VLSM e sumarização de rotas: planejando sub-redes com cálculos

Dividir uma rede em partes iguais é simples, mas desperdiça endereços quando os setores têm tamanhos muito diferentes. O VLSM (máscara de sub-rede de tamanho variável) resolve isso: cada sub-rede recebe o prefixo exato de que precisa. O caminho inverso, juntar várias redes em um só prefixo, chama-se sumarização (ou agregação) de rotas. Os dois temas aparecem em questões de redes com cálculo, e as contas abaixo foram conferidas por programa. Se precisar rever máscara e CIDR, veja endereçamento IPv4, máscara de rede e CIDR.

A regra de dimensionamento

Uma sub-rede com h bits de host tem 2 elevado a h endereços, dos quais dois não podem ser atribuídos a equipamentos: o endereço da rede (todos os bits de host zero) e o de broadcast (todos os bits de host um). Logo:

hosts utilizáveis = 2^h - 2

Para achar o prefixo de uma sub-rede que precisa de H hosts, procure o menor h tal que 2^h - 2 seja maior ou igual a H; o prefixo é 32 - h.

Hosts necessários	Menor h	Endereços no bloco	Hosts utilizáveis	Prefixo
100	7	128	126	/25
50	6	64	62	/26
25	5	32	30	/27
10	4	16	14	/28
2 (enlace ponto a ponto)	2	4	2	/30

Detalhe cobrado: 62 hosts exatos caberiam em /26 (62 utilizáveis), mas 63 exigiria /25. A “borda” é onde as bancas colocam as pegadinhas.

Exemplo completo de VLSM

A rede disponível é 192.168.10.0/24 (256 endereços). Precisamos de seis sub-redes:

Sub-rede	Hosts necessários
A (administração)	100
B (atendimento)	50
C (laboratório)	25
D (impressão e servidores)	10
E (enlace entre roteadores 1)	2
F (enlace entre roteadores 2)	2

O método

Ordene da maior necessidade para a menor. Alocar primeiro as maiores evita fragmentar o espaço e perder alinhamento.
Atribua a cada sub-rede o menor bloco que a comporta.
Cada bloco começa no primeiro endereço livre alinhado a um múltiplo do seu tamanho. Um /26 (64 endereços) só pode começar em múltiplos de 64 no último octeto.
Calcule rede, primeiro e último host utilizáveis e broadcast.

Resultado conferido

Sub-rede	Bloco	Máscara	Primeiro host	Último host	Broadcast	Hosts utilizáveis
A	192.168.10.0/25	255.255.255.128	.1	.126	.127	126
B	192.168.10.128/26	255.255.255.192	.129	.190	.191	62
C	192.168.10.192/27	255.255.255.224	.193	.222	.223	30
D	192.168.10.224/28	255.255.255.240	.225	.238	.239	14
E	192.168.10.240/30	255.255.255.252	.241	.242	.243	2
F	192.168.10.244/30	255.255.255.252	.245	.246	.247	2

Os blocos se encaixam sem sobreposição: o último endereço usado é 192.168.10.247, e o espaço de .248 a .255 (8 endereços) fica livre para novos enlaces. Usamos 248 dos 256 endereços. Se a mesma rede fosse dividida em quatro sub-redes iguais (/26 de 64 endereços cada, com início em .0, .64, .128 e .192), os setores de 100 hosts não caberiam, e os enlaces de dois hosts desperdiçariam 60 endereços cada. Esse contraste é a razão de existir do VLSM.

Conferência de uma questão típica

“Qual o broadcast da sub-rede C?” O bloco é .192/27, de 32 endereços: vai de .192 a .223. Broadcast: .223. Primeiro host: .193; último: .222. Para um host qualquer, como 192.168.10.205, a sub-rede é a C, porque 205 está entre 192 e 223.

Enlaces ponto a ponto

Enlaces entre dois roteadores usam /30 (2 hosts utilizáveis). Existem também usos de /31 em enlaces ponto a ponto previstos em norma específica, sem rede e broadcast; como isso depende de padrões e do equipamento, confira o que o edital pede. Na dúvida, em provas de concurso, trate /30 como o padrão dos enlaces.

VLSM exige protocolo de roteamento adequado

Para o VLSM funcionar, o protocolo de roteamento deve anunciar a máscara junto com a rede. Protocolos classless fazem isso; protocolos classful, mais antigos, não anunciam a máscara e não suportam VLSM. A prova costuma perguntar essa relação: VLSM só funciona com roteamento sem classes (classless).

Sumarização de rotas

Sumarizar é substituir várias rotas por uma só, de prefixo menor, que cobre todas. Benefícios: tabelas de roteamento menores e anúncios mais estáveis.

Exemplo, conferido: as redes 192.168.0.0/24, 192.168.1.0/24, 192.168.2.0/24 e 192.168.3.0/24 podem ser resumidas em 192.168.0.0/22. Como chegar lá:

Escreva o terceiro octeto em binário: 0 = 00000000, 1 = 00000001, 2 = 00000010, 3 = 00000011.
Os bits em comum, da esquerda para a direita, vão até o sexto bit do terceiro octeto: 000000.
Contagem de bits em comum: 16 (dois primeiros octetos) + 6 = 22. O prefixo é /22.
O endereço de rede zera os bits restantes: 192.168.0.0.

Condições para sumarizar sem erro: os blocos devem ser contíguos, o número de redes deve ser potência de 2 e o primeiro bloco deve estar alinhado ao tamanho do bloco total. Com apenas três redes (192.168.0.0/24, 192.168.1.0/24 e 192.168.2.0/24), a conferência mostrou que o resumo exato não é um prefixo só: ficam 192.168.0.0/23 e 192.168.2.0/24. Resumir tudo em /22 incluiria também 192.168.3.0/24, que não está na lista, o que pode atrair tráfego para uma rede inexistente ou de outro destino.

Passo a passo para a prova

Liste as redes e as necessidades.
Converta a necessidade em bits de host: menor h tal que 2^h - 2 supere o número de hosts.
Ordene do maior para o menor e aloque em sequência, respeitando o alinhamento.
Para sumarizar, compare em binário o octeto em que as redes diferem e conte os bits em comum.
Confira se o resumo não inclui redes fora do conjunto.

Erros comuns

Esquecer de descontar a rede e o broadcast: usar 2^h em vez de 2^h - 2.
Alocar das menores para as maiores, o que desalinha os blocos e gera sobreposição.
Dar a um enlace ponto a ponto um /24 inteiro.
Sumarizar redes não contíguas ou sem alinhamento.
Esquecer que VLSM exige protocolo de roteamento que anuncie a máscara.

Fontes e atualização

Não há norma oficial brasileira sobre endereçamento IPv4; o conteúdo segue a prática consolidada de redes, e todos os endereços do exemplo foram calculados e conferidos por programa. Intervalos de endereços privados, uso do /31 e detalhes de protocolos variam: confira o edital.

Próximos passos

Revise a base em endereçamento IPv4, máscara e CIDR.
Entenda as camadas em modelo OSI e TCP/IP.
Veja o contexto sem fio em Wi-Fi: padrões 802.11, WPA e 802.1X.