Máscara de sub-rede e notação CIDR sem complicação

Uma máscara de sub-rede diz a um dispositivo qual parte de um endereço IP identifica a rede e qual parte identifica cada host, e a notação CIDR escreve a mesma coisa como uma barra seguida do número de bits de rede. Por exemplo, 255.255.255.0 e /24 significam "os primeiros 24 bits são a rede", o que deixa 254 endereços de host utilizáveis.

Por que as sub-redes existem

Um endereço IPv4 tem 32 bits. Todo endereço é dividido em duas partes: um prefixo de rede, compartilhado por todos os dispositivos da mesma sub-rede, e uma parte de host, única para cada dispositivo. Quando seu notebook quer enviar um pacote, ele compara o destino com o próprio prefixo de rede. Se coincidirem, entrega o pacote diretamente na rede local. Se não, envia o pacote ao gateway padrão (seu roteador) para ser encaminhado.

Dividir o espaço de endereços em sub-redes permite que as organizações dimensionem as redes sob medida, mantenham o tráfego de broadcast contido e apliquem regras de segurança entre grupos de dispositivos. Se você é iniciante em endereçamento em geral, comece por o que é um endereço IP.

Como uma máscara de sub-rede funciona em binário

Uma máscara de sub-rede também é um número de 32 bits, escrito no mesmo formato com pontos de um endereço IP. Ela sempre consiste em uma sequência de bits 1 seguida de uma sequência de bits 0. Os 1s marcam a parte de rede, e os 0s marcam a parte de host.

255.255.255.0  = 11111111.11111111.11111111.00000000   (24 ones)
255.255.255.192 = 11111111.11111111.11111111.11000000  (26 ones)

Para descobrir a qual rede um endereço pertence, um dispositivo faz um AND bit a bit entre o endereço e a máscara. Cada bit só continua 1 se for 1 nos dois. Pegue o host 192.168.10.77 com a máscara 255.255.255.192. Os três primeiros octetos passam sem alteração, e o último octeto resulta em:

77  = 01001101
192 = 11000000
AND = 01000000 = 64

Portanto, o host está na rede 192.168.10.64. O Conversor de endereço IP pode mostrar qualquer endereço em binário se você quiser praticar isso à mão.

Notação CIDR

Escrever máscaras por extenso é trabalhoso, então as redes modernas usam a notação Classless Inter-Domain Routing (CIDR): o endereço de rede seguido de uma barra e do número de bits 1 da máscara. 192.168.10.0/24 significa que a máscara tem 24 uns, ou seja, 255.255.255.0.

O CIDR foi introduzido em 1993 para substituir o sistema original "com classes", em que as redes vinham em apenas três tamanhos: Classe A (/8), Classe B (/16) e Classe C (/24). Tamanhos fixos desperdiçavam uma quantidade enorme de endereços; uma organização que precisava de 300 endereços tinha de ficar com uma Classe B de 65.534. O CIDR permite um prefixo de qualquer comprimento e hoje é descrito na RFC 4632. Você ainda vai ouvir as pessoas dizerem "uma Classe C" quando querem dizer uma /24.

Tabela de referência de CIDR para máscara de sub-rede

O número de endereços em uma sub-rede é 2 elevado ao número de bits de host (32 menos o comprimento do prefixo). Em uma sub-rede normal, dois desses endereços são reservados: o primeiro é o endereço de rede e o último é o endereço de broadcast, então os hosts utilizáveis são o total menos dois.

A sub-rede mais comum em redes domésticas é a /24, e é por isso que tantos roteadores distribuem endereços de 192.168.1.2 a 192.168.1.254.

Exemplo resolvido: 192.168.10.0/26

Suponha que você precise dividir 192.168.10.0/24 em quatro sub-redes iguais para diferentes departamentos. Pegar 2 bits emprestados da parte de host resulta em uma /26.

1. Máscara de sub-rede: 26 uns significam três octetos completos de 255 mais 11000000 no quarto octeto, que é 192. A máscara é 255.255.255.192.
2. Tamanho do bloco: 32 − 26 = 6 bits de host, e 2⁶ = 64 endereços por sub-rede. Um atalho rápido é 256 menos o último octeto da máscara diferente de 255: 256 − 192 = 64.
3. Endereço de rede: 192.168.10.0 (o primeiro endereço).
4. Endereço de broadcast: 192.168.10.63 (o último endereço, 0 + 64 − 1).
5. Faixa de hosts utilizáveis: de 192.168.10.1 a 192.168.10.62, ou seja, 62 hosts.
6. Máscara curinga (wildcard): 0.0.0.63, o inverso da máscara de sub-rede, usado em algumas listas de acesso de roteadores.

As quatro sub-redes que formam a /24 original são:

Isso confere com o exemplo em binário acima: o host 192.168.10.77 cai na segunda sub-rede, cujo endereço de rede é 192.168.10.64.

Casos especiais: /31 e /32

/31 para links ponto a ponto

Pelas regras normais, uma /31 teria dois endereços e zero hosts utilizáveis. A RFC 3021 mudou isso para links ponto a ponto, como um cabo entre dois roteadores: como só há dois dispositivos no link, não há necessidade de endereço de rede nem de broadcast, e os dois endereços podem ser atribuídos. Isso economiza metade dos endereços em comparação com usar uma /30 para cada link. A maioria dos sistemas operacionais de roteadores modernos oferece suporte a isso.

/32 para um único endereço

Uma /32 descreve exatamente um endereço. Você a verá em regras de firewall ("permitir 203.0.113.5/32"), em tabelas de roteamento para rotas de host, em interfaces de loopback de roteadores e em grupos de segurança na nuvem. Não é uma sub-rede em que você possa colocar vários dispositivos.

Uma breve observação sobre IPv6

O IPv6 usa a mesma ideia de comprimento de prefixo, mas nunca usa máscaras de sub-rede com pontos. Os endereços têm 128 bits, e o tamanho padrão para um único segmento de LAN é uma /64: 64 bits de prefixo de rede e 64 bits para hosts. Recursos como a Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC) dependem dessa parte de host de 64 bits, então dividir uma LAN em algo menor que /64 é desaconselhado. Uma única /64 contém 2⁶⁴ endereços, cerca de 18,4 quintilhões. O IPv6 não tem endereço de broadcast (usa multicast no lugar), então a regra do "menos dois" não se aplica. Os provedores costumam delegar um prefixo maior, como uma /56 ou /48, para que os clientes possam criar muitas sub-redes /64. Leia mais em IPv4 e IPv6.

Perguntas frequentes

Que máscara de sub-rede devo usar em casa?

255.255.255.0 (/24) é o padrão em quase todo roteador doméstico e dá 254 endereços utilizáveis, o que é bastante para a maioria das casas. Casas maiores ou pequenos escritórios com muitos dispositivos às vezes usam uma /23 ou /22.

Por que dois endereços ficam inutilizáveis em uma sub-rede?

O primeiro endereço identifica a própria rede e o último é o endereço de broadcast, usado para alcançar todos os hosts de uma vez. Nenhum dos dois pode ser atribuído a um dispositivo, exceto nos casos especiais de /31 e /32.

Uma máscara de sub-rede como 255.255.0.255 é válida?

Não. Uma máscara válida precisa ser uma sequência contínua de bits 1 seguida de bits 0. Valores como 255.255.0.255 ou 255.255.255.100 não são máscaras de sub-rede válidas.

Qual é a diferença entre máscara de sub-rede e máscara curinga?

Uma máscara curinga é o inverso bit a bit de uma máscara de sub-rede, então 255.255.255.0 vira 0.0.0.255. Algumas configurações de roteadores, em especial listas de controle de acesso e o OSPF em dispositivos Cisco, usam máscaras curinga em vez de máscaras de sub-rede.