O que acontecerá se o endereço de gateway padrão estiver configurado incorretamente em um host *?

Ao configurar o protocolo TCP/IP em uma estação de trabalho com sistema operacional Microsoft Windows, um endereço IP, uma máscara de sub-rede e, às vezes, um gateway padrão são necessários para determinar as configurações de TCP/IP.

Para configurar o TCP/IP corretamente, é necessário compreender como as redes TCP/IP são tratadas e divididas em redes e sub-rede. Esta solução serve como uma introdução geral aos conceitos de redes IP e sub-redes. Um glossário é incluído no final do artigo.

O sucesso do TCP/IP como o protocolo de rede da Internet deve-se principalmente a sua capacidade em conectar juntas redes de diferentes tamanhos e sistemas de diferentes tipos. Estas redes são arbitrariamente definidas em três classes principais (junto com outras) que têm tamanhos pré-definidos. Cada classe pode ser dividida em subredes menores (subnets) por administradores de sistema. Uma máscara de sub-rede é usada para dividir um endereço IP em duas partes. Uma parte identifica o host (estação de trabalho); a outra parte identifica a rede à qual ela pertence. Para entender melhor como os Endereços IP e as Máscaras de sub-rede funcionam, veja a seção Endereços IP abaixo e veja como está organizada.

Endereços IP: redes e hosts

Um endereço IP é um número de 32 bits que identifica exclusivamente um host (estação de trabalho ou outro dispositivo, como uma impressora ou roteador) em uma rede TCP/IP.

Os Endereços IP normalmente são expressos no formato decimal com separador de ponto, com 4 números separados por pontos, como por exemplo 192.168.123.132. Para compreender como as máscaras de sub-rede são usadas para distinguir entre hosts, redes e sub-redes, examine um endereço IP na notação binária.

Por exemplo, o endereço IP no formato decimal com ponto 192.168.123.132 é (em notação binária) o número de 32 bits 110000000101000111101110000100. Esse número pode ser difícil de compreender, portanto, é dividido em 4 partes de 8 dígitos binários.

Essas seções de oito bits são conhecidas como octetos. O Endereço IP do exemplo passa então a ser 11000000.10101000.01111011.10000100. Esse número é apenas um pouco mais compreensível, portanto, para usos mais comuns, o endereço binário é convertido no formato decimal com pontos (192.168.123.132). Os números decimais separados com pontos são os octetos convertidos de notação binária para decimal.

Para que uma área de longa distância (WAN) TCP/IP funcione corretamente como uma coleção de redes, os roteadores que transmitem pacotes de dados entre as redes não sabem o local exato de um host para o qual um pacote de informações é destinado. Os roteadores sabem apenas de qual rede o host é membro e usam as informações armazenadas nessa tabela de rota para determinar como obter o pacote para a rede do host de destino. Depois de ser entregue à rede de destino, o pacote é entregue ao host apropriado.

Para que esse processo funcione, um endereço IP possui duas partes. A primeira parte do endereço é usada como um endereço de rede; a segunda parte como um endereço de host. Se você pegar o exemplo 192.168.123.132 e dividi-lo nessas duas partes, obterá o seguinte:

192.168.123. Rede .132 host ou 192.168.123.0 - endereços de rede. 0.0.0.132 - endereços de host.

Máscara de sub-rede

O segundo item, necessário para o TCP/IP funcionar, é a Máscara de sub-rede, utilizada pelo protocolo TCP/IP para determinar se um host está na sub-rede local ou em uma rede remota.

Em TCP/IP, as partes do endereço IP usadas como os endereços de rede e de host não são corrigidas, portanto, os endereços de rede e host acima não podem ser determinados a não ser que você tenha mais informações. Essas informações são fornecidas em outro número de 32 bits chamado de máscara de sub-rede. Neste exemplo, a Máscara de sub-rede é 255.255.255.0. Não é óbvio o significado deste número a menos que você saiba que 255 em notação binária equivale a 11111111; portanto, a Máscara de sub-rede é:

11111111.11111111.11111111.0000000

Ao alinhar o endereço IP e a máscara de sub-rede juntos, as partes de rede e de host do endereço poderão ser separadas:

Endereço IP (192.168.123.132) 11000000.10101000.01111011.10000100
Máscara de sub-rede (255.255.255.0) 11111111.11111111.11111111.00000000

Os primeiros 24 bits (a quantidade de números um na máscara de sub-rede) são identificados como o endereço da rede, com os últimos 8 bits (quantidade de zeros restantes na máscara de sub-rede) identificados como endereço do host. Isso fornece o seguinte:

Endereço de rede (192.168.123.0) 11000000.10101000.01111011.00000000
Endereço de host (000.000.000.132) 00000000.00000000.00000000.10000100

Então, você agora sabe com esse exemplo que utiliza uma Máscara de sub-rede 255.255.255.0, que a ID da rede é 192.168.123.0, e o endereço do host é 0.0.0.132. Se um pacote chega na sub-rede 192.168.123.0 (da sub-rede local ou de uma rede remota) e tem um endereço de destino de 192.168.123.132, a estação de trabalho recebe-o da rede e processa-o.

Quase todas as Máscaras de sub-rede são convertidas em números binários que são todos números um à esquerda e todos zero à direita. Algumas outras Máscaras de sub-rede comuns são:

Internet RFC 1878, disponível no website InterNIC, descreve as sub-redes e Máscaras de sub-rede válidas que podem ser utilizadas em redes TCP/IP. Consulte os Itens relacionados abaixo para obter informações adicionais.

Classes de rede

Os endereços na Internet são alocados pela InterNIC, a organização que administra a Internet. Esses endereços IP são divididos em classes. As classes mais comuns são A, B e C. As classes D e E existem, mas geralmente não são usadas pelos usuários finais. Cada uma das classes de endereço apresenta uma máscara de sub-rede padrão diferente. É possível identificar a classe de um endereço IP pelo seu primeiro octeto. A seguir estão os intervalos de endereços na Internet das Classes A, B e C. Há um exemplo para cada um:

• As redes Classe A utilizam uma máscara de sub-rede padrão 255.0.0.0 e têm 0-126 como seu primeiro octeto. O endereço 10.52.36.11 é da Classe A. Seu primeiro octeto é 10, que está entre 1 e 126, inclusive.
• As redes Classe B utilizam uma máscara de sub-rede padrão 255.255.0.0 e têm 128-191 como seu primeiro octeto. O endereço 172.16.52.63 é da Classe B. Seu primeiro octeto é 172, que está entre 128 e 191, inclusive.
• As redes Classe C utilizam uma máscara de sub-rede padrão 255.255.255.0 e têm 192-223 como seu primeiro octeto. O endereço 194.168.123.132 é da Classe C. Seu primeiro octeto é 192, que está entre 192 e 223, inclusive.

Em alguns casos, os valores padrão da Máscara de sub-rede não atendem às necessidades da organização devido à topologia física da rede, ou porque o número de redes (ou hosts) não atendem às restrições da Máscara de sub-rede padrão. A seção seguinte explica como as redes podem ser divididas utilizando-se as Máscaras de sub-rede.

Sub-rede

Uma rede TCP/IP da Classe A, B ou C pode ser subdividida em sub-redes por um administrador de sistema. Isso torna-se necessário à medida que você reconcilia o esquema lógico de endereços da Internet (o mundo abstrato de endereços IP e sub-redes) com as redes físicas usadas pelo mundo real.

Um administrador de sistema para o qual foi alocado um bloco de endereços IP pode estar administrando redes que não são organizadas de maneira que se adaptem facilmente a esses endereços. Por exemplo, você possui uma rede de longa distância com 150 hosts nas três redes (em cidades diferentes) conectadas por um roteador TCP/IP. Cada uma dessas três redes possui 50 hosts. Foi alocado para você a rede da Classe C 192.168.123.0. (Para ilustrar, esse endereço é realmente de um intervalo que não está alocado na Internet.) Isso significa que você pode usar os endereços 192.168.123.1 a 192.168.123.254 para os 150 hosts.

Dois endereços que não podem ser usados em seu exemplo são 192.168.123.0 e 192.168.123.255, pois os endereços binários com uma parte dos números um e zero do host são inválidos. O endereço zero é inválido porque é usado para especificar uma rede sem especificar um host. O endereço 255 (em notação binária, um endereço de host com números um) é usado para transmitir uma mensagem para cada host em uma rede. Lembre-se apenas de que o primeiro e o último endereços em qualquer rede ou sub-rede não podem ser atribuídos a qualquer host individual.

Agora, você poderá fornecer endereços IP a 254 hosts. Isso funcionará bem se as 150 estações de trabalho estiverem em uma única rede, entretanto, elas estão em três redes físicas separadas. Em vez de solicitar mais blocos de endereços para cada rede, divida sua rede em sub-redes que permitam usar um bloco de endereços em várias redes físicas.

Neste caso, divida sua rede em quatro sub-redes utilizando uma Máscara de sub-rede que aumente o endereço de rede e diminua a possível variação de endereços de host. Em outras palavras, você está obtendo alguns bits normalmente usados para o endereço do host e usando-os para a parte do endereço da rede. A Máscara de sub-rede 255.255.255.192 lhe fornece quatro redes com 62 hosts cada. Isso funciona porque em notação binária, 255.255.255.192 é o mesmo que 1111111.11111111.1111111.11000000. Os dois primeiros dígitos do último octeto tornam-se os endereços de rede, portanto, você obtém as redes adicionais 00000000 (0), 01000000 (64), 10000000 (128) e 11000000 (192). (Alguns administradores utilizam apenas duas das sub-redes, usando 255.255.255.192 como Máscara de sub-rede. Para obter mais informações sobre este tópico, consulte o RFC 1878.) Nessas quatro redes, os últimos 6 dígitos binários podem ser usados para endereços de host.

Utilizar uma máscara de sub-rede 255.255.255.192 transforma sua rede 192.168.123.0 em quatro redes 192.168.123.0, 192.168.123.64, 192.168.123.128 e 192.168.123.192. Essas quatro redes terão endereços de host válidos:

192.168.123.1-62 192.168.123.65-126 192.168.123.129-190 192.168.123.193-254

Lembre-se, novamente, de que os endereços de host binários com todos os números um ou todos os números zero são inválidos e, portanto, você não poderá usar endereços com o último octeto de 0, 63, 64, 127, 128, 191, 192 ou 255.

Poderá ver como isso funciona examinando os dois endereços de host 192.168.123.71 e 192.168.123.133. Se você usou a Máscara de sub-rede padrão de classe C 255.255.255.0, ambos os endereços estão na rede 192.168.123.0. No entanto, se você utiliza a Máscara de sub-rede 255.255.255.192, os endereços estão em redes diferentes; 192.168.123.71 está na rede 192.168.123.64, 192.168.123.133 está na rede 192.168.123.128.

Gateways padrão

Se uma estação de trabalho TCP/IP precisar comunicar-se com um host em outra rede, geralmente ela se comunicará por meio de um dispositivo denominado roteador. Com relação ao TCP/IP, um roteador especificado em um host, o qual vincula a sub-rede do host às outras redes, é denominado gateway padrão. Esta seção explica como o TCP/IP determina se envia ou não pacotes ao seu gateway padrão para alcançar outra estação de trabalho ou dispositivo na rede.

Quando um host tenta se comunicar com outro dispositivo que utiliza TCP/IP, este executa um processo de comparação utilizando a Máscara de sub-rede definida e o Endereço IP de destino versus a Máscara de sub-rede e seu próprio Endereço IP. O resultado dessa comparação informa à estação de trabalho se o destino é um host local ou um host remoto.

Se o resultado desse processo determinar que o destino deve ser um host local, a estação de trabalho simplesmente enviará o pacote para a sub-rede local. Se o resultado da comparação determinar que o destino deve ser um host remoto, a estação de trabalho encaminhará o pacote para o gateway padrão definido em suas propriedades TCP/IP. Desse modo, o roteador será o responsável pelo encaminhamento do pacote para a sub-rede correta.

Solução de problemas

Os problemas da rede TCP/IP geralmente são causados por configuração incorreta das três entradas principais nas propriedades TCP/IP das estações de trabalho. Ao compreender como os erros na configuração TCP/IP afetam as operações da rede, você poderá resolver a maioria dos problemas comuns de TCP/IP.

Máscara de sub-rede incorreta: Se uma rede utilizar uma Máscara de sub-rede diferente da máscara padrão para sua classe de endereço, e um cliente ainda estiver configurado com a Máscara de sub-rede padrão para a classe do endereço, a comunicação falha em algumas redes próximas mas não nas redes que ficam distantes. Como exemplo, se você criar quatro sub-redes (como no exemplo de sub-redes), mas utilizar a Máscara de sub-rede incorreta 255.255.255.0 em sua configuração TCP/IP, os hosts não podem determinar se algumas estações de trabalho estão em sub-redes diferentes das suas. Quando isso acontece, os pacotes destinados aos hosts em diferentes redes físicas que fazem parte do mesmo endereço da Classe C não são enviados a um gateway padrão para entrega. Esse sintoma comum ocorre quando uma estação de trabalho pode se comunicar com os hosts que estão em sua rede local e com todas as redes remotas exceto aquelas que estão próximas e que tenham o mesmo endereço da Classe A, B ou C. Para resolver o problema, basta digitar a máscara de sub-rede correta na configuração TCP/IP para esse host.

Endereço IP incorreto: se você colocar juntas estações de trabalho com endereços IP que deveriam estar em sub-redes separadas em uma rede, elas não poderão se comunicar. Elas tentarão enviar pacotes umas às outras por meio de um roteador que consegue encaminhá-los corretamente. Um sintoma desse problema é uma estação de trabalho que consegue se comunicar com os hosts em redes remotas, porém não consegue se comunicar com algumas ou todas as estações de trabalho em sua rede local. Para corrigir esse problema, assegure-se de que todas as estações de trabalho na mesma rede física tenham endereços IP na mesma sub-rede IP. Se você ficar sem endereços IP em um único segmento de rede, haverá soluções que irão além do escopo deste artigo.

Gateway padrão incorreto: uma estação de trabalho configurada com um gateway padrão incorreto pode comunicar-se com hosts em seu próprio segmento de rede, porém não conseguirá comunicar-se com hosts em algumas ou todas as redes remotas. Se uma única rede física tiver mais de um roteador e o roteador incorreto for configurado como um gateway padrão, um host poderá comunicar-se com algumas redes remotas, mas não com outras. Esse problema é comum quando uma organização tem um roteador para uma rede TCP/IP interna e outro roteador conectado à Internet.

Duas referências em TCP/IP comumente encontradas são:

OBSERVAÇÃO:É altamente recomendável que um administrador de sistema responsável pelas redes TCP/IP tenha pelo menos uma dessas referências disponíveis.

• TCP/IP Ilustrada, Volume 1: Os Protocolos , Richard Stevens, Addison Wesley, 1994
• Internetworking (trabalhando na internet) com TCP/IP, Volume 1: Princípios, Protocolos e Arquitetura , Douglas E. Comer, Prentice Hall, 1995

Glossário

Endereço de difusão - Um endereço IP em que toda uma parte do host contém números um.

Host - Uma estação de trabalho ou outro dispositivo em uma rede TCP/IP.

Internet - A coleção de redes globais que estão conectadas juntas e compartilham um intervalo comum de endereços IP.

InterNIC - A organização responsável pela administração de endereços IP na Internet.

IP - O protocolo de rede usado para enviar pacotes da rede por meio de uma rede TCP/IP ou da Internet.

Endereço IP - Um endereço exclusivo de 32 bits para um host em uma rede TCP/IP ou rede de Internet.

Rede - O termo rede tem dois significados neste artigo. Primeiro, é um grupo de estações de trabalho em um único segmento de rede física; segundo, é um intervalo de endereços de rede IP alocado por um administrador de sistema.

Endereço de rede - Um endereço IP em que toda uma parte do host contém números zero.

Octeto - Um número de 8 bits, dos quais 4 consistem em um endereço IP de 32 bits. Ele possui um intervalo de 00000000 a 11111111 que corresponde aos valores decimais de 0 a 255.

Pacote - Uma unidade de dados transmitidos por meio de uma rede TCP/IP ou de uma rede de longa distância.

RFC (Request for Comment) - Um documento usado para definir padrões na Internet.

Roteador - Um dispositivo que transmite o tráfego da rede entre redes de IP diferentes.

Máscara de sub-rede - Um número de 32 bits usado para distinguir as partes da rede e do host de um endereço IP.

Sub-rede - Uma rede menor criada ao dividir uma rede maior em partes iguais.

TCP/IP - Usado amplamente, é o conjunto de protocolos, padrões e utilitários normalmente usados na Internet e em redes grandes.

Rede de longa distância (WAN) - Uma rede grande que é uma coleção de redes menores separadas por roteadores. A Internet é um exemplo de uma WAN muito grande.