Protocolo de internet - Internet Protocol
Suíte de protocolo de Internet |
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Camada de aplicação |
Camada de transporte |
Camada de Internet |
Camada de link |
O Protocolo da Internet ( IP ) é o protocolo de comunicação da camada de rede no conjunto de protocolos da Internet para retransmissão de datagramas através dos limites da rede. Sua função de roteamento permite a internetworking e, essencialmente, estabelece a Internet .
O IP tem a tarefa de entregar pacotes do host de origem ao host de destino, exclusivamente com base nos endereços IP nos cabeçalhos dos pacotes . Para isso, o IP define estruturas de pacotes que encapsulam os dados a serem entregues. Ele também define métodos de endereçamento que são usados para rotular o datagrama com informações de origem e destino.
Historicamente, o IP era o serviço de datagrama sem conexão no Programa de Controle de Transmissão original introduzido por Vint Cerf e Bob Kahn em 1974, que foi complementado por um serviço orientado a conexão que se tornou a base para o Protocolo de Controle de Transmissão (TCP). O conjunto de protocolos da Internet é, portanto, frequentemente referido como TCP / IP .
A primeira versão principal do IP, Internet Protocol Version 4 (IPv4), é o protocolo dominante da Internet. Seu sucessor é o protocolo da Internet versão 6 (IPv6), que tem aumentado sua implantação na Internet pública desde c. 2006.
Função
O protocolo da Internet é responsável por endereçar interfaces de host , encapsular dados em datagramas (incluindo fragmentação e remontagem ) e rotear datagramas de uma interface de host de origem para uma interface de host de destino em uma ou mais redes IP. Para esses fins, o protocolo da Internet define o formato dos pacotes e fornece um sistema de endereçamento.
Cada datagrama possui dois componentes: um cabeçalho e uma carga útil . O cabeçalho IP inclui o endereço IP de origem, o endereço IP de destino e outros metadados necessários para rotear e entregar o datagrama. A carga útil são os dados transportados. Esse método de aninhar a carga útil de dados em um pacote com um cabeçalho é chamado de encapsulamento.
O endereçamento IP envolve a atribuição de endereços IP e parâmetros associados às interfaces do host. O espaço de endereço é dividido em sub - redes , envolvendo a designação de prefixos de rede. O roteamento IP é executado por todos os hosts, bem como roteadores , cuja função principal é transportar pacotes através dos limites da rede. Os roteadores se comunicam entre si por meio de protocolos de roteamento especialmente projetados , sejam eles protocolos de gateway internos ou protocolos de gateway externos , conforme necessário para a topologia da rede.
Histórico de versão
Em maio de 1974, o Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE) publicou um artigo intitulado "A Protocol for Packet Network Intercommunication". Os autores do artigo, Vint Cerf e Bob Kahn , descreveram um protocolo de internetworking para compartilhar recursos usando comutação de pacotes entre nós de rede . Um componente de controle central deste modelo foi o "Programa de Controle de Transmissão" que incorporou links orientados a conexão e serviços de datagrama entre hosts. O programa de controle de transmissão monolítico foi posteriormente dividido em uma arquitetura modular que consiste no protocolo de controle de transmissão e no protocolo de datagrama do usuário na camada de transporte e no protocolo de Internet na camada de internet . O modelo ficou conhecido como Modelo de Internet do Departamento de Defesa (DoD) e conjunto de protocolos da Internet e, informalmente, como TCP / IP .
As versões 1 a 3 do IP eram versões experimentais, projetadas entre 1973 e 1978. Os seguintes documentos de Nota Experimental da Internet (IEN) descrevem a versão 3 do Protocolo da Internet, anterior à versão moderna do IPv4:
- IEN 2 ( Comentários sobre Protocolo de Internet e TCP ), de agosto de 1977 descreve a necessidade de separar as funcionalidades TCP e Protocolo de Internet (que eram combinadas anteriormente). Propõe a primeira versão do cabeçalho IP, utilizando 0 para o campo de versão.
- IEN 26 ( A Proposta de Novo Formato de Cabeçalho da Internet ), datado de fevereiro de 1978 descreve uma versão do cabeçalho IP que usa um campo de versão de 1 bit.
- IEN 28 ( Draft Internetwork Protocol Description Version 2 ), datado de fevereiro de 1978, descreve o IPv2.
- O IEN 41 ( Internetwork Protocol Specification Version 4 ), datado de junho de 1978, descreve o primeiro protocolo a ser denominado IPv4. O cabeçalho IP é diferente do cabeçalho IPv4 moderno.
- O IEN 44 ( Latest Header Formats ), de junho de 1978, descreve outra versão do IPv4, também com um cabeçalho diferente do cabeçalho IPv4 moderno.
- IEN 54 ( Internetwork Protocol Specification Version 4 ), datado de setembro de 1978, é a primeira descrição do IPv4 usando o cabeçalho que seria padronizado na RFC 760 .
O protocolo de internetworking dominante na Internet Layer em uso é o IPv4 ; o número 4 identifica a versão do protocolo, carregada em cada datagrama IP. IPv4 é descrito em RFC 791 (1981).
A versão número 5 foi usada pelo Internet Stream Protocol , um protocolo experimental de streaming que não foi adotado.
O sucessor do IPv4 é o IPv6 . O IPv6 foi o resultado de vários anos de experimentação e diálogo durante os quais vários modelos de protocolos foram propostos, como TP / IX ( RFC 1475 ), PIP ( RFC 1621 ) e TUBA (TCP e UDP com endereços maiores, RFC 1347 ). Sua diferença mais importante em relação à versão 4 é o tamanho dos endereços. Enquanto o IPv4 usa 32 bits para endereçamento, produzindo c. 4,3 bilhões (4,3 × 10 9 ) endereços, o IPv6 usa endereços de 128 bits fornecendo ca.3,4 × 10 38 endereços. Embora a adoção do IPv6 tenha sido lenta, em setembro de 2021, a maioria dos países do mundo mostrou uma adoção significativa do IPv6, com mais de 35% do tráfego do Google sendo transportado por conexões IPv6.
A atribuição do novo protocolo como IPv6 era incerta até que a devida diligência garantisse que IPv6 não havia sido usado anteriormente. Outros protocolos de camada de Internet receberam números de versão, como 7 ( IP / TX ), 8 e 9 ( histórico ). Notavelmente, em 1º de abril de 1994, a IETF publicou uma piada do Dia da Mentira sobre o IPv9. IPv9 também foi usado em uma proposta alternativa de expansão do espaço de endereço chamada TUBA. Uma proposta chinesa de 2004 para um protocolo "IPv9" parece não estar relacionada a todos eles e não é endossada pela IETF.
Confiabilidade
O design do conjunto de protocolos da Internet segue o princípio de ponta a ponta , um conceito adaptado do projeto CYCLADES . De acordo com o princípio ponta a ponta, a infraestrutura de rede é considerada inerentemente não confiável em qualquer elemento de rede ou meio de transmissão único e é dinâmica em termos de disponibilidade de links e nós. Não existe monitoramento central ou instalação de medição de desempenho que rastreie ou mantenha o estado da rede. Para o benefício de reduzir a complexidade da rede , a inteligência na rede é propositalmente localizada nos nós finais .
Como consequência desse design, o protocolo da Internet fornece apenas a entrega de melhor esforço e seu serviço é caracterizado como não confiável . No jargão da arquitetura de rede, é um protocolo sem conexão , em contraste com a comunicação orientada a conexão . Podem ocorrer várias condições de falha, como corrupção de dados , perda de pacotes e duplicação. Como o roteamento é dinâmico, o que significa que cada pacote é tratado de forma independente, e porque a rede não mantém nenhum estado com base no caminho de pacotes anteriores, pacotes diferentes podem ser roteados para o mesmo destino por caminhos diferentes, resultando em entrega fora de ordem ao receptor.
Todas as condições de falha na rede devem ser detectadas e compensadas pelos nós finais participantes. Os protocolos da camada superior do conjunto de protocolos da Internet são responsáveis por resolver os problemas de confiabilidade. Por exemplo, um host pode armazenar dados de rede em buffer para garantir a ordem correta antes que os dados sejam entregues a um aplicativo.
O IPv4 fornece salvaguardas para garantir que o cabeçalho de um pacote IP esteja livre de erros. Um nó de roteamento descarta os pacotes que falham em um teste de checksum do cabeçalho . Embora o ICMP ( Internet Control Message Protocol ) forneça notificação de erros, um nó de roteamento não é necessário para notificar nenhum nó final sobre erros. O IPv6, por outro lado, opera sem somas de verificação de cabeçalho, uma vez que a tecnologia atual da camada de link fornece detecção de erros suficiente.
Capacidade e capacidade do link
A natureza dinâmica da Internet e a diversidade de seus componentes não fornecem nenhuma garantia de que qualquer caminho em particular seja realmente capaz de, ou adequado para, realizar a transmissão de dados solicitada. Uma das restrições técnicas é o tamanho dos pacotes de dados possíveis em um determinado link. Existem recursos para examinar o tamanho da unidade máxima de transmissão (MTU) do link local e o Path MTU Discovery pode ser usado para todo o caminho pretendido até o destino.
A camada de internetworking IPv4 fragmenta automaticamente um datagrama em unidades menores para transmissão quando o link MTU é excedido. IP fornece reordenamento de fragmentos recebidos fora de ordem. Uma rede IPv6 não realiza fragmentação em elementos de rede, mas requer hosts finais e protocolos de camada superior para evitar exceder o MTU do caminho.
O Transmission Control Protocol (TCP) é um exemplo de protocolo que ajusta o tamanho do segmento para ser menor que o MTU. O User Datagram Protocol (UDP) e o ICMP desconsideram o tamanho do MTU, forçando assim o IP a fragmentar datagramas superdimensionados.
Segurança
Durante a fase de design da ARPANET e do início da Internet, os aspectos de segurança e as necessidades de uma rede pública internacional não podiam ser adequadamente previstos. Consequentemente, muitos protocolos de Internet exibiram vulnerabilidades destacadas por ataques de rede e avaliações de segurança posteriores. Em 2008, foi publicada uma avaliação de segurança completa e uma proposta de mitigação de problemas. O IETF vem desenvolvendo mais estudos.
Veja também
Referências
links externos
- Manfred Lindner. "Tecnologia IP" (PDF) . Página visitada em 11/02/2018 .
- Manfred Lindner. "Roteamento IP" (PDF) . Página visitada em 11/02/2018 .