Redes
Documentação de estudo sobre protocolos de rede, modelo OSI, endereçamento IP, portas e configuração de equipamentos Cisco.
- Protocolos de Rede
- Endereçamento IP
- Portas de Rede
- Modelo OSI
- Comandos Windows / CMD
- Comandos Cisco IOS
- Configuração de Switch
- Configuração de Roteador
- EtherChannel
- Protocolo RIP
- Configuração de Senhas
- Packet Tracer — Roteador com Acesso à Internet
Protocolos são regras e padrões que definem como os dispositivos se comunicam em uma rede. Sem protocolos, equipamentos de fabricantes diferentes não conseguiriam trocar dados.
| Protocolo | Porta padrão | Descrição | Detalhe importante |
|---|---|---|---|
| ICMP | — | Teste de conectividade — base do comando ping
|
Não transporta dados de aplicação, apenas diagnóstico |
| HTTP | 80 | Transferência de páginas web — não seguro | Dados trafegam em texto puro — podem ser interceptados |
| HTTPS | 443 | Transferência web com criptografia TLS/SSL | Padrão obrigatório em sites com login ou pagamento |
| TCP | — | Entrega garantida de pacotes | Confirma recebimento — mais lento, mais confiável |
| UDP | — | Entrega rápida sem confirmação | Sem garantia de entrega — prioriza velocidade |
| SMTP | 25 | Envio de e-mails entre servidores | Usado pelo servidor de e-mail, não pelo cliente |
| IMAP | 143 | Recebimento de e-mails — sincroniza com o servidor | E-mails ficam no servidor, acessíveis de vários dispositivos |
| POP3 | 110 | Recebimento de e-mails — baixa e remove do servidor | E-mails ficam apenas no dispositivo que baixou |
| DHCP | 67/68 | Distribui IPs automaticamente na rede | Sem DHCP, cada dispositivo precisa de IP configurado manualmente |
| DNS | 53 | Converte nomes de domínio em IPs | Sem DNS, você precisaria digitar IPs para acessar qualquer site |
| TFTP | 69 | Transferência simples de arquivos via UDP | Muito usado para atualizar firmware em roteadores e switches |
| NTP | 123 | Sincroniza o horário entre dispositivos da rede | Essencial para logs, certificados e autenticação (Kerberos/AD) |
| SSH | 22 | Acesso remoto seguro a equipamentos | Substitui o Telnet — criptografado |
💡 TCP vs UDP na prática:
- Use TCP quando a integridade dos dados é crítica: download de arquivos, páginas web, e-mails
- Use UDP quando a velocidade é prioridade: videochamadas, jogos online, streaming ao vivo — um pacote perdido é melhor que a tela travar esperando retransmissão
💡 IMAP vs POP3: Na prática, o IMAP é preferido hoje — permite acessar o mesmo e-mail de vários dispositivos (celular, PC, tablet) sem perder mensagens.
Em uma rede, cada endereço tem uma função específica:
| Endereço | Tipo | Função | Pode ser atribuído a um dispositivo? |
|---|---|---|---|
192.168.0.0 |
Endereço de rede | Identifica a rede em si | ❌ Não |
192.168.0.1 |
Gateway padrão | Porta de saída para a internet (roteador) | ✅ Sim (roteador) |
192.168.0.2–254 |
Hosts | PCs, notebooks, celulares, SmartTVs etc. | ✅ Sim |
192.168.0.255 |
Broadcast | Envia pacotes para todos os hosts da rede | ❌ Não |
💡 O Gateway padrão é o endereço do roteador dentro da sua rede local. Quando você acessa um site, seu PC envia os dados para o gateway, que os encaminha para a internet.
💡 O Broadcast é útil para protocolos que precisam falar com todos simultaneamente — o DHCP usa broadcast para descobrir os servidores disponíveis na rede, por exemplo.
| Classe | Faixa | Uso típico |
|---|---|---|
| A | 10.0.0.0 – 10.255.255.255 |
Grandes redes corporativas |
| B | 172.16.0.0 – 172.31.255.255 |
Médias empresas |
| C | 192.168.0.0 – 192.168.255.255 |
Redes domésticas e pequenas empresas |
💡 IPs privados não são roteados na internet — são usados internamente. O roteador converte o IP privado em IP público ao sair para a internet (NAT).
Portas identificam qual serviço deve receber o pacote dentro de um dispositivo. O IP encontra o equipamento; a porta encontra o programa.
| Protocolo | Porta | Transporte | Por que essa porta? |
|---|---|---|---|
| HTTP | 80 | TCP | Padrão histórico para web não segura |
| HTTPS | 443 | TCP | Web segura com TLS |
| SSH | 22 | TCP | Acesso remoto seguro |
| SMTP | 25 | TCP | Envio de e-mail entre servidores |
| IMAP | 143 | TCP | E-mail com sincronização |
| POP3 | 110 | TCP | E-mail download |
| DNS | 53 | UDP / TCP | UDP para consultas rápidas; TCP para transferências de zona |
| TFTP | 69 | UDP | Transferência simples sem autenticação |
| DHCP | 67 (servidor) / 68 (cliente) | UDP | Distribuição automática de IPs |
| NTP | 123 | UDP | Sincronização de horário |
💡 Portas de 0 a 1023 são chamadas de portas bem conhecidas (well-known ports) — reservadas para serviços padrão. Portas 1024–49151 são registradas (aplicações comuns). Portas 49152–65535 são dinâmicas (usadas temporariamente por clientes).
O modelo OSI (Open Systems Interconnection) é um modelo de referência que divide a comunicação em rede em 7 camadas. Cada camada tem uma responsabilidade específica e se comunica com as camadas acima e abaixo.
| Camada | Nome | Função | Exemplos de protocolos/tecnologias |
|---|---|---|---|
| 7 | Aplicação | Interface com o usuário e aplicações | HTTP, HTTPS, DNS, SMTP, FTP |
| 6 | Apresentação | Codificação, compressão e criptografia dos dados | SSL/TLS, JPEG, MP4, ASCII |
| 5 | Sessão | Estabelece, gerencia e encerra sessões entre dispositivos | NetBIOS, autenticação (login) |
| 4 | Transporte | Controle de fluxo, segmentação e confiabilidade | TCP, UDP |
| 3 | Rede | Roteamento e endereçamento lógico entre redes | IP, ICMP, roteadores |
| 2 | Enlace | Comunicação dentro da mesma rede local, controle de acesso ao meio | Ethernet, MAC, switches |
| 1 | Física | Transmissão de bits pelo meio físico | Cabos, Wi-Fi, fibra óptica, hubs |
💡 Como memorizar: "All People Seem To Need Data Processing" (Application, Presentation, Session, Transport, Network, Data Link, Physical) — de cima para baixo.
💡 Na prática: quando você acessa um site, os dados descem pelas 7 camadas no seu PC (da Aplicação até o cabo), viajam pela rede e sobem pelas 7 camadas no servidor. Cada camada adiciona ou remove um cabeçalho com suas informações.
| Comando | O que faz | Quando usar |
|---|---|---|
ipconfig |
Exibe IP, máscara e gateway da interface ativa | Verificação rápida do IP da máquina |
ipconfig /all |
Exibe todas as informações: MAC, DNS, DHCP, IPv6 | Diagnóstico completo de rede |
ipconfig /release |
Libera (zera) o IP atual obtido via DHCP | Antes de renovar o IP |
ipconfig /renew |
Solicita um novo IP ao servidor DHCP | Quando o IP está incorreto ou expirado |
ping <IP ou domínio> |
Testa a conectividade com outro host | Verificar se um servidor ou site está acessível |
ping -t <IP> |
Ping contínuo — não para até Ctrl+C
|
Monitorar estabilidade da conexão em tempo real |
tracert <IP> |
Mostra o caminho (roteadores) até o destino | Descobrir onde a conexão está falhando |
nslookup <domínio> |
Resolve um nome de domínio para IP usando o DNS | Testar se o DNS está funcionando corretamente |
cls |
Limpa a tela do terminal | Organizar a visualização |
💡
ping google.comtesta duas coisas ao mesmo tempo: conectividade de rede e resolução DNS. Se funcionar, sua internet está operacional. Se falhar, tenteping 8.8.8.8— se esse funcionar, o problema é só no DNS.
O IOS (Internetwork Operating System) é o sistema operacional dos equipamentos Cisco. Possui modos hierárquicos de acesso:
> modo usuário (acesso básico, somente visualização)
# modo privilegiado (enable — acesso completo de leitura)
(config)# modo global (conf t — permite configurar o equipamento)
(config-if)# modo interface
(config-line)# modo de linha (console, vty)
| Comando | Modo | O que faz |
|---|---|---|
enable |
Usuário → Privilegiado | Entra no modo privilegiado (equivale ao root) |
conf t |
Privilegiado → Global | Entra no modo de configuração global |
exit |
Qualquer | Volta um nível no modo de configuração |
end / Ctrl+Z
|
Qualquer | Volta direto ao modo privilegiado |
show run |
Privilegiado | Exibe a configuração atual em memória RAM |
show vlan brief |
Privilegiado | Lista todas as VLANs configuradas no switch |
show ip route |
Privilegiado | Exibe a tabela de roteamento |
show interfaces |
Privilegiado | Exibe status e estatísticas de todas as interfaces |
wr / copy run star
|
Privilegiado | Salva a configuração da RAM para a NVRAM (permanente) |
erase star |
Privilegiado | Apaga as configurações salvas na NVRAM |
reload |
Privilegiado | Reinicia o dispositivo |
⚠️ Toda configuração feita no IOS fica na RAM (running-config) e é perdida se o equipamento reiniciar. Usewroucopy run starpara salvar na NVRAM (startup-config) e tornar permanente.
💡
show runé o comando mais útil do dia a dia — permite ver tudo que está configurado no equipamento e confirmar se os comandos foram aplicados corretamente.
SW(config)# hostname NOME
💡 Nomear o equipamento é importante para identificar qual switch você está configurando — especialmente em redes com vários equipamentos.
VLANs dividem uma rede física em redes lógicas separadas. Dispositivos em VLANs diferentes não se comunicam sem um roteador — isso aumenta a segurança e organiza o tráfego por departamento.
SW(config)# vlan 10
SW(config-vlan)# name Financeiro
SW(config-vlan)# end
SW(config)# interface f0/1
SW(config-if)# switchport mode access
SW(config-if)# switchport access vlan 10
💡 Porta em modo access conecta um dispositivo final (PC, impressora) a uma única VLAN.
SW(config)# interface range fast 0/1-10
SW(config-if-range)# switchport mode access
SW(config-if-range)# switchport access vlan 35
💡
interface rangeeconomiza tempo — configura várias portas simultaneamente com um único bloco de comandos.
SW(config)# interface g0/1
SW(config-if)# switchport mode trunk
💡 Porta em modo trunk transporta tráfego de múltiplas VLANs ao mesmo tempo. Usada para ligar switches entre si ou o switch ao roteador (router-on-a-stick).
SW# erase star # apaga a startup-config
SW# reload # reinicia — o switch volta ao padrão de fábrica
O roteador conecta redes diferentes entre si. Cada interface pertence a uma rede distinta.
SP(config)# int f0/0
SP(config-if)# desc Porta LAN de SP
SP(config-if)# ip add 192.168.0.1 255.255.255.0
SP(config-if)# no shut
SP(config-if)# exit
SP(config)# int s0/0
SP(config-if)# desc PORTA WAN que LIGA SP ao RJ
SP(config-if)# ip add 100.100.10.1 255.0.0.0
SP(config-if)# no shut
SP(config-if)# clock rate 256000
SP(config-if)# band 256
SP(config-if)# exit
| Comando | O que faz | Observação |
|---|---|---|
desc <texto> |
Adiciona descrição à interface | Apenas documentação — não afeta o funcionamento |
ip add <IP> <máscara> |
Define o endereço IP da interface | A máscara pode ser escrita em decimal ou CIDR (/24) |
no shut |
Liga a interface | Interfaces vêm desligadas por padrão no Cisco — essencial não esquecer |
clock rate <valor> |
Define a velocidade do clock serial | Apenas no lado DCE do cabo serial (verifique com show controllers s0/0) |
band <valor> |
Define largura de banda em kbps | Informativo — usado pelo IOS para calcular métricas de roteamento (não limita o tráfego) |
💡 Para saber qual lado do cabo serial é DCE (que precisa do
clock rate), use:show controllers s0/0— o IOS indica se é DCE ou DTE.
O EtherChannel agrupa múltiplas interfaces físicas em um único link lógico, aumentando a largura de banda e adicionando redundância — se um cabo falhar, os outros assumem automaticamente.
💡 Exemplo: 2 cabos de 1 Gbps em EtherChannel = 1 link lógico de 2 Gbps com redundância.
# Switch A — lado ativo (inicia a negociação)
SW-A(config)# interface range gigabitEthernet 0/1-2
SW-A(config-if-range)# channel-group 1 mode active
# Switch B — lado passivo (responde à negociação)
SW-B(config)# interface range gigabitEthernet 0/1-2
SW-B(config-if-range)# channel-group 1 mode passive
💡 LACP é o protocolo padrão aberto (funciona entre equipamentos de fabricantes diferentes). A Cisco também tem o PAgP (proprietário — só entre equipamentos Cisco).
show etherchannel summary # resumo dos grupos configurados
show interfaces etherchannel # detalhes das interfaces no grupo
O RIP (Routing Information Protocol) é um protocolo de roteamento dinâmico — os roteadores trocam informações de rotas entre si automaticamente, sem precisar configurar cada destino manualmente.
💡 Roteamento estático vs dinâmico:
- Estático: administrador configura cada rota manualmente — simples, mas trabalhoso em redes grandes
- Dinâmico (RIP, OSPF, EIGRP): roteadores aprendem as rotas sozinhos — escala melhor, mais fácil de manter
⚠️ O RIP é um protocolo antigo e simples, limitado a 15 saltos (hops). Em redes maiores, protocolos como OSPF ou EIGRP são preferidos.
SP(config)# router rip
SP(config-router)# net 192.168.0.0 # anuncia a rede local para os vizinhos
SP(config-router)# net 100.100.10.0 # anuncia o link WAN para os vizinhos
SP(config-router)# end
SP# copy run star # salvar
| Comando | O que faz |
|---|---|
router rip |
Ativa o processo de roteamento RIP no roteador |
net <rede> |
Anuncia a rede especificada para os roteadores vizinhos via RIP |
end |
Sai do modo de configuração e volta ao modo privilegiado |
Proteger o acesso ao equipamento é essencial — sem senhas, qualquer pessoa com acesso físico ou à rede pode reconfigurar o roteador ou switch.
SP(config)# line con 0
SP(config-line)# password sua_senha
SP(config-line)# login
SP(config)# line vty 0 4 # linhas 0 a 4 = até 5 sessões simultâneas
SP(config-line)# password sua_senha
SP(config-line)# login
SP(config-line)# transport input ssh # restringe a apenas SSH (mais seguro que Telnet)
SP(config)# enable secret sua_senha
💡
enable secretvsenable password:
enable passwordarmazena a senha em texto claro no arquivo de configuração — visível comshow runenable secretarmazena a senha com hash MD5 — muito mais seguro- Se ambos estiverem configurados, o
enable secretsempre prevalece
SP(config)# service password-encryption
💡
service password-encryptionaplica uma criptografia simples (tipo 7) em todas as senhas doshow run— menos segura que oenable secret, mas melhor que texto claro. Use sempre como camada adicional.
O Cisco Packet Tracer é um simulador de redes da Cisco usado para montar e testar topologias sem precisar de equipamentos físicos. Esta seção documenta como configurar um roteador para fornecer internet a uma rede local dentro do simulador.
[Nuvem (Internet)] — [Roteador] — [Switch] — [PCs]
| Dispositivo | Função na rede |
|---|---|
| Nuvem (Cloud) | Simula a internet no Packet Tracer |
| Roteador | Conecta a rede local à internet e roteia o tráfego |
| Switch | Distribui a conexão entre os PCs da rede local |
| PCs | Dispositivos finais da rede |
No Packet Tracer:
1. Adicionar um Roteador (ex: Router 2911 ou 1941)
2. Adicionar um Switch
3. Adicionar PCs (pelo menos 2)
4. Adicionar uma Nuvem (Cloud-PT) para simular a internet
5. Conectar os cabos:
- Nuvem → Roteador (interface WAN, ex: G0/0 ou S0/0/0)
- Roteador → Switch (interface LAN, ex: G0/1)
- Switch → PCs (portas FastEthernet)
💡 Use o cabo Copper Straight-Through para conectar dispositivos diferentes (PC → Switch, Switch → Roteador). Use Copper Cross-Over para conectar dispositivos iguais (Switch → Switch, PC → PC diretamente). Dispositivos modernos com Auto-MDIX aceitam qualquer cabo, mas é boa prática usar o correto.
A interface LAN é a que conecta o roteador ao switch — ela será o gateway dos PCs.
Router> enable
Router# conf t
Router(config)# interface g0/1
Router(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
Router(config-if)# no shutdown
Router(config-if)# exit
💡 O IP
192.168.1.1será o gateway padrão que os PCs usarão para sair da rede local. Pode ser qualquer IP válido da faixa — o.1é apenas convenção.
A interface WAN é a que conecta o roteador à nuvem (internet). No Packet Tracer, a nuvem geralmente fornece um IP via configuração manual ou DHCP.
Router(config)# interface g0/0
Router(config-if)# ip address 200.0.0.2 255.255.255.252
Router(config-if)# no shutdown
Router(config-if)# exit
💡 A faixa
/30(máscara255.255.255.252) é muito usada em links ponto-a-ponto WAN — comporta apenas 2 hosts (os dois lados do link), sem desperdício de IPs.
Router(config)# interface g0/0
Router(config-if)# ip address dhcp
Router(config-if)# no shutdown
Router(config-if)# exit
A rota padrão diz ao roteador para onde enviar pacotes com destino desconhecido (ou seja, a internet).
Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 200.0.0.1
| Parte do comando | Significado |
|---|---|
0.0.0.0 0.0.0.0 |
"Qualquer destino" — rota padrão (default route) |
200.0.0.1 |
IP do próximo salto (next-hop) — gateway da nuvem |
💡
0.0.0.0 0.0.0.0é a rota padrão — cobre todos os destinos que não estão na tabela de roteamento. É como dizer: "tudo que eu não conhecer, manda para esse endereço". No Packet Tracer, o IP do próximo salto é o IP que a nuvem (internet) usa na interface conectada ao roteador.
O NAT (Network Address Translation) traduz os IPs privados da rede local (192.168.1.x) para o IP público do roteador antes de sair para a internet — sem NAT, os pacotes saem com IP privado e a internet não sabe para onde devolver a resposta.
# Definir qual interface é interna (LAN) e qual é externa (WAN)
Router(config)# interface g0/1
Router(config-if)# ip nat inside
Router(config-if)# exit
Router(config)# interface g0/0
Router(config-if)# ip nat outside
Router(config-if)# exit
# Criar uma ACL permitindo a rede local
Router(config)# access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255
# Ativar NAT com sobrecarga (PAT) — vários PCs compartilham 1 IP público
Router(config)# ip nat inside source list 1 interface g0/0 overload
| Comando | O que faz |
|---|---|
ip nat inside |
Marca a interface como lado interno (rede local) |
ip nat outside |
Marca a interface como lado externo (internet) |
access-list 1 permit |
Define quais IPs podem usar o NAT |
overload |
Ativa PAT — múltiplos dispositivos compartilham o mesmo IP público usando portas diferentes |
💡 PAT (Port Address Translation) é o tipo de NAT mais comum — é o que acontece no seu roteador de casa. Todos os dispositivos saem para a internet com o mesmo IP público, mas o roteador diferencia as conexões pelas portas.
Em vez de configurar IP manualmente em cada PC, o roteador pode distribuir IPs automaticamente via DHCP.
Router(config)# ip dhcp pool REDE_LOCAL
Router(dhcp-config)# network 192.168.1.0 255.255.255.0
Router(dhcp-config)# default-router 192.168.1.1
Router(dhcp-config)# dns-server 8.8.8.8
Router(dhcp-config)# exit
# Excluir o IP do próprio roteador da distribuição
Router(config)# ip dhcp excluded-address 192.168.1.1
| Comando | O que faz |
|---|---|
ip dhcp pool |
Cria um pool de endereços DHCP com um nome |
network |
Define a faixa de IPs a ser distribuída |
default-router |
Informa o gateway aos clientes |
dns-server |
Informa o servidor DNS aos clientes |
excluded-address |
Reserva IPs que não devem ser distribuídos (ex: o IP do roteador) |
⚠️ Sempre exclua o IP do gateway (192.168.1.1) da distribuição DHCP — se ele for atribuído a um PC, o PC assumirá o papel de gateway e a rede parará de funcionar.
Nos PCs do Packet Tracer:
Desktop → IP Configuration → DHCP
O PC receberá IP, máscara, gateway e DNS automaticamente do roteador.
Desktop → IP Configuration → Static
IP Address: 192.168.1.x (x = 2 a 254)
Subnet Mask: 255.255.255.0
Default Gateway: 192.168.1.1
DNS Server: 8.8.8.8
# Ver todas as interfaces e seus IPs
Router# show ip interface brief
# Ver a tabela de roteamento
Router# show ip route
# Ver as traduções NAT ativas
Router# show ip nat translations
# Testar conectividade de um PC
ping 192.168.1.1 # gateway (deve funcionar)
ping 200.0.0.1 # WAN do roteador
ping 8.8.8.8 # simular internet
| Comando | O que verifica |
|---|---|
show ip interface brief |
Status de todas as interfaces (up/down) e IPs configurados |
show ip route |
Tabela de roteamento — confirma a rota padrão |
show ip nat translations |
Mostra as traduções NAT em tempo real |
| Etapa | Comando principal |
|---|---|
| 1. Interface LAN |
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 + no shutdown
|
| 2. Interface WAN |
ip address <IP_WAN> <máscara> + no shutdown
|
| 3. Rota padrão | ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 <gateway_WAN> |
| 4. NAT inside/outside |
ip nat inside / ip nat outside
|
| 5. ACL para NAT | access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255 |
| 6. Ativar PAT | ip nat inside source list 1 interface g0/0 overload |
| 7. DHCP (opcional) |
ip dhcp pool + network + default-router + dns-server
|
| 8. Salvar |
wr ou copy run star
|
Documentação produzida durante o Curso Técnico de Informática — Senac Tatuapé
Este guia consolida os conceitos fundamentais de redes IPv4, diferenciando o tráfego de internet pública das configurações de redes locais (LAN), além de detalhar o funcionamento e a lógica das máscaras de sub-rede.
A internet e as redes locais funcionam através de uma divisão clara entre o que é visível publicamente e o que é restrito ao ambiente interno.
+------------------+ +------------------+ | Rede Local | | Internet | | (IPs Privados) | [ Roteador ]> | (IP Público) | | 10.0.10.10 | (NAT) | 177.124.20.5 | | 192.168.1.15 | | | +------------------+ +------------------+
- Definição: É o endereço exclusivo globalmente que identifica a sua rede para o resto do mundo na internet.
- Quem fornece: O seu Provedor de Internet (ISP).
- Analogia: É o número do edifício de uma empresa. Quem está na rua o utiliza para saber onde o prédio fica.
- Definição: É o endereço atribuído a cada dispositivo dentro de uma rede local (LAN), invisível para quem está fora dela. Ele permite que celulares, computadores e servidores se comuniquem localmente.
- Quem fornece: O roteador local (via protocolo DHCP).
- Analogia: São os ramais internos dos telefones de um edifício corporativo.
O papel do NAT (Network Address Translation): Como os endereços IPv4 públicos são escassos, o roteador usa o NAT para "traduzir" os IPs privados dos seus dispositivos domésticos em um único IP público na hora de enviar e receber dados da internet.
Para evitar que redes locais usem IPs da internet pública, a norma RFC 1918 reservou três blocos de endereços exclusivamente para uso privado:
| Faixa de Endereços | Classe Original | Capacidade Teórica | Uso Comum |
|---|---|---|---|
10.0.0.0 a 10.255.255.255
|
Classe A | ~16,7 Milhões | Grandes corporações, data centers e lab Cisco. |
172.16.0.0 a 172.31.255.255
|
Classe B | ~1 Milhão | Redes de médio porte, VMs e Docker. |
192.168.0.0 a 192.168.255.255
|
Classe C | 65.536 (geralmente /24) | Redes domésticas e pequenos escritórios. |
Se o seu dispositivo pegar um IP começando com 169.254.x.x, não é um IP privado configurado. Trata-se do APIPA (Automatic Private IP Addressing), indicando que o seu computador não conseguiu se comunicar com o roteador (servidor DHCP) e está sem conexão de rede.
A máscara de rede funciona como um filtro (ou "trava") que diz ao dispositivo qual parte do IP representa a Rua (Rede) e qual parte representa a Casa (Dispositivo/Host).
| Máscara Comum | Notação CIDR | Quem é a Rede? | Quem é o Host? | Nº de Hosts Úteis |
|---|---|---|---|---|
255.0.0.0 |
/8 |
1º Octeto | 3 Últimos (.X.X.X) |
16.777.214 |
255.255.0.0 |
/16 |
2 Primeiros | 2 Últimos (.X.X) |
65.534 |
255.255.255.0 |
/24 |
3 Primeiros | Apenas o Último (.X) |
254 |
Ao aplicar uma máscara /24 na faixa 10, travamos os 3 primeiros grupos como rede.
-
Exemplo de IP:
10.0.10.50 -
Identificador da Rede:
10.0.10.0(Não pode ser usado em dispositivos). -
Gateway (Roteador):
10.0.10.1 -
Broadcast:
10.0.10.255(Grito para toda a rede). -
Hosts válidos:
10.0.10.1até10.0.10.254.
Regra de Isolamento: Os IPs
10.0.10.20and10.0.20.20com máscara/24estão em redes diferentes (10.0.10.0e10.0.20.0). Eles não se comunicam diretamente sem um roteador intermediando.
Se aumentarmos o espaço de host usando /16, destravamos o terceiro octeto.
-
Exemplo de IPs:
10.10.5.20e10.10.20.100com máscara255.255.0.0. -
Comportamento: Ambos estão na mesma rede (
10.10.0.0) porque os dois primeiros grupos são idênticos. Eles se comunicam diretamente sem precisar de roteamento.
- No IP
192.168.x.x, os dois primeiros blocos são travados por lei de privacidade global (RFC 1918). - Se usamos a máscara
/24, o último bloco fica travado para os computadores. -
Resultado: O terceiro grupo (
X) torna-se o único número que podemos alterar para criar novas redes (Ex:192.168.1.0,192.168.2.0, etc.).
As interfaces WAN interligam redes distantes (como filiais de empresas ou sua casa com a internet):
-
WAN de Internet Real: Utiliza IPs Públicos (Ex:
177.124.20.5). Geralmente configurada com máscara/30(255.255.255.252), reservando apenas 2 IPs úteis (economiza endereços ao ligar ponto-a-ponto). -
WAN de CGNAT: Utilizada por provedores de internet residencial. Atribui IPs da faixa
100.64.0.0a100.127.255.255para a porta WAN do seu roteador doméstico. -
WAN de Links Privados (MPLS/Corporativo): Interligações seguras entre escritórios corporativos costumam usar o próprio bloco privado
10.x.x.xpara fechar conexões entre os roteadores de borda.
Existem redes locais de diversos tamanhos. Elas podem variar desde redes simples com apenas dois computadores até redes que conectam milhões de dispositivos. As redes instaladas em pequenos escritórios ou em residências e escritórios domésticos são conhecidas como redes SOHO (Pequeno Escritório Doméstico). Redes SOHO compartilhamento recursos, tais como: impressoras, documentos, fotos e músicas, entre alguns computadores locais.
Grandes redes empresariais podem ser usadas para anunciar e vender produtos, encomendar suprimentos e se comunicar com os clientes. A comunicação em rede é geralmente mais eficiente e menos dispendiosa que formas de comunicação tradicionais, como correio normal ou ligações de longa distância. As redes permitem comunicação rápida (por e-mail e mensagens instantâneas, por exemplo), além de consolidação e acesso a informações armazenadas em servidores de rede.
As redes SOHO e empresariais normalmente fornecem uma conexão compartilhada com a Internet. A Internet é considerada "rede de redes" porque é formada literalmente por milhares de redes locais conectadas entre si.
As redes domésticas pequenas conectam alguns computadores entre si e com a Internet.
A rede SOHO permite que computadores em um escritório em casa ou em um escritório remoto se conectem a uma rede corporativa, ou acessem recursos compartilhados centralizados.
Redes de médio a grande porte, como as usadas por empresas e escolas, podem ter muitos locais com centenas ou milhares de hosts interconectados.
A internet é uma rede de redes que conecta centenas de milhões de computadores em todo o mundo.
Você sabia que computadores e redes só trabalham com dígitos binários, zeros e uns? Pode ser difícil imaginar que todos os nossos dados são armazenados e transmitidos como uma série de bits. Cada bit pode ter apenas dois valores possíveis: 0 ou 1. O termo bit é uma abreviação de "dígito binário" e representa a menor parte de dados. Os seres humanos interpretam palavras e imagens; os computadores interpretam apenas padrões de bits.
Um bit é armazenado e transmitido como um entre dois estados distintos possíveis. Isso pode incluir duas direções de magnetização, dois níveis diferentes de corrente ou voltagem, dois níveis diferentes de intensidade da luz ou qualquer outro sistema físico com dois estados distintos. Por exemplo, um interruptor de luz pode estar ligado ou desligado; na representação binária, esses estados corresponderiam a 1 e 0, respectivamente.
Cada dispositivo de entrada (mouse, teclado, receptor ativado por voz) converte a interação humana em código binário para a CPU processar e armazenar. Cada dispositivo de saída (impressora, alto-falante, monitor, etc.) converte os dados binários de volta a um formato reconhecido pelos seres humanos. Dentro do computador, todos os dados são processados e armazenados como binários.
Os computadores usam códigos binários para representar e interpretar letras, números e caracteres especiais com bits. Um código muito usado é o ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Com o ASCII, cada caractere é representado por oito bits.
Depois que os dados são transformados em uma série de bits, eles devem ser convertidos em sinais que possam ser enviados através da mídia de rede para o destino. Mídia significa o meio físico em que os sinais são transmitidos. Alguns exemplos de mídia são fio de cobre, cabo de fibra óptica e ondas eletromagnéticas pelo ar. Um sinal consiste em padrões ópticos ou elétricos que são transmitidos de um dispositivo conectado para outro. Esses padrões representam os bits digitais (ou seja, dados) e trafegam através da mídia desde a origem até o destino como uma série de pulsos de eletricidade, pulsos de luz ou ondas de rádio. Os sinais podem ser convertidos muitas vezes antes de alcançar o destino, à medida que a mídia correspondente muda entre a origem e o destino.
Existem três métodos comuns de transmissão de sinal usados em redes:
Sinais elétricos – A transmissão é obtida pela representação dos dados como pulsos elétricos em fios de cobre. Sinais ópticos – A transmissão é obtida pela conversão dos sinais elétricos em pulsos de luz. Sinais sem fio – A transmissão é obtida pelo uso de infravermelho, micro-ondas ou ondas de rádio pelo ar. Clique em Play na figura para ver uma animação dos três tipos de transmissões de sinal.
Na maioria das residências e das pequenas empresas, os sinais de rede são transmitidos através de fios de cobre (cabos) ou conexões sem fio habilitadas para Wi-Fi. As redes grandes utilizam cabos de fibra óptica para a transmissão confiável de sinais em longas distâncias.
A taxa de transferencia é a quantidade de dados enviados e recebidos em uma conexão, incluindo quaisquer atrasos que possam ocorrer.
Assim como a largura de banda, taxa de transferência é a medida da transferência de bits através do meio físico durante um determinado período. Entretanto, devido a vários fatores, geralmente a taxa de transferência não corresponde à largura de banda especificada. Diversos fatores influenciam o taxa de transferência:
A quantidade de dados enviados e recebidos pela conexão Os tipos de dados transmitidos A latência criada pelo número de dispositivos de rede encontrados entre a origem e o destino O termo latência se refere ao tempo necessário para os dados viajarem de um ponto a outro, incluindo atrasos.
As medidas de taxa de transferência não levam em consideração a validade ou a utilidade dos bits transmitidos e recebidos. Muitas mensagens recebidas pela rede não são destinadas a aplicativos específicos de usuário. Por exemplo, as mensagens de controle de rede que regulam o tráfego e corrigem erros.
Em uma inter-rede ou em uma rede com vários segmentos, a taxa de transferência não pode ser mais rápida do que o link mais lento do caminho entre o dispositivo emissor e o dispositivo receptor. Mesmo que todos os segmentos (ou a maioria deles) tenham largura de banda alta, basta um segmento no caminho com largura de banda mais baixa para provocar lentidão no rendimento da rede inteira.
Existem muitos testes de velocidade on-line que podem revelar a taxa de transferência de uma conexão com a Internet.
Todos os computadores conectados a uma rede que participam diretamente na comunicação de rede são classificados como hosts. Os hosts podem enviar e receber mensagens na rede. Nas redes modernas, um host pode atuar como cliente, servidor ou ambos. O software instalado no computador determina qual função o computador desempenha.
Os softwares de cliente e de servidor geralmente são executados em computadores separados, mas também é possível que um computador execute as duas funções ao mesmo tempo. Em pequenas empresas e em casas, muitos computadores funcionam como servidores e clientes na rede. Esse tipo de rede é chamado de rede ponto a ponto(P2P).
A rede ponto-a-ponto mais simples consiste em dois computadores diretamente conectados por uma conexão com ou sem fio. Ambos os computadores podem usar essa rede simples para trocar dados e serviços entre si, atuando como cliente ou servidor conforme necessário.
Vários PCs também podem ser conectados para criar uma rede ponto-a-ponto maior, mas isso exige um dispositivo de rede (como um switch) para interconectar os computadores.
A principal desvantagem de um ambiente ponto-a-ponto é que o desempenho de um host pode ser reduzido se ele estiver atuando como cliente e servidor ao mesmo tempo. A figura lista algumas das vantagens e desvantagens das redes ponto-a-ponto. Em empresas de grande porte, devido ao potencial para quantidades altas de tráfego de rede, geralmente é necessário ter servidores dedicados para suportar o número de solicitações de serviço.
As vantagens e desvantagens das redes P2P são resumidas na figura.
Um aplicação P2P permite que um dispositivo atue como cliente e servidor na mesma comunicação, como mostra a figura. Nesse modelo, todo cliente é um servidor e todo servidor é um cliente. Aplicações P2P exigem que cada dispositivo final forneça uma interface de usuário e execute um serviço em segundo plano.
Algumas aplicações P2P utilizam um sistema híbrido no qual o compartilhamento de recursos é descentralizado, mas os índices que apontam para as localizações de recursos são armazenados em um diretório centralizado. Em um sistema híbrido, cada peer acessa um servidor de índice para obter a localização de um recurso armazenado em outro peer.
Um computador com software de servidor pode fornecer serviços simultaneamente a um ou vários clientes, como mostrado na figura.
Além disso, um único computador pode executar vários tipos de software de servidor. Em casa ou em uma empresa pequena, pode ser necessário que um computador atue como um servidor de arquivos, um servidor Web e um servidor de e-mail.
Um único computador pode também executar vários tipos de software cliente. Deve haver um software cliente para cada serviço necessário. Com vários softwares cliente instalados, um cliente pode se conectar a vários servidores ao mesmo tempo. Por exemplo, um usuário pode verificar e-mails e exibir uma página Web enquanto envia mensagens instantâneas e ouve rádio pela Internet.
O caminho que uma mensagem percorre da sua origem ao destino pode ser tão simples quanto um único cabo conectando um computador a outro ou tão complexo quanto uma rede que literalmente atravessa o globo. A infraestrutura de rede é a plataforma que suporta a rede. Ela fornece o canal estável e confiável sobre o qual nossas comunicações podem ocorrer.
A infraestrutura de rede contém três categorias de componentes de rede, como mostrada na figura:
Dispositivos finais Dispositivos intermediários Meios físicos de rede
Os dispositivos de rede com os quais as pessoas são mais familiarizadas são chamados de dispositivos finais. Estes dispositivos formam a interface entre usuários e a rede de comunicação subjacente
Alguns exemplos de dispositivos finais são:
Computadores (estações de trabalho, laptops, servidores de arquivo, servidores Web); Impressoras de rede; Telefones e equipamento de teleconferência Câmeras de segurança; Dispositivos móveis (como smartphones, tablets, PDAs, leitores de cartão de débito/crédito sem fio e scanners de código de barras) Um dispositivo final (ou host) é a origem ou o destino de uma mensagem transmitida pela rede, como mostrado na animação. Para identificar hosts de forma exclusiva, endereços são usados. Quando um host inicia a comunicação, ele usa o endereço do host de destino para especificar onde a mensagem deve ser enviada.
Um provedor de serviços de Internet (ISP) fornece o link entre a rede doméstica e a Internet. Um ISP pode ser o provedor de TV a cabo local, um provedor de serviços de telefonia fixa, a rede celular que fornece seu serviço de smartphone ou um provedor independente que aluga largura de banda na infraestrutura de rede física de outra empresa.
Muitos ISPs também oferecem serviços adicionais aos assinantes, como mostrado na figura. Esses serviços podem englobar contas de e-mail, armazenamento de rede, hospedagem de sites e serviços de segurança ou backup automático.
Os ISPs são essenciais para a comunicação na Internet global. Cada ISP conecta-se a outros ISPs para formar uma rede de links que interconectam usuários em todo o mundo. Os ISPs são conectados de maneira hierárquica que garante que o tráfego da Internet geralmente siga o caminho mais curto da origem ao destino.
O backbone de Internet é como uma autoestrada de informações que fornece links de dados de alta velocidade para conectar as diversas redes de provedores de serviços nas grandes áreas metropolitanas do mundo todo. O principal meio físico que conecta o backbone de Internet é o cabo de fibra óptica. Esse cabo normalmente é instalado no subterrâneo para conectar cidades dentro de continentes. Os cabos de fibra óptica também passam sob o mar para conectar continentes, países e cidades.
A interconexão de ISPs, que forma a espinha dorsal da internet, é uma teia complexa de cabos de fibra ótica com switches e roteadores de rede caros que direcionam o fluxo de informações entre os hosts de origem e destino. Os usuários domésticos médios não estão cientes da infraestrutura fora de sua rede. Para ele, conectar-se ao ISP é um processo bastante simples.
A parte superior da figura mostra a opção mais simples de conexão com o ISP. Consiste em um modem que fornece uma conexão direta entre um computador e o ISP. Esta opção não deve ser usada, pois seu computador não está protegido na internet.
Como mostrado na parte inferior da figura, é necessário um roteador para conectar com segurança um computador a um ISP. Esta é a opção de conexão mais comum. Consiste em usar um roteador integrado sem fio para se conectar ao ISP. O roteador inclui um switch para conectar hosts com fio e um AP sem fio para conectar hosts sem fio. O roteador também fornece informações de endereçamento IP do cliente e segurança para hosts internos.
A maioria dos usuários de rede doméstica não se conecta aos provedores de serviços com cabos de fibra óptica. A figura ilustra as opções comuns de conexão para usuários de residências e pequenos escritórios. Os dois métodos mais comuns são os seguintes:
Cabo - Normalmente oferecido por provedores de serviços de televisão a cabo, o sinal de dados de internet é transportado no mesmo cabo coaxial que entrega a televisão a cabo. Ele fornece uma conexão com a internet sempre ativa com alta largura de banda. Um cable modem especial separa o sinal de dados da Internet dos outros sinais transmitidos pelo cabo e fornece uma conexão Ethernet para um computador host ou LAN. DSL - Linha digital do Assinante fornece uma conexão com a internet sempre ativa e com alta largura de banda. Ele requer um modem especial de alta velocidade que separa o sinal DSL do sinal de telefone e fornece uma conexão Ethernet para um computador host ou LAN. A DSL passa por uma linha telefônica, com a linha dividida em três canais. Um canal é usado para chamadas telefônicas. Esse canal permite que um indivíduo receba chamadas telefônicas sem se desconectar da Internet. Um segundo canal é um canal de download mais rápido, usado para receber informações da Internet. O terceiro canal é usado para enviar ou carregar informações. Esse canal geralmente é um pouco mais lento do que o canal de download. A qualidade e a velocidade da conexão DSL depende principalmente da qualidade da linha telefônica e da distância da central telefônica da operadora de telefonia. Quanto mais longe você estiver da central telefônica, mais lenta será a conexão.
Com o número cada vez maior de novos dispositivos e tecnologias on-line, como é possível gerenciar todas as mudanças e continuar oferecendo serviços como e-mail de maneira confiável? A resposta está nos padrões da Internet.
Um padrão é um conjunto de regras que determina como algo deve ser feito. Os padrões de rede e de Internet asseguram que todos os dispositivos conectados à rede implementem o mesmo conjunto de regras ou protocolos da mesma forma. O uso de padrões permite que diferentes tipos de dispositivos enviem informações entre si pela Internet. Por exemplo, o modo como um e-mail é formatado, encaminhado e recebido por todos os dispositivos segue um padrão. Se uma pessoa enviar um e-mail através de um computador pessoal, outra pessoa poderá usar um celular para receber e ler o e-mail, desde que o telefone celular utilize os mesmos padrões do computador pessoal.
Um padrão da Internet é o resultado final de um ciclo completo de discussão, solução de problemas e testes. Esses diferentes padrões são desenvolvidos, publicados e mantidos por diversas organizações, conforme mostrado na figura. Quando um novo padrão é proposto, cada etapa do processo de desenvolvimento e aprovação é registrada em um documento numerado de Solicitação de Comentários (Request for Comments - RFC), para que a evolução do padrão seja monitorada. As RFCs sobre padrões da Internet são publicadas e gerenciadas pelo IETF (Internet Engineering Task Force).
Os dados são transmitidos através de uma rede na mídia. A mídia fornece o canal pelo qual a mensagem viaja da origem ao destino.
As redes modernas usam principalmente três tipos de mídia para interconectar dispositivos, como mostrado na figura:
Fios de metal dentro de cabos- Os dados são codificados em impulsos elétricos. Fibras de vidro ou plástico nos cabos (cabo de fibra óptica)- Os dados são codificados em pulsos de luz. Transmissão sem fio- Os dados são codificados através da modulação de frequências específicas de ondas eletromagnéticas.
Um host precisa de um endereço IPv4 para entrar na Internet. O endereço IPv4 é um endereço de rede lógico que identifica um host específico. Ele deve ser configurado corretamente e de forma exclusiva dentro da LAN, para fornecer comunicação local. Também deve ser configurado corretamente e de forma exclusiva no mundo, para fornecer comunicação remota. É assim que um host se comunica com outros dispositivos na Internet.
Um endereço IPv4 é atribuído à conexão de interface de rede de um host. Essa conexão geralmente é uma placa de interface de rede (NIC) instalada no dispositivo. Estações de trabalho, servidores, impressoras de rede e telefones IP são exemplos de dispositivos de usuário final com interfaces de rede. Alguns servidores podem ter mais de uma NIC e cada um deles tem seu próprio endereço IPv4. As interfaces de roteador que fornecem conexões a uma rede IP também têm um endereço IPv4.
Cada pacote enviado pela Internet tem um endereço IPv4 de origem e de destino. Essa informação é necessária para os dispositivos de rede garantirem que os dados cheguem ao destino e que as respostas sejam retornadas à origem.
O endereço lógico IPv4 de 32 bits é hierárquico e contém duas partes, a rede e o host Na figura, a porção de rede é azul e a porção de host é vermelha. As duas partes são necessárias em um endereço IPv4. Ambas as redes têm a máscara de sub-rede 255.255.255.0. Máscara de sub-rede é usada para identificar a rede à qual o host está conectado.
Como exemplo, um host com o endereço IPv4 192.168.5.11 e a máscara de sub-rede 255.255.255.0. Os três primeiros octetos (192.168.5) identificam a porção de rede do endereço e o último octeto (11) identifica o host. Isso é conhecido como endereçamento hierárquico porque a porção de rede indica a rede na qual está localizado cada endereço exclusivo de host. Os roteadores precisam saber apenas como alcançar cada rede, em vez de precisar saber a localização de cada host individual.
Com o endereçamento IPv4, poderão existir diversas redes lógicas em uma rede física se a porção de rede dos endereços de hosts de rede lógica for diferente. Por exemplo: três hosts em uma única rede local física têm a mesma porção de rede do endereço IPv4 (192.168.18) e outros três hosts têm porções de rede diferentes de seus endereços IPv4 (192.168.5). Os hosts com o mesmo número de rede em seus endereços IPv4 poderão se comunicar entre si, mas não com os outros hosts sem o uso de roteamento. Neste exemplo, há uma rede física e duas redes IPv4 lógicas.
Outro exemplo de rede hierárquica é o sistema telefônico. Em um número de telefone, o código de país, o código de área e a central telefônica representam o endereço de rede e os dígitos restantes representam um número de telefone local.
No tópico anterior, você aprendeu sobre a estrutura de um endereço IPv4; cada um tem uma parte de rede e uma parte de host. Existem diferentes maneiras de enviar um pacote de um dispositivo de origem, e essas transmissões diferentes afetam os endereços IPv4 de destino.
Transmissão unicast refere-se a um dispositivo que envia uma mensagem para outro dispositivo em comunicações um-para-um.
Um pacote unicast tem um endereço IP de destino que é um endereço unicast que vai para um único destinatário. Um endereço IP de origem só pode ser um endereço unicast, porque o pacote só pode originar-se de uma única origem. Isso independentemente de o endereço IP de destino ser unicast, broadcast ou multicast.
Transmissão broadcast refere-se a um dispositivo enviando uma mensagem para todos os dispositivos em uma rede, ou seja, comunicação de um para todos.
Um pacote de broadcast possui um endereço IP de destino com todos os (1s) na parte do host ou 32 (um) bits.
Observação: O IPv4 usa pacotes de broadcast . No entanto, não há pacotes de broadcast com IPv6.
Um pacote de broadcast deve ser processado por todos os dispositivos no mesmo domínio de broadcast. Um domínio de broadcast identifica todos os hosts no mesmo segmento de rede. Um broadcast pode ser direcionado ou limitado. Um broadcast direcionado é enviado para todos os hosts em uma rede específica. Por exemplo, um host na rede 172.16.4.0/24 envia um pacote para 172.16.4.255. Uma broadcast limitado é enviado para 255.255.255.255. Por padrão, os roteadores não encaminham broadcasts.
Transmissão multicast reduz o tráfego, permitindo que um host envie um único pacote para um conjunto de hosts selecionados que participem de um grupo multicast.
Um pacote multicast é um pacote com um endereço IP de destino que é um endereço multicast. O IPv4 reservou os endereços 224.0.0.0 a 239.255.255.255 como intervalo de multicast.
Os hosts que recebem pacotes multicast específicos são chamados de clientes multicast. Os clientes multicast usam serviços solicitados por um programa cliente para se inscrever no grupo multicast.
Cada grupo multicast é representado por um único endereço IPv4 multicast de destino. Quando um host IPv4 se inscreve em um grupo multicast, o host processa pacotes endereçados tanto a esse endereço multicast como a seu endereço unicast alocado exclusivamente.
Protocolos de roteamento, como OSPF, usam transmissões multicast. Por exemplo, os roteadores habilitados com OSPF se comunicam entre si usando o endereço multicast OSPF reservado 224.0.0.5. Somente dispositivos habilitados com OSPF processarão esses pacotes com 224.0.0.5 como endereço IPv4 de destino. Todos os outros dispositivos ignorarão esses pacotes.
Os endereços de loopback (127.0.0.0 / 8 ou 127.0.0.1 a 127.255.255.254) são comumente identificados apenas como 127.0.0.1. Eles são endereços especiais usados por um host para direcionar tráfego para ele mesmo Por exemplo, o comando ping é comumente usado para testar conexões com outros hosts. Mas você também pode usar o comando ping para testar a configuração de IP do seu próprio dispositivo, como mostrado na figura.
Em 1981, os endereços IPv4 foram atribuídos usando o endereço classful, conforme definido na RFC 790 (https://tools.ietf.org/html/rfc790), Números Atribuídos Os clientes receberam um endereço de rede com base em uma das três classes, A, B ou C. A RFC dividiu os intervalos de unicast em classes específicas da seguinte maneira:
Classe A (0.0.0.0/8 to 127.0.0.0/8) – Projetado para suportar redes extremamente grandes com mais de 16 milhões de endereços de host. A Classe A usou um prefixo fixo /8 com o primeiro octeto para indicar o endereço de rede e os três octetos restantes para endereços de host (mais de 16 milhões de endereços de host por rede). Classe B (128.0.0.0 / 16 - 191.255.0.0 / 16) - Projetada para oferecer suporte às necessidades de redes de tamanho moderado a grande com até aproximadamente 65.000 endereços de host. A Classe B usou um prefixo fixo /16 com os dois octetos de alta ordem para indicar o endereço de rede e os dois octetos restantes para endereços de host (mais de 65.000 endereços de host por rede). Classe C (192.0.0.0 / 24 - 223.255.255.0 / 24) - Projetado para oferecer suporte a pequenas redes com no máximo 254 hosts. A Classe C usou um prefixo fixo / 24 com os três primeiros octetos para indicar a rede e o octeto restante para os endereços de host (apenas 254 endereços de host por rede). Observação: Há também um bloco multicast Classe D consistindo de 224.0.0.0 a 239.0.0.0 e um bloco de endereço experimental Classe E consistindo de 240.0.0.0 - 255.0.0.0.
Na época, com um número limitado de computadores usando a internet, o endereçamento clássico era um meio eficaz para alocar endereços. Como mostrado na figura, as redes de classe A e B têm um número muito grande de endereços de host e Classe C tem muito poucos. As redes de classe A representaram 50% das redes IPv4. Isso fez com que a maioria dos endereços IPv4 disponíveis não fossem utilizados.
O ARP usa um processo de três etapas para descobrir e armazenar o endereço MAC de um host na rede local quando apenas o endereço IPv4 do host é conhecido.
O host remetente cria e envia um quadro destinado ao endereço MAC de broadcast. Incluído no quadro, está uma mensagem com o endereço IPv4 do host do destino a ser alcançado. Cada host na rede recebe o quadro de broadcast e compara o endereço IPv4 na mensagem com o endereço IPv4 configurado. O host com o endereço IPv4 correspondente envia o endereço MAC de volta para o host emissor original. O host emissor recebe a mensagem e armazena informações do endereço IPv4 e do endereço MAC em uma tabela chamada de tabela ARP. Quando o host emissor tem o endereço MAC do host de destino em sua tabela ARP, ele pode enviar quadros diretamente ao destino sem fazer uma solicitação ARP. Como as mensagens ARP dependem de quadros de broadcast para entregar as solicitações, todos os hosts na rede IPv4 local devem estar no mesmo domínio de broadcast.
Todos os dias usamos os serviços disponíveis nas redes e na Internet para nos comunicar com outras pessoas e executar tarefas de rotina. Raramente pensamos nos servidores, clientes e dispositivos de rede que são necessários para receber um e-mail, atualizar o status em mídias sociais ou comprar as melhores ofertas em uma loja on-line. A maioria dos aplicativos de Internet mais usados depende de interações complicadas entre diferentes clientes e servidores.
O termo servidor refere-se a um host que executa um aplicativo que disponibiliza informações ou serviços para outros hosts conectados à rede. Um exemplo bem conhecido de aplicativo é um servidor Web. Há milhões de servidores conectados à Internet oferecendo serviços como sites, e-mails, transações financeiras, downloads de música, etc. Um fator que é essencial para possibilitar o funcionamento dessas interações complexas é o uso conjunto de padrões e protocolos.
Quando um cliente Web recebe o endereço IP de um servidor Web, o navegador do cliente usa esse endereço IP e a porta 80 para solicitar serviços da Web. Essa solicitação é enviada para o servidor com o Hypertext Transfer Protocol (HTTP).
Quando um cliente Web recebe o endereço IP de um servidor Web, o navegador do cliente usa esse endereço IP e a porta 80 para solicitar serviços da Web. O conteúdo de informações de uma página Web é codificado por meio de linguagens de marcação especializadas. A codificação HyperText Markup Language (HTML) informa ao navegador o modo de formatação da página Web, além de gráficos e fontes a serem usados. HTML é a linguagem mais usada.
O protocolo HTTP não é um protocolo seguro; as informações podem ser facilmente interceptadas por outros usuários à medida que os dados são enviados pela rede. Para oferecer segurança aos dados, o HTTP pode ser usado com protocolos de transporte seguros. As solicitações de HTTP seguro são enviadas para a porta 443. Essas solicitações usam https no endereço do site no navegador, em vez de http.
Existem muitos servidores web e clientes web diferentes disponíveis. Os padrões de HTML e do protocolo HTTP fazem com que esses servidores e clientes de diversos fabricantes trabalhem em conjunto sem dificuldades.
Além de serviços da Web, outro serviço comum utilizado na Internet é o que permite que os usuários transfiram arquivos.
O File Transfer Protocol (FTP) disponibiliza um método fácil para transferir arquivos de um computador para outro. Um host com software de cliente FTP pode acessar um servidor FTP para executar várias funções de gerenciamento de arquivos, como uploads e downloads.
O servidor FTP permite que o cliente troque arquivos entre dispositivos. Ele também possibilita que os clientes gerenciem arquivos remotamente enviando comandos de gerenciamento de arquivos, como delete ou rename. Para conseguir isso, o serviço FTP usa duas portas diferentes para a comunicação entre cliente e servidor.
O exemplo na figura ilustra como funciona o FTP. Para iniciar uma sessão de FTP, as solicitações de conexão de controle são enviadas para o servidor usando a porta TCP de destino 21. Quando a sessão é aberta, o servidor usa a porta TCP 20 para transferir os arquivos de dados.
O software de cliente FTP vem incorporado em sistemas operacionais de computador e na maioria dos navegadores Web. Os clientes FTP independentes oferecem muitas opções em uma interface fácil de usar, baseada em GUI.
Muito antes dos computadores desktop com interfaces gráficas sofisticadas, as pessoas utilizavam sistemas com base em texto que frequentemente eram apenas terminas de exibição fisicamente acoplados a um computador central. Depois que as redes se tornaram disponíveis, as pessoas precisavam de uma maneira para acessar remotamente os sistemas de computador da mesma maneira que faziam com os terminais conectados diretamente.
O Telnet foi desenvolvido para atender a essa necessidade. O Telnet data do início da década de 70 e está entre um dos protocolos e serviços da camada de Aplicação mais antigos da suite TCP/IP. O Telnet fornece um método padrão de emulação de dispositivos terminais baseados em texto na rede de dados. O protocolo e o software cliente que implementa o protocolo são comumente chamados de Telnet. Os servidores Telnet escutam solicitações de clientes na porta TCP 23.
Apropriadamente, uma conexão usando Telnet é chamada de sessão ou conexão de terminal virtual (vty) Em vez de usar um dispositivo físico para se conectar ao servidor, o Telnet utiliza software para criar um dispositivo virtual que fornece os mesmos recursos de uma sessão de terminal com acesso à interface de linha de comando (CLI) do servidor.
Na figura, o cliente se conectou remotamente ao servidor via Telnet. Agora o cliente pode executar comandos como se estivesse conectado localmente ao servidor.
Observação: o Telnet não é considerado um protocolo seguro. O SSH deve ser usado na maioria dos ambientes, no lugar do Telnet. O Telnet é utilizado em vários exemplos neste curso pela simplicidade de sua configuração.
O e-mail é um dos mais populares aplicativos cliente/servidor na Internet. Os servidores de e-mail executam um software de servidor que permite interagir com clientes e outros servidores de e-mail pela rede.
Cada servidor de e-mail recebe e armazena e-mails de usuários que têm caixas de correio configuradas no servidor de e-mail. Cada usuário com uma caixa de correio deve usar um cliente de e-mail para acessar o servidor de e-mail e ler essas mensagens. Muitos sistemas de mensagens da Internet usam um cliente baseado na Web para acessar e-mails. Alguns exemplos desse tipo de cliente são Microsoft 365, Yahoo e Gmail.
As caixas de correio são identificadas pelo formato: usuário@empresa.domínio
Vários protocolos de aplicativos usados no processamento de e-mail incluem SMTP, POP3 e IMAP4.
Protocolo SMTP
O SMTP é usado por um cliente de e-mail para enviar mensagens para o servidor de e-mail local. O servidor local então decide se a mensagem é destinada a uma caixa de correio local ou se é endereçada a uma caixa de correio em outro servidor.
Se o servidor tiver que enviar a mensagem para um servidor diferente, o SMTP também será usado entre esses dois servidores. As solicitações SMTP são enviadas para a porta 25.
Protocolo POP (POP3)
Um servidor compatível com clientes POP recebe e armazena as mensagens endereçadas a seus usuários. Quando o cliente se conecta ao servidor de e-mail, as mensagens são baixadas no cliente. Por padrão, as mensagens não são mantidas no servidor após serem acessadas pelo cliente. Os clientes contatam os servidores POP3 na porta 110.
Protocolo IMAP4
Um servidor compatível com clientes IMAP também recebe e armazena as mensagens endereçadas a seus usuários. Entretanto, ao contrário do POP, o IMAP mantém as mensagens nas caixas de correio no servidor, a menos que elas sejam excluídas pelo usuário. A versão mais recente de IMAP é o IMAP4, que ouve solicitações do cliente na porta 143.
Existem muitos servidores de e-mail diferentes para as diversas plataformas de sistema operacional de rede.
Existem programas utilitários de software disponíveis que podem ajudar a identificar problemas de rede. A maioria desses utilitários é provida pelo sistema operacional, como comandos de interface da linha de comando (CLI). A sintaxe dos comandos pode variar de acordo com os sistemas operacionais.
Estes são alguns dos utilitários disponíveis:
ipconfig - Exibe informações da configuração IP. ping - Testa conexões com outros hosts IP. netstat - Exibe as conexões de rede. tracert - Exibe a rota percorrida até o destino. nslookup - consulta diretamente o servidor de nomes para obter informações sobre um domínio de destino.