Quando usamos redes seriais como o PROFIBUS e o ASi temos um endereçamento simples e a interligação entre redes, troca de dados entre CPUs e outras funções precisa ser realizada via gateways, acopladores e outros dispositivos. Em redes que utilizam o padrão Ethernet temos a enorme vantagem de interoperabilidade, transparência e alto potencial de conectividade. Porém, não é seguro que esta conectividade e transparência seja indiscriminada e descontrolada, ou seja, todos os dispositivos acessam e trocam dados com todos. A fim de segmentar as redes logicamente a configuração do endereço de IP sempre é acompanhada da configuração de máscara de sub-rede e gateway. Vamos falar um pouco destes dois termos.
Máscara de sub-rede
Uma máscara de sub-rede é um número de 32 bits (no caso do IPv4) usado para dividir uma rede IP em sub-redes menores que, em conjunto, identificarão hosts e redes. Essa divisão é feita para melhorar a organização, a segurança e a eficiência da rede.
A máscara de sub-rede funciona como um filtro (máscara) que separa os bits do endereço IP em duas partes: a parte da rede e a parte do host. A parte da rede identifica a sub-rede à qual o dispositivo pertence, enquanto a parte do host identifica o dispositivo específico dentro dessa sub-rede.
A máscara de sub-rede é representada da mesma forma que um endereço IP, com quatro conjuntos de números separados por pontos (por exemplo, 255.255.255.0). Quando aplicada a um endereço IP usando a operação lógica AND, ela revela o endereço de rede. Por exemplo:
Exemplo 1: suponha que temos um endereço IP e uma máscara de sub-rede, como mostrado abaixo
Endereço IP: 192.168.1.35
Máscara de sub-rede: 255.255.255.0
Para encontrar o endereço de rede, aplicamos a operação lógica AND entre o endereço IP e a máscara de sub-rede:
192.168.1.35 -> 11000000.10101000.00000001.00100011 (binário)
255.255.255.0 -> 11111111.11111111.11111111.00000000 (binário)
————————————————– (AND)
192.168.1.0 -> 11000000.10101000.00000001.00000000 (binário)
Resultado:
Endereço IP: 192.168.1.35
Máscara: 255.255.255.0
Endereço da rede: 192.168.1.0
Endereço de broadcast: 192.168.1.255
Quantidade de endereços úteis: 254 (não endereçamos dispositivos no endereço da rede e tampouco no endereço de broadcast)
Exemplo 2: suponha que temos um endereço IP e uma máscara de sub-rede, como mostrado abaixo
Endereço IP: 10.1.45.62
Máscara de sub-rede: 255.255.0.0
Neste exemplo, a máscara de sub-rede tem 16 bits de rede e 16 bits de host:
10.1.45.62 -> 00001010.00000001.00101101.00111110 (binário)
255.255.0.0 -> 11111111.11111111.00000000.00000000 (binário)
———————————————— (AND)
10.1.0.0 -> 00001010.00000001.00000000.00000000 (binário)
Resultado:
Endereço IP: 10.1.45.62
Máscara: 255.255.0.0
Endereço da rede: 10.1.0.0
Endereço de broadcast: 10.1.255.255
Quantidade de endereços úteis: 65.534
Os endereços IP e as máscaras de sub-rede trabalham em conjunto para garantir que os dispositivos em uma rede possam se comunicar corretamente e de maneira organizada. Eles ajudam a determinar a qual sub-rede um dispositivo pertence e como os dados devem ser roteados entre as sub-redes.
Classless Inter-Domain Routing
Máscaras de sub-rede são comumente descritas conforme notação CIDR (Classless Inter-Domain Routing), por esta razão é importante estar habituado a terminologia. Ao invés de utilizar o endereçamento do dispositivo como 192.168.0.40 com máscara de sub-rede 255.255.255.0 pode utilizar 192.168.0.40/24, onde /24 significa o mesmo que 255.255.255.0. Esta conversão fica mais fácil quando usamos a máscara como binário. Neste exemplo dada a máscara é 11111111. 11111111. 11111111.0000000 (24 “1”s). Outro exemplo para a máscara 255.252.0.0 ou 11111111. 11111100. 0000000.0000000 que pode ser representada por /14.
Gateway
Ok, entendido sobre máscara. Mas e o gateway, onde ele entra? Agora ficou mais fácil.
O gateway em redes ethernet, popularmente conhecido por router/roteador, é responsável pelo roteamento de pacotes entre diferentes sub-redes e pode ser um switch, por exemplo. Em ambientes domésticos e alguns comerciais o gateway é o próprio equipamento fornecido pelo provedor de internet que tem o papel de rotear pacotes entre a rede doméstica (doméstica) e a internet (pública).
No âmbito industrial gateways podem ser usados para prover conectividade de forma segura entre diferentes áreas da indústria, PLCs, departamentos, etc. Em uma planta automotiva deseja-se trocar informações para fins de controle de produção entre a funilaria e a pintura e, para tal e considerando que são sub-redes isoladas, pode-se utilizar um gateway para esta troca de informações.
Assustado? Saudades dos endereços de redes PROFIBUS e ASi? Fique tranquilo, este conceito não é tão complicado e você certamente irá digerir a informação (também, não espere sair deste artigo fazendo de cabeça as combinações AND para IP e máscara).
Fica a tarefa de casa de olhar ferramentas muito úteis como esta. LINK
Vale a pena investir um tempo nestas calculadoras (pode buscar outras por “ip subnet calculator”) e guardar para usos futuros quando precisar segmentar uma rede.
Conclusão
Em resumo, o conceito de máscara de sub-rede e gateway são muito importantes para realizar a correta segregação das redes de forma que a comunicação seja segura e eficiente. Com o avanço das redes Ethernet no chão de fábrica, cada vez mais estes conceitos serão utilizados em nosso dia a dia.
