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E2 - Design de Endereçamento VLSM

Data de Entrega: 05/11 (Quarta-feira)

Critério Principal: Minimização do Desperdício — o uso do bloco /24 deve ser o mais eficiente possível.

Fundamentos Teóricos

O que é VLSM?

VLSM (Variable Length Subnet Mask) é uma técnica de subnetting que permite criar sub-redes de tamanhos diferentes dentro do mesmo bloco de rede.

Problema resolvido: antes do VLSM, usava-se FLSM (Fixed Length Subnet Mask), onde todas as sub-redes tinham o mesmo tamanho. Isso desperdiçava muitos endereços IP.

Exemplo de desperdício com FLSM:

  • Preciso de 1 sub-rede para 100 hosts e outra para 2 hosts.
  • Com FLSM, ambas teriam 128 endereços (a próxima potência de 2 que cobre o maior requisito).
  • Desperdício: 126 IPs na segunda sub-rede.

Solução com VLSM:

  • Sub-rede 1: /25 (128 endereços) para 100 hosts.
  • Sub-rede 2: /30 (4 endereços) para 2 hosts.
  • Desperdício minimizado.

Por que VLSM é obrigatório neste projeto?

Requisitos do projeto:

  • 5 sub-redes: 35, 30, 20, 20, 15 hosts.
  • Bloco disponível: /24 (256 endereços, 254 utilizáveis).

Se usássemos FLSM:

  • Maior necessidade: 35 hosts → requer bloco de 64 endereços (/26).
  • 5 sub-redes × 64 = 320 endereços necessários.
  • O bloco /24 tem apenas 256 endereços.
  • Impossível.

Com VLSM: possível alocar eficientemente dentro dos 256 endereços disponíveis.

Matemática do Subnetting

Fórmulas Essenciais

1. Número de hosts utilizáveis por sub-rede:

\[\text{Hosts utilizáveis} = 2^H - 2\]

Onde \(H\) é o número de bits reservados para hosts. O \(-2\) é porque 1 endereço é reservado para a rede e 1 para o broadcast.

2. Número de bits necessários:

\[2^H \geq (\text{hosts requeridos} + 2)\]

3. Máscara de sub-rede:

\[\text{Bits de rede} = 32 - H\]

Exemplos Práticos

Exemplo 1 — preciso de 50 hosts:

  • \(2^5 = 32\) (insuficiente).
  • \(2^6 = 64\) (suficiente).
  • \(H = 6\) bits para hosts.
  • Máscara: \(32 - 6 = /26\).
  • Hosts utilizáveis: \(64 - 2 = 62\).

Exemplo 2 — preciso de 10 hosts:

  • \(2^3 = 8\) (insuficiente).
  • \(2^4 = 16\) (suficiente).
  • \(H = 4\) bits para hosts.
  • Máscara: \(32 - 4 = /28\).
  • Hosts utilizáveis: \(16 - 2 = 14\).

Aplicando VLSM ao Projeto

Bloco de IP Atribuído

Cada grupo recebe um bloco 172.20.X.0/24, onde X é o número do grupo (consulte o documento do projeto). Exemplo, para o grupo 1: 172.20.1.0/24.

Informações do bloco /24:

  • Endereço de rede: 172.20.1.0
  • Máscara: 255.255.255.0
  • Total de endereços: 256
  • Endereços utilizáveis: 254 (de .1 a .254)
  • Broadcast: 172.20.1.255

Requisitos de Sub-redes

Lab Hosts Necessários
Lab 1 35 hosts
Lab 2 30 hosts
Lab 3 20 hosts
Lab 4 20 hosts
Lab 5 15 hosts

Regra de Ouro

Sempre comece pela maior sub-rede e siga em ordem decrescente. Isso garante que as sub-redes fiquem contíguas (sem buracos no espaço de endereços) e que haja espaço suficiente para todas elas.

Documentação para o Relatório

Esta tabela deve estar preenchida no seu relatório da E2:

Laboratório / VLAN ID da VLAN (Sugestão) Hosts Necessários Hosts Alocados (Tamanho do Bloco) Endereço da Rede Máscara / CIDR Faixa de IPs Usáveis Gateway (R-CIN) Endereço de Broadcast
Lab 1 (A+B) VLAN 10 35 62 (\(2^6 - 2\)) 172.20.3.0 255.255.255.192 (/26) 172.20.3.2 - 172.20.3.62 172.20.3.1 172.20.3.63
Lab 2 (A+B) VLAN 20 30 30 (\(2^5 - 2\)) 172.20.3.64 255.255.255.224 (/27) 172.20.3.66 - 172.20.3.94 172.20.3.65 172.20.3.95
Lab 3 VLAN 30 20 30 (\(2^5 - 2\)) 172.20.3.96 255.255.255.224 (/27) 172.20.3.98 - 172.20.3.126 172.20.3.97 172.20.3.127
Lab 4 VLAN 40 20 30 (\(2^5 - 2\)) 172.20.3.128 255.255.255.224 (/27) 172.20.3.130 - 172.20.3.158 172.20.3.129 172.20.3.159
Lab 5 VLAN 50 15 30 (\(2^5 - 2\)) 172.20.3.160 255.255.255.224 (/27) 172.20.3.162 - 172.20.3.190 172.20.3.161 172.20.3.191

Análise de Eficiência

Exemplo:

  • Endereços alocados: 172.20.1.0 até 172.20.1.32 (31 endereços)
  • Endereços disponíveis para expansão: 172.20.1.32 até 172.20.1.64 (31 endereços)
  • Taxa de utilização: \(31/64 = 48\%\) de eficiência
  • Espaço livre suficiente para: um novo laboratório com até 31 hosts (bloco /26)

Dicas e Erros Comuns

Erro comum Como evitar
Esquecer de somar +2 ao calcular hosts necessários Lembre-se: o endereço de rede e o de broadcast não são utilizáveis
Não seguir a ordem decrescente ao alocar sub-redes Sempre comece pela maior sub-rede
Confundir máscara decimal com CIDR /26 = 255.255.255.192; /27 = 255.255.255.224; /28 = 255.255.255.240

Dica

Anote os endereços de gateway — você vai usá-los na configuração do DHCP (E3) e nas sub-interfaces (E4).

Próxima etapa: com o plano de endereçamento pronto, você implementará a segmentação com VLANs e DHCP (E3).