O que é IPv4?

Como o nome indica, IPv4 ou Internet Protocol versão 4 é a quarta versão do IP ou Internet Protocol. Este protocolo é um dos principais protocolos usados ​​no estabelecimento e manutenção da Internet ( bem como algumas outras redes estruturadas de forma semelhante ).

A versão original do IP foi introduzida em 1974. Muito antes da Internet que conhecemos atualmente se estabelecer. Também serviu de base para outro protocolo – o TCP. Ou protocolo de controle de transmissão. Ao contrário do TCP, que foi atualizado, mas não muito retrabalhado desde sua concepção, o IP passou por várias revisões. O IPv4 foi a primeira versão principal dele e é, até o momento. Ainda assim, o protocolo dominante é usado na Internet.

O que isso faz?

O Internet Protocol, em qualquer versão, é responsável por fragmentar e remontar os dados transmitidos e rotear datagramas do host ao destino. Mais simplesmente, o IPv4 divide as informações e as empacota em unidades menores que podem ser transferidas pela rede. E, em seguida, faz isso antes de reunir os dados novamente para o destinatário. “Datagrama” são os pacotes de rede enviados e recebidos. E cada um deles é composto por duas seções – o cabeçalho e a carga útil.

O cabeçalho IP contém informações sobre o endereço IP de origem e destino e metadados adicionais necessários para levar o datagrama para onde ele está indo. A carga útil são os dados reais que estão sendo transportados. O processo de dividir dados em datagramas para transferência é feito bilhões de vezes diariamente. Toda vez que um usuário acessa a Internet e solicita o carregamento de uma página da Web, por exemplo.

Por que IPv4?

O IP original criado em 1974 não era suficiente para a tarefa que primeiro exigia seu uso. Em 1981, o IPv4 foi desenvolvido como uma versão melhorada. Foi esta versão que o Departamento de Defesa dos EUA adotou como padrão para todas as suas redes de computadores militares. Assim, tornou-se uma pedra angular da Internet moderna pouco tempo depois.

O formato usado para endereços no sistema IPv4 consiste em quatro octetos de dados, geralmente separados por pontos. O design é familiar para a maioria das pessoas: 127.0.255.250 seria um exemplo de um desses endereços. Vale a pena notar que os endereços IP no sistema IPv4 não são iguais aos URLs do site – embora o conteúdo do site seja transmitido por meio do protocolo IP, URLs e endereços IP não são sinônimos. Embora um telefone usado para carregar um site tenha um endereço IP exclusivo, o site em si não tem - qualquer computador em que os dados estejam armazenados, no entanto, tem.

Limitações e o próximo passo

O objetivo do IPv4 é exclusivamente levar dados de A para B – ele não garante a entrega de dados, nem garante que as informações sejam entregues e montadas na ordem correta e no momento certo. Ele também não pode impedir que pacotes duplicados sejam enviados. Coisas assim são necessárias, mas são cuidadas pelos protocolos de transporte da camada superior, como o TCP. Tudo o que o IPv4 faz é adotar uma abordagem de 'melhor esforço' para entregar o máximo de dados possível no local correto. Em contraste, aspectos essenciais como a integridade dos dados são tratados por outros protocolos.

A limitação mais significativa do IPv4 é o uso de endereços de 32 bits. De volta ao seu início, isso não era um problema. A Internet se expandiu a um ponto em que o esgotamento do espaço de endereço é um problema. O sistema de endereçamento de 32 bits significa que o número total de endereços possíveis é 232. Em outras palavras, apenas 4294967296 endereços podem existir.

Cerca de 18 milhões deles são reservados para redes privadas e outros 270 milhões para endereços multicast – mas de qualquer forma, a Internet está chegando rapidamente a um ponto em que esse número não é mais suficiente. Isso levou ao desenvolvimento de um protocolo sucessor – IPv6. Em 2011, o pool de endereços primários foi formalmente esgotado, deixando apenas um pequeno espaço para a transição para o IPv6.

O IPv6 foi proposto pela primeira vez em 1998 e ratificado como padrão da Internet em 2017, muito depois de começar a ser usado por desenvolvedores em meados dos anos 2000. Apesar de ser uma melhoria em termos de espaço de endereçamento ( IPv6 usa pacotes de 128 bits, totalizando 3,4×1038 endereços disponíveis ), IPv4 e IPv6 não são interoperáveis. Isso significa que eles não podem se comunicar diretamente. Isso também torna mais complicada a transição totalmente para o IPv6 e é por isso que grande parte da Internet ainda depende totalmente do sistema IPv4.

Conclusão

O IPv4 é o protocolo fundamental e o esquema de endereçamento da Internet e seus precursores. Como muitos protocolos antigos, no entanto, ele mostra sinais de design desatualizado. Enquanto para muitos protocolos isso é uma falta de segurança, para o IPv4 é uma falta de escalabilidade. Embora os 4 bilhões de endereços oferecidos possam parecer muito, no mundo moderno, onde muitas pessoas têm mais de um dispositivo conectado à Internet, isso simplesmente não é suficiente.

Apesar disso e da intensa pressão para mudar para o protocolo IPv6 sucessor, que fornece um vasto espaço de endereço, tem sido relativamente complicado e lento fazer a transição para longe do IPv4. Mesmo agora, muitas redes que utilizam IPv6 usam pilhas de rede dupla envolvendo IPv4 e v6 ou usam IPv4 internamente e o traduzem via NAT para um endereço público IPv6.