Endereço de rede e broadcast (Internet)

Nem todos os endereços de uma faixa podem ser atribuídos a equipamentos, porque o primeiro e o último têm funções reservadas. Saber identificar esses dois endereços evita configurações inválidas e permite calcular corretamente quantos equipamentos cabem em uma rede.

O primeiro endereço: o endereço de rede

Quando todos os bits da parte do equipamento valem 0, o endereço representa a própria rede, e não um equipamento. Esse endereço é o resultado da aplicação da máscara a qualquer endereço da faixa. Assim, o endereço 192.168.1.0/24 identifica a rede da filial 01, e o endereço 192.168.0.0/24 identifica a rede da matriz. É essa forma que aparece nas tabelas de rotas.

O último endereço: o broadcast

Quando todos os bits da parte do equipamento valem 1, o endereço significa todos os equipamentos da rede ao mesmo tempo. Na filial 01, esse endereço é 192.168.1.255. Um broadcast é uma mensagem enviada a todos os equipamentos da rede local de uma só vez. O broadcast é usado quando um equipamento precisa fazer uma pergunta sem saber a quem dirigi-la.

A ideia de broadcast existe em dois níveis. Na rede local, um quadro de broadcast tem como destino o endereço MAC reservado para todos os equipamentos, e o switch envia esse quadro por todas as portas. No endereço IP, o broadcast da rede é o último endereço da faixa. Existe também o endereço 255.255.255.255, que significa todos os equipamentos da rede local e é usado por quem ainda não conhece a própria rede. Dois exemplos:

• o ARP usa um quadro de broadcast para perguntar qual equipamento tem determinado endereço IP e, assim, descobrir o endereço MAC correspondente;
• o DHCP, quando um computador acaba de ser ligado e ainda não tem endereço, envia ao endereço 255.255.255.255, também dentro de um quadro de broadcast, a pergunta sobre a existência de algum servidor capaz de fornecer uma configuração de rede.

O broadcast fica restrito à rede local. Em regra, o roteador não encaminha o broadcast para outras redes.

A faixa de uma rede /24

Em uma rede /24, como a da filial 01, os endereços se distribuem da seguinte forma:

• 192.168.1.0 é o endereço de rede, que não pode ser atribuído a um equipamento;
• 192.168.1.1 é o primeiro endereço utilizável, frequentemente atribuído ao roteador;
• os endereços de 192.168.1.2 a 192.168.1.253 ficam disponíveis para os equipamentos;
• 192.168.1.254 é o último endereço utilizável, que alguns roteadores também adotam;
• 192.168.1.255 é o endereço de broadcast, que também não pode ser atribuído a um equipamento.

Por que se subtraem dois endereços

De todos os endereços de uma faixa, dois são reservados: o primeiro, que identifica a rede, e o último, que é o broadcast. Por isso, a quantidade de endereços utilizáveis é o total menos 2. Em uma rede /26, por exemplo, são 64 endereços no total e 62 utilizáveis. Os totais e os utilizáveis por prefixo são:

• /24: 256 endereços, dos quais 254 são utilizáveis;
• /25: 128 endereços, dos quais 126 são utilizáveis;
• /26: 64 endereços, dos quais 62 são utilizáveis;
• /27: 32 endereços, dos quais 30 são utilizáveis;
• /28: 16 endereços, dos quais 14 são utilizáveis;
• /29: 8 endereços, dos quais 6 são utilizáveis;
• /30: 4 endereços, dos quais 2 são utilizáveis, quantidade suficiente para ligar dois roteadores entre si.

Há duas exceções. O prefixo /31 pode ser usado em ligações diretas entre dois equipamentos, sem endereço de rede nem de broadcast. O prefixo /32 representa um único endereço.

Como calcular a faixa de qualquer rede

Para um endereço com prefixo diferente de /8, /16 ou /24, o cálculo segue estes passos:

1. Identifica-se o octeto em que ocorre o corte, que é o primeiro octeto da máscara com valor diferente de 255.
2. Calcula-se o tamanho do bloco: 256 menos o valor da máscara nesse octeto.
3. O endereço de rede é o maior múltiplo do bloco que não ultrapassa o valor do endereço nesse octeto, e os octetos seguintes valem 0.
4. O broadcast é o endereço de rede somado ao tamanho do bloco, menos 1, com os octetos seguintes em 255.
5. Os endereços utilizáveis vão do endereço de rede mais 1 até o broadcast menos 1.
6. A quantidade de endereços utilizáveis é 2 elevado ao número de bits da parte do equipamento, que é 32 menos o prefixo, descontados os dois endereços reservados.

Primeiro exemplo, o endereço 192.168.1.70/26:

• a máscara é 255.255.255.192, e o corte ocorre no quarto octeto;
• o bloco tem 256 menos 192, ou seja, 64 endereços;
• o maior múltiplo de 64 que não ultrapassa 70 é 64, e o endereço de rede é 192.168.1.64;
• o broadcast é 64 mais 64, menos 1, ou seja, 192.168.1.127;
• os endereços utilizáveis vão de 192.168.1.65 a 192.168.1.126;
• são 2 elevado a 6, menos 2, ou seja, 62 endereços utilizáveis.

Segundo exemplo, o endereço 172.16.37.10/20:

• a máscara é 255.255.240.0, e o corte ocorre no terceiro octeto;
• o bloco tem 256 menos 240, ou seja, 16;
• o maior múltiplo de 16 que não ultrapassa 37 é 32, e o endereço de rede é 172.16.32.0;
• o broadcast é 32 mais 16, menos 1, ou seja, 47 no terceiro octeto, com o último octeto em 255, o que resulta em 172.16.47.255;
• os endereços utilizáveis vão de 172.16.32.1 a 172.16.47.254;
• são 2 elevado a 12, menos 2, ou seja, 4.094 endereços utilizáveis.