terça-feira, 21 de julho de 2009

Notas sobre o protocolo IPV6 parte 1 – o esgotamento do IPV4


Este artigo é uma compilação de alguns outros que consegui na internet, sendo mais um trabalho “jornalístico” que técnico. A iniciativa de publica-lo vem da compreensão de que é necessário implementar logo o protocolo IPV6 e que, sendo assim, é necessário divulgar as causas desta necessidade e os benefícios da implementação com uma linguagem acessível. Nesta primeira parte basicamente falarei do IPV4, protocolo atualmente usado, porque durou tanto e porque hoje é incapaz de garantir o crescimento da internet por muito mais tempo.
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Um protocolo pode ser entendido como uma série de regras que permitem o relacionamento entre diferentes entidades, desde diplomatas até computadores. Um exemplo simples, uma conversa telefônica (não me refiro aqui a ligação em si apenas á conversa propriamente dita) geralmente segue um protocolo, ainda que informal:

  1. Disca-se o número desejado

  2. O outro lado atende normalmente com uma interjeição, no Brasil “Alô”

  3. Inicia-se a negociação para colocar os interlocutores em linha:

    1. Por favor o fulano está?

    2. Quem deseja falar com ele?

    3. Beltrano

    4. Um momento (a ligação é transferida para o fulano)

  4. Inicia-se a conversa

  5. Finaliza-se a conversa, normalmente com despedidas dos dois lados.

Quando ocorre erro (telefone ocupado ou fora de área, queda da ligação etc.) o processo tem que ser totalmente ou parcialmente reiniciado. Mesmo quando a ligação cai, bem no final, ou o interlocutor desliga sem uma despedida apropriada fica a sensação de que a comunicação não foi completa.

Os protocolos na internet não são diferentes disso, são isso sim, bem mais complexos, muitas vezes funcionando em conjunto em uma pilha de protocolos.

“Uma rede pode ser definida como um conjunto de computadores e outros equipamentos interligados e capazes de comunicarem-se utilizando um conjunto pré-determinado de regras, ou “linguagem”, chamada de protocolo. O IP, ou Internet Protocol, é um tipo específico de protocolo que foi projetado para criar ligações entre diferentes redes, possibilitando a intercomunicação entre dispositivos nelas presentes. Uma interligação entre diversas redes é normalmente chamada de internet. Cada computador numa determinada internet possui um número único, que o identifica dentre da mesma, chamado endereço IP.

O Protocolo Internet (IP), na verdade, faz parte de um conjunto maior de protocolos, conhecidos por TCP/IP suite, que inclui outros protocolos como TCP, UDP, DNS, ARP, RARP, DHCP, FTP, HTTP, RIP, BGP, entre outros. Esse conjunto é hoje utilizado também nas redes locais. É, na verdade, o padrão de fato utilizado como protocolo de comunicação para diversas aplicações, a começar pela Internet” IPV6.BR

O esgotamento do IPV4

A internet está baseada no IPV4, Protocolo de Internet Versão 4 (sigla em inglês) que suporta até 4.294.967.296 de endereços o que é um número bastante grande se considerarmos que a maioria da população da terra não tem acesso á internet ou o têm de forma bastante limitada na escola no local de trabalho ou em lan houses. Poe que então o esgotamento dos endereços? Na verdade esperava-se que este esgotamento já tivesse acontecido antes.

Este número cai para um pouco mais de 3,7 bilhões por conta dos endereços reservados, ou seja os iniciados com 0, 10, 127 e de 224 em diante. Além disso a entidade responsável pela internet a IANA distribuiu grande parte das faixas de endereço classe A que possibilitam aproximadamente 16 milhões de endereços cada a grandes empresas que acabam usando apenas pequena parte deles, gerando um grande desperdício. A HP, por exemplo tem duas faixas uma ganha durante a distribuição inicial das faixas de endereços IP e outra quando da compra da DEC que possuía uma.

Essa política inicial de distribuição de faixa de endereços associada a uma rápida popularização da internet levaram a projeções alarmantes de um esgotamento a curtíssimo prazo. Calculavasse que por volta de 1995 a rede entraria em colapso de crescimento. No entanto devido ao desenvolvimento de uma série de tecnologias, das quis destacaremos duas, isso não ocorreu.

A primeira delas é o DHCP, muito semelhante ao overbook, tão praticado por certos hotéis e companhias aéreas, só que devido ao numero muito grande de usuários é feito com maior margem de segurança.

Imaginemos que um hotel, sabendo do número histórico de desistências, reserve um número maior de quartos que realmente tem. Se o comportamento o da clientela for o comportamento médio não haverá problema algum, hotel cheio a temporada inteira e com clientes felizes. No entanto se a taxa de desistência for muito baixa, logo veremos as notícias nos jornais.

Com o DHCP a situação é parecida. O provedor de internet sabe que uma gama grande de seus clientes não fica conectado 24 horas por dia, sendo assim não precisa de um endereço fixo na internet, então ele redistribui os endereços de acordo com a necessidade. Quando ligamos o computador conectado à internet ele envia uma solicitação de endereço IP para o provedor e o servidor DHCP deste responde mandando o IP solicitado. Isso permite um número muito maior de usuários.

A segunda tecnologia que reduz a pressão sobre o número de endereços é o NAT, que a grosso modo seria um “overbook” do usuário. Ou seja através de um roteador o IP fornecido pelo provedor é compartilhado com os demais computadores da rede. Seria algo como se alugássemos um quarto de hotel e levássemos a família inteira com colchonetes e sacos de dormir. A diferença é que dificilmente encontraríamos um hotel que permitisse isso e o NAT não só é legal como é uma necessidade da internet com IPV4, por mais que algumas operadoras resistam.

Estas tecnologias apenas retardaram o inevitável, servindo como paleativos. Atualmente baseando-se na quantidade de Ips disponíveis e no crescimento anula da demanda cacula-se que por volta de 2010 estarão esgotados na IANA e por volta de 2012 a 2014 nos registros regionais, como a LCNIC que controla os Ips na América Latia e Caribe. O gráfico 1 mostra o aumento de demanda nos registros regionais.e o gráfico 2 o esgotamento do estoque de endereços na IANA no mesmo período



Bibliografia


Entenda o esgotamento do IPv4


Entendendo o IPV6


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