O que é Endereço IPv4?

O IPv4 é a primeira versão do Internet Protocol lançada pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos em sua Rede de Agências de Projetos de Pesquisa Avançada (ARPANET). É capaz de produzir bilhões de endereços IP, que é uma das características proeminentes do IPv4. Desde que o IPv4 foi lançado em 1983, estamos à beira do esgotamento dos endereços IP com o surgimento de mais dispositivos IoT. Neste artigo, além de aprender o que é o endereço IPv4, você também lerá sobre as vantagens e desvantagens do IPv4.

O que é Endereço IPv4?

IPv4 é a primeira versão do Protocolo de Internet. Ele usa um espaço de endereço de 32 bits , que é o endereço IP mais comumente usado. Este endereço de 32 bits é escrito como quatro números separados por um decimal. Cada conjunto de números é chamado de octeto . Os números em cada octeto variam de 0 a 255 . O IPv4 é capaz de criar 4,3 bilhões de endereços IP exclusivos. Um exemplo do que é endereço IPv4 é 234.123.42.65. Mais adiante no artigo, também veremos como converter o endereço IPv4 em código binário usando o método IPv4 para conversor binário.

Partes do IPv4

Um endereço IP consiste em três partes:

• Rede: Esta parte do endereço IP identifica a rede à qual o endereço IP pertence. O lado esquerdo do endereço IP é chamado de parte da rede.
• Host: A parte Host de um endereço IP geralmente varia entre si para identificar exclusivamente o dispositivo na Internet. No entanto, a parte da rede é semelhante para cada host na rede.

Por exemplo, as partes Network e Host deste endereço IP (234.123.42.65 ) são:

• Número da sub-rede: é uma parte opcional do endereço IP. É a partição de um endereço IP em muitos segmentos menores. Ajuda a interconectar redes e reduz o tráfego.

Conversão de endereços IPv4 em código binário

Enquanto usamos IPv4 como endereço numérico de 32 bits, computadores e redes trabalham com a linguagem binária. Vamos entender como um endereço IP é convertido em linguagem binária usando o método IPv4 para conversor binário. Como lemos anteriormente sobre o que é um octeto, os bits em cada octeto são denotados por um número. Veremos agora como usar um gráfico de octetos de 8 bits. Consiste em um número que representa o valor de cada bit.

Este é o endereço IP: 234.123.42.65, que converteremos em linguagem binária usando o gráfico de octetos. Cada bit no octeto é representado como 1 ou 0. O primeiro octeto consiste no número 234. Agora teremos que descobrir quais números do gráfico de octetos somam 234. Os números que somam 234 são 128+ 64+32+8+2. Da mesma forma, todos os números que somam são representados com 1, enquanto o restante dos números é representado com 0.

Assim, o número binário para 234 é 11101010. Da mesma forma, esse processo é realizado com todos os octetos.

Portanto, a linguagem binária para o endereço IP 234.123.42.65 é 11101010.01111011.00101010.01000001

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Modelo IPv4–OSI

A International Standards Organization deu o modelo OSI para sistemas de comunicação. OSI significa Interconexão de Sistema Aberto . Este modelo consiste em camadas que explicam como um sistema deve se comunicar com outro usando um protocolo diferente. Cada camada desempenha um papel crucial no sistema de comunicação. O modelo OSI consiste nas seguintes camadas:

• Aplicação (Camada 7): A Camada de Aplicação é a mais próxima do usuário. A principal função da camada é receber e exibir dados de e para os usuários. Essa camada ajuda a estabelecer a comunicação através dos níveis inferiores com o aplicativo do outro lado. Por exemplo, TelNet e FTP.
• Apresentação (Camada 6): A Camada de Apresentação destina-se ao processamento. A parte de processamento inclui a conversão de dados do formato do aplicativo para o formato da rede ou do formato da rede para o formato do aplicativo. Por exemplo, criptografia e descriptografia de dados.
• Sessão (Camada 5): A Camada de Sessão entra em ação quando dois computadores precisam se comunicar. Essas sessões são criadas caso seja necessária uma resposta do usuário. Essa camada é responsável pela configuração, coordenação e expiração da sessão. Por exemplo, verificação de senha.
• Transporte (Camada 4): A Camada de Transporte garante todos os aspectos da transmissão de dados de uma rede para outra, incluindo a quantidade, velocidade e destino dos dados. TCP/IP e UDP funcionam nesta camada. Ele recebe dados das camadas acima, divide-os em pedaços menores chamados segmentos e os entrega à Camada de Rede.
• Rede (Camada 3): A Camada de Rede é responsável por rotear os pacotes ou segmentos de dados até seu destino. Para ser específico, essa camada escolhe com eficiência o caminho certo para chegar ao ponto certo.
• Enlace de Dados (Camada 2): A camada de enlace de dados é responsável por transferir os dados de origem da primeira camada, que é a camada física, para as camadas mencionadas acima. Essa camada também é responsável por corrigir os erros que ocorrem durante a transferência .
• Física (Camada 1): A camada física é a última camada do modelo OSI. Essa camada inclui a estrutura de comunicação e os componentes de hardware , como o tipo e o comprimento do cabo, os layouts dos pinos, a tensão, etc.

Estrutura de pacotes IPv4

Um pacote IPv4 consiste em duas partes: cabeçalho e dados . É capaz de transportar 65.535 bytes . O comprimento de um cabeçalho IP varia de 20 a 60 bytes. O cabeçalho inclui o host e o endereço de destino, bem como outros campos de informações que ajudam o pacote de dados a chegar ao destino.

Cabeçalho de pacote IPv4

Um cabeçalho de pacote IPv4 tem 13 campos obrigatórios. Vamos entendê-los e seus papéis:

• Versão: É um campo de cabeçalho de 4 bits. Ele fornece informações sobre a versão atual do IP em uso.
• Comprimento do cabeçalho da Internet (IHL): Este é o comprimento de todo o cabeçalho IP.
• Tipo de Serviço: Este campo fornece informações sobre a sequência de pacotes em transmissão.
• Comprimento total: Este campo indica o comprimento total do cabeçalho IP. O tamanho mínimo para este campo é de 20 bytes, enquanto o tamanho máximo vai até 65.535 bytes.
• Identificação: O campo Identificação da parte do cabeçalho ajuda a identificar as diferentes partes dos pacotes que se separam durante a transmissão dos dados.
• ECN: ECN significa Explicit Congestion Notification. Este campo é responsável por verificar a superlotação de pacotes na rota de transmissão.
• Flags: Este é um campo de 3 bits que indica se um pacote IP deve ser fragmentado ou não de acordo com o tamanho dos dados.
• Fragment Offset: Fragment Offset é um campo de 13 bits. Permite a sequência e posicionamento dos dados fragmentados em um pacote IP.
• Time to Live (TTL): É um conjunto de valores que são enviados junto com cada pacote de dados, com o objetivo de evitar circundar o pacote de dados. O valor do número anexado a cada pacote IP diminui em um após encontrar cada roteador em sua rota. Assim que o valor de TTL atingir um, o pacote IP é descartado.
• Protocolo: Protocolo é um campo de 8 bits responsável por transmitir as informações da Camada de Rede sobre a qual protocolo um pacote IP pertence.
• Header Checksum: Este campo se encarrega de detectar erros de comunicação nos cabeçalhos e nos pacotes de dados recebidos.
• Endereço IP de origem: Este é um campo de 32 bits, que consiste no endereço IPv4 do remetente.
• Endereço IP de destino: Este é um campo de 32 bits, que consiste no endereço IPv4 do receptor.
• Opções: O campo Opções entra em uso quando o comprimento do DIH é maior que 5.

Agora, vamos aprender sobre as características do protocolo IPv4 e as vantagens e desvantagens do IPv4.

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Características do IPv4

Abaixo estão listadas as características do IPv4:

• O IPv4 usa um endereço IP de 32 bits.
• Os números no endereço são separados por um ponto decimal chamado ponto .
• Consiste em tipos de endereço unicast, multicast e broadcast .
• O IPv4 é estruturado com doze campos de cabeçalho .
• A máscara de sub-rede de comprimento virtual (VLSM) é suportada pelo IPv4.
• Ele usa o Post Address Resolution Protocol para mapear para o endereço Mac.
• As redes são projetadas com DHCP (Dynamic Host Configuration Program) ou usando o modo manual .

Vantagens e Desvantagens do IPv4

Vamos dar uma olhada nas vantagens e desvantagens do IPv4:

Vantagens do IPv4

• A distribuição e compatibilidade de rede do IPv4 são louváveis.
• Possui um serviço de roteamento produtivo .
• Os endereços IPv4 fornecem codificação perfeita .
• Ele pode ser facilmente conectado a vários dispositivos em uma rede.
• É o meio específico de comunicação , principalmente na organização multicast.

Desvantagens do IPv4

• Os endereços IPv4 estão à beira da exaustão .
• O gerenciamento do sistema IPv4 é trabalhoso, complicado e lento .
• Ele fornece roteamento de Internet ineficiente e insuficiente .
• Seu recurso de segurança opcional .

Portanto, essas eram vantagens e desvantagens do protocolo IPv4.

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Embora tenha ocorrido uma mudança para a versão avançada do IPv4, que é o IPv6 . Apesar do esgotamento de endereços IPv4, ele continua em uso devido à sua compatibilidade. Esperamos que nosso documento o tenha guiado extremamente bem no aprendizado sobre o que é o endereço IPv4 . Deixe suas dúvidas ou sugestões, se houver, na seção de comentários abaixo.