Redes: TCP/IP, endereçamento e portas
O endereçamento IP é sempre um tema importante, já que é ele que permite que o brutal número de redes e hosts que formam a Internet sejam capazes de se comunicar entre si.
Existem duas versões do protocolo IP: o IPV4 é a versão atual, que utilizamos na grande maioria das situações, enquanto o IPV6 é a versão atualizada, que prevê um número brutalmente maior de endereços e deve se popularizar a partir de 2012 ou 2014, quando os endereços IPV4 começarem a se esgotar.
No IPV4, os endereços IP são compostos por 4 blocos de 8 bits (32 bits no total), que são representados através de números de 0 a 255 (cobrindo as 256 possibilidades permitidas por 8 bits), como "200.156.23.43" ou "64.245.32.11". Os grupos de 8 bits que formam o endereço são chamados de "octetos", o que dá origem a expressões como "o primeiro octeto do endereço". De qualquer forma, a divisão dos endereços em octetos e o uso de números decimais serve apenas para facilitar a configuração para nós, seres humanos. Quando processados, os endereços são transformados em binários, como "11001000100110010001011100101011".
As faixas de endereços começadas com "10", "192.168" ou de "172.16" até "172.31" são reservadas para uso em redes locais e por isso não são usadas na Internet. Os roteadores que compõe a grande rede são configurados para ignorar pacotes provenientes destas faixas de endereços, de forma que as inúmeras redes locais que utilizam endereços na faixa "192.168.0.x" (por exemplo) podem conviver pacificamente, sem entrar em conflito.
No caso dos endereços válidos na Internet, as regras são mais estritas. A entidade global responsável pelo registro e atribuição dos endereços é a IANA (http://www.iana.org/), que delega faixas de endereços às RIRs (Regional Internet Registries), entidades menores, que ficam responsáveis por delegar os endereços regionalmente. Nos EUA, por exemplo, a entidade responsável é a ARIN (http://www.arin.net/) e no Brasil é a LACNIC (http://www.lacnic.net/pt/). Estas entidades são diferentes das responsáveis pelo registro de domínios, como o Registro.br.
As operadoras, carriers e provedores de acesso pagam uma taxa anual à RIR responsável, que varia de US$ 1.250 a US$ 18.000 (de acordo com o volume de endereços requisitados) e embutem o custo nos links revendidos aos clientes. Note que estes valores são apenas as taxas pelo uso dos endereços, não incluem o custo dos links, naturalmente.
Ao conectar via ADSL ou outra modalidade de acesso doméstico, você recebe um único IP válido. Ao alugar um servidor dedicado você recebe uma faixa com 5 ou mais endereços e, ao alugar um link empresarial você pode conseguir uma faixa de classe C inteira. Mas, de qualquer forma, os endereços são definidos "de cima para baixo" de acordo com o plano ou serviço contratado e você não pode escolher quais endereços utilizar.
Embora aparentem ser uma coisa só, os endereços IP incluem duas informações: o endereço da rede e o endereço do host dentro dela. Em uma rede doméstica, por exemplo, você poderia utilizar os endereços "192.168.1.1", "192.168.1.2" e "192.168.1.3", onde o "192.168.1." é o endereço da rede (e por isso não muda) e o último número (1, 2 e 3) identifica os três micros que fazem parte dela.
Os micros da rede local podem acessar a Internet através de um roteador, que pode ser tanto um servidor com duas placas de rede quando um modem ADSL ou outro dispositivo que ofereça a opção de compartilhar a conexão. Nesse caso, o roteador passa a ser o gateway da rede e utiliza seu endereço IP válido para encaminhar as requisições feitas pelos micros da rede interna. Esse recurso é chamado de NAT (Network Address Translation).
Um dos micros da rede local, neste caso, poderia usar esta configuração de rede:
- Endereço IP: 192.168.1.2
- Máscara: 255.255.255.0
- Gateway: 192.168.1.1 (o servidor compartilhando a conexão)
- DNS: 200.169.126.15 (o DNS do provedor)
O servidor, por sua vez, utilizaria uma configuração similar a esta:
- Placa de rede 1 (rede local):
- Endereço IP: 192.168.1.1
- Máscara: 255.255.255.0
- Placa de rede 2 (Internet):
- Endereço IP: 200.213.34.21
- Máscara: 255.255.255.0
- Gateway: 200.213.34.1 (o gateway do provedor)
- DNS: 200.169.126.15 (o DNS do provedor)
A configuração da segunda placa de rede seria obtida automaticamente, via DHCP, de forma que você só precisaria realmente se preocupar com a configuração da sua rede local. Normalmente, você primeiro configuraria a rede local, depois conectaria o servidor à Internet e, depois de checar as duas coisas, ativaria o compartilhamento da conexão via NAT.
O servidor DHCP incluído no ICS do Windows utiliza uma configuração fixa, fornecendo endereços dentro da faixa "192.168.0.x", mas ao utilizar um servidor Linux, ou qualquer outro dispositivo de rede que ofereça um servidor DHCP com mais recursos, você pode escolher qualquer faixa de endereços e também configurar uma "zona" para os endereços do servidor DHCP, permitindo que você tenha micros com IPs fixos e IPs dinâmicos (fornecidos pelo servidor DHCP) na mesma rede. Nesse caso, você poderia ter uma configuração como a seguinte:
- 192.168.0.1: Gateway da rede
- 192.168.0.2: Ponto de acesso wireless
- 192.168.0.3: Servidor de arquivos para a rede interna
- 192.168.0.4 até 192.168.0.99: Micros da rede configurados com IP fixo
- 192.168.0.100 até 192.168.0.254: Faixa de endereços atribuída pelo servidor DHCP
Veja que usar uma das faixas de endereços reservadas não impede que os PCs da sua rede possam acessar a Internet. Embora eles não acessem diretamente, por não possuírem IPs válidos, eles podem acessar através de uma conexão compartilhada via NAT ou de um servidor proxy. É possível, inclusive, configurar o firewall ativo no gateway da rede para redirecionar portas (port forwarding) para micros dentro da rede local, de forma que eles possam ser acessados remotamente. O servidor nesse caso "empresta" uma porta, ou uma determinada faixa de portas, para o endereço especificado dentro da rede local. Quando alguém da Internet acessa uma das portas encaminhadas no servidor, é automaticamente redirecionado para a porta correspondente no micro da rede interna, de forma transparente.
O uso dos endereços de rede local tem aliviado muito o problema da falta de endereços IP válidos, pois uma quantidade enorme de empresas e usuários domésticos, que originalmente precisariam de uma faixa de endereços completa para colocar todos os seus micros na Internet, pode sobreviver com um único IP válido (compartilhado via NAT entre todos os micros da rede). Em muitos casos, mesmo provedores de acesso chegam a vender conexões com endereços de rede interna nos planos mais baratos, como, por exemplo, alguns planos de acesso via rádio, onde um roteador com um IP válido distribui endereços de rede interna (conexão compartilhada) para os assinantes.
Embora seja possível, pelo menos em teoria, ter redes com até 24 milhões de PCs, usando a faixa de endereços de rede local 10.x.x.x, na prática é raro encontrar segmentos de rede com mais de 100 ou 200 micros. Conforme a rede cresce, o desempenho acaba caindo, pois, mesmo ao utilizar um switch, sempre são transmitidos alguns pacotes de broadcast (que são retransmitidos a todos os micros do segmento). A solução nesse caso é dividir a rede em segmentos separados, interligados por um roteador.
Em uma empresa, poderíamos (por exemplo) ter três segmentos diferentes, um para a rede cabeada (e a maior parte dos micros), outro para a rede wireless e outro para os servidores, que ficariam isolados em uma sala trancada:
O roteador nesse caso teria 4 interfaces de rede (uma para cada um dos três segmentos e outra para a Internet). A vantagem de dividir a rede desta maneira é que você poderia criar regras de firewall no roteador, especificando regras diferentes para cada segmento. Os micros conectados à rede wireless (menos segura), poderiam não ter acesso aos servidores, por exemplo. Quando falo em "roteador", tenha em mente que você pode perfeitamente usar um servidor Linux com diversas placas de rede.
Com relação à proteção da rede contra acessos provenientes da Internet, você poderia tanto configurar o próprio firewall ativo no roteador, de forma a proteger os micros da rede local quanto instalar um firewall dedicado (que pode ser um PC com duas placas de rede, configurado adequadamente) entre ele e a Internet
via http://www.hardware.com.br
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