Endereçamento IP e subnetting para Analista Judiciário - TI: cálculo e aplicação

Em concursos, endereçamento IP e subnetting aparecem como questões de cálculo (rede, broadcast, faixa utilizável, quantidade de hosts/sub-redes) e de aplicação (CIDR, sumarização, interpretação de rotas). O objetivo aqui é dominar um método padronizado e rápido para resolver.

IPv4: estrutura, máscara e CIDR

IPv4 em bits (o que você precisa para calcular)

Um IPv4 tem 32 bits, normalmente exibidos em 4 octetos (0 a 255). A máscara define quantos bits são de rede e quantos são de host.

• Máscara em decimal pontuado: ex.: 255.255.255.0
• CIDR: ex.: /24 (significa 24 bits de rede)
• Bits de host: 32 − prefixo. Ex.: /24 → 8 bits de host

Regras de ouro (IPv4 clássico em provas)

• Quantidade de endereços no bloco: 2^(bits de host)
• Hosts utilizáveis (sub-rede comum): 2^(bits de host) − 2 (exceto casos especiais como /31 e /32, que podem aparecer em contexto de enlaces ponto-a-ponto)
• Endereço de rede: todos os bits de host = 0
• Broadcast: todos os bits de host = 1
• Faixa utilizável: rede+1 até broadcast−1

Método padronizado para cálculo de sub-rede (passo a passo)

Passo 1: identifique o prefixo e o octeto “interessante”

O “octeto interessante” é aquele em que a máscara não é 255 nem 0 (ou, em CIDR, onde o corte do prefixo cai dentro do octeto).

Ex.: /26 → máscara 255.255.255.192. O octeto interessante é o último (192).

Passo 2: calcule o tamanho do bloco (incremento)

No octeto interessante, o incremento é: 256 − valor do octeto da máscara.

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• /26 → máscara no último octeto = 192 → incremento = 256 − 192 = 64
• /20 → máscara 255.255.240.0 → octeto interessante = 240 (3º octeto) → incremento = 256 − 240 = 16

Passo 3: encontre a rede (alinhamento pelo incremento)

Para um IP dado, pegue o valor do octeto interessante e encontre o múltiplo de incremento imediatamente abaixo (ou igual). Esse múltiplo é o início da sub-rede naquele octeto.

Ex.: IP 192.168.10.130/26. Octeto interessante = 130, incremento 64. Múltiplos: 0, 64, 128, 192. O maior ≤130 é 128. Logo, rede = 192.168.10.128.

Passo 4: calcule broadcast e range utilizável

• Broadcast = rede + (incremento − 1) no octeto interessante, e os octetos à direita ficam 255 (se houver)
• Primeiro host = rede + 1
• Último host = broadcast − 1

No exemplo /26: rede 192.168.10.128, broadcast 192.168.10.191, utilizáveis 192.168.10.129 a 192.168.10.190.

Máscaras mais comuns e leitura rápida

Memorizar alguns valores acelera muito:

• /24 → 255.255.255.0 → incremento 256 no último octeto (uma rede por valor de 3º octeto)
• /25 → 255.255.255.128 → incremento 128 (0–127, 128–255)
• /26 → 255.255.255.192 → incremento 64 (0,64,128,192)
• /27 → 255.255.255.224 → incremento 32 (0,32,64,96,128,160,192,224)
• /28 → 255.255.255.240 → incremento 16
• /29 → 255.255.255.248 → incremento 8
• /30 → 255.255.255.252 → incremento 4

Subnetting “por necessidade”: quantos hosts cabem?

Passo a passo para escolher o prefixo (VLSM conceitual)

Em provas, é comum pedirem “qual a menor sub-rede que comporta X hosts”. Use:

• Encontre o menor n tal que 2^n − 2 ≥ X
• Então bits de host = n e prefixo = 32 − n

Ex.: precisa de 50 hosts. Teste: 2^5−2=30 (não), 2^6−2=62 (sim). Logo n=6 → prefixo /26.

Sub-redes, rede e broadcast: exemplos resolvidos

Exemplo 1: dado IP e CIDR, achar rede/broadcast/range

Problema: 10.20.30.77/20. Determine rede, broadcast e faixa utilizável.

Resolução (método):

• /20 → máscara 255.255.240.0. Octeto interessante: 3º (240). Incremento: 256−240=16.
• Octeto interessante do IP: 30. Múltiplos de 16: 0,16,32,... Maior ≤30 é 16.
• Rede: 10.20.16.0
• Broadcast: 10.20.(16+15).255 = 10.20.31.255
• Utilizáveis: 10.20.16.1 a 10.20.31.254

Exemplo 2: quantas sub-redes e quantos hosts?

Problema: Uma rede /24 foi subdividida em /27. Quantas sub-redes e quantos hosts utilizáveis por sub-rede?

Resolução:

• Bits “emprestados” = 27−24 = 3 → sub-redes = 2^3 = 8
• Bits de host em /27 = 32−27 = 5 → endereços por sub-rede = 2^5 = 32 → utilizáveis = 30

Sumarização (agregação) de rotas em IPv4

Conceito e quando cai em prova

Sumarizar é substituir várias rotas mais específicas por uma rota menos específica (prefixo menor), reduzindo tabela de roteamento. Em prova, pedem o menor prefixo que cobre um conjunto de redes contíguas.

Método padronizado (rápido e seguro)

• Verifique se as redes são contíguas e têm o mesmo prefixo.
• Converta o octeto relevante para binário (ou use incrementos) e encontre o maior prefixo comum.
• O endereço sumarizado deve começar no limite do bloco do novo prefixo.

Exemplo de sumarização por incrementos

Problema: sumarize 192.168.8.0/24, 192.168.9.0/24, 192.168.10.0/24, 192.168.11.0/24.

Resolução:

• São 4 redes /24 contíguas (8,9,10,11).
• 4 redes equivalem a 2^2 → reduzir prefixo em 2 bits: /24 → /22.
• Bloco /22 no 3º octeto tem incremento 4 (8–11, 12–15, ...). O início é 8.
• Sumário: 192.168.8.0/22

Armadilha comum

Nem todo conjunto “parecido” pode ser sumarizado sem incluir redes extras. Se a sumarização cobrir redes que não pertencem ao conjunto, a questão pode exigir “sumarização mínima que cobre todas” (aceitando incluir extras) ou “sumarização exata” (sem incluir extras). Leia o enunciado.

Interpretação de tabela de roteamento (foco de prova)

Regras que você deve aplicar

• Longest Prefix Match: vence a rota com maior prefixo (mais específica), por exemplo /27 vence /24.
• Rota padrão: 0.0.0.0/0 (usada se nenhuma outra casar).
• Rota diretamente conectada: costuma ter prioridade operacional, mas em prova normalmente o critério cobrado é o prefixo mais longo.

Exemplo prático (decidir o next-hop)

Tabela:

Destino            Próximo salto/Interface  Prefixo (CIDR)  Métrica (se houver)  Tipo (se houver)  
10.0.0.0           IF1                    /8              -                   C
10.20.0.0          IF2                    /16             -                   C
10.20.30.0         IF3                    /24             -                   S
0.0.0.0            GW1                    /0              -                   S

Pergunta: para 10.20.30.77, qual rota é escolhida?

Resolução:

• Casam /8, /16 e /24 (todos incluem 10.20.30.77).
• Escolhe o maior prefixo: /24 → usa 10.20.30.0/24 via IF3.

Introdução a IPv6 (conceitual para concursos)

Notação e prefixos

• IPv6 tem 128 bits, escrito em 8 grupos hexadecimais (16 bits cada), separados por “:”. Ex.: 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001
• Compressão de zeros: zeros à esquerda em um grupo podem ser omitidos (0db8 → db8). Sequência contínua de grupos 0000 pode ser substituída uma vez por “::”. Ex.: 2001:db8::1
• Prefixo: indicado como /n, ex.: /64 é muito comum em LANs (64 bits de rede, 64 de interface ID).

Tipos de endereço (o que mais cai)

• Unicast: identifica uma interface única (entrega a um destino). Inclui Global Unicast (roteável na Internet) e Unique Local (escopo privado).
• Multicast: entrega a um grupo (substitui o broadcast do IPv4; em IPv6 não há broadcast).
• Anycast: mesmo endereço em múltiplas interfaces; entrega ao “mais próximo” segundo roteamento.

Faixas e identificações úteis

• Link-local: FE80::/10 (comunicação no enlace; comum em vizinhança/ND).
• Multicast: FF00::/8.
• Loopback: ::1/128.
• Unspecified: ::/128.

Série de exercícios (com correção comentada e método)

Exercícios 1–6: cálculo de rede, broadcast e faixa utilizável

Exercício 1: Determine rede, broadcast e utilizáveis para 172.16.35.200/23.

Correção (método):

• /23 → máscara 255.255.254.0. Octeto interessante: 3º (254). Incremento: 256−254=2.
• 3º octeto do IP: 35. Múltiplos de 2: ..., 34, 36. Maior ≤35 é 34.
• Rede: 172.16.34.0
• Broadcast: 172.16.(34+1).255 = 172.16.35.255
• Utilizáveis: 172.16.34.1 a 172.16.35.254

Exercício 2: Para 192.0.2.14/28, encontre rede, broadcast e utilizáveis.

Correção:

• /28 → máscara 255.255.255.240. Incremento: 256−240=16.
• Último octeto: 14. Múltiplos de 16: 0,16,... Maior ≤14 é 0.
• Rede: 192.0.2.0
• Broadcast: 192.0.2.15
• Utilizáveis: 192.0.2.1 a 192.0.2.14

Exercício 3: Para 10.1.2.3/30, determine rede, broadcast e utilizáveis.

Correção:

• /30 → máscara 255.255.255.252. Incremento: 4.
• Último octeto: 3. Múltiplos de 4: 0,4,... Maior ≤3 é 0.
• Rede: 10.1.2.0
• Broadcast: 10.1.2.3
• Utilizáveis: 10.1.2.1 a 10.1.2.2

Exercício 4: Para 200.10.5.129/25, encontre rede e broadcast.

Correção:

• /25 → máscara 255.255.255.128. Incremento: 128.
• Último octeto: 129. Múltiplos: 0,128. Maior ≤129 é 128.
• Rede: 200.10.5.128
• Broadcast: 200.10.5.255

Exercício 5: Para 192.168.1.200/26, encontre rede e faixa utilizável.

Correção:

• /26 → incremento 64.
• Último octeto 200. Múltiplos: 0,64,128,192. Maior ≤200 é 192.
• Rede: 192.168.1.192
• Broadcast: 192.168.1.255
• Utilizáveis: 192.168.1.193 a 192.168.1.254

Exercício 6: Para 172.31.255.1/16, determine rede e broadcast.

Correção:

• /16 → máscara 255.255.0.0. Rede fixa nos dois primeiros octetos.
• Rede: 172.31.0.0
• Broadcast: 172.31.255.255

Exercícios 7–10: “menor sub-rede que comporta X hosts”

Exercício 7: Menor prefixo para 120 hosts.

Correção (método 2^n−2):

• 2^7−2=126 (atende). 2^6−2=62 (não).
• n=7 → prefixo = 32−7 = /25.

Exercício 8: Menor prefixo para 500 hosts.

Correção:

• 2^9−2=510 (atende). 2^8−2=254 (não).
• n=9 → prefixo /23.

Exercício 9: Menor prefixo para 30 hosts.

Correção:

• 2^5−2=30 (atende).
• n=5 → prefixo /27.

Exercício 10: Menor prefixo para 2 hosts (sub-rede comum).

Correção:

• 2^2−2=2 (atende).
• n=2 → prefixo /30.

Exercícios 11–13: sumarização IPv4

Exercício 11: Sumarize 10.0.4.0/24 a 10.0.7.0/24 (quatro redes).

Correção:

• 4 redes = 2^2 → /24 vira /22.
• Bloco /22 no 3º octeto incrementa de 4. Começa em 4.
• Sumário: 10.0.4.0/22.

Exercício 12: É possível sumarizar exatamente 192.168.0.0/24 e 192.168.2.0/24 em uma única rota sem incluir redes extras?

Correção:

• Não são contíguas (falta 192.168.1.0/24). Qualquer sumarização única que cubra ambas tende a incluir 192.168.1.0/24 também.
• Se a prova pedir “cobrir ambas” (aceitando extras), o candidato pode propor 192.168.0.0/22 (cobre 0–3). Se pedir “exata”, não existe uma única rota agregada sem incluir extras.

Exercício 13: Sumarize 172.16.32.0/20 e 172.16.48.0/20.

Correção:

• Dois blocos /20 contíguos podem virar /19 (reduz 1 bit).
• Verifique alinhamento: /20 incrementa 16 no 3º octeto. 32 e 48 são contíguos (32–47 e 48–63).
• /19 incrementa 32 no 3º octeto. O bloco começa em 32.
• Sumário: 172.16.32.0/19.

Exercícios 14–16: interpretação de rotas (Longest Prefix Match)

Exercício 14: Dada a tabela, qual rota para 192.168.1.130?

Destino             Next-hop/IF   
192.168.0.0/16      IF1
192.168.1.0/24      IF2
192.168.1.128/25    IF3
0.0.0.0/0           GW

Correção:

• 192.168.1.130 pertence a /16, /24 e /25.
• Escolhe o maior prefixo: 192.168.1.128/25 → IF3.

Exercício 15: Para o destino 10.10.10.10, com as rotas abaixo, qual é usada?

10.0.0.0/8      IF1
10.10.0.0/16    IF2
10.10.10.0/24   IF3

Correção:

• Casa com todas; maior prefixo é /24 → IF3.

Exercício 16: Se só existirem as rotas 172.16.0.0/12 e 0.0.0.0/0, para 172.31.5.9 qual rota é escolhida?

Correção:

• 172.31.5.9 está dentro de 172.16.0.0/12 (intervalo 172.16.0.0 a 172.31.255.255).
• Logo usa 172.16.0.0/12 (mais específica que /0).

Checklist de prova (procedimento rápido)

• Converter CIDR em máscara (ou identificar octeto interessante).
• Incremento = 256 − máscara no octeto interessante.
• Rede = múltiplo do incremento ≤ valor do octeto interessante.
• Broadcast = rede + incremento − 1 (e completar com 255 à direita quando aplicável).
• Utilizáveis = rede+1 até broadcast−1.
• Rotas: aplicar Longest Prefix Match.
• Sumarização: contiguidade + potência de 2 + alinhamento do bloco.