Máscara de Sub-rede

Muitas vezes, podemos querer dividir a nossa rede (de uma empresa, por exemplo) em várias redes menores (lembre-se do problema dos dois laboratórios que citamos anteriormente). Esse processo é denominado criação de sub-redes, que trará como benefício um tráfego de rede reduzido, administração simplificada e melhor desempenho da rede, além de diminuir o desperdício de endereços IP.

Vamos ver um exemplo do uso de máscara de rede e também de criação de sub-redes. Suponha que você tenha uma empresa formada por quatro setores (atendimento, suporte, financeiro e gerência) e que lá exista uma única rede de computadores que usa uma das faixas de endereços reservadas para rede privada: a rede 192.168.1.0/24 (uma rede de classe C). O /24 é outra forma de representar a máscara 255.255.255.0, pois ele indica o numero de bits 1 na máscara. Essa rede, com essa máscara, é composta dos seguintes endereços: 192.168.1.0 até o 192.168.1.255, ou seja, 256 IPs. Porém, não poderemos usar nem o primeiro nem o último endereço (192.168.1.0 e o 192.168.1.255), pois eles são usados para representar a própria rede e o endereço de broadcast, respectivamente. Mas o que isso significa? Bem, o endereço de rede identifica toda a rede, conforme já falamos anteriormente, ou seja, todos os hosts da rede, e o endereço de broadcast é usado quando se deseja enviar informações para todos os hosts na rede. Desse modo, temos na verdade 254 endereços disponíveis.

Com o passar do tempo, você decide separar a sua rede por setor, fazendo com que cada setor tenha sua própria rede. Então, como faremos essa divisão? Bem, nós precisaremos modificar a máscara de rede. Como você viu na Tabela 3, uma rede de classe C, tem na sua máscara padrão, 24 bits definidos como 1 em binário, o que em decimal seria: 255.255.255.0. Para criarmos as sub-redes, precisaremos pegar alguns bits da parte de host e colocarmos na parte de rede. Na literatura, é comum usar o termo “pegar emprestado” bits para criarmos as sub-redes. Mas, como saberemos quantos bits são necessários? Veja, se pegarmos um bit faremos $2^1$ = 2 sub-redes, se pegarmos 2 bits faremos $2^2$ = 4 e se pegarmos 3 bits teremos $2^3$ = 8 sub-redes e assim por diante.

No nosso exemplo, como queremos criar 4 sub-redes, devemos pegar emprestado 2 bits da parte de host, que antes tinha 8 bits para endereçar os hosts, dando um total de 256 endereços, e agora ficará apenas com 6 bits e um total de 64 endereços (26). Desse modo, a máscara de rede que tinha 24 bits definidos em 1 ficará agora com 26 bits em 1. Na Figura 2, a parte na cor cinza representa a parte de rede do endereço IP, a parte verde representa as 4 sub-redes possíveis usando dois bits e a parte amarela é a parte usada para endereçar os hosts de cada sub-rede. Como temos 6 bits, teremos um total de $2^6$ IPs por sub-rede, mas lembre-se de que não podemos usar nem o primeiro nem o último IP de cada sub-rede, conforme mostramos antes, por se tratarem do endereço de rede e de broadcast. Deixando 62 endereços disponíveis $(2^{6} - 2)$

A Tabela 4 mostra as variações de IPs possíveis, representados em decimal, para cada sub-rede. Lembre-se de que cada endereço de rede tem 4 bytes, de modo que os endereços das sub-redes são: 192.168.1.0, 192.168.1.64, 192.168.1.128 e 192.168.1.192. Observe também que cada rede agora tem apenas 64 endereços (incluindo os de rede e broadcast). Isso é natural, pois criar as sub-redes não aumenta os endereços disponíveis.

Tabela 4 – Endereços das 4 sub-redes em decimal

É importante observar que a máscara de sub-redes funciona de maneira hierárquica e é normalmente aplicada internamente em uma organização. Isso quer dizer que para o exterior, a rede continua sendo vista como uma rede /24, mas internamente é vista como várias sub-redes /26. Com isso, os roteadores de fora da organização só precisam saber para onde enviar pacotes para a rede 192.168.1.0/24, enquanto que os roteadores de dentro da organização tomam conhecimento dos outros 2 bits que foram emprestados para a criação das 4 sub-redes e encaminham o pacote para sua rede final. Dessa maneira, roteadores diferentes consideram um número de bits diferentes para a parte de rede.

Para entender melhor, faça uma analogia com o sistema de entrega de cartas e encomendas por correio. As cartas são normalmente encaminhadas para uma central de processamento no estado de destino e de lá encaminhadas para a cidade de destino. Para centrais de processamento em outros estados, a única informação relevante é o estado de destino (os primeiros 24 bits usados), enquanto que para centrais dentro do estado de destino, a informação relevante é a cidade de destino (os 2 bits que foram emprestados da parte de host).