Endereço IP



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An Endereço de Protocolo da Internet (Endereço IP) é um rótulo numérico como 192.0.2.1 que está ligado a um rede de computadores que usa o Protocolo Internet para comunicação. Um endereço IP serve a duas funções principais: interface de rede identificação e localização endereçando.

Versão do protocolo de Internet 4 (IPv4) define um endereço IP como um 32-bit número. No entanto, devido ao crescimento da Internet e à esgotamento de endereços IPv4 disponíveis, uma nova versão do IP (IPv6), usando 128 bits para o endereço IP, foi padronizado em 1998. Implantação IPv6 está em andamento desde meados dos anos 2000.

Os endereços IP são gravados e exibidos em legível para humanos notações, como 192.0.2.1 em IPv4 e 2001:db8:0:1234:0:567:8:1 em IPv6. O tamanho do prefixo de roteamento do endereço é designado em Notação CIDR sufixando o endereço com o número de bits significativos, por exemplo, 192.0.2.1/24, que é equivalente ao historicamente usado máscara de sub-rede 255.255.255.0.

O espaço de endereço IP é gerenciado globalmente pelo Internet Assigned Numbers Authority (IANA), e por cinco registros regionais da Internet (RIRs) responsáveis ​​em seus territórios designados para designação para registros locais da Internet, Tais como Prestadores de serviços de Internet (ISPs) e outros usuários finais. Os endereços IPv4 foram distribuídos pela IANA aos RIRs em blocos de aproximadamente 16.8 milhões de endereços cada, mas foram esgotados no nível da IANA desde 2011. Apenas um dos RIRs ainda tem oferta para atribuições locais na África. Alguns endereços IPv4 são reservados para redes privadas e não são globalmente únicos.

Administradores de rede atribuir um endereço IP a cada dispositivo conectado a uma rede. Tais atribuições podem estar em um estático (fixo ou permanente) ou dinâmico base, dependendo das práticas de rede e recursos de software.

função

Um endereço IP serve a duas funções principais: identifica o host, ou mais especificamente seu interface de rede, e fornece a localização do host na rede e, portanto, a capacidade de estabelecer um caminho para esse host. Seu papel foi assim caracterizado: "Um nome indica o que buscamos. Um endereço indica onde está. Uma rota indica como chegar lá." A cabeçalho de cada pacote IP contém o endereço IP do host de envio e o do host de destino.

Versões IP

Dois Versões do Protocolo de Internet são de uso comum na Internet hoje. A versão original do Protocolo de Internet que foi implantado pela primeira vez em 1983 no ARPANET, o antecessor da Internet, é Versão do protocolo de Internet 4 (IPv4).

No início da década de 1990, a rápida esgotamento do espaço de endereços IPv4 disponível para atribuição a Prestadores de serviços de Internet e organizações de usuários finais solicitaram Internet Engineering Task Force (IETF) para explorar novas tecnologias para expandir a capacidade de endereçamento na Internet. O resultado foi um redesenho do Protocolo de Internet que acabou se tornando conhecido como Versão do Protocolo de Internet 6 (IPv6) em 1995. A tecnologia IPv6 estava em vários estágios de teste até meados dos anos 2000, quando a implantação da produção comercial começou.

Hoje, essas duas versões do protocolo da Internet estão em uso simultâneo. Entre outras mudanças técnicas, cada versão define o formato dos endereços de forma diferente. Devido à prevalência histórica do IPv4, o termo genérico Endereço IP geralmente ainda se refere aos endereços definidos pelo IPv4. A lacuna na sequência de versões entre IPv4 e IPv6 resultou da atribuição da versão 5 ao experimental Protocolo de transmissão da Internet em 1979, que no entanto nunca foi referido como IPv5.

Outras versões v1 a v9 foram definidas, mas apenas v4 e v6 ganharam uso generalizado. v1 e v2 eram nomes para protocolos TCP em 1974 e 1977, já que não havia especificação IP separada na época. A v3 foi definida em 1978 e a v3.1 é a primeira versão em que o TCP é separado do IP. v6 é uma síntese de várias versões sugeridas, v6 Protocolo Simples de Internetv7 TP/IX: A Próxima Internetv8 PIP — O Protocolo de Internet P, e v9 TUBA — Tcp e Udp com endereços grandes.

Sub-redes

As redes IP podem ser divididas em sub-redes em ambos IPv4 e IPv6. Para este efeito, um endereço IP é reconhecido como constituído por duas partes: o prefixo de rede nos bits de ordem superior e os bits restantes chamados de campo de descanso, identificador de hostou identificador de interface (IPv6), usado para numeração de host em uma rede. A máscara de sub-rede or Notação CIDR determina como o endereço IP é dividido em partes de rede e host.

O termo máscara de sub-rede é usado apenas no IPv4. No entanto, ambas as versões de IP usam o conceito e a notação CIDR. Nela, o endereço IP é seguido por uma barra e o número (em decimal) de bits utilizados para a parte da rede, também chamada de prefixo de roteamento. Por exemplo, um endereço IPv4 e sua máscara de sub-rede podem ser 192.0.2.1 e 255.255.255.0, respectivamente. A notação CIDR para o mesmo endereço IP e sub-rede é 192.0.2.1/24, porque os primeiros 24 bits do endereço IP indicam a rede e a sub-rede.

Endereços IPv4

Artigo principal: IPv4 § Endereçamento
Decomposição de um endereço IPv4 de notação decimal ao seu valor binário

Um endereço IPv4 tem um tamanho de 32 bits, o que limita o espaço de endereço para 4294967296 (232) endereços. Deste número, alguns endereços são reservados para fins especiais como redes privadas (~18 milhões de endereços) e endereçamento multicast (~270 milhões de endereços).

Os endereços IPv4 geralmente são representados em notação decimal, consistindo em quatro números decimais, cada um variando de 0 a 255, separados por pontos, por exemplo, 192.0.2.1. Cada parte representa um grupo de 8 bits (um byte) do endereço. Em alguns casos de redação técnica,[especificamos] Os endereços IPv4 podem ser apresentados em vários hexadecimal, octalou binário representações.

Histórico de sub-redes

Nos primeiros estágios de desenvolvimento do Protocolo de Internet, o número da rede era sempre o octeto de ordem mais alta (oito bits mais significativos). Como esse método permitia apenas 256 redes, logo se mostrou inadequado, pois redes adicionais desenvolvidas eram independentes das redes existentes já designadas por um número de rede. Em 1981, a especificação de endereçamento foi revisada com a introdução de rede classful arquitetura.

O design de rede classful permitia um número maior de atribuições de rede individuais e um design de sub-rede refinado. Os três primeiros bits do octeto mais significativo de um endereço IP foram definidos como o classe do endereço. Três classes (A, Be C) foram definidos para universal unicast endereçamento. Dependendo da classe derivada, a identificação da rede foi baseada em segmentos de limite de octeto de todo o endereço. Cada classe usou sucessivamente octetos adicionais no identificador de rede, reduzindo assim o número possível de hosts nas classes de ordem superior (B e C). A tabela a seguir fornece uma visão geral desse sistema agora obsoleto.

Arquitetura de rede classful histórica
Classe Principal
pedaços 		Tamanho de rede
número campo de bits 		Tamanho de resto
campo de bits 		Sessão
de redes 		Número de endereços
por rede 		Endereço de início End address
A 0 8 24 128 (27) 16777216 (224) 0.0.0.0 127.255.255.255
B 10 16 16 16384 (214) 65536 (216) 128.0.0.0 191.255.255.255
C 110 24 8 2097152 (221) 256 (28) 192.0.0.0 223.255.255.255

O design de rede classful serviu ao seu propósito no estágio inicial da Internet, mas faltou escalabilidade em face da rápida expansão das redes na década de 1990. O sistema de classes do espaço de endereço foi substituído por Encaminhamento inter-domínio sem classe (CIDR) em 1993. CIDR é baseado em máscara de sub-rede de comprimento variável (VLSM) para permitir alocação e roteamento com base em prefixos de comprimento arbitrário. Hoje, os remanescentes dos conceitos de rede classful funcionam apenas em um escopo limitado como os parâmetros de configuração padrão de alguns componentes de software e hardware de rede (por exemplo, máscara de rede) e no jargão técnico usado nas discussões dos administradores de rede.

endereços privados

O projeto de rede inicial, quando a conectividade global de ponta a ponta foi concebida para comunicações com todos os hosts da Internet, pretendia que os endereços IP fossem globalmente exclusivos. No entanto, descobriu-se que isso nem sempre era necessário, pois as redes privadas se desenvolveram e o espaço de endereço público precisava ser conservado.

Computadores não conectados à Internet, como máquinas de fábrica que se comunicam apenas entre si via TCP / IP, não precisam ter endereços IP globalmente exclusivos. Hoje, essas redes privadas são amplamente utilizadas e normalmente se conectam à Internet com Tradução do Endereço da Rede (NAT), quando necessário.

Três intervalos não sobrepostos de endereços IPv4 para redes privadas são reservados. Esses endereços não são roteados na Internet e, portanto, seu uso não precisa ser coordenado com um registro de endereços IP. Qualquer usuário pode usar qualquer um dos blocos reservados. Normalmente, um administrador de rede divide um bloco em sub-redes; por exemplo, muitos roteadores domésticos usar automaticamente um intervalo de endereços padrão de 192.168.0.0 através 192.168.0.255 (192.168.0.0/24).


Intervalos de rede IPv4 privados reservados
Nome CIDR quadra Intervalo de endereços Número de endereços Classful descrição
bloco de 24 bits 10.0.0.0/8 10.0.0.0 – 10.255.255.255 16777216 Único Classe A.
bloco de 20 bits 172.16.0.0/12 172.16.0.0 – 172.31.255.255 1048576 Faixa contígua de 16 blocos Classe B.
bloco de 16 bits 192.168.0.0/16 192.168.0.0 – 192.168.255.255 65536 Faixa contígua de 256 blocos Classe C.

Endereços IPv6

Artigo principal: Endereço IPv6
Decomposição de um endereço IPv6 de hexadecimal representação ao seu valor binário

No IPv6, o tamanho do endereço foi aumentado de 32 bits no IPv4 para 128 bits, proporcionando assim até 2128 (aproximadamente 3.403×1038) endereços. Isso é considerado suficiente para o futuro previsível.

A intenção do novo design não era fornecer apenas uma quantidade suficiente de endereços, mas também redesenhar o roteamento na Internet, permitindo uma agregação mais eficiente de prefixos de roteamento de sub-rede. Isso resultou em um crescimento mais lento de tabelas de roteamento em roteadores. A menor alocação individual possível é uma sub-rede para 264 hosts, que é o quadrado do tamanho de toda a Internet IPv4. Nesses níveis, as taxas reais de utilização de endereço serão pequenas em qualquer segmento de rede IPv6. O novo design também oferece a oportunidade de separar a infraestrutura de endereçamento de um segmento de rede, ou seja, a administração local do espaço disponível do segmento, do prefixo de endereçamento usado para rotear o tráfego de e para redes externas. O IPv6 possui recursos que alteram automaticamente o prefixo de roteamento de redes inteiras, caso a conectividade global ou o política de roteamento alteração, sem necessidade de redesenho interno ou renumeração manual.

O grande número de endereços IPv6 permite que grandes blocos sejam atribuídos para fins específicos e, quando apropriado, agregados para roteamento eficiente. Com um grande espaço de endereços, não há necessidade de métodos complexos de conservação de endereços, como os usados ​​no CIDR.

Todos os sistemas operacionais modernos de desktop e servidor corporativo incluem suporte nativo para IPv6, mas ainda não é amplamente implantado em outros dispositivos, como roteadores de rede residencial, voz sobre IP (VoIP) e equipamentos multimédia, e alguns hardware de rede.

endereços privados

Assim como o IPv4 reserva endereços para redes privadas, os blocos de endereços são reservados no IPv6. No IPv6, eles são referidos como endereços locais únicos (ULAs). O prefixo de roteamento fc00::/7 está reservado para este bloco, que é dividido em dois /8 blocos com diferentes políticas implícitas. Os endereços incluem um código de 40 bits pseudo-aleatório número que minimiza o risco de colisões de endereços se os sites forem mesclados ou os pacotes forem roteados incorretamente.

As primeiras práticas usavam um bloco diferente para essa finalidade (fec0::), chamados de endereços locais do site. No entanto, a definição do que constitui um local permaneceu obscuro e a política de endereçamento mal definida criou ambiguidades para o roteamento. Este tipo de endereço foi abandonado e não deve ser utilizado em novos sistemas.

Endereços começando com fe80::, сhamado endereços locais de link, são atribuídos a interfaces para comunicação no link anexado. Os endereços são gerados automaticamente pelo sistema operacional para cada interface de rede. Isso fornece comunicação instantânea e automática entre todos os hosts IPv6 em um link. Este recurso é utilizado nas camadas inferiores da administração da rede IPv6, como para o Protocolo de descoberta de vizinho.

Os prefixos de endereços privados e de link local não podem ser roteados na Internet pública.

Atribuição de endereço IP

Os endereços IP são atribuídos a um host dinamicamente conforme eles se conectam à rede ou persistentemente pela configuração do hardware ou software do host. A configuração persistente também é conhecida como o uso de um endereço IP estático. Por outro lado, quando o endereço IP de um computador é atribuído sempre que ele é reiniciado, isso é conhecido como uso de um Endereço de IP dinamico.

Os endereços IP dinâmicos são atribuídos pela rede usando Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP). O DHCP é a tecnologia usada com mais frequência para atribuir endereços. Evita o fardo administrativo de atribuir endereços estáticos específicos a cada dispositivo em uma rede. Ele também permite que os dispositivos compartilhem o espaço de endereço limitado em uma rede se apenas alguns deles estiverem online em um determinado momento. Normalmente, a configuração de IP dinâmico é habilitada por padrão em sistemas operacionais de desktop modernos.

O endereço atribuído com DHCP está associado a um arrendamento e geralmente tem um período de validade. Se a concessão não for renovada pelo host antes do vencimento, o endereço poderá ser atribuído a outro dispositivo. Algumas implementações de DHCP tentam reatribuir o mesmo endereço IP a um host, com base em seu Endereço MAC, cada vez que ele entra na rede. Um administrador de rede pode configurar o DHCP alocando endereços IP específicos com base no endereço MAC.

O DHCP não é a única tecnologia usada para atribuir endereços IP dinamicamente. Protocolo Bootstrap é um protocolo semelhante e predecessor do DHCP. Modem e alguns redes de banda larga usar recursos de endereço dinâmico do Protocolo ponto a ponto.

Computadores e equipamentos usados ​​para a infraestrutura de rede, como roteadores e servidores de correio, são normalmente configurados com endereçamento estático.

Na ausência ou falha de configurações de endereços estáticos ou dinâmicos, um sistema operacional pode atribuir um endereço de link local a um host usando autoconfiguração de endereço sem estado.

Endereço IP dinâmico fixo

Pegajoso é um termo informal usado para descrever um endereço IP atribuído dinamicamente que raramente muda. Os endereços IPv4, por exemplo, geralmente são atribuídos com DHCP e um serviço DHCP pode use regras que maximizem a chance de atribuir o mesmo endereço sempre que um cliente solicitar uma atribuição. No IPv6, um delegação de prefixo podem ser tratados de forma semelhante, para tornar as alterações tão raras quanto possível. Em uma configuração típica de casa ou pequeno escritório, um único roteador é o único dispositivo visível para um Prestadores de serviços de Internet (ISP), e o ISP pode tentar fornecer uma configuração que seja o mais estável possível, ou seja, pegajoso. Na rede local da casa ou da empresa, um servidor DHCP local pode ser projetado para fornecer configurações IPv4 aderentes, e o ISP pode fornecer uma delegação de prefixo IPv6 aderente, dando aos clientes a opção de usar endereços IPv6 aderentes. Pegajoso não deve ser confundido com estático; as configurações fixas não têm garantia de estabilidade, enquanto as configurações estáticas são usadas indefinidamente e alteradas apenas deliberadamente.

Configuração automática de endereço

Bloco de endereço 169.254.0.0/16 é definido para o uso especial de endereçamento local de link para redes IPv4. No IPv6, toda interface, seja usando endereços estáticos ou dinâmicos, também recebe um endereço link-local automaticamente no bloco fe80::/10. Esses endereços são válidos apenas no link, como um segmento de rede local ou conexão ponto a ponto, ao qual um host está conectado. Esses endereços não são roteáveis ​​e, como os endereços privados, não podem ser a origem ou o destino dos pacotes que trafegam pela Internet.

Quando o bloco de endereços IPv4 link-local era reservado, não existiam padrões para mecanismos de autoconfiguração de endereços. Preenchendo o vazio, Microsoft desenvolveu um protocolo chamado Endereçamento IP Privado Automático (APIPA), cuja primeira implementação pública surgiu em Windows 98. A APIPA foi implantada em milhões de máquinas e se tornou um padrão de fato na indústria. Em maio de 2005, o IETF definiu um padrão formal para isso.

Abordando conflitos

Um conflito de endereço IP ocorre quando dois dispositivos na mesma rede local física ou sem fio afirmam ter o mesmo endereço IP. Uma segunda atribuição de um endereço geralmente interrompe a funcionalidade IP de um ou de ambos os dispositivos. Muitos modernos sistemas operacionais notificar o administrador sobre conflitos de endereços IP. Quando endereços IP são atribuídos por várias pessoas e sistemas com métodos diferentes, qualquer um deles pode estar com defeito. Se um dos dispositivos envolvidos no conflito for o gateway padrão acesso além da LAN para todos os dispositivos na LAN, todos os dispositivos podem ser prejudicados.

Roteamento

Os endereços IP são classificados em várias classes de características operacionais: endereçamento unicast, multicast, anycast e broadcast.

Endereçamento Unicast

O conceito mais comum de um endereço IP está em unicast endereçamento, disponível tanto em IPv4 quanto em IPv6. Normalmente, refere-se a um único remetente ou a um único destinatário e pode ser usado tanto para enviar quanto para receber. Normalmente, um endereço unicast está associado a um único dispositivo ou host, mas um dispositivo ou host pode ter mais de um endereço unicast. Enviar os mesmos dados para vários endereços unicast exige que o remetente envie todos os dados várias vezes, uma vez para cada destinatário.

Endereçamento de transmissão

Radiodifusão é uma técnica de endereçamento disponível no IPv4 para endereçar dados para todos os destinos possíveis em uma rede em uma operação de transmissão como um transmissão de todos os hosts. Todos os receptores capturam o pacote de rede. O endereço 255.255.255.255 é usado para transmissão em rede. Além disso, uma transmissão direcionada mais limitada usa o endereço de host de todos com o prefixo de rede. Por exemplo, o endereço de destino usado para transmissão direcionada para dispositivos na rede 192.0.2.0/24 is 192.0.2.255.

O IPv6 não implementa o endereçamento de broadcast e o substitui por multicast para o endereço multicast de todos os nós especialmente definido.

Endereçamento Multicast

A endereço multicast está associado a um grupo de receptores interessados. No IPv4, os endereços 224.0.0.0 através 239.255.255.255 (o antigo Classe D endereços) são designados como endereços multicast. IPv6 usa o bloco de endereço com o prefixo ff00::/8 para multicast. Em ambos os casos, o remetente envia um único datagrama do seu endereço unicast para o endereço do grupo multicast e os roteadores intermediários se encarregam de fazer cópias e enviá-las a todos os receptores interessados ​​(aqueles que aderiram ao grupo multicast correspondente).

Endereçamento Anycast

Como broadcast e multicast, anycast é uma topologia de roteamento um-para-muitos. No entanto, o fluxo de dados não é transmitido para todos os receptores, apenas para aquele que o roteador decidir estar mais próximo na rede. O endereçamento Anycast é um recurso integrado do IPv6. No IPv4, o endereçamento anycast é implementado com Protocolo de gateway de limite usando o caminho mais curto métrico para escolher destinos. Os métodos Anycast são úteis para balanceamento de carga e são comumente usados ​​em distribuições DNS sistemas.

Geolocation

Artigo principal: geolocalização da internet

Um host pode usar geolocalização deduzir o posição geográfica de seu par comunicante.

Endereço público

Um endereço IP público é um endereço IP unicast roteável globalmente, o que significa que o endereço não é um endereço reservado para uso em redes privadas, como os reservados por RFC 1918, ou os vários formatos de endereço IPv6 de escopo local ou escopo de site local, por exemplo, para endereçamento de link local. Endereços IP públicos podem ser usados ​​para comunicação entre hosts na Internet global. Em uma situação doméstica, um endereço IP público é o endereço IP atribuído à rede doméstica pelo ISP. Nesse caso, também é visível localmente ao fazer login na configuração do roteador.

A maioria dos endereços IP públicos muda e com relativa frequência. Qualquer tipo de endereço IP que muda é chamado de endereço IP dinâmico. Em redes domésticas, o ISP geralmente atribui um IP dinâmico. Se um ISP deu a uma rede doméstica um endereço imutável, é mais provável que ela seja abusada por clientes que hospedam sites em casa ou por hackers que podem tentar o mesmo endereço IP repetidamente até violar uma rede.

Firewall

Para considerações de segurança e privacidade, os administradores de rede geralmente desejam restringir o tráfego público da Internet em suas redes privadas. Os endereços IP de origem e destino contidos nos cabeçalhos de cada pacote IP são um meio conveniente de discriminar o tráfego por Bloqueio de endereços IP ou adaptando seletivamente respostas a solicitações externas para servidores internos. Isso é conseguido com firewall software em execução no roteador de gateway da rede. Um banco de dados de endereços IP de tráfego restrito e permitido pode ser mantido em listas negras e listas brancas, Respectivamente.

tradução de endereços

Vários dispositivos clientes podem parecer compartilham um endereço IP, seja porque fazem parte de um serviço de hospedagem web compartilhado ambiente ou porque um IPv4 tradutor de endereço de rede (NAT) ou servidor proxy atua como um intermediário agente em nome do cliente, caso em que o endereço IP de origem real é mascarado do servidor que recebe uma solicitação. Uma prática comum é ter um NAT mascarando muitos dispositivos em uma rede privada. Somente a(s) interface(s) pública(s) do NAT precisa(m) ter um endereço de Internet roteável.

O dispositivo NAT mapeia diferentes endereços IP na rede privada para diferentes TCP ou UDP números de porta na rede pública. Em redes residenciais, as funções NAT são geralmente implementadas em um gateway residencial. Nesse cenário, os computadores conectados ao roteador possuem endereços IP privados e o roteador possui um endereço público em sua interface externa para se comunicar na Internet. Os computadores internos parecem compartilhar um endereço IP público.

Ferramentas de diagnóstico

Os sistemas operacionais de computador fornecem várias ferramentas de diagnóstico para examinar interfaces de rede e configuração de endereço. Microsoft Windows fornece o interface da Linha de comando ferramentas ipconfig e netsh e usuários de Unix-like sistemas podem usar ifconfig, netstat, estrada, Lanstat, Estadoe iproute2 utilitários para realizar a tarefa.

Veja também

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    1 2 3 4
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