Endereços IP: IPv4, IPv6, públicos e privados

Todo dispositivo que fala com a internet precisa de um número, não de um nome. A especificação central do Internet Protocol, a RFC 791, diz que os endereços "distinguem origens e destinos até o nível do host", ou seja, cada dispositivo recebe seu próprio número para que os pacotes saibam exatamente para onde ir. Nomes como example.org são uma conveniência para humanos, resolvidos para um número pelo DNS (abordado em seu próprio curso); a rede em si só entende números.

IPv4: quatro bilhões de endereços, e não são suficientes

O formato original, IPv4, usa um endereço de 32 bits, escrito como quatro números separados por pontos, como 192.0.2.1. A RFC 791 o define como tendo "comprimento fixo de quatro octetos (32 bits)". Trinta e dois bits permitem cerca de 4,3 bilhões de combinações únicas, como explica o Learning Center da Cloudflare. Isso parecia enorme nos anos 1980. Não é suficiente para um mundo com bilhões de celulares, notebooks, roteadores e dispositivos inteligentes, e é por isso que existe um formato mais novo e muito maior.

IPv6: espaço para todo mundo, por muito tempo

Os endereços IPv6 têm 128 bits, escritos como grupos de dígitos hexadecimais separados por dois-pontos, como 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334. Como coloca a RFC 8200, o IPv6 "aumenta o tamanho do endereço IP de 32 bits para 128 bits, para suportar mais níveis de hierarquia de endereçamento, um número muito maior de nós endereçáveis, e autoconfiguração mais simples". As duas versões rodam lado a lado hoje: seu Mac geralmente tem um endereço de cada tipo.

Público e privado: o endereço que só seu roteador conhece

Nem todo endereço precisa ser alcançável a partir de toda a internet. A RFC 1918 reserva três faixas de endereços IPv4 para uso dentro de casas, escritórios e outras redes privadas:

• 10.0.0.0 a 10.255.255.255
• 172.16.0.0 a 172.31.255.255
• 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (a faixa que a maioria dos roteadores domésticos usa)

A RFC 1918 é explícita de que esses endereços permanecem locais: "como os endereços privados não têm significado global, informações de roteamento sobre redes privadas não devem ser propagadas em links entre empresas, e pacotes com endereços de origem ou destino privados não deveriam ser encaminhados por tais links". Espera-se que os provedores de internet rejeitem qualquer tentativa de rotear esses endereços para a internet pública. Só um endereço, geralmente mantido pelo seu roteador, precisa ser público e encontrável pelo resto da internet; como esse compartilhamento funciona é o tema da próxima aula.

$ ipconfig getifaddr en0
192.168.1.12

192.168.1.12 cai dentro da faixa privada acima: ele identifica esse Mac na própria rede Wi-Fi, mas nenhum computador na internet mais ampla consegue enviar um pacote diretamente a ele. O Learning Center da Cloudflare observa que a maioria das conexões domésticas também recebe um endereço público temporário, "dinâmico", do ISP, em vez de um fixo, escolhido de um conjunto compartilhado, porque endereços permanentes são mais caros de manter tanto para o provedor quanto para cada cliente.