Bem-vindo ao nosso estudo de endereços e segmentação no IPv4. Este estudo auxiliará você a compreender os endereços e segmentação no IPv4. Entender as formas de transmissão (envio), tipos de endereços e a necessidade de segmentação da rede ajudará a planejar uma rede IP. Vamos começar a estudar os meios de envio.
Há maneiras diferentes de enviar um pacote de um dispositivo de origem e que envolvem os endereços IPv4 de destino. Na transmissão unicast um dispositivo envia uma mensagem individual a outro dispositivo (comunicação um a um). Um pacote unicast tem um IP de destino que é unicast e para um único destinatário. Um IP de origem é sempre um endereço unicast, porque o pacote sempre se origina de uma única origem. Isso acontece independente do endereço IP de destino ser unicast, broadcast ou multicast. Os endereços unicast IPv4 de host situam-se no intervalo de 1.1.1.1 a 223.255.255.255. Mas, neste intervalo, há endereços reservados para fins especiais.
Um dispositivo envia uma mensagem a todos os dispositivos (um para todos). Um pacote de broadcast é entregue a todos os dispositivos (no mesmo domínio de broadcast). O broadcast pode ser direcionado (enviado a todos os hosts de uma rede específica) ou limitado (enviado para 255.255.255.255). Os roteadores não propagam broadcasts.
Os pacotes broadcast utilizam recursos da rede e todos os hosts da rede processam o pacote. Por isso, o tráfego broadcast deve ser limitado para não prejudicar o desempenho da rede ou dos dispositivos. Existe o endereço IPv4 de broadcast 255.255.255.255 e, também, há um endereço de broadcast para cada rede (chamado de broadcast direcionado e usa o maior endereço da rede). Um dispositivo não conectado diretamente à rede de destino encaminha um broadcast direcionado por IP da mesma maneira que encaminha pacotes IP unicast destinados a um host nessa rede.
O multicast reduz o tráfego na rede ao possibilitar que um host envie um único pacote a determinados hosts que se inscrevem em um grupo multicast.
Um pacote multicast tem um endereço IP de destino com um endereço multicast. O IPv4 reservou os endereços 224.0.0.0 a 239.255.255.255 para multicast. Os hosts que recebem pacotes multicast são chamados de clientes multicast. Cada grupo multicast é representado por um único endereço de destino IPv4 multicast. Ao se inscrever em um grupo multicast, o host IPv4 processa os pacotes desse endereço multicast e os endereçados ao seu endereço unicast alocado exclusivamente. O protocolo de roteamento OSPF usa transmissões multicast. Por exemplo, os roteadores configurados com OSPF comunicam-se uns com os outros com o endereço de multicast OSPF reservado 224.0.0.5.
(KUROSE e ROSS, 2016).
Há diferenças entre os endereços IP. Alguns endereços IP não acessam a Internet e outros são alocados para roteamento na Internet. Tem os que são usados para verificar uma conexão e outros são atribuídos a si mesmos.
Os endereços IP públicos são roteados globalmente entre roteadores de Provedores de Serviço de Internet (ISP). Parte dos endereços IP disponíveis podem ser usados na Internet. Há blocos de endereços privados usados pelas organizações (corporações) para atribuir endereços IPv4 a hosts internos.
Os endereços IPv4 privados foram introduzidos em meados da década de 1990 devido ao esgotamento do IPv4. Os IPv4 privados não são exclusivos e são utilizados internamente nas redes privadas (Tabela 1).
As redes internas, de empresas a redes domésticas, usam endereços IPv4 privados para endereçar os dispositivos internos (intranet), incluindo hosts e roteadores. Porém, os endereços privados não são roteáveis na Internet. Por exemplo, pacotes têm um IPv4 de origem que é um endereço privado e um IPv4 de destino que é público (roteável globalmente na Internet). Os pacotes com endereço privado são filtrados (descartados) ou traduzidos para um endereço público antes de seguir para um ISP.
Para o ISP encaminhar este pacote, traduz o endereço IPv4 de origem, que é privado, para um endereço público através do NAT (Network Address Translation). O NAT é usado para traduzir endereços IPv4 privados em públicos (e vice-versa). Normalmente isso é feito no roteador que conecta a rede interna (LAN) à rede do ISP (KUROSE e ROSS, 2016).