Evolução da Internet e Esgotamento do IPv4

Ao estudarmos sobre a arquitetura da Internet, vimos que o seu crescimento e popularização ocorreram de forma bastante acentuada. Uma das principais consequências desse rápido crescimento foi o consumo e o consequente esgotamento dos endereços IPv4.

A versão de protocolo utilizada, desde aquela época até os dias atuais, é a 4, frequentemente referida com o nome do protocolo de IPv4, como estudamos em aulas anteriores. Apesar de essa versão se mostrar muito robusta (sendo utilizada até hoje) e de fácil implantação, sua concepção original não previu alguns aspectos, como o crescimento das redes e um possível esgotamento dos endereços IP; o aumento da tabela de roteamento; os problemas relacionados à segurança dos dados transmitidos; e a prioridade na entrega de determinados tipos de pacotes.

Relembremos, agora, o esquema de endereçamento do IPv4: sua especificação reserva 32 bits para o endereço IP, o que possibilita gerar mais de 4 bilhões de endereços distintos. Inicialmente, esses endereços foram divididos nas seguintes classes de tamanhos fixos:

• Classe A: definia o bit mais significativo como 0, utilizava os 7 bits restantes do primeiro octeto para identificar a rede, e os 24 bits restantes para identificar o host. Esses endereços utilizavam a faixa de 1.0.0.0 até 126.0.0.0;
• Classe B: definia os 2 bits mais significativos como 10, utilizava os 14 bits seguintes para identificar a rede, e os 16 bits restantes para identificar o host. Esses endereços utilizavam a faixa de 128.1.0.0 até 191.254.0.0;
• Classe C: definia os 3 bits mais significativos como 110, utilizava os 21 bits seguintes para identificar a rede, e os 8 bits restantes para identificar o host. Esses endereços utilizavam a faixa de 192.0.1.0 até 223.255.254.0.

Embora essa divisão tenha uma ideia de flexibilizar a distribuição de faixas de endereçamento, ela se mostrou bastante ineficiente, à medida que as redes TCP/IP começaram a crescer em taxas aceleradas. A classe A atendia um número muito pequeno de redes e ocupava metade de todos os endereços disponíveis, enquanto a classe C permitia criar muitas redes, mas com poucos endereços disponíveis. Em outras palavras, ao mesmo tempo em que algumas classes acarretavam desperdícios, as outras não supriam a necessidade de endereços disponíveis. Para exemplificar o problema, imagine que se precise endereçar 300 dispositivos em uma rede. Nessa situação, seria necessário obter um bloco de endereços da classe B, desperdiçando, assim, quase o total dos 65 mil endereços.

Diante desse cenário, a IETF (Internet Engineering Task Force) passou a estudar e discutir medidas objetivando solucionar o problema do esgotamento da faixa de endereçamento do IPv4. Tais medidas já foram estudadas intensamente em aulas anteriores: a implantação do CIDR, a utilização do DHCP e a tradução de endereços de rede (NAT).