IPv4 explicado

Um endereço IPv4 é um número de 32 bits que identifica uma interface de rede. Escrevemo-lo em notação decimal com pontos: quatro números entre 0 e 255, cada um correspondente a 8 bits (um octeto). 192.0.2.10 é na verdade 11000000 00000000 00000010 00001010.

32 bits chegam para cerca de 4,3 mil milhões de endereços (2³²). Parecia muito em 1981, quando o RFC 791 definiu o protocolo. Não chega para os milhares de milhões de telemóveis, computadores e servidores de hoje – é por isso que existe o IPv6, e é por isso que a maioria das redes IPv4 partilha hoje endereços.

Um endereço público é único em todo o mundo e encaminhado na Internet. O seu router de casa ou o seu operador móvel têm um, e é através dele que os sites são alcançados.

Os endereços privados (RFC 1918) podem ser reutilizados em qualquer rede e nunca são encaminhados na Internet pública:

Os dispositivos com endereços privados chegam à Internet através de NAT (network address translation): o router reescreve os pacotes de saída para que levem o seu endereço público. É por isso que o endereço que este site mostra é normalmente o do router, não o do seu computador.

CGNAT e 100.64.0.0/10

Muitos operadores, sobretudo em redes móveis mas também em alguns contratos de fibra e banda larga, acrescentam uma segunda camada de NAT – o carrier-grade NAT (CGNAT). O router recebe então um endereço do intervalo partilhado 100.64.0.0/10 (RFC 6598), e muitos clientes partilham um endereço IPv4 público. Se o endereço WAN do seu router for diferente do que aparece aqui, está provavelmente atrás de CGNAT. Isso nota-se sobretudo quando quer aceder de fora a algo em casa, como uma câmara ou um servidor de jogos; nesse caso pode pedir ao operador um endereço público próprio.

O Classless Inter-Domain Routing (CIDR, RFC 4632) escreve um bloco de endereços como endereço/comprimento-do-prefixo. O comprimento do prefixo indica quantos bits iniciais são fixos – a parte de rede; o resto é a parte de anfitrião.

• /24 → 8 bits de anfitrião → 256 endereços (por exemplo 192.168.1.0 – 192.168.1.255)
• /16 → 16 bits de anfitrião → 65 536 endereços
• /32 → um único endereço

Numa sub-rede tradicional, o primeiro endereço é o endereço de rede e o último o endereço de broadcast, pelo que um /24 tem 254 anfitriões utilizáveis. As ligações ponto a ponto podem usar um /31 em que ambos os endereços são utilizáveis (RFC 3021).

Antes do CIDR, os endereços eram distribuídos em classes fixas – A (/8), B (/16) e C (/24). As classes desperdiçavam espaço e foram abandonadas em 1993, mas os termos ainda se usam por vezes.

Alguns blocos estão reservados pela IANA para fins especiais e nunca são atribuídos a clientes. A tabela abaixo é gerada a partir do registo de endereços especiais da IANA, que este site usa para classificar cada consulta.

A IANA distribuiu os últimos blocos /8 livres pelos cinco registos regionais da Internet em fevereiro de 2011. Os registos foram-se esgotando um a um – a APNIC em 2011 e o RIPE NCC, responsável pela Europa e portanto pela Finlândia, em 2019 para atribuições normais. Hoje, o novo espaço IPv4 vem de transferências num mercado secundário, onde os endereços se compram e vendem por dinheiro a sério.

Quanto espaço IPv4 está registado na Finlândia, e quantas redes finlandesas anunciam IPv6, pode ver na página A Internet da Finlândia em números. A resposta do setor à escassez tem três partes: NAT para partilhar endereços, CGNAT nos operadores e IPv6, cujo espaço de endereçamento torna a partilha desnecessária.