Exercícios de Redes: Endereçamento IP e Sub-redes

Parte 1: Cálculos de IP e Fragmentação

1) Dado o IP da rede 200.210.97.120 e sabendo que temos até 14 hosts nesta rede, qual seria a máscara? 255.255.255.?
R: 255.255.255.240

2) Suponha que um ISP possua o bloco de endereços na forma 101.101.128/17. Suponha que ele queira criar quatro sub-redes a partir desse bloco, e que cada bloco tenha o mesmo número de endereços IP. Quais são os prefixos (na forma a.b.c.d/x) para essas 4 sub-redes?
R:

• Sub 1: 101.101.128.0/19
• Sub 2: 101.101.160.0/19
• Sub 3: 101.101.192.0/19
• Sub 4: 101.101.224.0/19

3) Suponha que entre o hospedeiro de origem A e hospedeiro destinatário B, os datagramas estejam limitados a 1500 bytes (incluindo cabeçalho). Admitindo um cabeçalho IP de 20 bytes, quantos datagramas seriam necessários para enviar um arquivo MP3 de 4 milhões de bytes?
R: Se considerarmos que o arquivo de 4 milhões de bytes é fragmentado somente na camada de rede, cada pacote terá 1480 bytes de dados + 20 bytes de IP. Portanto, teríamos 2703 datagramas. Porém, na prática, o que acontece é que os pacotes são fragmentados na camada de transporte de forma que a camada de rede não precise fragmentá-los. Portanto, como os datagramas estão limitados a 1500 bytes, eles chegariam à camada de rede com 1460 bytes de dados + 20 bytes de TCP. Logo, a camada de rede somente acrescentaria os 20 bytes de IP a cada um deles. Portanto, teríamos 2740 datagramas.

4) Suponha que um ISP possua um bloco de endereços na forma 128.119.40.64/26. Suponha que ele queira criar quatro sub-redes a partir desse bloco, e que cada bloco tenha o mesmo número de endereços IP. Quais são os prefixos (na forma a.b.c.d/x) para essas quatro sub-redes?
R:

• Sub-rede 1: 128.119.40.64/28
• Sub-rede 2: 128.119.40.80/28
• Sub-rede 3: 128.119.40.96/28
• Sub-rede 4: 128.119.40.112/28

5) Baseado na próxima figura, uma vez as duas sub-redes configuradas, é observado que os hosts de uma sub-rede não acessam hosts da outra sub-rede. Os IPs de cada estação e do roteador são:

• Estação 01: 172.16.78.192
• Estação 02: 172.16.74.3
• Estação 03: 172.16.94.3
• Estação 04: 172.16.82.254
• Porta 1 do roteador: 172.16.65.1
• Porta 2 do roteador: 172.16.88.1

Esta falha é causada pela escolha da máscara de rede. Qual das máscaras apresentadas virá a permitir que todos os hosts se comuniquem de forma correta?
R: 255.255.240.0

6) A seguir estão as configurações básicas de endereço de três estações de trabalho: micro1, micro2 e micro3, baseadas no protocolo TCP/IP.

• Micro 1: IP: 100.100.100.3 | Máscara: 255.255.240.0 | Gateway: 100.100.100.1
• Micro 2: IP: 100.100.100.4 | Máscara: 255.255.240.0 | Gateway: 100.100.100.2
• Micro 3: IP: 100.100.100.5 | Máscara: 255.255.255.0 | Gateway: 100.100.100.2

R: O micro 3 não possui comunicação com nenhum dos computadores da rede. O micro 1 “enxerga” a rede local, mas não possui acesso externo a outras redes, como por exemplo, a Internet. Qual a alternativa para que “todos” os computadores apresentem acesso tanto à rede local quanto às redes externas?
Resposta: Alterar a máscara de rede do micro 3 para 255.255.240.0 e o Gateway do micro 1 para 100.100.100.2.

7) Todas as máquinas de uma empresa utilizam endereços IPs estáticos. Uma nova máquina com serviço de banco de dados foi instalada na rede, mas os outros hosts da rede não conseguem acessar esta nova máquina. A configuração TCP/IP desta máquina é a seguinte: IP: 192.168.64.100 | Máscara: 255.255.255.0 | Gateway: 192.168.79.1. O motivo de tal problema está na escolha da máscara. Qual a máscara que irá corrigir o problema?
a) 255.255.252.0 | b) 255.255.254.0 | c) 255.255.248.0 | d) 255.255.224.0 | e) 255.255.232.0
R: Correto é o item D.

8) Considere um roteador que interconecta três sub-redes: sub-rede 1, sub-rede 2 e sub-rede 3. Suponha que todas as interfaces de cada uma dessas três sub-redes tenha de ter o prefixo 223.1.17/24. Suponha também que a sub-rede 1 tenha de suportar até 125 interfaces, e que cada uma das sub-redes 2 e 3 tenha de suportar até 60 interfaces. Dê três endereços de rede (da forma a.b.c.d/x) que satisfaçam essas limitações.
R:

• Sub-rede 1: 223.1.17.0/25
• Sub-rede 2: 223.1.17.128/26
• Sub-rede 3: 223.1.17.192/26

9) Suponha que você compre um roteador sem fio e o conecte a seu modem a cabo. Suponha também que seu ISP designe dinamicamente um endereço IP a seu dispositivo conectado (isto é, seu roteador sem fio). Suponha ainda que você tenha cinco PCs em casa e que usa placas 802.11 para conectá-los sem fio ao seu roteador. Como são designados endereços IP aos cinco PCs? O roteador sem fio usa NAT?
R: O roteador sem fio usa NAT e os endereços IPs podem ser atribuídos aos computadores através do DHCP.

10) Considere a topologia mostrada na Figura abaixo. Começando pela parte superior e prosseguindo em sentido horário, denomine as três sub-redes como Redes A, B e C. Denomine as sub-redes sem hospedeiros como Redes D, E e F.
a. Designe endereços a cada uma dessas seis sub-redes, com as seguintes restrições: todos os endereços deverão ser alocados a partir de 214.97.254/23; a Sub-rede A deve ter endereços suficientes para suportar 250 interfaces; a Sub-rede B deve ter endereços suficientes para suportar 120 interfaces e a Sub-rede C deve ter endereços suficientes para suportar 120 interfaces. É claro que cada uma das sub-redes D, E e F devem poder suportar duas interfaces. Para cada sub-rede, a designação deve tomar a forma a.b.c.d/x.
R:

• Sub-rede A (R1): 214.97.254.0/24 (possui 254 IPs)
• Sub-rede B (R2): 214.97.255.0/25 (possui 126 IPs)
• Sub-rede C (R3): 214.97.255.128/25 (possui 126 IPs)

Para as redes D, E, F (links ponto a ponto):

• Tirar 4 IPs da rede A: 214.97.254.0/30 (IPs: .0, .1, .2, .3)
• Tirar 4 IPs da rede B: 214.97.255.0/30 (IPs: .0, .1, .2, .3)
• Tirar 4 IPs da rede C: 214.97.255.128/30 (IPs: .128, .129, .130, .131)

Utilizar os IPs acima para atribuir endereços para as redes “D, E, F”.
b. Usando a resposta que você deu para a parte (a), elabore as tabelas de repasse (usando a compatibilidade de prefixo mais longo) para cada um dos três roteadores.
R:

• R1: 214.97.255.0/25 envia para 214.97.255.130; 214.97.255.128/25 envia para 214.97.255.2; 214.97.254.0 envia para 214.97.255.130
• R2: 214.97.254.0/24 envia para 214.97.255.129; 214.97.255.128/25 envia para 214.97.255.4.1; 214.97.255.0/30 envia para 214.97.254.1
• R3: 214.97.254.0/24 envia para 214.97.255.1; 214.97.255.0/25 envia para 214.97.254.2; 214.97.255.128/30 envia para 214.97.254.2

LISTA DE EXERCÍCIOS COM RESPOSTAS

1) Suponha um host com endereço 168.129.200.10 e seu gateway padrão o 168.129.200.1. Explique o que ocorre quando esse host quer estabelecer comunicação com o host:
a. 168.129.100.200 | b. 200.241.205.2
Faça o mesmo que acima, supondo agora que a máscara da sub-rede é 255.255.255.0:
c. 168.129.100.200 | d. 200.241.205.2
R: Nos itens a e b não é possível saber se ele enviará as informações para o default gateway ou diretamente através da rede local, pois, para saber se os computadores destinos estão ou não na mesma sub-rede é necessário saber a máscara da sub-rede.

2) Suponha um host com endereço 200.129.200.10 e seu gateway default o 200.129.200.1. Explique o que ocorre quando esse host quer estabelecer comunicação com o host:
a. 168.1.10.2 | b. 200.129.200.2
Faça o mesmo que acima, supondo agora que a máscara da sub-rede é 255.255.255.192:
c. 200.129.200.100 | d. 200.129.200.2
R: As respostas para os itens a e b são as mesmas da questão anterior. No item c é enviado para o default gateway, pois os hosts estão em sub-redes diferentes. No item d é enviado diretamente (estão na mesma sub-rede).

3) O que são endereços de rede interna? Como eles contribuem para amenizar o problema de esgotamento de endereços IP? Quais são os endereços reservados para a rede interna?
R: São endereços que não são roteáveis, ou seja, só podem ser utilizados para a comunicação entre computadores da mesma sub-rede privada. Eles contribuem para amenizar o problema de esgotamento de endereços IPs porque todos os computadores de uma rede interna podem se comunicar com os computadores externos (Internet) através de um único endereço IP válido.
Os endereços IPs reservados para a rede interna são:

• 10.0.0.0/8
• 172.16.0.0/12
• 192.168.0.0/16
• 127.0.0.1 – endereço de loopback

4) Dado o IP 10.132.13.50 e a máscara de rede 255.255.252.0, qual é a rede?
R: 10.132.12.0

5) Dado o IP 200.206.87.241 e a máscara 255.255.255.240, qual é a rede?
R: 200.206.87.240

6) Dado o IP 10.228.40.2 e a máscara de rede 255.255.248.0, qual é a rede e quantidade de hosts e também de IPs disponíveis?
R: Rede: 10.228.40.0 | Quantidade de hosts: 2048 (2^11) | Quantidade de IPs utilizáveis: 2046 (2^11 - 2).

7) Quantas estações (hosts) uma rede 223.1.0.1/24 suporta?
R: 254 estações.

8) Dada a seguinte identificação 200.206.87.240/28, determine a máscara de rede (em decimal).
R: 255.255.255.240

9) Dada a seguinte identificação 192.168.8.243/29, determine o endereço de rede e o endereço de broadcast.
R: Endereço de rede: 192.168.8.240 | Endereço de broadcast: 192.168.8.247

10) Uma rede com bloco de IPs 200.19.128.0/20 deseja montar 8 sub-redes. Mostre como isso é possível e como ficariam os endereços de cada uma dessas sub-redes.
R:

• Sub-rede 1 – 200.19.128.0/23
• Sub-rede 2 – 200.19.130.0/23
• Sub-rede 3 – 200.19.132.0/23
• Sub-rede 4 – 200.19.134.0/23
• Sub-rede 5 – 200.19.136.0/23
• Sub-rede 6 – 200.19.138.0/23
• Sub-rede 7 – 200.19.140.0/23
• Sub-rede 8 – 200.19.142.0/23

11) Considere um provedor com bloco de endereços 200.23.16.0/20.
a. Se esse provedor usasse esse bloco de endereços em uma única rede, quantas estações esta rede suportaria?
b. Se esse provedor resolvesse configurar 4 sub-redes que possuíssem o mesmo número de estações, mostre quais seriam os endereços dessas sub-redes.
R: a) 4094 | b) Sub-rede 1: 200.23.16.0/22; Sub-rede 2: 200.23.20.0/22; Sub-rede 3: 200.23.24.0/22; Sub-rede 4: 200.23.28.0/22.

12) Qual o endereço de rede e o endereço de broadcast dos seguintes endereços IPs:
a. 192.168.0.214 – máscara de rede 255.255.255.224
b. 200.19.32.0/20
R: a) Rede: 192.168.0.192; Broadcast: 192.168.0.223 | b) Rede: 200.19.32.0; Broadcast: 200.19.47.255.

Lista 3: Tabelas de Repasse e Roteamento

1) Considere uma rede de datagramas que usa endereços de hospedeiros de 32 bits. Suponha que um roteador tenha quatro enlaces, numerados de 0 a 3. Elabore uma tabela de repasse que use compatibilização com o prefixo mais longo.
R: Tabela de repasse:

• 224.0.0.0 | 255.192.0.0 -> Interface 0
• 224.64.0.4 | 255.255.0.0 -> Interface 1
• 224.0.0.0 | 255.0.0.0 -> Interface 2
• 225.0.0.0 | 255.128.0.0 -> Interface 2
• 0.0.0.0 | 0.0.0.0 -> Interface 3

b: Descreva como sua tabela determina a interface para:

• i. 11001000... -> Interface 3
• ii. 11100001 01000000... -> Interface 2
• iii. 11100001 10000000... -> Interface 3

2) Tabela de repasse baseada em prefixos binários:

b. Determinação de interface:

• i. 11001000... -> Interface 3
• ii. 11100001 00000000... -> Interface 1
• iii. 11100001 10000000... -> Interface 2

P: Como um ISP recebe bloco de endereços?
R: Através da ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers), que aloca endereços, administra o DNS e atribui nomes de domínio.

P: Como a rede obtém a parte de sub-rede do endereço IP?
R: Recebe a parte alocada do espaço de endereços do seu ISP.

Conceitos de Roteamento:

• Repasse: Mover pacotes da entrada do roteador para a saída apropriada.
• Roteamento: Determinar a rota seguida pelos pacotes da origem ao destino.
• Algoritmo Global: Todos os roteadores têm topologia completa (Estado do Enlace - Dijkstra).
• Algoritmo Descentralizado: Roteador conhece apenas vizinhos físicos (Vetor de Distância).

Marco Civil da Internet

O principal objetivo do Marco Civil da Internet é prever práticas criminosas no contexto online (cibercrimes), além de prezar pelos ideais da neutralidade de rede, liberdade de expressão, privacidade dos usuários e direitos humanos.

A neutralidade de rede consiste na “democratização” da qualidade e velocidade do acesso à internet, sem discriminações de conteúdos disponíveis online.

O princípio da liberdade de expressão garante a impossibilidade da censura por parte de sites e redes sociais, que ficam proibidos de excluir conteúdos sem ordem judicial (exceto nudez ou atos sexuais explícitos).

Os provedores de serviços ficam isentos de responder pelos conteúdos dos usuários, exceto se descumprirem determinação judicial de remoção. O Marco Civil também garante a privacidade, evitando que informações pessoais sejam vendidas a terceiros sem prévia autorização.