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Subredes IPv4 Ajuda com Visão geral
Uma subrede representa um conjunto de endereços IP, e cada endereço é alocado a um equipamento.
Em uma rede, você deve associar uma subrede a cada rede local (estudaremos redes locais em maiores detalhes na unidade 2). A ideia é que hosts em uma mesma subrede possam se comunicar diretamente, sem intermediação de roteadores. Existem exceções, mas esse é o caso geral.
Para entender como são usadas subredes em uma rede de computadores, veja esta imagem.
Essa rede é formada por duas redes locais interligadas por um roteador. Cada rede local possui quatro computadores interligados por um switch ethernet (esse switch serve apenas para conectar os computadores). Veja que cada rede local possui sua própria subrede, e essas subredes não possuem endereços IP em comum (isso seria um erro !). Nesse exemplo, os computadores da rede da esquerda podem ter qualquer endereço IP entre 192.168.1.1 e 192.168.1.254, e os da esquerda podem ter endereços entre 192.168.2.1 e 192.168.2.254. Os computadores da rede da esquerda podem se comunicar diretamente, sem usarem o roteador como intermediário. Porém, se quiserem se comunicar com computadores da rede da direita, precisarão enviar suas mensagens para o roteador, que então as retransmitirá para os computadores de destino. Esse é um caso mais simples, em que as subredes foram definidas de forma independente.
Em um outro exemplo, e que representa um caso comum em redes um pouco maiores como a de empresas ou do IFSC, uma subrede é subdividida em duas ou mais subredes menores. Veja a rede a seguir.
Essa rede também é formada por duas redes locais, mas com uma diferença. As subredes definidas nessas redes locais fazem parte de uma subrede maior. A subrede que corresponde à toda a rede é 191.36.8.0/24, e assim possui 256 endereços (desses, 254 podem ser usados por hosts, pois não se pode usar o primeiro e o último endereços). Essa subrede contém os endereços entre 191.36.8.0 e 191.36.8.255. A subrede menor, do lado esquerdo, foi definida como 191.36.8.0/25, e assim possui 128 endereços (191.36.8.0 até 191.36.8.127). E a subrede do lado direito, definida como 191.36.8.128/25, também possui 128 endereços (de 191.36.8.128 até 191.36.8.255). Observe que as faixas de endereços tanto da subrede da esquerda quanto a da direta estão contidas na subrede maior. Isso foi intencional, e é uma prática corriqueira quando se implantam redes.
Ao planejar e implantar uma nova rede, inicia-se com uma subrede que tem uma certa quantidade de endereços (chamada por vezes de faixa de endereços ou bloco de endereços). Essa subrede pode ser obtida de um orgão regulador, como o Núcleo de Informação e Coordenação do Ponto BR, de um provedor de acesso a Internet (ISP - Internet Service Provider), ou da organização dentro da qual essa rede será criada (ex: IFSC). Pois bem, a ideia é que se usem os endereços IP dessa subrede para endereçar todos os hosts da rede a ser implantada.
Uma nova rede implantada pode ter uma estrutura interna formada por um conjunto de redes (aliás, uma rede formada por várias redes se chama internet, e é daí que vem o nome da grande rede Internet). Isso pede o que se chama de plano de endereçamento, em que se subdivide a subrede inicial em subredes menores, para poder endereçar os hosts nas várias redes internas. O legal disso é que a estrutura interna da nova rede não precisa ser conhecida pelo resto da Internet... tudo que os roteadores da Internet precisam saber é que, para chegar em qualquer host de uma subrede, basta enviar as mensagens para o roteador dessa rede.
No exemplo mostrado anteriormente, a subrede inicial é 191.36.8.0/24. Imagine que essa subrede foi concedida a uma empresa por um provedor de acesso. Do ponto de vista do provedor, qualquer host dessa subrede pode ser acessado por meio do roteador dessa nova rede. No entanto, internamente se decidiu dividir a rede em duas redes menores. Por exemplo, uma dessas redes conterá os computadores do pessoal administrativo da empresa, e na outra ficarão os servidores e computadores do pessoal técnico. Como a subrede inicial possui 256 endereços, decidiu-se dividi-la ao meio, de forma que cada nova subrede tenha 128 endereços. Primeiro veja a estrutura do prefixo de rede da subrede inicial.
Para dividir essa subrede em duas subredes de mesmo tamanho, deve-se aumentar o comprimento do prefixo para 25 bits. Quer dizer, o bit mais significativo da parte de host deve-se tornar parte do prefixo das subredes menores. Veja como ficariam os prefixos das novas subredes.
Note, e isso é importante, que o valor do prefixo da subrede inicial não mudou nesses dois prefixos para as novas subredes. Em outras palavras, os 24 bits que compõem o prefixo da subrede inicial (191.36.8) têm os mesmos valores nos novos prefixos.
As novas subredes têm 128 endereços cada, e isso é consequência de terem prefixos com 25 bits. Graças a isso, sobram 7 bits para a parte de host dos endereços dentro dessas subredes, e com 7 bits conseguem-se 128 diferentes endereços. Para obter um prefixo de 25 bits, usa-se uma máscara de rede /25, que pode também ser escrita em forma extensa, 255.255.255.128. Usando essa máscara junto com o prefixo da primeira subrede, 191.36.8.0/25, tem-se uma subrede com endereços entre 191.36.8.0 e 191.36.8.127 (faça as contas para conferir !). Isso é exatamente a metade da subrede inicial. E usando essa máscara com o prefixo da segunda subrede, 191.36.8.128/25, tem-se a subrede com endereços entre 191.36.8.128 e 191.36.8.255. E isso é a outra metade da subrede inicial.
Alguns outros exemplos podem ajudar a esclarecer essa forma de dividir subredes. Veja agora esta rede, que é parecida com a rede anterior.
Arquivo:Rede3 ipv4.pngRede 3O que essa rede tem de diferente é ter três redes internas, ao invés de duas. Porém a subrede geral para toda essa rede continua sendo a mesma, 191.36.8.0/24. Como ela deve ser subdividida em três novas subredes, não é possível fazer como no exemplo anterior, que foi dividi-la ao meio. Também não é possível dividi-la em três subredes de mesmo tamanho, pois o tamanho de uma subrede qualquer deve ser sempre potência de 2. Assim, neste exemplo optou-se por criar duas novas subredes com 64 endereços cada, e uma terceira subrede com 16 endereços. São elas:
191.36.8.0/26: contém endereços entre 191.36.8.0 e 191.36.8.63. A máscara /26 (ou 255.255.255.192) significa que o prefixo tem 26 bits, e assim a parte de host tem 6 bits. Com 6 bits conseguem-se 64 endereços diferentes. 191.36.8.64/26: contém endereços entre 191.36.8.64 e 191.36.8.127. 191.36.8.128/28: contém endereços entre 191.36.8.128 e 191.36.8.143. A máscara /28 (ou 255.255.255.240) significa que o prefixo tem 28 bits, e assim a parte de host tem 4 bits. Com 4 bits conseguem-se 16 endereços diferentes. Você deve se perguntar por quê a subrede inicial foi dividida assim. Bem, o técnico que fez a divisão deve ter levado em conta quantos endereços devem estar disponíveis em cada rede interna. E com isso ele escolheu os prefixos e máscaras, conforme pensou ser melhor.
Um último exemplo mostra uma rede um pouco maior.
Arquivo:Rede4 ipv4.pngRede 4Essa rede possui quatro redes internas. Ao implantá-las escolheu-se dividir a subrede inicial em duas subredes com 64 endereços, uma com 32 endereços, e a última com 16 endereços. São elas:
191.36.8.0/26: endereços entre 191.36.8.0 e 191.36.8.63 191.36.8.64/26: endereços entre 191.36.8.64 e 191.36.8.127 191.36.8.128/27: endereços entre 191.36.8.128 e 191.36.8.159 191.36.8.192/28: endereços entre 191.36.8.192 e 191.36.8.227 Em todos esses exemplos, observe que as subredes não se sobrepõem. Cada endereço IP pertence a uma única das subredes menores. Se isso não for respeitado, pode ser difícil, ou mesmo inviável, estabelecer o roteamento necessário nessa rede. O roteamento é a definição dos caminhos que devem ser seguidos para ir de uma subrede a outra, passando por roteadores intermediários. Esse assunto será visto com maiores detalhes em outra lição.
