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Endereçamento IPv4 e Serviços de Rede
Camilo Luis Zamai
Laís Garcia
Marco Antonio Bordini Junior
Marcos Vinícius Gonçalves da Silva
Mariana Peruchek Marchi
Roberta Regina Rodrigues
Resumo:
O presente artigo tem como objetivo apresentar conceitos sobre endereçamento Ipv4, bem como serviços de rede DHCP e DNS.
Palavras-chave: IP, IPv4, TCP/IP, DHCP, DNS.
Abstract:
This article aims to present concepts of IPv4 addresses and network services DHCP and DNS.
Keywords: IP, IPv4, TCP/IP, DHCP, DNS.
1. Introdução
Segundo o web site Infowester, na comunição entre máquinas em rede deve haver uma “linguagem” em que todas as máquinas se entendam, se reconheçam. Para isso existe um protocolo, chamado TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), que surgiu durante a Guerra Fria, para fins militares, com o nome de Arpanet, mas por causa do grande tráfego de informações, o protocolo utilizado, o NCP, não conseguiu suprir as necessidades de tráfego, surgindo o conhecido TCP/IP. O IP é formado por uma sequência de 32 bits que são divididos em quatro partes, separados por ponto. Cada parte possui 8 bits chamados de octeto ou byte. Apesar dos computadores se comunicarem na forma de números binários os endereços IPs são expressos na forma decimal. Veja o exemplo:
11011000.00011011.00111101.10001001 (IP na forma binária)
216.27.61.137 (mesmo IP na forma decimal)
De acordo com o site Guia do Hardware o IP está dividido em duas partes. A primeira identifica a rede a qual o computador está conectado e a segunda identifica o computador (host) dentro da rede.
2. IPv4
O IPv4 é a versão de IP atual que utiliza um endereço de 32 bits (0s e 1s), divididos em 4 blocos de 8 bits separados por ponto, existindo 256 combinações possíveis que convertidos, geram um número decimal de 0 à 255. Com 32 bits é possível gerar quase 4,3 bilhões de valores diferentes. 
Alguns endereços de IPs são para redes locais e outros para Internet. Não podemos escolher a sequência de IPs que queremos utilizar, pois os endereços estão divididos em classes e atende as necessidades em cada caso, uma empresa de grande ou pequeno porte por exemplo. O responsável pela distribuição desses endereços é a Internet Assigned Numbers Authority ou IANA. 
O padrão IANA divide os endereços IPs em cinco classes, sendo A, B e C as mais importantes. Existe também uma faixa de endereços IPs em cada uma dessas classes, segundo o livro TCP/IP – A Bíblia. Também segundo Joe Casad e Bob Willsey (1999) são elas:
- Os endereços de Classe A são atribuídos a entidades (organizações, empresas ou países) que demandam um número grande de endereços IP. Podem aceitar aproximadamente 16.777.216 computadores na rede. Faixa de endereços: de 1.x.x.x até 126.x.x.x.
- Os endereços de Classe B são atribuídos a entidades que demandam um número médio de endereços. Podem aceitar aproximadamente 65.536 computadores na rede. Faixa de endereços: de 128.x.x.x até 191.x.x.x.
- Os endereços de Classe C são atribuídos a entidades que demandam um pequeno número de endereços IP. Podem aceitar aproximadamente 256 computadores na rede. Faixa de endereços: de 192.x.x.x até 233.x.x.x. 
Os endereços de Classe D são usados para multicast. Faixa de endereços: de 224.x.x.x até 239.x.x.x.
Os endereços de Classe E são experimentais. Faixa de endereços: de 240.x.x.x até 244.x.x.x.
Um resumo das classes de endereço IP é apresentado na Tabela 1, conforme Battisti descreve.
	Classe
	Primeiros bits
	Núm. de redes
	Número de hosts
	Máscara padrão
	A
	0
	126
	16.777.214
	255.0.0.0
	B
	10
	16.382
	65.534
	255.255.0.0
	C
	110
	2.097.150
	254
	255.255.255.0
	D
	1110
	Utilizado para tráfego Multicast
	E
	1111
	Reservado para uso futuro
Tabela 1 – Classes de Endereços IP
3. Endereços Estáticos e Dinâmicos
3.1 IP Estático 
O IP estático ou fixo, segundo o web site Infowester, é um número IP dado a um computador, que não muda, exceto se fizermos isso manualmente.
Muitas operadoras oferecem IPs dinâmicos para usuários da Internet por ser mais seguro. Utilizando um IP estático, este usuário sempre acessará a Internet com o mesmo número de IP. Por ser muito caro este modelo é mais utilizado em âmbito empresarial. 
Uma das vantagens de ter um IP estático é a possibilidade de manter o seu próprio servidor, não necessitando pagar para obter um servidor e criando seu próprio domínio.
3.2 Endereços Dinâmicos em Redes e na Internet.
O IP dinâmico em redes (domésticas ou empresariais) funciona da seguinte forma: computadores são interligados a partir de um equipamento ou software, geralmente chamado roteador, no qual o próprio aparelho automaticamente gerencia os IPs das máquinas da rede, sem que o usuário precise se preocupar com isso. 
Quando acessamos a Internet, um endereço IP público é definido para o modem. Esse endereço quase sempre é dinâmico.
Obter um IP dinâmico tem suas vantagens, que são quase todas, quando nos conectamos à Internet, nossa operadora de serviços disponibiliza um IP para nossa máquina, caso haja algum problema de conexão, é só reiniciar o modem e se o mesmo IP que estávamos usando já estiver sido alocado para outro usuário, é dado a nós outro IP, sendo assim poderemos continuar navegando normalmente. 
Uma grande vantagem disso é que diminui muito o risco de ataques que corremos diariamente quando navegamos na Internet como invasões, roubo de senhas, entre outros. Pois seu IP sempre será renovado, impedindo assim que terceiros conectem-se sempre à sua máquina, sendo mais difícil de localizar o IP da sua máquina na rede, mas não impossível.
4. Endereços Reais e Reservados
4.1 Endereços Reais
Endereços reais são os que são acessíveis publicamente, ou seja, de qualquer computador conectado a Internet. Este endereço é sempre fora da faixa de IP de qualquer rede corporativa. Dentro de uma rede corporativa, de um modo geral, somente 1% do total de máquinas possuem um endereço publico (real). O restante dos computadores possuem IPs dentro de uma faixa diferente dos públicos. O recurso que disponibiliza a Internet para a rede toda se chama gateway.
Segundo o site da Winco — Tecnologia e Sistemas, quando alguém contrata uma conexão internet, a maioria dos provedores alocam um IP real para ele, ou seja, um IP visível por qualquer outro computador na internet. Ao contrário do IP real, existe o IP inválido, que é usado em redes corporativas, e não pode ser acessado pelos computadores fora da rede corporativa. IPs reais, no Brasil, por exemplo, costumam ter o prefixo 200.XXX . 
4.2 Endereços Reservados
Na categoria dos IPs reservados (que não podem ser utilizados para outros fins) estão 10.X.X.X, 192.168.X.X e de 172.16.X.X até 172.31.X.X, que são para endereçamento em redes locais, não podem ser utilizados na Internet. Por exemplo, o IP 127.0.0.1 tem o papel de loopback e referencia o localhost, isto é, “pingando” esse número na máquina, quem responde é a própria placa de rede. Há também os IPs na faixa de 224.0.0.0 até 239.255.255.255 que são IPs de multicast, realizando a entrega de pacotes para multiplos destinatários, multicasts utilizam a classe “D” de IPs. Já o IP 255.255.255.255 é utilizado pelo DHCP no broadcast (distribuição) de IPs dinâmicos, também não podem ser utilizados na internet.
5. DHCP
O DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol ou protocolo de configuração dinâmica de endereços de rede), segundo Battisti, é um serviço para configuração automática do protocolo TCP/IP nos computadores e demais dispositivos da rede que utilizam o protocolo TCP/IP. 
Quando um computador é ligado na rede ele necessita de um IP válido para aquela rede. Temos duas alternativas para que o novo computador receba este IP:
1 – definirmos manualmente nas configurações do S.O. um IP que fica fixo e sempre ficará alocado quando o computador estiver ligado.
2 – Configurar um servidor DHCP para que ele realize a tarefaacima. Sendo assim, o serviço DHCP define um IP dentro de uma faixa configurada para cada computador e se encarrega de não deixar nunca um numero IP que será definido para uma nova máquina, seja repetido, ou seja, definir um IP que já está em uso para o equipamento novo. 
 No servidor DHCP pode-se configurar reservas (onde determinado IP fica sempre atrelado a determinada máquina, ele nunca fica disponível para outras), configurar intervalos de endereços e outras possibilidades.
5.1 Funcionamento
Utilizando o DHCP a tarefa de configuração é realizada diretamente no servidor DHCP, não precisando alterar estação por estação de trabalho (cliente DHCP). O cliente quando inicializado tenta encontrar um servidor DHCP para obter suas configurações do protocolo TCP/IP automaticamente. O administrador da rede configura no servidor faixas de IPs que serão utilizadas pelos clientes. 
Um servidor DHCP pode ser algum sistema operacional ou equipamento que se encaixem nas funções citadas acima e possuam ferramentas necessárias para gerenciamento, enquanto o cliente pode ser qualquer sistema operacional que suporte o cliente DHCP (aceite receber endereço IP) ou um equipamento que utilize o protocolo TCP/IP, desde uma impressora com placa de rede ou outros.
6. DNS
DNS é a abreviatura de Domain Name System. O DNS é um serviço de resolução, ‘resposta’ de nomes, segundo Julio Battisti.
Também segundo Julio Battisti, toda comunicação entre computadores e demais equipamentos de uma rede que utiliza o protocolo TCP/IP é feita através de um número IP – Internet Protocol. Número IP do computador de origem e número IP do computador de destino.
Quando você digita http://www.google.com, para acessar o site da Google, você não se preocupa em saber onde esta página está hospedada muito menos o endereço IP do servidor, mas alguém tem que saber.
Em palavras mais simples, DNS é um serviço de resolução de nomes, ou seja, quando alguém (computador, browser, etc.) tenta acessar um determinado nome de rede (\\ronaldo), é o DNS o responsável por localizar e retornar o número IP associado com o nome desejado.
6.1 Nomenclatura e Hierarquia 
Os nomes são organizados de uma maneira hierárquica através da divisão da rede em domínios de nomes. Por exemplo: temos o domínio de primeiro nível ABC. Ele faz parte de um DNS público – Internet – e utiliza como segundo nível a nomenclatura chamada top-level-domains, que consiste na divisão ‘.com’, ‘.org’, e outras. Dentro desta estrutura, é criada outra hierarquia, como por exemplo, ‘.br’. Sendo assim, o nome completo – FQDN – Full Qualified Domain Name – seria ABC.com.br. Caso exista uma máquina com o nome FTP na rede, o FQDN seria FTP.ABC.com.br. Quando são criados subdomínios, obrigatoriamente eles carregaram o nome do domínio de primeiro nível. (abc.com.br)
6.2 Componentes e Funções do DNS
Dentre outros componentes do DNS, os dois principais são o cliente e o servidor DNS. 
- Servidor DNS:
O servidor DNS possui um banco de dados que guarda todas as resoluções – nome da máquina e seu endereço IP, entre outros dados. Toda vez que é feita uma consulta de nome na rede – um computador tenta mapear uma unidade de rede, por exemplo – o servidor DNS realiza uma consulta em seu banco de dados e retorna ao cliente dizendo, por exemplo ‘Maquina 20 = 192.168.0.60’. Para que não hajam problemas com informações desatualizadas ou erradas em uma resolução DNS, quando é um nome é associado a um IP pelo servidor DNS, ele possui um parâmetro chamado Time-To-Live (TTL). Este parâmetro determina quanto tempo à associação entre nome-ip será mantida no cache. 
- Cliente DNS:
O Cliente DNS é um software responsável por consultar o servidor DNS. Toda vez que um programa faz uma tentativa de resolução, quem irá ‘perguntar’ ao servidor DNS é o cliente. Toda consulta que é realizada o cliente guarda em seu cache local. Sendo assim, toda consulta que é realizada, primeiramente o cliente tenta buscar em seu banco de dados local e caso não encontre, faz uma consulta do servidor DNS. Caso tenha êxito ou não na consulta, o cliente guardará em seu cache a resolução realizada com o objetivo de tornar mais rápida uma próxima consulta.
6.3 Etapas de Resolução de Nomes:
 1: A consulta se inicia no cliente e é passada para o cliente DNS na estação de trabalho. O cliente DNS tenta responder a consulta localmente, consultando seu cache do DNS.
 2: Se a consulta não puder ser resolvida localmente, o cliente DNS envia a consulta para o servidor DNS. Caso o servidor DNS não possa responder usando informações de uma zona local do DNS e nem informações contidas no cache do servidor DNS, o processo de pesquisa continua usando um processo conhecido como recursão – onde o servidor DNS faz pesquisa de nomes e referências em outro servidor DNS utilizando, por exemplo, os servidores contidos no root-hints – lista de servidores DNS públicos contidas no serviço DNS do Windows Server 200x – para tentar resolver o nome. 
Este último passo inclui outros detalhes, por exemplo, tipos de respostas, autoridades de DNS e outros detalhes não pertinentes no momento que geram várias outras etapas na resolução de um nome.
7. Conclusão
A utilização de um mesmo protocolo entre dispositivos em rede é necessária para que exista o envio e recebimento de informações, para que o computador de destino entenda as informações enviadas pelo computador de origem. Serviços de rede como DHCP automatizam e centralizam a configuração de protocolos bem como quando digitamos um endereço de Internet, não precisamos nos preocupar em decorar números já que o DNS busca o endereço no servidor, localiza e retorna o IP associado ao nome. 
Referências
BATTISTI, J. Introdução ao TCP/IP. Disponível em: <http://www.juliobattisti.com.br/artigos/windows/tcpip_p9.asp>. Acesso em: 20 de fev. 2010.
CASAD, J. & WILLSEY, B. Aprenda em 24 horas TCP/IP. 5. tir. Rio de Janeiro: Campus, 1999.
JORDÃO, F. R. M.. O que é IP estático? E Dinâmico? Disponível em <http://www.baixaki.com.br/info/1836-o-que-e-ip-estatico-e-dinamico-.htm>. Acesso em: 20 fev. 2010.
LOSALLE, P. & PARIHAR, M. & SCRIMGER, R. TCP/IP – A BÍBLIA. 8. tir. Rio de Janeiro: Campus, 2002
MICROSOFT. Usando Servidores DNS com DHCP. Diponível em < http://technet.microsoft.com/pt-br/library/cc787034%28WS.10%29.aspx>. Acesso em: 20 de fev. 2010.
MIROMOTO, C. E. IPV4. Disponível em: <http://www.guiadohardware.net/termos/ipv4>. Acesso em: 20 fev. 2010.
RAUBER, F. K.. DNS/DHCP. Disponível em <http://www.baboo.com.br/conteudo/modelos/DNS-DHCP_a4505_z0.aspx>. Acesso em: 20 fev. 2010.
<http://www.winco.com.br/ddns/interna.phtml?ctx_cod=9.2>. Acesso em: 19 mar. 2010. 
< http://sin.interminas.com.br/download/arquivos/dhcp_aula_10_04.pdf>. Acesso em 20 mar. 2010.