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Categoria: Rede

Atualização: Terça, 21 Abril 2009 19:49

Autor: vovó Vicki

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O Protocolo Internet (Internet Protocol - IP) permite o roteamento de pacotes numa rede de computadores.

O IP é um protocolo da camada de rede (camada 3 no modelo OSI) que contém informações de endereços e algumas informações de controle usadas para rotear pacotes. O IP é o protocolo da camada de rede primário na suite de protocolos TCP/IP. Os protocolos IP e TCP (Transmission Control Protocol - Protocolo de Controle de Transmissão) são o coração dos protocolos da rede mundial de computadores que chamamos de Internet. O IP atende perfeitamente comunicações WAN e LAN.

O IP tem duas finalidades principais:

• Possibilitar entregas sem conexão (connectionless) e de melhor esforço (best-effort) de datagramas (ou pacotes) através de uma rede e
• Possibilitar a fragmentação e recomposição de pacotes para apoiar enlaces (links) com tamanhos diferentes de unidade de transmissão máxima (maximum-transmission unit - MTU).

O esquema de endereçamento IP integra o processo de roteamento de pacotes IP através de redes interligadas. Cada endereço IP possui componentes específicos e segue um formato básico. Estes endereços podem ser subdivididos e usados para criar endereços de sub-redes. Cada computador (conhecido como host) de uma rede TCP/IP recebe um endereço lógico único que é dividido em duas partes principais: o número da rede e o número do host. O número da rede identifica uma rede e só pode ser dado pelo Centro de Informação da Rede Internet (Internet Network Information Center - InterNIC) se a rede fizer parte da Internet. Um provedor (Internet Service Provider - ISP) pode obter blocos de endereços no InterNIC e depois, se necessário, determinar um espaço de endereços. O número do host identifica inequivocamente um host numa rede e é atribuído pelo administrador da rede local.

Quando enviamos ou recebemos dados, por exemplo um email ou uma página web, a mensagem é dividida em pequenas porções chamadas pacotes. Cada um destes pacotes contém o endereço Internet do remetente e o endereço do destinatário. Como uma mensagem é dividida em vários pacotes, se for necessário cada um deles pode ser enviado por uma rota diferente através da Internet. Os pacotes podem chegar numa ordem diferente da ordem em que foram enviados - o IP apenas os entrega. Colocá-los novamente na ordem certa depende de um outro protocolo, o TCP.

Todos os outros protocolos da suite TCP/IP, com exceção do ARP e do RARP, usam o IP para rotear frames de host para host.

Estrutura do protocolo IPv4 (IP versão 4)

Os endereços IPv4 são de 32 bits e o cabeçalho dos seus pacotes tem a seguinte estrutura:

• Versão - a versão do IP usado (4).
• Comprimento do Cabeçalho IP (IP Header Length - IHL) - tamanho do cabeçalho do datagrama. Aponta para o início dos dados. O valor mínimo para um cabeçalho correto é 5.
• Tipo de Serviço (Type-of-Service - TOS) - indica a qualidade do serviço desejado especificando como um protocolo de uma camada superior gostaria que o pacote fosse tratado e atribui vários níveis de importância ao pacote. Este campo é usado para indicar Precedência, Retardo (Delay), Passagem direta (Throughput) e Confiabilidade (Reliability).
• Comprimento total - especifica o tamanho, em bytes, do pacote inteiro, incluindo o cabeçalho e os dados. O valor máximo que este campo permite é 65.635. Tipicamente, os hosts estão preparados para aceitar datagramas de até 576 bytes.
• Identificação - contém um inteiro que identifica o pacote. O valor deste campo é estabelecido pelo remetente para ajudar o destinatário na recomposição dos fragmentos do datagrama.
• Flags - é um campo de 3 bits, dos quais os dois menos significantes (os dois da direita) controlam a fragmentação. O bit menos significante especifica se o pacote pode ser fragmentado. O bit do meio especifica se o pacote é o último fragmento de uma série de pacotes fragmentados. O terceiro, ou mais significante, não é usado.
• Offset de fragmento - Este campo de 13 bits indica a posição dos dados do fragmento em relação ao início dos dados no datagrama original, o que permite que o processo IP do destino reconstrua apropriadamente o datagrama original.
• Tempo de vida (Time-to-Live - TTL) - é um contador que cai gradualmente para zero. Quando está zerado, o datagrama é descartado. Isto previne que pacotes fiquem rodando infinitamente na rede.
• Protocolo - indica qual protocolo da camada superior recebe os pacotes que chegam depois que o processamento IP estiver completo.
• Checksum do cabeçalho - ajuda garantir a integridade do cabeçalho IP. Como alguns campos do cabeçalho mudam, por exemplo Tempo de vida, o checksum é refeito e verificado em cada ponto em que o cabeçalho Internet é processado.
• Endereço de origem - especifica o nó remetente.
• Endereço do destino - especifica o nó destinatário.
• Opções - permite ao IP apoiar várias opções, por exemplo segurança.
• Dados - contém informações para camadas superiores.

O protocolo IP versão 6 (IPv6 ou IPng)

O IPv6 é uma nova versão do IP baseada no IPv4. O IPv6 também é conhecido como 'next generation IP' ou IPng. O IPv4 e o IPv6 são de-multiplexados na camada de meios. Por exemplo, pacotes IPv6 são passam pelas Ethernet com o tipo de conteúdo 86DD (hexadecimal) ao invés de 0800 dos IPv4.

O IPv6 aumenta o tamanho do endereço IP de 32 para 128 bits para permitir mais níveis na hierarquia de endereçamento, um número muito maior de nós endereçáveis e auto-configuração de endereços mais simples. A escalabilidade de endereços multicast é introduzida. Um novo tipo de endereço, chamado de endereço anycast, também é definido para enviar um pacote para qualquer um de um grupo de nós. Duas grandes melhorias no IPv6 são:

• Melhor suporte para extensões e opções - as opções do IPv6 são colocadas em cabeçalhos separados localizados entre o cabeçalho IPv6 e o cabeçalho da camada de transporte. Mudanças no modo como as opções do cabeçalho IP são codificadas permitem redespachos mais eficientes, são menos restritivas em relação ao tamanho das opções e dão mais flexibilidade para introduzir novas opções no futuro.
• Capacidade de marcação de fluxo - uma nova capacidade foi adicionada para permitir a marcação de pacotes pertencentes a determinados fluxos de tráfego para os quais o remetente solicita tratamento especial como, por exemplo, non-default Quality of Service (Qualidade de Serviço não default) ou real-time service (serviço em tempo real).

Estrutura do protocolo IPv6 (IP versão 6)

• Versão - Versão do IP (IPv6 é 6).
• Prioridade - campo da classe do tráfego que permite uma origem identificar a prioridade de entrega dos pacotes desejada. Valores de prioridade são divididos em duas faixas: tráfego onde a origem fornece o controle de congestionamento e tráfego sem controle de congestionamento.
• Marcação de fluxo (Flow label) - a marcação de fluxo é usada por uma origem para marcar os produtos para os quais solicita tratamento especial pelo roteador IPv6. O fluxo recebe uma identificação única através da combinação de um endereço de origem e uma marcação de fluxo diferente de zero.
• Tamanho da carga (Payload length) - o tamanho da porção de dados do pacote.
• Próximo cabeçalho - identifica o tipo de cabeçalho logo após o cabeçalho IPv6.
• Limite de saltos (Hop limit) - é decrementado em um por cada um dos nós que redespacha o pacote. O pacote é descartado se o Hop Limit chegar a zero.
• Endereço de origem - um endereço de 128 bits do remetente do pacote.
• Endereço do destino - um enderço de 128 bits do destinatário do pacote (possivelmente não o destinatário final se existir um cabeçalho de Roteamento).

Referências

RFC 2460