3 – Endereços IP e o IPv4

 

O endereço IP é um identificador único que se aplica a cada dispositivo conectado a uma rede IP. Dessa forma os distintos elementos participantes da rede (servidores, routers, computadores de utilizadores, etc) comunicam entre si utilizando o seu endereço IP como identificação.

 

O IP é o elemento comum encontrado na Internet pública dos dias de hoje. É descrito no RFC 791 da IETF, que foi pela primeira vez publicado em Setembro de 1981. Este documento descreve o protocolo da camada de rede mais popular e actualmente em uso. Esta versão do protocolo é designada de versão 4, ou IPv4.

 

Existem então duas versões do protocolo IP: o IPV4 é a versão actual, que utilizamos na grande maioria das situações, enquanto o IPV6 é a versão actualizada, que prevê um número maior de endereços e deve começar a popularizar-se a partir de 2010 ou 2012, quando os endereços IPV4 começarem a esgotar-se.

 

No IPv4, os endereços IP são uma sequência de números composta de 32 bits. Esse valor consiste em um conjunto de quatro grupos de 8 bits. Cada conjunto é separado por um ponto e recebe o nome de octeto ou simplesmente byte, já que um byte é formado por 8 bits. O número 172.31.110.10 é um exemplo. Repare que cada octeto é formado por, no máximo, 3 caracteres, sendo que cada um pode ir de 0 a 255. 

               

Embora aparentem ser uma coisa só, os endereços IP incluem duas informações. O endereço da rede e o endereço do host dentro dela. Numa rede doméstica, por exemplo, poderiamos utilizar os endereços “192.168.1.1″, “192.168.1.2″ e “192.168.1.3″, onde o “192.168.1.” é o endereço da rede (e por isso não muda) e o último número (1, 2 e 3) identifica os três micros que fazem parte dela.

 

Os micros da rede local podem aceder a Internet através de um router, que pode ser tanto um servidor com duas placas de rede, quando um modem ADSL ou outro dispositivo que ofereça a opção de compartilhar a conexão. Neste caso, o router passa a ser o gateway da rede e utiliza seu endereço IP válido para encaminhar as requisições feitas pelos micros da rede interna. Este recurso é chamado de NAT (Network Address Translation).

 

Endereços de 32 bits permitem cerca de 4 bilhões de endereços diferentes, quase o suficiente para dar um endereço IP exclusivo para cada habitante do planeta. O grande problema é que os endereços são sempre divididos em duas partes, rede e host.

 

As faixas de endereços começadas com “10″, com “192.168″ ou com de “172.16″ até “172.31″ são reservadas para uso em redes locais e por isso não são usados na Internet. Os routers que compõe a grande rede são configurados para ignorar estes pacotes, de forma que as inúmeras redes locais que utilizam endereços na faixa “192.168.0.x” (por exemplo) podem conviver pacificamente.

 

No caso dos endereços válidos na Internet as regras são mais estritas. A entidade responsável pelo registro e atribuição dos endereços é a ARIN (http://www.arin.net/). As operadoras, carriers e provedores de acesso pagam uma taxa anual (de acordo com o volume de endereços requisitados) e aplicam o custo nos links revendidos aos clientes.

 

Como os endereços IP usados em redes locais são semelhantes aos IPs da Internet, utiliza-se um padrão conhecido como IANA (Internet Assigned Numbers Authority) para a distribuição de endereços nestas redes. Assim, determinadas faixas de IP são usadas para redes locais, enquanto que outras são usadas na Internet. Como uma rede local em um prédio não se comunica a uma rede local em outro lugar (a não ser que ambas sejam interconectadas) não há problemas de um mesmo endereço IP ser utilizado nas duas redes. Já na Internet, isso não pode acontecer. Nela, cada computador precisa de um IP exclusivo.

 

O padrão IANA divide a utilização de IPs para redes em, basicamente, 3 classes principais e duas que podem ser consideradas secundárias. Esse divisão foi feita de forma a evitar ao máximo o desperdício de endereços IPs que podem ser utilizados numa rede:

 

Classe A: 1.0.0.0 até 126.0.0.0 – Permite até 16.777.216 de computadores em cada rede (máximo de 126 redes);

Classe B: 128.0.0.0 até 191.255.0.0 – Permite até 65.536 computadores em uma rede (máximo de 16.384 redes);

Classe C: 192.0.0.0 até 223.255.255.254 – Permite até 256 computadores em uma rede (máximo de 2.097.150 redes);

Classe D: 224.0.0.0 até 239.255.255.255 – multicast

Classe E: 240.0.0.0 até 255.255.255.255 multicast reservado

 

As três primeiras classes são assim divididas para atender as seguintes necessidades:

 

- os endereços IP da classe A são usados em locais onde é necessário poucas redes, mas uma grande quantidade de máquinas. Para isso, o primeiro byte é usado como identificador da rede e os demais servem como identificador dos computadores;

- os endereços IP da classe B são usados nos casos onde a quantidade de redes é equivalente ou semelhante à quantidade de computadores. Para isso, utiliza-se os dois primeiros bytes do endereço IP para identificar a rede e os restantes para identificar os computadores;

- os endereços IP da classe C são usados em locais que requerem grande quantidade de redes, mas com poucas máquinas em cada uma. Assim, os três primeiros bytes são usados para identificar a rede e o último é utilizado para identificar as máquinas.

 

Quanto às classes D e E, elas existem por motivos especiais: a primeira é usada para a propagação de pacotes especiais para a comunicação entre os computadores, enquanto que a segunda está reservada para aplicações futuras ou experimentais.

 

Vale a pena lembrar que há vários outros blocos de endereços reservados para fins especiais. Por exemplo, o endereço 127.0.0.1 refere-se sempre à própria máquina, isto é, ao próprio host, razão esta que o leva a ser chamado de localhost.

 

Mais uma séria limitação do protocolo IPv4 é a falta de uma camada de segurança. Ele foi “desenvolvido para ser usado em redes onde as pessoas confiam umas nas outras” e não em um ambiente anárquico como a Internet actual. Camadas de autenticação e encriptação precisam ser adicionadas através de protocolos implantados sobre o TCP/IP, como no CHAP, SSH e assim por diante.

 

O problema da falta de endereços pode ser contornada de diversas formas, como por exemplo através do NAT, onde um único endereço IP pode ser compartilhado entre vários hosts (em teoria até 16 milhões, usando um endereço da faixa 10.x.x.x na rede interna). Quase todos já utilizamos o NAT ao compartilhar a conexão usando o ICQ do Windows, o IP Masquerading no Linux, ou mesmo mini-distribuições como o Coyote e o Freesco. A maior limitação do NAT é que os hosts sob a conexão compartilhada não recebem conexões entrantes, impedindo que os usuários utilizem programas de compartilhamento de arquivos, servidores Web ou FTP, muitos jogos multiplayer e assim por diante. Numa rede pequena ainda é possível redireccionar algumas portas do servidor para o host que for rodar estas aplicações, mas esta não seria uma opção para por exemplo um provedor de acesso que resolvesse, por falta de endereços IP, oferecer conexões NAT para seus clientes.

 

Formato do Datagrama do IPv4

 

O campo de 16 bits seguinte do IPv4 define todo o tamanho do datagrama, incluindo cabeçalho e dados, em bytes de 8 bits. O datagrama de tamanho mínimo é de 20 bytes e o máximo é 65535 (64 Kbytes). O tamanho máximo do datagrama que qualquer host requer para estar apto para manusear são 576 bytes, mas os hosts mais modernos manuseiam pacotes bem maiores.

 

Cabeçalho-IPv4

 

 

Fonte: http://www.infowester.com/ipv6.php

            http://www.guiadohardware.net/termos/ipv4

           http://www.arsys.pt/ajuda/directorio/infraestructura-tecnica/ipv6.htm#1r

            www.wikipedia.pt

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