Por dentro do IP: os 32 bits (Internet)

A máscara de rede e os cálculos de faixas de endereços só fazem sentido quando se entende que um endereço IPv4 é, na verdade, um único número de 32 bits. Sem essa base, essas configurações se tornam regras decoradas, difíceis de aplicar quando um caso foge do habitual.

O endereço IP é um único número

Um bit é a menor unidade de informação de um computador e só pode valer 0 ou 1. O endereço 192.168.1.20 é uma sequência de 32 bits escrita de forma legível. Os bits são separados em quatro grupos de 8, chamados octetos, e cada grupo é convertido em um número decimal:

• o octeto 11000000 corresponde a 192;
• o octeto 10101000 corresponde a 168;
• o octeto 00000001 corresponde a 1;
• o octeto 00010100 corresponde a 20.

Os pontos servem apenas para facilitar a leitura. Para o computador, o endereço é uma sequência contínua de 32 zeros e uns.

Por que cada octeto vai de 0 a 255

Com 8 bits, existem 256 combinações possíveis, porque cada bit acrescentado dobra a quantidade de combinações: 2 elevado a 8 é igual a 256. A menor combinação é 00000000, que vale 0, e a maior é 11111111, que vale 255. Por isso, um endereço como 192.168.1.300 não existe, já que não é possível representar o número 300 com 8 bits.

Como um octeto se converte em número decimal

Cada posição do octeto tem um valor fixo. Da esquerda para a direita, os valores são 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2 e 1. Para converter o octeto em número decimal, somam-se os valores das posições que estão em 1:

• no octeto 11000000, as duas primeiras posições estão em 1, e a soma de 128 com 64 resulta em 192;
• no octeto 10101000, estão em 1 as posições de 128, 32 e 8, que somam 168;
• no octeto 00010100, estão em 1 as posições de 16 e 4, que somam 20;
• no octeto 11111111, todas as posições estão em 1, e a soma é 255;
• no octeto 00000000, nenhuma posição está em 1, e o valor é 0.

Do decimal para o binário

O caminho inverso usa os mesmos valores. As posições são percorridas da esquerda para a direita. Quando o valor da posição cabe no número que resta, a posição recebe 1 e o valor é subtraído. Quando o valor não cabe, a posição recebe 0. Para converter o número 20:

1. Os valores 128, 64 e 32 não cabem em 20, e as três primeiras posições recebem 0.
2. O valor 16 cabe em 20, a posição recebe 1, e restam 4.
3. O valor 8 não cabe em 4, e a posição recebe 0.
4. O valor 4 cabe em 4, a posição recebe 1, e não resta nada.
5. As posições de 2 e de 1 recebem 0.

O resultado é 00010100. A calculadora do Windows, no modo Programador, faz essa conversão automaticamente e é útil para conferir os cálculos.

O início identifica a rede e o fim identifica o equipamento

Os 32 bits se dividem em duas partes. O início identifica a rede, e o fim identifica o equipamento dentro dela. Na filial 01, o servidor da loja, com o endereço 192.168.1.10, e o caixa 01, com o endereço 192.168.1.20, têm os primeiros 24 bits idênticos, correspondentes a 192.168.1. Esses 24 bits formam a parte da rede, comum a todos os equipamentos da loja. Os últimos 8 bits, correspondentes ao último número, distinguem um equipamento do outro.

O ponto de divisão entre as duas partes é medido em bits, e não em números inteiros do endereço. Esse ponto pode cair exatamente entre dois octetos, como no exemplo da loja, ou no meio de um octeto. A configuração que informa onde fica o ponto de divisão é a máscara.