, por isso vele à pena fazer um certo esforço para aprender.

Configurando uma máscara complexa, precisaremos configurar o endereço IP usando números binários e não decimais. Para converter um número decimal em um número binário, você pode usar a calculadora do Windows. Configure a calculadora para o modo científico (exibir/científica) e verá que do lado esquerdo aparecerá um menu de seleção permitindo (entre outros) encolher entre decimal (dec) e binário (bin).


Configure a calculadora para binário e digite o número 11111111, mude a opção da calculadora para decimal (dec) e a calculadora mostrará o número 255, que é o seu correspondente em decimal. Tente de novo agora com o binário 00000000 e terá o número decimal 0.

Veja que 0 e 255 são exatamente os números que usamos nas máscaras de sub-rede simples. O número decimal 255 (equivalente a 11111111) indica que todos os 8 números binários do octeto se referem ao host, enquanto o decimal 0 (correspondente a 00000000) indica que todos os 8 binários do octeto se referem ao host.

Mascara de sub-rede simples

Porém, imagine que você alugou um backbone para conectar a rede de sua empresa à Internet e recebeu um endereço de classe C, 203.107.171.x onde o 203.107.171 é o endereço de sua rede na Internet e o “x” é a faixa de endereços de que você dispõe para endereçar seus micros. Você pensa: “ótimo, só tenho 15 micros na minha rede mesmo, 254 endereços são mais do que suficientes”. Mas logo depois surge um novo problema: “droga, esqueci que a minha rede é composta por dois segmentos ligados por um roteador”.

Veja a dimensão do problema: você tem apenas 15 micros, e um endereço de classe C permite endereçar até 254 micros, até aqui tudo bem, o problema é que por usar um roteador, você tem na verdade duas redes distintas. Como endereçar ambas as redes, se você não pode alterar o 203.107.171 que é a parte do seu endereço que se refere à sua rede? Mais uma vez, veja que o “203.107.171” é fixo, você não pode alterá-lo, pode apenas dispor do último octeto do endereço.

Este problema poderia ser resolvido usando uma máscara de sub-rede complexa. Veja que dispomos apenas dos últimos 8 bits do endereço IP:

Usando uma máscara 255.255.255.0 reservaríamos todos os 8 bits de que dispomos para o endereçamento dos hosts, e não sobraria nada para diferenciar as duas redes que temos.

Mas, se por outro lado usássemos uma máscara complexa, poderíamos “quebrar” os 8 bits do octeto em duas partes. Poderíamos então usar a primeira para endereçar as duas redes, e a segunda parte para endereçar os Hosts.

Para tanto, ao invés de usar a máscara de sub-rede 255.255.255.0 (converta para binário usando a calculadora do Windows e terá 11111111.11111111.11111111.00000000) que, como vimos, reservaria todos os 8 bits para o endereçamento do host, usaremos uma máscara 255.255.255.240 (corresponde ao binário 11111111.111111.11111111.11110000). Veja que numa máscara de sub-rede os números binários “1” referem-se à rede e os números “0” referem-se ao host. Veja que na máscara 255.255.255.240 temos exatamente esta divisão, os 4 primeiros binários do último octeto são positivos e os quatro últimos são negativos.

Mascara de sub-rede

Temos agora o último octeto dividido em dois endereços binários de 4 bits cada. Cada um dos dois grupos, agora representa um endereço distinto, e deve ser configurado independentemente. Como fazer isso? Veja que 4 bits permitem 16 combinações diferentes. Se você converter o número 15 em binário terá “1111” e se converter o decimal 0, terá “0000”. Se converter o decimal 11 terá “1011” e assim por diante.

Use então endereços de 0 a 15 para identificar os hosts, e endereços de 1 a 14 para identificar a rede. Veja que os endereços 0 e 15 não podem ser usados para identificar o host, pois assim como os endereços 0 e 255, eles são reservados.

Endereço IP

Estabeleça um endereço de rede para cada uma das duas sub-redes que temos, e em seguida, estabeleça um endereço diferente para cada micro da rede, mantendo a formatação do exemplo anterior. Por enquanto, apenas anote num papel os endereços escolhidos, junto como seu correspondente em binários.

Quando for configurar o endereço IP nas estações, primeiro configure a máscara de sub-rede como 255.255.255.240 e, em seguida, converta os binários dos endereços que você anotou no papel, em decimais, para ter o endereço IP de cada estação. No exemplo da ilustração anterior, havíamos estabelecido o endereço 12 para a rede e o endereço 14 para a estação; 12 corresponde a “1100” e 14 corresponde a “1110”. Juntando os dois temos “11001110” que corresponde ao decimal “206”. O endereço IP da estação será então 203.107.171.206.

Se você tivesse escolhido o endereço 10 para a rede a o endereço 8 para a estação, teríamos “10101000” que corresponde ao decimal 168. Neste caso, o endereço IP da estação seria 203.107.171.168.

Caso você queira reservar mais bits do último endereço para o endereço do host (caso tenha mais de 16 hosts e menos de 6 redes), ou então mais bits para o endereço da rede (caso tenha mais de 14 redes e menos de 8 hosts em cada rede).

Em qualquer um dos casos, para obter o endereço IP basta converter os dois endereços (rede e estação) para binário, “juntar” os bits e converter o octeto para decimal.

Usando uma máscara de sub-rede 192, por exemplo, e estabelecendo o endereço 2 (ou “10” em binário) para a rede e 47 ( ou “101111” em binário) para o host, juntaríamos ambos os binários obtendo o octeto “10101111” que corresponde ao decimal “175”.

Se usássemos a máscara de sub-rede 248, estabelecendo o endereço 17 (binário “10001”) para a rede e o endereço 5 (binário “101”) para o host, obteríamos o octeto “10001101” que corresponde ao decimal “141”

Claro que as instruções acima valem apenas para quando você quiser conectar vários micros à Web, usando uma faixa de endereços válidos. Caso você queira apenas compartilhar a conexão entre vários PCs, você precisará de apenas um endereços IP válido. Neste caso, o PC que está conectado à Web pode ser configurado (usando um Proxy) para servir como portão de acesso para os demais.

Usando o DHCP

Ao invés de configurar manualmente os endereços IP usados por cada máquina, é possível fazer com que os hosts da rede obtenham automaticamente seus endereços IP, assim como sua configuração de máscara de sub-rede e defaut gateway. Isto torna mais fácil a tarefa de manter a rede e acaba com a possibilidade de erros na configuração manual dos endereços IP.

Para utilizar este recurso, é preciso implantar um servidor de DHCP na rede. A menos que sua rede seja muito grande, não é preciso usar um servidor dedicado só para isso: você pode outorgar mais esta tarefa para um servidor de arquivos, por exemplo. O serviço de servidor DHCP pode ser instalado apenas em sistemas destinados a servidores de rede, como o Windows NT Server, Windows 2000 Server, Novell Netware 4.11 (ou superior) além claro do Linux e das várias versões do Unix.

Do lado dos clientes, é preciso configurar o TCP/IP para obter seu endereço DHCP a partir do servidor. Para fazer isso, no Windows 98 por exemplo, basta abrir o ícone redes do painel de controle, acessar as propriedades do TCP/IP e na guia “IP Address” escolher a opção “Obter um endereço IP automaticamente”.

Cada vez que o micro cliente é ligado, carrega o protocolo TCP/IP e em seguida envia um pacote de broadcast para toda a rede, perguntando quem é o servidor DHCP. Este pacote especial é endereçado como 255.255.255.255, ou seja, para toda a rede. Junto com o pacote, o cliente enviará o endereço físico de sua placa de rede.

Ao receber o pacote, o servidor DHPC usa o endereço físico do cliente para enviar para ele um pacote especial, contendo seu endereço IP. Este endereço é temporário, não é da estação, mas simplesmente é “emprestado” pelo servidor DHCP para que seja usado durante um certo tempo. Uma configuração importante é justamente o tempo do empréstimo do endereço. A configuração do “Lease Duration” muda de sistema para sistema. No Windows NT Server por exemplo, pode ser configurado através do utilitário “DHCP Manager”.

Depois de decorrido metade do tempo de empréstimo, a estação tentará contatar o servidor DHCP para renovar o empréstimo. Se o servidor DHCP estiver fora do ar, ou não puder ser contatado por qualquer outro motivo, a estação esperará até que tenha se passado 87.5% do tempo total, tentando várias vezes em seguida. Se terminado o tempo do empréstimo o servidor DHCP ainda não estiver disponível, a estação abandonará o endereço e ficará tentando contatar qualquer servidor DHCP disponível, repetindo a tentativa a cada 5 minutos. Porém, por não ter mais um endereço IP, a estação ficará fora da rede até que o servidor DHCP volte.

Veja que uma vez instalado, o servidor DHCP passa a ser essencial para o funcionamento da rede. Se ele estiver travado ou desligado, as estações não terão como obter seus endereços IP e não conseguirão entrar na rede.

Você pode configurar o tempo do empréstimo como sendo de 12 ou 24 horas, ou mesmo estabelecer o tempo como ilimitado, assim a estação poderá usar o endereço até que seja desligada no final do dia, minimizando a possibilidade de problemas, caso o servidor caia durante o dia.

Todos os provedores de acesso à Internet usam servidores DHCP para fornecer dinâmicamente endereços IP aos usuários. No caso deles, esta é uma necessidade, pois o provedor possui uma faixa de endereços IP, assim como um número de linhas bem menor do que a quantidade total de assinantes, pois trabalham sobre a perspectiva de que nem todos acessarão ao mesmo tempo.

Default Gateway

Um rede TCP/IP pode ser formada por várias redes interligadas entre sí por roteadores. Neste caso, quando uma estação precisar transmitir algo a outra que esteja situada em uma rede diferente (isso é facilmente detectado através do endereço IP), deverá contatar o roteador de sua rede para que ele possa encaminhar os pacotes. Como todo nó da rede, o roteador possui seu próprio endereço IP. É preciso informar o endereço do roteador nas configurações do TCP/IP de cada estação, no campo “defaut gateway”, pois sem esta informação as estações simplesmente não conseguirão acessar o roteador e consequentemente as outras redes.

Caso a sua rede seja suficientemente grande, provavelmente também terá um servidor DHCP. Neste caso, você poderá configurar o servidor DHCP para fornecer o endereço do roteador às estações junto com o endereço IP.

Por exemplo, se você montar uma rede domésticas com 4 PCs, usando os endereços IP 192.168.0.1, 192.168.0.2, 192.168.0.3 e 192.168.0.4, e o PC 192.168.0.1 estiver compartilhando o acesso à Web, seja através do ICS do Windows ou outro programa qualquer, as outras três estações deverão ser configuradas para utilizar o Default Gateway 192.168.0.1. Assim, qualquer solicitação fora da rede 192.168.0 será encaminhada ao PC com a conexão, que se encarregará de enviá-la através da Web e devolver a resposta:

Servidor DNS

O DNS (domain name system) permite usar nomes amigáveis ao invés de endereços IP para acessar servidores. Quando você se conecta à Internet e acessa o endereço http://www.guiadohardware.net usando o browser é um servidor DNS que converte o “nome fantasia” no endereço IP real do servidor, permitindo ao browser acessá-lo.

Para tanto, o servidor DNS mantém uma tabela com todos os nomes fantasia, relacionados com os respectivos endereços IP. A maior dificuldade em manter um servidor DNS é justamente manter esta tabela atualizada, pois o serviço tem que ser feito manualmente. Dentro da Internet, temos várias instituições que cuidam desta tarefa. No Brasil, por exemplo, temos a FAPESP. Para registrar um domínio é preciso fornecer à FAPESP o endereço IP real do servidor onde a página ficará hospedada. A FAPESP cobra uma taxa de manutenção anual de R$ 50 por este serviço.

Servidores DNS também são muito usados em Intranets, para tornar os endereços mais amigáveis e fáceis de guardar.

A configuração do servidor DNS pode ser feita tanto manualmente em cada estação, quanto automaticamente através do servidor DHCP. Veja que quanto mais recursos são incorporados à rede, mais necessário torna-se o servidor DHCP.