Rede Comptia+ N10-009 Notas: Um guia simples para IPv4

Preâmbulo: Este espaço será utilizado para sintetizar minhas anotações e ajudar a melhorar meu processo de aprendizado enquanto eu estudo para o exame de certificação CompTIA Network+ N10-009. Siga em frente para obter mais notas de rede+ e sinta -se à vontade para fazer perguntas ou, se eu entender algo errado, ofereça sugestões para corrigir qualquer erro. O objetivo principal do IP (Internet Protocol) é permitir que diferentes redes de computadores se comuniquem, formando uma rede maior chamada Internetwork. É por isso que alguns pacotes de dados, endereçados a dispositivos em redes remotas, devem ser encaminhadas através de um ou mais sistemas intermediários (como roteadores) que criam caminhos entre as redes. Nesta lição, você aprenderá os princípios básicos de como o IPv4 distingue entre os dispositivos na mesma rede local e os em redes remotas. O formato de uma redes de endereço IPv4 precisa de uma maneira de identificar exclusivamente cada rede e cada dispositivo individual ou host nessa rede. Na camada de link de dados (camada 2 do modelo OSI), uma interface de rede é identificada pelo seu MAC (Media Access Control) ou endereço de hardware. Esse tipo de endereço é usado apenas para entrega local de quadros de dados. Na camada de rede (camada 3), os endereços de origem e destino IP são usados ​​para encaminhar pacotes de dados para o destino correto. Um endereço IP fornece duas informações importantes: o ID da rede: esse número é compartilhado por todos os hosts na mesma rede IP. O ID do host: este número identifica exclusivamente um dispositivo específico dentro de uma rede. O endereço IPv4 de 32 bits Um endereço IPv4 tem 32 bits de comprimento. Em sua forma brutal e binária, parece assim: 11000110001100110110010000000001 Para facilitar o uso das pessoas, os 32 bits são divididos em quatro grupos de 8 bits, cada grupo conhecido como octeto. 11000110 00110011 01100100 00000001 Nós convertemos cada octeto em um valor decimal, separando -os com um período. Isso é chamado de notação decimal pontilhada. A conversão do exemplo acima nos dá: 198.51.100.1 Conversão binária/decimal O entendimento de como converter entre binário e decimal é crucial. Aqui está como funciona: na base 2 (binário), os dígitos podem ser apenas 0 ou 1. Os valores do local são poderes de 2: 20 = 1, 21 = 2, 22 = 4, 23 = 8, 24 = 16, 25 = 32, 26 = 64 e 27 = 128. Para converter um octeto binário como 11000110 em decimal, basta adicionar os valores do local onde há um ‘1’. Você pode usar o mesmo método para converter de decimal para binário. Por exemplo, para converter o número 51, você encontra os poderes de dois que somam 51. Você colocaria um ‘1’ nessas posições e um ‘0’ nos outros. 32+16+2+1 = 51 A representação binária seria: 00110011 Teoricamente, um endereço IPv4 pode ser qualquer valor entre 0,0.0.0 e 255.255.255.255. No entanto, alguns endereços não são permitidos ou são reservados para uso especial. Recurso recomendado: para um mergulho mais profundo em matemática binária, confira o vídeo do professor Messer: a rede mascara um endereço IP contém o ID da rede e o ID do host. No IPv4, uma máscara de rede de 32 bits (ou máscara de rede) é usada para separar essas duas partes. A máscara “esconde” a parte do ID do host, revelando apenas o ID da rede. Uma máscara de rede tem o mesmo número de bits que um endereço IPv4 (32 bits). Em qualquer lugar, há um ‘1’ binário na máscara, o bit correspondente no endereço IP faz parte do ID da rede. Os ‘1 estão em uma máscara devem sempre ser contíguos (tudo em uma linha). Valid Mask: 11111111 11111111 11111111 00000000Invalid Mask: 11111111 00000000 11111111 00000000 (The ‘1’s are not contiguous) To find the network ID of any IP address, you use a logical operation called ANDing. Quando você e dois bits juntos, o resultado é ‘1’ apenas se os dois bits originais forem ‘1’. Em todos os outros casos, o resultado é ‘0’. Esta operação permite que o computador encontre o ID da rede comparando o endereço IP com a máscara de rede. Notação de barra em vez de usar a máscara decimal pontilhada longa como 255.255.255.0, você pode usar o prefixo ou a notação de barra. O prefixo é simplesmente o número de bits definidos como ‘1’ na máscara. Portanto, uma máscara com 24 ‘1 pode ser escrita como /24. A rede pode ser referida como 198.51.100.0/24. As máscaras padrão para endereços IPv4 se alinham aos limites do octeto; portanto, os valores decimais são sempre 255 ou 0. Subnetizando o esquema de endereçamento padrão usa limites inteiros de octeto para a máscara de rede, que pode ser inflexível. A sub -rede foi criada para dividir grandes redes em peças menores e mais gerenciáveis ​​chamadas sub -redes. A sub -rede adiciona um terceiro nível hierárquico: um ID de rede, um ID de sub -rede e um ID do host. Para criar uma sub -rede, você ‘empresta’ bits da parte do host do endereço IP e os usa para o endereço da sub -rede. Isso deixa menos bits para o ID do host, o que significa que cada sub -rede terá menos endereços de host disponível. É importante lembrar que apenas uma máscara é aplicada a um endereço IP em uma interface. As redes externas continuam a abordar toda a rede por seu ID de rede original (por exemplo, 198.51.100.0/24). Os hosts dentro da rede usam a máscara de sub -rede mais longa para diferenciar entre as sub -redes. Como os ‘1 em uma máscara são sempre contíguos, cada octeto decimal em uma máscara IPv4 válido sempre será um dos seguintes valores: 0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254 ou 255. Tente memorizar esses valores para facilitar as conversões. Por exemplo, uma máscara com 14 bits teria 8 bits mais 6 bits definidos como 1. Isso daria uma máscara de: 11111111 11111100 00000000 00000000, que é 255.252.0.0 intervalos de endereço do host e transmitem o objetivo da sub -rede é criar domínios de transmissão menores, com menos de anfitriões. A chave para projetar uma sub -rede é encontrar o equilíbrio certo entre o número de sub -redes que você precisa e o número de hosts por sub -rede. Cada bit que você adiciona à máscara reduz aproximadamente o número de endereços de host disponível. Ranges de endereço do host: A /24 Rede (24 bits para o ID da rede) possui 8 bits para o ID do host, permitindo até 28-2 = 254 hosts utilizáveis. A rede A /28 (28 bits para o ID da rede) possui apenas 4 bits para o ID do host, permitindo até 24-2 = 14 hosts utilizáveis. Os dois endereços sempre inutilizáveis ​​são o endereço de rede (onde todos os bits do host são 0) e o endereço de transmissão (onde todos os bits do host são 1). Uma transmissão é um pacote enviado a todos os hosts em uma rede ou sub -rede. O endereço de transmissão é sempre o último endereço em qualquer rede ou sub -rede. O gateway padrão quando um host deseja se comunicar com outro dispositivo, ele primeiro verifica se o destino está em sua rede local. Faz isso comparando os IDs de rede de seu próprio endereço IP e o endereço IP do destino. Se os IDs de rede corresponderem, o host sabe que o destino está na mesma rede local e enviará o pacote diretamente para ele. Se os IDs de rede não corresponderem, o host sabe que o destino está em uma rede diferente. Em seguida, envia o pacote para o seu gateway padrão. O gateway padrão é um roteador configurado com caminhos para redes remotas. O roteador usa então sua própria tabela de roteamento para determinar o melhor caminho para o pacote. Se o roteador não conseguir encontrar um caminho, ele solta o pacote e notifica o host. O endereço IP do gateway padrão pode ser qualquer endereço de host utilizável, mas por convenção, normalmente é o primeiro ou último endereço utilizável na sub -rede. Configuração da interface IP no Windows e Linux Todos os adaptadores de rede precisam de um endereço IP, uma máscara de sub -rede e um gateway padrão. Também geralmente é configurado com os endereços dos servidores DNS (sistema de nome de domínio), que traduzem nomes de domínio (como Google.com) em endereços IP. A configuração de IP pode ser estática (atribuída manualmente) ou dinâmica (atribuída automaticamente por um servidor usando DHCP). No Windows: o primeiro adaptador Ethernet geralmente é chamado de “Ethernet”. Você pode configurar interfaces usando a GUI (através do applet de conexões de rede ou configurações do Windows). Você também pode usar a ferramenta Legacy Command Prompt NETSH. Interface Netsh IP Set Endereço “Ethernet” DHCP (Define o adaptador para usar o endereço do conjunto de conjuntos IP do DHCP) NETSH “Ethernet” estático 198.51.100.17 255.255.255.240 198.51.100.30 (Sets agora está estático, máscara e gateway) para scripts, podehhhhhhhhhh New-Netipaddress e Set-Netipaddress. No Linux: as interfaces geralmente são nomeadas ETH0, ETH1, etc. A configuração pode ser diferente, dependendo da distribuição. A configuração persistente (a que sobrevive a uma reinicialização) é separada da configuração em execução. Historicamente, as configurações persistentes foram editadas no arquivo/etc/rede/interfaces usando comandos ifup e ifdown. Muitas distribuições modernas usam o NetworkManager ou SystemD-Networkd. O Ubuntu, por exemplo, usa o NetPlan, que simplifica a configuração com os arquivos YAML. Agora você tem uma sólida compreensão do endereço IPv4. A maneira mais eficaz de fazer com que esses conceitos permaneçam é praticá -los! Pegue uma caneta e papel ou abra uma calculadora e tente converter mais alguns endereços IP de binário para decimal e voltar novamente. Ao se preparar para o exame CompTIA Network+, lembre -se de que todo conceito complexo de rede é construído sobre essas idéias fundamentais. Continue construindo esse conhecimento e você estará no caminho para se tornar um profissional de rede.

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