Calculadora IP / Sub-rede Industrial — Profinet e EtherNet/IP

Como calcular na mão

O endereçamento IPv4 usa 32 bits. A máscara de sub-rede divide esses bits em duas partes: os bits 1 à esquerda identificam a rede; os bits 0 à direita são o espaço de hosts. O prefixo CIDR (ex.: /24) indica quantos bits pertencem à rede.

O cálculo fundamental para descobrir se dois dispositivos comunicam diretamente é o AND bit a bit entre o IP e a máscara. Faça para cada dispositivo e compare os resultados:

• Rede = IP AND Máscara (os bits de rede permanecem; os bits de host viram zero).
• Broadcast = Rede OR (NOT Máscara) — equivalente a: wildcard = 255.255.255.255 − Máscara; Broadcast = Rede OR wildcard.
• Primeiro host = Endereço de rede + 1.
• Último host = Broadcast − 1.
• Hosts úteis = 2^(32−N) − 2 para N até 30 (tira o endereço de rede e o de broadcast). Em /31 e /32 a fórmula clássica não se aplica: /31 = 2 endereços, ambos hosts (RFC 3021); /32 = 1 endereço (rota de host).

O verificador FALAM / NÃO FALAM usa exatamente essa lógica, com uma correção decisiva: cada equipamento decide sozinho, com a própria máscara, se o outro está na mesma rede (RFC 1122, seção 3.3.1.1). Por isso o teste é feito duas vezes, um lado de cada vez. Se só um dos lados enxerga o outro como local, a resposta é «fala só num sentido» — e, para dado de processo, trate como não se falam.

Por que sub-redes diferentes = não comunicam em tempo real

O EtherType 0x8892 está registrado na IEEE Registration Authority em nome da PROFIBUS International (PI). Parametrização, diagnóstico e status do Profinet andam sobre TCP/IP e UDP/IP e atravessam o roteador. O dado de processo, não: a transmissão de dados de processo através do roteador não é possível com PROFINET (PROFINET Design Guideline V1.59, p.106). A fronteira da sub-rede é, na prática, a fronteira do I/O cíclico.

O I/O implícito do EtherNet/IP roda em UDP 2222 e pode ser unicast ou multicast. Para ponto a ponto, o padrão recomendado é unicast. Quando o tráfego é multicast, os dispositivos precisam estar na mesma VLAN e a rede precisa de IGMP snooping com querier — por isso o multicast de I/O não atravessa a fronteira da célula. A mensageria explícita (TCP 44818) pode rotear, mas não é recomendada para dados cíclicos de controle. As portas UDP 2222 (I/O implícito) e TCP/UDP 44818 (mensageria explícita) são registradas na IANA para EtherNet/IP; as portas UDP/TCP 34962-34964 são registradas na IANA para Profinet. Confirme no manual do equipamento antes de configurar firewall ou VLAN.

Portas, faixas de IP de fábrica por modelo de equipamento e cláusulas específicas de norma devem ser confirmadas no manual do fabricante antes de configurar o hardware.

Endereços reservados — RFC 1918

Use sempre faixas privadas em chão de fábrica. As três faixas definidas pela RFC 1918 (vigente desde 1996) são:

• 10.0.0.0/8 — 16.777.214 hosts úteis. Recomendada para plantas grandes, backbones e integração multi-site.
• 172.16.0.0/12 — 1.048.574 hosts úteis. Faixas intermediárias, menos frequente em automação pura.
• 192.168.0.0/16 — 65.534 hosts úteis. A mais comum em células de automação e bancadas.

O guia do PROFINET recomenda endereços privados em planta; o uso de endereços públicos fica sob responsabilidade do operador da instalação — além do risco de segurança, pode causar conflitos imprevisíveis com o roteamento corporativo.

DCP no Profinet: atribuição de IP por nome de estação

O DCP (Discovery and Configuration Protocol) é o mecanismo padrão do Profinet para atribuir o endereço IP a um dispositivo pelo seu nome de estação (station name). O controlador envia um frame DCP em broadcast de camada 2 informando o nome e o IP a ser atribuído; o dispositivo que reconhece o próprio nome aceita e configura o endereço. Por isso, o nome de estação de cada device Profinet deve ser único na rede — duplicatas causam conflito de IP exatamente como IPs duplicados em Ethernet convencional. O caderno de IPs desta ferramenta ajuda a registrar e conferir a unicidade dos endereços antes do comissionamento.

Casos especiais de máscara

• /30 → 2 hosts úteis — link ponto a ponto com endereço de rede e broadcast normais. Para ligar dois equipamentos de automação, o padrão é /30: 4 endereços, 2 utilizáveis, compatibilidade total com o firmware de campo.
• /31 → 2 endereços, ambos hosts, sem rede nem broadcast dirigido (RFC 3021). A própria RFC declara que os efeitos em outros tipos de interface não foram considerados e alerta que um enlace em que apenas uma das pontas suporta /31 pode não operar corretamente. Em porta de CLP, IHM ou remota, use /30.
• /32 → 1 endereço. É uma rota de host, não um segmento de rede — não é configuração de porta de campo.

Como evitar o erro nº1 de campo: máscaras divergentes

O erro mais comum em comissionamento Profinet não é o IP errado — é o CLP com /24 e o inversor com /25 (ou vice-versa). O veredito FALAM/NÃO FALAM depende de qual máscara é aplicada. Esta ferramenta aceita máscaras independentes para os dispositivos A e B no modo verificador e exibe um aviso destacado quando elas divergem. Sempre confirme a máscara real de cada equipamento — não assuma que todos estão iguais.

O caderno de IPs da planta: por que ele fideliza

O IP das máquinas costuma viver em bilhete, foto do painel, planilha perdida ou na memória do técnico que saiu. Sem um registro de endereços, toda manutenção começa redescobrindo a rede — e o cronômetro só corre depois disso. O caderno de IPs desta ferramenta guarda o endereçamento completo da célula no próprio navegador, offline, sem enviar nenhum dado a nenhum servidor. Funciona no galpão sem sinal. O botão de export CSV garante que o dado é seu.

O caderno detecta automaticamente:

• IP duplicado — dois dispositivos com o mesmo endereço (causa principal de comunicação intermitente).
• IP fora da sub-rede — dispositivo endereçado em faixa diferente da rede atual (não vai ser alcançado pelo switch da célula).
• Endereço de rede ou broadcast atribuído a equipamento (erro que trava o boot da comunicação em vários CLPs).
• Aviso de faixa acabando — quando restam poucos endereços livres na sub-rede, antes de adicionar novos equipamentos.

Planejamento de sub-rede por número de dispositivos

O modo Quantos hosts? resolve a situação oposta: você sabe quantos equipamentos precisa endereçar e quer a máscara mínima que comporte todos sem desperdiçar endereços. A lógica é encontrar o maior prefixo N (a menor sub-rede) tal que 2^(32−N) − 2 ≥ quantidade solicitada. Exemplos práticos:

• 12 dispositivos → /28 (14 hosts úteis, 2 sobressalentes para expansão).
• 50 dispositivos → /26 (62 hosts, folga confortável).
• 200 dispositivos → /24 (254 hosts, padrão de planta média).
• 400 dispositivos → /23 (510 hosts, duas redes /24 combinadas).

Reserve endereços para expansão futura. Recomendação da Token: deixar 20 a 30% da faixa livre — equipamentos são adicionados, IHMs substituem terminais fixos, gateways de MQTT/OPC-UA chegam após o comissionamento inicial. Mudar a máscara depois de tudo configurado exige reendereçamento de cada dispositivo — custo que uma margem inicial evita.

Sub-rede planejada, chão de fábrica segmentado

Endereçamento, VLAN e segregação TI/TA entram no projeto de retrofit e modernização elétrica da rede — antes que um broadcast pare a linha.

Perguntas frequentes

Como calcular na mão se dois CLPs estão na mesma sub-rede?

Aplique a máscara em cada IP com um AND bit a bit e compare os resultados. Se forem iguais, os dois dispositivos estão na mesma sub-rede e comunicam diretamente. Exemplo: CLP 192.168.1.10 e inversor 192.168.1.20, ambos com máscara /24 (255.255.255.0). CLP AND máscara = 192.168.1.0; inversor AND máscara = 192.168.1.0. Iguais — FALAM.

Quantos hosts úteis cabem em uma sub-rede /24?

A fórmula é 2^(32−N) − 2, onde N é o prefixo CIDR. Para /24: 2^8 − 2 = 256 − 2 = 254 hosts úteis. Os dois endereços subtraídos são o endereço de rede (o primeiro) e o broadcast (o último), que não podem ser atribuídos a equipamentos.

Por que Profinet e EtherNet/IP exigem que todos os dispositivos estejam na mesma sub-rede?

Parametrização, diagnóstico e status do Profinet andam sobre TCP/IP e UDP/IP e atravessam o roteador. O dado de processo, não: a transmissão de dados de processo através do roteador não é possível com PROFINET (PROFINET Design Guideline V1.59, p.106). A fronteira da sub-rede é, na prática, a fronteira do I/O cíclico. No EtherNet/IP, o I/O implícito roda em UDP 2222 e pode ser unicast ou multicast; quando é multicast, os dispositivos precisam estar na mesma VLAN e a rede precisa de IGMP snooping com querier — por isso o multicast de I/O não atravessa a fronteira da célula.

Quais faixas de IP devo usar em rede industrial?

Use sempre faixas privadas definidas na RFC 1918: 10.0.0.0/8 (até 16 milhões de hosts, recomendada para plantas grandes e backbones), 172.16.0.0/12 (faixas intermediárias) ou 192.168.0.0/16 (a mais comum em células pequenas e bancadas). O guia do PROFINET recomenda endereços privados em planta; o uso de endereços públicos fica sob responsabilidade do operador da instalação — além do risco de segurança, pode causar conflitos imprevisíveis de roteamento.

O que é o endereço /31 e quando usar em automação?

A máscara /31 (RFC 3021) é um caso especial para enlaces roteados ponto a ponto: elimina o endereço de rede e o broadcast dirigido — não existe endereço de broadcast da sub-rede —, deixando os dois únicos IPs disponíveis como hosts válidos. O broadcast limitado 255.255.255.255 continua obrigatório: a seção 2.2.1 da própria RFC determina que ele carregue todo o tráfego de broadcast do enlace. A RFC declara que os efeitos em outros tipos de interface não foram considerados e alerta que um enlace em que apenas uma das pontas suporta /31 pode não operar corretamente. Em porta de CLP, IHM ou remota, o padrão é /30.

Como detectar IP duplicado em rede industrial?

Dispositivos com IP duplicado causam comunicação intermitente ou falha total, porque o switch não sabe para qual porta encaminhar o frame. A forma mais rápida de detectar é com o caderno de IPs desta ferramenta, que sinaliza duplicatas em tempo real. Para achar o endereço de um equipamento em campo, use a ferramenta de descoberta/DCP do fabricante do CLP ou um ping contínuo ao IP suspeito enquanto os equipamentos são desligados um a um.