Sobre o IPv4
Protocolo de Internet (em inglês: Internet Protocol, ou o acrónimo IP) é um protocolo de comunicação usado entre duas ou mais máquinas em rede para encaminhamento dos dados.
Índice
O IP oferece um serviço de datagramas não confiável (também chamado de melhor esforço); ou seja, o pacote vem quase sem garantias. O pacote pode chegar desordenado (comparado com outros pacotes enviados entre os mesmos nós), também podem chegar duplicados, ou podem ser perdidos por inteiro. Se a aplicação requer maior confiabilidade, esta é adicionada na camada de transporte.
Os roteadores são usados para reencaminhar datagramas IP através das redes interconectadas na segunda camada. A falta de qualquer garantia de entrega significa que o desenho da troca de pacotes é feito de forma mais simplificada. (Note que se a rede cai, reordena ou de outra forma danifica um grande número de pacotes, o desempenho observado pelo utilizador será pobre, logo a maioria dos elementos de rede tentam arduamente não fazer este tipo de coisas - melhor esforço. Contudo, um erro ocasional não irá produzir nenhum efeito notável.)
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 atualmente em uso. Esta versão do protocolo é designada de versão 4, ou IPv4. O IPv6 tem endereçamento de origem e destino de 128 bits, oferecendo mais endereçamentos que os 32 bits do IPv4.
Formato do Cabeçalho do IPv4+0 - 34 - 78 - 1516 - 1819 - 310VersãoTamanho do
cabeçalhoTipo de Serviço (ToS)
(agora DiffServ e ECN)Comprimento
(pacote)32IdentificadorFlagsOffset64Tempo de Vida (TTL)ProtocoloChecksum96Endereço origem128Endereço destino160Opções192
Dados
Endereçamento IPv4 e encaminhamentoTalvez os aspectos mais complexos do IP sejam o endereçamento e o encaminhamento. O endereçamento define como os endereços IP dos nós finais são atribuídos e como as subredes dos endereços de IP dos nós são divididos e agrupados. O encaminhamento IP é feito por todos os nós, mas mais comumente por roteadores de rede, que tipicamente usam os protocolos IGP ou EGP para ajudar na leitura de datagramas IP que reencaminhem decisões através de IPs em redes ligadas.
Índice
- 1 Funcionamento
- 2 Formato do Cabeçalho do IPv4
- 3 Endereçamento IPv4 e encaminhamento
- 4 Ver também
- 5 Bibliografia
O IP oferece um serviço de datagramas não confiável (também chamado de melhor esforço); ou seja, o pacote vem quase sem garantias. O pacote pode chegar desordenado (comparado com outros pacotes enviados entre os mesmos nós), também podem chegar duplicados, ou podem ser perdidos por inteiro. Se a aplicação requer maior confiabilidade, esta é adicionada na camada de transporte.
Os roteadores são usados para reencaminhar datagramas IP através das redes interconectadas na segunda camada. A falta de qualquer garantia de entrega significa que o desenho da troca de pacotes é feito de forma mais simplificada. (Note que se a rede cai, reordena ou de outra forma danifica um grande número de pacotes, o desempenho observado pelo utilizador será pobre, logo a maioria dos elementos de rede tentam arduamente não fazer este tipo de coisas - melhor esforço. Contudo, um erro ocasional não irá produzir nenhum efeito notável.)
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 atualmente em uso. Esta versão do protocolo é designada de versão 4, ou IPv4. O IPv6 tem endereçamento de origem e destino de 128 bits, oferecendo mais endereçamentos que os 32 bits do IPv4.
Formato do Cabeçalho do IPv4+0 - 34 - 78 - 1516 - 1819 - 310VersãoTamanho do
cabeçalhoTipo de Serviço (ToS)
(agora DiffServ e ECN)Comprimento
(pacote)32IdentificadorFlagsOffset64Tempo de Vida (TTL)ProtocoloChecksum96Endereço origem128Endereço destino160Opções192
Dados
- Versão - o primeiro campo do cabeçalho de um datagrama IPv4 é o campo de versão, com quatro bits.
- IHL - o segundo campo, de quatro bits, é o IHL (acrónimo para Internet Header Length, ou seja, Comprimento do Cabeçalho da Internet) com o número de palavras de 32 bits no cabeçalho IPv4. Como o cabeçalho IPv4 pode conter um número variável de opções, este campo essencialmente especifica o offset para a porção de dados de um datagrama IPv4. Um cabeçalho mínimo tem vinte bytes de comprimento, logo o valor mínimo em decimal no campo IHL seria cinco.
- Tipo de serviço - no RFC 791, os oito bits seguintes são alocados para um campo tipo de serviço (ToS), agora DiffServ e ECN. A intenção original era para um nó especificar uma preferência para como os datagramas poderiam ser manuseados assim que circulariam pela rede. Por exemplo, um nó pode definir o campo de valores do seu ToS dos datagramas IPv4 para preferir pequeno desfasamento de tempo, enquanto que outros podem preferir alta fiabilidade. Na prática, o campo ToS não foi largamente implementado. Contudo, trabalho experimental, de pesquisa e desenvolvimento se focou em como fazer uso destes oito bits. Estes bits têm sido redefinidos e mais recentemente através do grupo de trabalho do DiffServ na IETF e pelos pontos de código do Explicit Congestion Notification (ECN) (RFC 3168.)
- Tamanho total - o campo de dezesseis bits seguinte do IPv4 define todo o tamanho do datagrama, incluindo cabeçalho e dados, em bytes de oito bits. O datagrama de tamanho mínimo é de vinte bytes e o máximo é 64 Kb. O tamanho máximo do datagrama que qualquer nó requer para estar apto para manusear são 576 bytes, mas os nós mais modernos manuseiam pacotes bem maiores. Por vezes, as subredes impõem restrições no tamanho, em cada caso os datagramas têm que ser "fragmentados". A fragmentação é manuseada quer no nó quer no comutador de pacotes no IPv4, e apenas no nó no caso do IPv6.
- Identificador - o campo seguinte de dezesseis bits é um campo de identificação. Este campo é usado principalmente para identificar fragmentos identificativos do datagrama IP original. Alguns trabalhos experimentais sugerem usar o campo IP para outros propósitos, tais como adicionar pacotes para levar a informação para datagrama, de forma a que ajude a pesquisar datagramas para trás com endereços fonte falsificados.
- Flags - o campo de três bits que segue é usado para controlar ou identificar fragmentos.
- Offset - o campo offset do fragmento tem treze bits, e permite que um receptor determine o local de um fragmento em particular no datagrama IP original.
- Tempo de vida - um campo de oito bits, o TTL (time to live, ou seja, tempo para viver) ajuda a prevenir que os datagramas persistam (ex. andando aos círculos) numa rede. Historicamente, o campo TTL limita a vida de um datagrama em segundos, mas tornou-se num campo de contagem de nós caminhados. Cada comutador de pacotes que um datagrama atravessa decrementa o campo TTL em um valor. Quando o campo TTL chega a zero, o pacote não é seguido por um comutador de pacotes e é descartado.
- Protocolo - um campo de protocolo de oito bits segue-se, definindo o protocolo seguinte usado numa porção de dados de um datagrama IP. A Internet Assigned Numbers Authority mantém uma lista de números de protocolos. Os protocolos comuns e os seus valores decimais incluem o ICMP (1), o TCP (6).
- Checksum - o campo seguinte é um campo de verificação para o cabeçalho do datagrama IPv4. Um pacote em trânsito é alterado por cada comutador que atravesse. Um desses comutadores pode comprometer o pacote, e a verificação é uma forma simples de detectar a consistência do cabeçalho. Este valor é ajustado ao longo do caminho e verificado a cada novo nó. Envolve apenas verificação do cabeçalho (não dos dados).
- Endereço de origem/destino - a seguir ao campo de verificação, seguem-se os endereço de origem e de destino, de 32 bits cada um. Note que os endereços IPv6 de origem e destino são de 128 bits cada.
- Opções - Campos do cabeçalho adicionais podem seguir o campo do endereço de destino, mas estes não são normalmente usados. Os campos de opção podem ser seguidos de um campo de caminho que assegura que os dados do utilizador são alinhados numa fronteira de palavras de 32 bits. (No IPv6, as opções movem-se fora do cabeçalho padrão e são especificados pelo campo Next Protocol, semelhante à função do campo "Protocolo" no IPv4). A seguir, três exemplos de opções que são implementadas e aceitas na maioria dos roteadores:
Endereçamento IPv4 e encaminhamentoTalvez os aspectos mais complexos do IP sejam o endereçamento e o encaminhamento. O endereçamento define como os endereços IP dos nós finais são atribuídos e como as subredes dos endereços de IP dos nós são divididos e agrupados. O encaminhamento IP é feito por todos os nós, mas mais comumente por roteadores de rede, que tipicamente usam os protocolos IGP ou EGP para ajudar na leitura de datagramas IP que reencaminhem decisões através de IPs em redes ligadas.
