Cada dispositivo conectado a uma rede – computador, tablet, câmera, seja o que for – precisa de um identificador exclusivo para que outros dispositivos saibam como alcançá-lo. No mundo das redes TCP / IP, esse identificador é o endereço do protocolo da Internet (IP).
Se você já trabalhou com computadores por algum tempo, provavelmente foi exposto a endereços IP – aquelas sequências numéricas que se parecem com algo como 192.168.0.15. Na maioria das vezes, não precisamos lidar com eles diretamente, já que nossos dispositivos e redes cuidam dessas coisas nos bastidores. Quando temos que lidar com eles, geralmente apenas seguimos as instruções sobre quais números colocar onde. Mas, se você já quis se aprofundar um pouco mais no significado desses números, este artigo é para você.
Por que você deveria se importar? Bem, entender como os endereços IP funcionam é vital se você quiser solucionar o motivo de sua rede não estar funcionando bem ou por que um determinado dispositivo não está se conectando da maneira que você esperava. E, se você precisar configurar algo um pouco mais avançado, como hospedar um servidor de jogos ou servidor de mídia ao qual amigos da Internet podem se conectar, você precisará saber algo sobre endereçamento IP. Além disso, é fascinante.
Nota: vamos cobrir os fundamentos do endereçamento IP neste artigo, o tipo de coisa que as pessoas que usam endereços IP, mas nunca realmente pensaram muito sobre eles, podem querer saber. Não vamos cobrir algumas das coisas de nível mais avançado ou profissional, como classes IP, roteamento classless e sub-redes personalizadas … mas apontaremos algumas fontes para leitura adicional à medida que avançarmos.
Índice
O que é um endereço IP?
Um endereço IP identifica exclusivamente um dispositivo em uma rede. Você já viu esses endereços antes; eles se parecem com 192.168.1.34.
Um endereço IP é sempre um conjunto de quatro números como esse. Cada número pode variar de 0 a 255. Portanto, a faixa de endereçamento IP completo vai de 0.0.0.0 a 255.255.255.255.
O motivo pelo qual cada número só pode chegar a 255 é que cada um dos números é, na verdade, um número binário de oito dígitos (às vezes chamado de octeto). Em um octeto, o número zero seria 00000000, enquanto o número 255 seria 11111111, o número máximo que o octeto pode atingir. O endereço IP que mencionamos antes (192.168.1.34) em binário seria assim: 11000000.10101000.00000001.00100010.
Os computadores trabalham com o formato binário, mas nós, humanos, achamos muito mais fácil trabalhar com o formato decimal. Ainda assim, saber que os endereços são, na verdade, números binários nos ajudará a entender por que algumas coisas em torno dos endereços IP funcionam da maneira que funcionam.
Mas não se preocupe! Não vamos jogar muito binário ou matemática para você neste artigo, então tenha paciência conosco um pouco mais.
As duas partes de um endereço IP
O endereço IP de um dispositivo, na verdade, consiste em duas partes separadas:
- ID da rede: a ID da rede é uma parte do endereço IP, começando da esquerda, que identifica a rede específica na qual o dispositivo está localizado. Em uma rede doméstica típica, onde um dispositivo tem o endereço IP 192.168.1.34, a parte 192.168.1 do endereço será o ID da rede. É costume preencher a parte final ausente com um zero, então podemos dizer que o ID de rede do dispositivo é 192.168.1.0.
- ID do host: a ID do host é a parte do endereço IP não incluída na ID da rede. Ele identifica um dispositivo específico (no mundo TCP / IP, chamamos de dispositivos “hosts”) nessa rede. Continuando nosso exemplo de endereço IP 192.168.1.34, a ID do host seria 34 – a ID exclusiva do host na rede 192.168.1.0.
Em sua rede doméstica, então, você pode ver vários dispositivos com endereços IP como 192.168.1.1, 192.168.1.2, 192.168.1 30 e 192.168.1.34. Todos esses são dispositivos exclusivos (com IDs de host 1, 2, 30 e 34 neste caso) na mesma rede (com a ID de rede 192.168.1.0).
Para imaginar tudo isso um pouco melhor, vamos fazer uma analogia. É muito semelhante a como os endereços das ruas funcionam dentro de uma cidade. Pegue um endereço como 2013 Paradise Street. O nome da rua é como o ID da rede e o número da casa é como o ID do host. Dentro de uma cidade, duas ruas nunca terão o mesmo nome, assim como dois IDs de rede na mesma rede não terão o mesmo nome. Em uma rua específica, cada número de casa é único, assim como todos os IDs de host em uma ID de rede específica são únicos.
A máscara de sub-rede
Portanto, como seu dispositivo determina qual parte do endereço IP é a ID da rede e qual parte é a ID do host? Para isso, eles usam um segundo número que você sempre verá associado a um endereço IP. Esse número é chamado de máscara de sub-rede.
Na maioria das redes simples (como as de residências ou pequenas empresas), você verá máscaras de sub-rede como 255.255.255.0, onde todos os quatro números são 255 ou 0. A posição das alterações de 255 a 0 indica a divisão entre os rede e ID do host. Os 255s “mascaram” a ID de rede da equação.
Observação: as máscaras de sub-rede básicas que descrevemos aqui são conhecidas como máscaras de sub-rede padrão. As coisas ficam mais complicadas do que isso em redes maiores. As pessoas costumam usar máscaras de sub-rede personalizadas (em que a posição da quebra entre zeros e uns muda dentro de um octeto) para criar várias sub-redes na mesma rede. Isso está um pouco além do escopo deste artigo, mas se você estiver interessado, a Cisco tem um bom guia sobre sub-redes .
O endereço de gateway padrão
Além do próprio endereço IP e da máscara de sub-rede associada, você também verá um endereço de gateway padrão listado junto com as informações de endereçamento IP. Dependendo da plataforma que você está usando, esse endereço pode ter um nome diferente. Às vezes é chamado de “roteador”, “endereço do roteador”, rota padrão “ou apenas” gateway “. Tudo isso é a mesma coisa. É o endereço IP padrão para o qual um dispositivo envia dados de rede quando esses dados devem ir para uma rede diferente (uma com uma ID de rede diferente) daquela em que o dispositivo está.
O exemplo mais simples disso é encontrado em uma rede doméstica típica.
Se você tem uma rede doméstica com vários dispositivos, provavelmente tem um roteador conectado à Internet por meio de um modem. Esse roteador pode ser um dispositivo separado ou pode fazer parte de uma unidade combinada de modem / roteador fornecida por seu provedor de Internet. O roteador fica entre os computadores e dispositivos em sua rede e os dispositivos mais voltados para o público na Internet, passando (ou roteando) o tráfego de um lado para outro.
Digamos que você abra seu navegador e vá para www.howtogeek.com. Seu computador envia uma solicitação ao endereço IP de nosso site. Como nossos servidores estão na Internet e não na sua rede doméstica, esse tráfego é enviado do seu PC para o roteador (o gateway), e seu roteador encaminha a solicitação para o nosso servidor. O servidor envia as informações corretas de volta ao seu roteador, que então encaminha as informações de volta ao dispositivo que as solicitou, e você verá nosso site aparecer no seu navegador.
Normalmente, os roteadores são configurados por padrão para ter seu endereço IP privado (seu endereço na rede local) como a primeira ID de host. Portanto, por exemplo, em uma rede doméstica que usa 192.168.1.0 para uma ID de rede, o roteador geralmente será 192.168.1.1. Claro, como a maioria das coisas, você pode configurar isso para ser diferente, se quiser.
Servidores DNS
Há uma informação final que você verá atribuída ao lado do endereço IP, da máscara de sub-rede e do endereço do gateway padrão de um dispositivo: os endereços de um ou dois servidores DNS (Sistema de Nomes de Domínio) padrão. Nós, humanos, trabalhamos muito melhor com nomes do que com endereços numéricos. Digitar www.howtogeek.com na barra de endereços do navegador é muito mais fácil do que lembrar e digitar o endereço IP do nosso site.
O DNS funciona como uma lista telefônica, pesquisando coisas legíveis por humanos, como nomes de sites, e convertendo-as em endereços IP. O DNS faz isso armazenando todas as informações em um sistema de servidores DNS vinculados na Internet. Seus dispositivos precisam saber os endereços dos servidores DNS para os quais enviar suas consultas.
Em uma rede doméstica ou pequena típica, os endereços IP do servidor DNS geralmente são iguais ao endereço do gateway padrão. Os dispositivos enviam suas consultas DNS ao seu roteador, que então as encaminha para quaisquer servidores DNS que o roteador esteja configurado para usar. Por padrão, esses são geralmente os servidores DNS que seu ISP fornece, mas você pode alterá-los para usar servidores DNS diferentes, se desejar. Às vezes, você pode ter mais sucesso usando servidores DNS fornecidos por terceiros , como Google ou OpenDNS.
Qual é a diferença entre IPv4 e IPv6?
Você também deve ter notado, ao navegar pelas configurações, um tipo diferente de endereço IP, chamado endereço IPv6. Os tipos de endereços IP sobre os quais falamos até agora são endereços usados pelo IP versão 4 (IPv4) – um protocolo desenvolvido no final dos anos 70. Eles usam os 32 bits binários de que falamos (em quatro octetos) para fornecer um total de 4,29 bilhões de endereços únicos possíveis. Embora pareça muito, todos os endereços disponíveis publicamente foram atribuídos a empresas há muito tempo. Muitos deles não são usados, mas estão atribuídos e indisponíveis para uso geral.
Em meados dos anos 90, preocupada com a potencial escassez de endereços IP, a Internet Engineering Task Force (IETF) projetou o IPv6. O IPv6 usa um endereço de 128 bits em vez do endereço de 32 bits do IPv4, de modo que o número total de endereços exclusivos é medido em undecilhões – um número grande o suficiente que é improvável que acabe.
Ao contrário da notação decimal com pontos usada no IPv4, os endereços IPv6 são expressos como oito grupos de números, divididos por dois pontos. Cada grupo tem quatro dígitos hexadecimais que representam 16 dígitos binários (portanto, é conhecido como hexteto). Um endereço IPv6 típico pode ter a seguinte aparência:
2601: 7c1: 100: ef69: b5ed: ed57: dbc0: 2c1e
O fato é que a escassez de endereços IPv4 que causava toda a preocupação acabou sendo mitigada em grande parte pelo aumento do uso de endereços IP privados atrás de roteadores. Mais e mais pessoas criaram suas próprias redes privadas, usando os endereços IP privados que não são expostos publicamente.
Portanto, embora o IPv6 ainda seja um jogador importante e a transição ainda ocorra, ela nunca aconteceu totalmente como previsto – pelo menos não ainda. Se você estiver interessado em aprender mais, confira esta história e linha do tempo do IPv6 .
Como um dispositivo obtém seu endereço IP?
Agora que você conhece o básico de como os endereços IP funcionam, vamos falar sobre como os dispositivos obtêm seus endereços IP em primeiro lugar. Na verdade, existem dois tipos de atribuições de IP: dinâmica e estática.
Um endereço IP dinâmico é atribuído automaticamente quando um dispositivo se conecta a uma rede. A grande maioria das redes hoje (incluindo sua rede doméstica) usa algo chamado Protocolo de Configuração Dinâmica de Host (DHCP) para fazer isso acontecer. O DHCP está integrado ao seu roteador. Quando um dispositivo se conecta à rede, ele envia uma mensagem de broadcast solicitando um endereço IP. O DHCP intercepta essa mensagem e atribui um endereço IP a esse dispositivo a partir de um pool de endereços IP disponíveis.
Existem certos intervalos de endereços IP privados que os roteadores usarão para essa finalidade. O que é usado depende de quem fez seu roteador ou de como você mesmo configurou as coisas. Esses intervalos de IP privados incluem:
- 10.0.0.0 – 10.255.255.255: Se você for um cliente Comcast / Xfinity, o roteador fornecido pelo seu ISP atribui endereços neste intervalo. Alguns outros ISPs também usam esses endereços em seus roteadores, assim como a Apple em seus roteadores AirPort.
- 192.168.0.0 – 192.168.255.255: A maioria dos roteadores comerciais é configurada para atribuir endereços IP neste intervalo. Por exemplo, a maioria dos roteadores Linksys usa a rede 192.168.1.0, enquanto D-Link e Netgear usam o intervalo 198.168.0.0
- 172.16.0.0 – 172.16.255.255: Este intervalo raramente é usado por qualquer fornecedor comercial por padrão.
- 169.254.0.0 – 169.254.255.255: Este é um intervalo especial usado por um protocolo denominado Endereçamento IP privado automático. Se o seu computador (ou outro dispositivo) estiver configurado para recuperar seu endereço IP automaticamente, mas não conseguir encontrar um servidor DHCP, ele atribuirá a si mesmo um endereço neste intervalo. Se você vir um desses endereços, isso indica que seu dispositivo não conseguiu alcançar o servidor DHCP quando chegou a hora de obter um endereço IP, e você pode ter um problema de rede ou problemas com seu roteador.
O problema com os endereços dinâmicos é que às vezes eles podem mudar. Os servidores DHCP concedem endereços IP aos dispositivos e, quando essas concessões terminam, os dispositivos devem renovar a concessão. Às vezes, os dispositivos obterão um endereço IP diferente do pool de endereços que o servidor pode atribuir.
Na maioria das vezes, isso não é um grande problema e tudo vai “simplesmente funcionar”. Ocasionalmente, no entanto, você pode querer dar a um dispositivo um endereço IP que não muda. Por exemplo, talvez você tenha um dispositivo que precise acessar manualmente e ache mais fácil lembrar um endereço IP do que um nome. Ou talvez você tenha certos aplicativos que só podem se conectar a dispositivos de rede usando seu endereço IP.
Nesses casos, você pode atribuir um endereço IP estático a esses dispositivos. Há algumas maneiras de fazer isso. Você mesmo pode configurar manualmente o dispositivo com um endereço IP estático , embora isso às vezes possa ser confuso. A outra solução, mais elegante, é configurar seu roteador para atribuir endereços IP estáticos a certos dispositivos durante o que normalmente seria uma atribuição dinâmica pelo servidor DHCP. Dessa forma, o endereço IP nunca muda, mas você não interrompe o processo DHCP que mantém tudo funcionando perfeitamente.
