Contents

Introduction

Prerequisites

Requirements

Componentes Utilizados

Additional Information

Compreenda endereços IP

Network Masks

Compreenda a sub-rede

Examples

Sample Exercise 1

Sample Exercise 2

VLSM Example

VLSM Example

CIDR

Sub-redes especiais

Sub-redes de 31 bits

Sub-redes de 32 bits

Appendix

Configuração de exemplo

Router A

Router B

Host/Subnet Quantities Table

Informações Relacionadas

Introduction

Este documento descreve as informações básicas necessárias para configurar seu roteador, como como os endereços são divididos e como a divisão em sub-redes funciona.

Prerequisites

Requirements

A Cisco recomenda que você tenha uma compreensão básica de números binários e decimais.

Componentes Utilizados

Este documento não se restringe a versões de software e hardware específicas.

The information in this document was created from the devices in a specific lab environment. All of the devices used in this document started with a cleared (default) configuration. Se a rede estiver ativa, certifique-se de que você entenda o impacto potencial de qualquer comando.

Additional Information

Se as definições forem úteis para você, use estes termos de vocabulário para começar:

Endereço - a identificação numérica exclusiva atribuída a um host ou uma interface em uma rede.

Sub-rede  - uma parte de uma rede que compartilha um determinado endereço de sub-rede.

Máscara de sub-rede  - uma combinação de 32 bits usada para descrever qual parte de um endereço refere-se à sub-rede e qual parte refere-se ao host.

Interface  - uma conexão de rede.

If you have already received your legitimate address(es) from the Internet Network Information Center (InterNIC), you are ready to begin. Se você não planeja se conectar à Internet, a Cisco sugere utilizar endereços reservados do RFC 1918 .

Saiba como atribuir a cada interface do roteador um endereço IP com uma sub-rede exclusiva. Há exemplos incluídos para ajudar a unir tudo.

Compreenda endereços IP

Um endereço IP é um endereço usado para identificar de maneira única um dispositivo em uma rede IP. O endereço é composto de 32 bits binários, que podem ser divisíveis em uma porção de rede e de host com a ajuda de uma máscara de sub-rede. The 32 binary bits are broken into four octets (1 octet = 8 bits). Each octet is converted to decimal and separated by a period (dot). For this reason, an IP address is said to be expressed in dotted decimal format (for example, 172.16.81.100). The value in each octet ranges from 0 to 255 decimal, or 00000000 - 11111111 binary.

Aqui está como os octetos binários são convertidos em decimal: O bit mais à direita, ou o bit menos significativo, de um octeto tem um valor de 2^0. O bit à esquerda dele guarda um valor de 2^1. Isso continua até o bit mais à esquerda, ou o bit mais significativo, que guarda um valor de 2^7. So if all binary bits are a one, the decimal equivalent would be 255 as shown here:

1  1  1  1 1 1 1 1

128 64 32 16 8 4 2 1 (128+64+32+16+8+4+2+1=255)

Here is a sample octet conversion when not all of the bits are set to 1.

0  1 0 0 0 0 0 1

0 64 0 0 0 0 0 1 (0+64+0+0+0+0+0+1=65)

E essa amostra mostra um endereço IP representado em número binário e decimal.

10.       1.      23.      19 (decimal)

00001010.00000001.00010111.00010011 (binary)

These octets are broken down to provide an addressing scheme that can accommodate large and small networks. Existem cinco classes diferentes de redes, de A a E. Este documento se concentra nas classes de A a C, já que as classes D e E são reservadas e a discussão delas está além do escopo deste documento.

Observação: observe também que os termos "Classe A, Classe B" e assim por diante são usados neste documento para ajudar a facilitar a compreensão do endereçamento IP e da divisão em sub-redes. These terms are rarely used in the industry anymore because of the introduction of classless interdomain routing (CIDR).

A classe de um endereço IP específico pode ser determinada pelos três bits de ordem primordial (os três bits mais à esquerda no primeiro octeto). Figure 1 shows the significance in the three high order bits and the range of addresses that fall into each class. For informational purposes, Class D and Class E addresses are also shown.

Figure 1

Em um endereço de classe A, o primeiro octeto é a porção da rede, de modo que o exemplo de classe A na figura 1 tem um endereço de rede principal de 1.0.0.x - 127.255.255.x (onde x pode ir de 0 a 255). Octets 2, 3, and 4 (the next 24 bits) are for the network manager to divide into subnets and hosts as he/she sees fit. Class A addresses are used for networks that have more than 65,536 hosts (actually, up to 16777214 hosts!).

Em um endereço de classe B, os dois primeiros octetos são a porção da rede, de modo que o exemplo de classe B na Figura 1 tem um endereço de rede principal de 128.0.0.x - 191.255.255.x. Octets 3 and 4 (16 bits) are for local subnets and hosts. Class B addresses are used for networks that have between 256 and 65534 hosts.

In a Class C address, the first three octets are the network portion. O exemplo da Classe C na Figura 1 tem um endereço de rede principal de 192.0.0.x - 223.255.255.x. Octet 4 (8 bits) is for local subnets and hosts - perfect for networks with less than 254 hosts.

Network Masks

A network mask helps you know which portion of the address identifies the network and which portion of the address identifies the node. Class A, B, and C networks have default masks, also known as natural masks, as shown here:

Class A: 255.0.0.0

Class B: 255.255.0.0

Class C: 255.255.255.0

Um endereço IP em uma rede de classe A que não tenha sido dividido em sub-redes teria um par de endereço/máscara semelhante a: 10.20.15.1 255.0.0.0. Para ver como a máscara ajuda a identificar as peças da rede e do nó do endereço, converta o endereço e a máscara em números binários.

10.20.15.1 = 00001010.00010100.00001111.00000001

255.0.0.0  = 11111111.00000000.00000000.00000000

Quando o endereço e a máscara estiverem representados em binário, a identificação da rede e do ID do host será mais fácil. Any address bits which have corresponding mask bits set to 1 represent the network ID. Any address bits that have corresponding mask bits set to 0 represent the node ID.

10.20.15.1 = 00001010.00010100.00001111.00000001

255.0.0.0  = 11111111.00000000.00000000.00000000

-----------------------------------

net id |      host id

netid =  00001010 = 10

hostid = 00010100.00001111.00000001 = 20.15.1

Compreenda a sub-rede

Subnetting allows you to create multiple logical networks that exist within a single Class A, B, or C network. If you do not subnet, you are only able to use one network from your Class A, B, or C network, which is unrealistic.

Cada enlace de dados em uma rede deve ter uma ID de rede exclusiva e cada nó nesse enlace é membro da mesma rede. If you break a major network (Class A, B, or C) into smaller subnetworks, it allows you to create a network of interconnecting subnetworks. Each data link on this network would then have a unique network/subnetwork ID. Qualquer dispositivo, ou gateway, que conecta n redes/sub-redes tem n endereços IP distintos, um para cada rede/sub-rede que ele interconecta.

Para dividir uma rede em sub-redes, estenda a máscara natural com alguns dos bits da parte do ID do host do endereço para criar um ID de sub-rede. Por exemplo, dada uma rede de classe C de 192.168.5.0 que tem uma máscara natural de 255.255.255.0, você pode criar sub-redes desta maneira:

192.168.5.0     - 11000000.10101000.00000101.00000000

255.255.255.224 - 11111111.11111111.11111111.11100000

--------------------------|sub|----

By extending the mask to be 255.255.255.224, you have taken three bits (indicated by "sub") from the original host portion of the address and used them to make subnets. With these three bits, it is possible to create eight subnets. Com os outros cinco bits de ID de host, cada sub-rede pode ter até 32 endereços de host, 30 dos quais podem ser realmente atribuídos a um dispositivo, já que ids de host com todos os zeros ou apenas uns não são permitidos (é muito importante lembrar disso). So, with this in mind, these subnets have been created.

192.168.5.0 255.255.255.224     host address range 1 to 30

192.168.5.32 255.255.255.224    host address range 33 to 62

192.168.5.64 255.255.255.224    host address range 65 to 94

192.168.5.96 255.255.255.224    host address range 97 to 126

192.168.5.128 255.255.255.224   host address range 129 to 158

192.168.5.160 255.255.255.224   host address range 161 to 190

192.168.5.192 255.255.255.224   host address range 193 to 222

192.168.5.224 255.255.255.224   host address range 225 to 254

Observação: há duas maneiras de denotar essas máscaras. Primeiro, como você usa três bits a mais do que a máscara "natural" de Classe C, você pode denotar esses endereços como uma máscara de sub-rede de 3 bits. Or, secondly, the mask of 255.255.255.224 can also be denoted as /27 as there are 27 bits that are set in the mask. This second method is used with CIDR. Com este método, uma dessas redes pode ser descrita com o prefixo/comprimento da notação. Por exemplo, 192.168.5.32/27 denota a rede 192.168.5.32 255.255.255.224. Quando apropriado, o prefixo/notação de comprimento é usado para denotar a máscara por todo o resto deste documento.

O esquema de divisão em sub-redes da rede nesta seção permite oito sub-redes, e a rede pode aparecer como:

Figure 2

Notice that each of the routers in Figure 2 is attached to four subnetworks, one subnetwork is common to both routers. Also, each router has an IP address for each subnetwork to which it is attached. Each subnetwork could potentially support up to 30 host addresses.

This brings up an interesting point. The more host bits you use for a subnet mask, the more subnets you have available. However, the more subnets available, the less host addresses available per subnet. For example, a Class C network of 192.168.5.0 and a mask of 255.255.255.224 (/27) allows you to have eight subnets, each with 32 host addresses (30 of which could be assigned to devices). Se você usar uma máscara de 255.255.255.240 (/28), a divisão será:

192.168.5.0     - 11000000.10101000.00000101.00000000

255.255.255.240 - 11111111.11111111.11111111.11110000

--------------------------|sub |---

Since you now have four bits to make subnets with, you only have four bits left for host addresses. So in this case you can have up to 16 subnets, each of which can have up to 16 host addresses (14 of which can be assigned to devices).

Veja como uma rede de classe B pode ser dividida em sub-redes. Se você tiver a rede 172.16.0.0, saberá que sua máscara natural é 255.255.0.0 ou 172.16.0.0/16. Extending the mask to anything beyond 255.255.0.0 means you are subnetting. You can quickly see that you have the ability to create a lot more subnets than with the Class C network. If you use a mask of 255.255.248.0 (/21), how many subnets and hosts per subnet does this allow for?

172.16.0.0  -   10101100.00010000.00000000.00000000

255.255.248.0 - 11111111.11111111.11111000.00000000

-----------------| sub |-----------

Você usa cinco bit dos bit originais do host para sub-redes. Isso permite que você tenha 32 sub-redes (2^5). Quando os cinco bits para a divisão em sub-redes são usados, você fica com 11 bits para os endereços de host. Isso permite que cada sub-rede tenha 2048 endereços de host (2^11), 2046 dos quais poderiam ser atribuídos a dispositivos.

Observação: no passado, havia limitações ao uso de uma sub-rede 0 (todos os bits de sub-rede são definidos como zero) e de uma sub-rede (todos os bits de sub-rede são definidos como um). Some devices would not allow the use of these subnets. Os dispositivos da Cisco Systems permitem o uso dessas sub-redes quando o ip subnet-zero está configurado.

Examples

Sample Exercise 1

Agora que você entende a divisão em sub-redes, use esse conhecimento. In this example, you are given two address / mask combinations, written with the prefix/length notation, which have been assigned to two devices. Your task is to determine if these devices are on the same subnet or different subnets. Você pode usar o endereço e a máscara de cada dispositivo para determinar a que sub-rede cada endereço pertence.

DeviceA: 172.16.17.30/20

DeviceB: 172.16.28.15/20

Determine a sub-rede para o Dispositivo A:

172.16.17.30  -   10101100.00010000.00010001.00011110

255.255.240.0 -   11111111.11111111.11110000.00000000

-----------------| sub|------------

subnet =          10101100.00010000.00010000.00000000 = 172.16.16.0

Examine os bits do endereço que têm um bit de máscara correspondente definido como um e defina todos os outros bits do endereço como zero (isso é equivalente a quando você executa um "AND" lógico entre a máscara e o endereço), mostra a você a qual sub-rede esse endereço pertence. Nesse caso, o dispositivo A pertence à sub-rede 172.16.16.0.

Determine a sub-rede para o Dispositivo B

172.16.28.15  -   10101100.00010000.00011100.00001111

255.255.240.0 -   11111111.11111111.11110000.00000000

-----------------| sub|------------

subnet =          10101100.00010000.00010000.00000000 = 172.16.16.0

A partir dessas determinações, os dispositivos A e B têm endereços que fazem parte da mesma sub-rede.

Sample Exercise 2

Dada a rede de classe C de 192.168.5.0/24, crie sub-redes na rede para criar a rede na Figura 3 com os requisitos de host mostrados.

Figure 3

Ao observar a rede mostrada na Figura 3, você pode ver que é necessário criar cinco sub-redes. The largest subnet must support 28 host addresses. Is this possible with a Class C network? And if so, then how?

Para começar, observe o requisito de sub-rede. Para criar as cinco sub-redes necessárias, você precisaria usar três bits dos bits de host de classe C. Dois bits permitiria somente quatro sub-redes (2^2).

Since you need three subnet bits, that leaves you with five bits for the host portion of the address. How many hosts does this support? 25 = 32 (30 utilizáveis). This meets the requirement.

Portanto, você determinou que é possível criar essa rede com uma rede de classe C. Um exemplo de como você pode atribuir as sub-redes é:

netA: 192.168.5.0/27      host address range 1 to 30

netB: 192.168.5.32/27     host address range 33 to 62

netC: 192.168.5.64/27     host address range 65 to 94

netD: 192.168.5.96/27     host address range 97 to 126

netE: 192.168.5.128/27    host address range 129 to 158

VLSM Example

In all of the previous examples of subnetting, notice that the same subnet mask was applied for all the subnets. This means that each subnet has the same number of available host addresses. Isso pode ser necessário em alguns casos, mas, na maioria dos casos, quando há a mesma máscara de sub-rede para todas as sub-redes, isso desperdiça espaço de endereços. Por exemplo, na seção Exercício de Amostra 2, uma rede de classe C foi dividida em oito sub-redes de mesmo tamanho; no entanto, cada sub-rede não utilizou todos os endereços de host disponíveis, o que resulta em desperdício de espaço de endereço. Figure 4 illustrates this wasted address space.

Figure 4

A Figura 4 ilustra que, das sub-redes usadas, NetA, NetC e NetD têm muito espaço de endereço de host não utilizado. É possível que esse fosse um projeto deliberado que contabilizasse o crescimento futuro, mas em muitos casos, esse é apenas um espaço de endereço desperdiçado devido ao fato de que a mesma máscara de sub-rede é usada para todas as sub-redes.

O VLSM (Variable Length Subnet Masks, máscaras de sub-rede de tamanho variável) permite que você use máscaras diferentes para cada sub-rede, assim, elas usam o espaço de endereço de forma eficiente.

VLSM Example

Given the same network and requirements as in Sample Exercise 2 develop a subnetting scheme with the use of VLSM, given:

netA: must support 14 hosts

netB: must support 28 hosts

netC: must support 2 hosts

netD: must support 7 hosts

netE: must support 28 host

Determine what mask allows the required number of hosts.

netA: requires a /28 (255.255.255.240) mask to support 14 hosts

netB: requires a /27 (255.255.255.224) mask to support 28 hosts

netC: requires a /30 (255.255.255.252) mask to support 2 hosts

netD*: requires a /28 (255.255.255.240) mask to support 7 hosts

netE: requires a /27 (255.255.255.224) mask to support 28 hosts

* a /29 (255.255.255.248) would only allow 6 usable host addresses

therefore netD requires a /28 mask.

The easiest way to assign the subnets is to assign the largest first. For example, you can assign in this manner:

netB: 192.168.5.0/27  host address range 1 to 30

netE: 192.168.5.32/27 host address range 33 to 62

netA: 192.168.5.64/28 host address range 65 to 78

netD: 192.168.5.80/28 host address range 81 to 94

netC: 192.168.5.96/30 host address range 97 to 98

This can be graphically represented as shown in Figure 5:

Figure 5

A Figura 5 ilustra como o VLSM ajudou a economizar mais da metade do espaço de endereço.

CIDR

O Classless Interdomain Routing (CIDR) foi introduzido para melhorar a utilização do espaço de endereços e a escalabilidade do roteamento na Internet. It was needed because of the rapid growth of the Internet and growth of the IP routing tables held in the Internet routers.

O CIDR se afasta das classes IP tradicionais (Classe A, Classe B, Classe C, etc.). In CIDR , an IP network is represented by a prefix, which is an IP address and some indication of the length of the mask. Length means the number of left-most contiguous mask bits that are set to one. Assim, a rede 172.16.0.0 255.255.0.0 pode ser representada como 172.16.0.0/16. CIDR also depicts a more hierarchical Internet architecture, where each domain takes its IP addresses from a higher level. This allows for the summarization of the domains to be done at the higher level. For example, if an ISP owns network 172.16.0.0/16, then the ISP can offer 172.16.1.0/24, 172.16.2.0/24, and so on to customers. Yet, when advertising to other providers, the ISP only needs to advertise 172.16.0.0/16.

Para obter mais informações sobre CIDR, consulte o RFC 1518 e o  RFC 1519 .

Sub-redes especiais

Sub-redes de 31 bits

Uma máscara de sub-rede de 30 bits permite quatro endereços IPv4: dois endereços de host, uma rede totalmente composta de zeros e um endereço de broadcast completo. Um link ponto-a-ponto pode ter apenas dois endereços de host. Não há necessidade real de ter os endereços de broadcast e todos os zeros com links ponto-a-ponto. Uma máscara de sub-rede de 31 bits permite exatamente dois endereços de host e elimina os endereços de broadcast e todos os endereços com zeros, conservando assim o uso de endereços IP ao mínimo para links ponto a ponto.

Consulte RFC 3021  - Uso de prefixos de 31 bits em links ponto a ponto IPv4.

A máscara é 255.255.255.254 ou /31.

A sub-rede /31 pode ser usada em links ponto-a-ponto reais, como interfaces seriais ou POS. No entanto, eles também podem ser usados em tipos de interface de broadcast, como interfaces ethernet. Se esse for o caso, verifique se há apenas dois endereços IPv4 necessários nesse segmento ethernet.

Exemplo

192.168.1.0 e 192.168.1.1 estão na sub-rede 192.168.1.0/31.

R1(config)#interface gigabitEthernet 0/1

R1(config-if)#ip address 192.168.1.0 255.255.255.254

% Warning: use /31 mask on non point-to-point interface cautiously

O aviso é impresso porque gigabitEthernet é um segmento de broadcast.

Sub-redes de 32 bits

Uma máscara de sub-rede de 255.255.255.255 (uma sub-rede /32) descreve uma sub-rede com apenas um endereço de host IPv4. Essas sub-redes não podem ser usadas para atribuir endereços a links de rede, porque elas sempre precisam de mais de um endereço por link. O uso de /32 é estritamente reservado para uso em links que podem ter apenas um endereço. O exemplo para roteadores Cisco é a interface de loopback. Essas interfaces são interfaces internas e não se conectam a outros dispositivos. Como tal, eles podem ter uma sub-rede /32.

Exemplo

interface Loopback0

ip address 192.168.2.1 255.255.255.255

Appendix

Configuração de exemplo

Routers A and B are connected via serial interface.

Router A

hostname routera

!

ip routing

!

int e 0

ip address 172.16.50.1 255.255.255.0

!(subnet 50)

int e 1 ip address 172.16.55.1 255.255.255.0

!(subnet 55)

int s 0 ip address 172.16.60.1 255.255.255.0

!(subnet 60) int s 0

ip address 172.16.65.1 255.255.255.0 (subnet 65)

!S 0 connects to router B

router rip

network 172.16.0.0

Router B

hostname routerb

!

ip routing

!

int e 0

ip address 192.168.10.200 255.255.255.240

!(subnet 192)

int e 1

ip address 192.168.10.66 255.255.255.240

!(subnet 64)

int s 0

ip address 172.16.65.2 (same subnet as router A's s 0)

!Int s 0 connects to router A

router rip

network 192.168.10.0

network 172.16.0.0

Host/Subnet Quantities Table

Class B                   Effective  Effective

# bits        Mask         Subnets     Hosts

-------  ---------------  ---------  ---------

1      255.255.128.0           2     32766

2      255.255.192.0           4     16382

3      255.255.224.0           8      8190

4      255.255.240.0          16      4094

5      255.255.248.0          32      2046

6      255.255.252.0          64      1022

7      255.255.254.0         128       510

8      255.255.255.0         256       254

9      255.255.255.128       512       126

10     255.255.255.192      1024        62

11     255.255.255.224      2048        30

12     255.255.255.240      4096        14

13     255.255.255.248      8192         6

14     255.255.255.252     16384         2

Class C                   Effective  Effective

# bits        Mask         Subnets     Hosts

-------  ---------------  ---------  ---------

1      255.255.255.128      2        126

2      255.255.255.192      4         62

3      255.255.255.224      8         30

4      255.255.255.240     16         14

5      255.255.255.248     32          6

6      255.255.255.252     64          2

*Subnet all zeroes and all ones included. These

may not be supported on some legacy systems.

*Host all zeroes and all ones excluded.

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