ESCASSEZ DE ENDEREÇOS IPV4

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1 ATIVIDADE 1 ESCASSEZ DE ENDEREÇOS IPV4 1.1 História Apesar de este livro ter um enfoque prático, com atividades no estilo mão na massa em todas as atividades que veremos a seguir torna-se necessário, em primeiro lugar, entender o problema da escassez de endereços IP na Internet e como a nova versão do protocolo IP é capaz de resolver este problema. Nova versão é um modo de dizer, pois há mais de 10 anos tenho lido e ouvido a respeito do fim dos blocos IPv4 disponíveis e da necessidade da adoção do IPv6 em caráter de urgência. Alguns autores, inclusive, trouxeram previsões IPocalípticas segundo as quais os endereços IPv4 já teriam acabado em 2005 ou 2006 (o que talvez pudesse ter ocorrido não fossem os altos e baixos da economia mundial nos últimos anos). O fato é que a Internet originalmente não foi concebida para ter o uso comercial que temos hoje. O projeto militar conhecido como ARPANET deu origem a tudo em plena Guerra Fria, em que o objetivo era criar uma rede mundial de comunicação na qual não existisse um nó central, e que fosse semelhante a uma imensa teia de aranha onde cada nó pudesse se comunicar com 15

2 ATIVIDADE 1. ESCASSEZ DE ENDEREÇOS IPV4 Figura 1.1: As origens da Internet apenas quatro nós inicialmente conectados. qualquer outro nó por vários caminhos alternativos. Destruído um nó, os outros manteriam contato sem nenhum problema. Nos anos que se seguiram, o backbone (rede central de transporte) do que futuramente seria conhecido por Internet se desenvolveu nas grandes universidades norte-americanas. Foi uma época romântica em que não havia grandes preocupações com segurança nem com a escalonabilidade da Rede Mundial, pois havia poucos nós conectados entre si e a maior parte do tráfego era conversa entre doutores discutindo assuntos acadêmicos. Não se imaginava que a Internet ganharia as proporções a que chegou nas décadas seguintes. O protocolo TCP/IP só foi adotado em Um endereço com 32 bits e mais de 4 bilhões de endereços possíveis parecia quase 16

3 1.1. HISTÓRIA infinito na época, mas já no inicio dos anos 1990 começaram os estudos sobre o esgotamento dos endereços IPv4. A grande explosão comercial da Internet ocorreu, principalmente para nós aqui do Brasil, na segunda metade dos anos 1990 e, se não fosse por uma série de soluções paliativas como a separação de endereços públicos e privados (RFC 1918), o uso do NAT para poupar os endereços internos das redes locais, e o DHCP para fornecer IPs dinâmicos durante um determinado período, os blocos de endereço IPv4 já teriam se esgotado há algum tempo Quais as causas do esgotamento do IPv4? Em primeiro lugar, a divisão dos blocos de endereço IP nunca foi igualitária. Metade dos endereços disponíveis foram destinados aos EUA, onde o backbone da Internet foi criado e a outra metade restante dos endereços foi rateada entre os demais países. Como não havia uma preocupação inicial com a escassez de endereços, algumas empresas adquiriram um bloco /8 apenas para si (o equivalente a cerca de 16 milhões de endereços IP). As regras para a aquisição dos blocos de endereço tornaram-se mais rígidas com o passar do tempo, mas as primeiras alocações permaneceram e as instituições que detém estes blocos hoje não tem a menor intenção de devolvê-los, principalmente agora que a escassez de endereços chegou ao seu auge. Entretanto, mesmo que houvesse uma redistribuição mais igualitária dos endereços IPv4, o problema da escassez ainda não seria resolvido. Vamos aos números: Apenas 1/3 da humanidade tem acesso à Internet. Dois terços da população mundial ainda estão à espera da inclusão digital. Aqueles que têm acesso a Internet tendem a consumir muito mais do que um único endereço IP. A Internet vive de fases. Na primeira onda, a Rede Mundial conectava apenas computadores entre si. Hoje vivemos uma segunda fase em que a Internet conecta pessoas e as redes sociais estão cada vez mais presentes 17

4 ATIVIDADE 1. ESCASSEZ DE ENDEREÇOS IPV4 no dia-a-dia das pessoas comuns. A terceira onda da Internet, a chamada Internet das Coisas, permitirá integrar casas, computadores, eletrodomésticos, enfim: todos os eletroeletrônicos que nos cercam na vida moderna poderão se interconectar e interagir, necessitando de endereços IP para que essa comunicação se realize. Para dar conta deste crescimento assustador da Rede Mundial previsto para os próximos anos, surge o endereçamento IPv6, que é uma nova versão do antigo (mas ainda em uso) IPv4. Para termos uma ideia da grandiosidade de endereços possíveis com esta nova versão do protocolo IP, vamos compará-lo ao IPv4: Um endereço IPv4 é formado por 32 bits, onde: 232 = combinações (cerca de 4 bilhões de endereços possíveis). Um endereço IPv6 é formado por 128 bits: 2128 = combinações (cerca de 340 undecilhões de endereços possíveis). Esta fartura de endereços permite uma mudança radical na forma da atribuição e gerenciamento do plano de endereçamento IP. Até agora, todas as gerações de administradores de redes foram condicionados a terem dó dos endereços IP, ou seja, planejar a atribuição de endereços com base no número de usuários e deixando pouca sobra em cada bloco. Eu comparo a situação dos profissionais de redes de hoje com a dos programadores de uns 20 anos atrás que se viravam com poucos Kilobytes de memória para fazer seus programa serem executados, pois a memória era muito cara e difícil de obter. No futuro, cada usuário poderá receber um bloco de endereços em sua casa maior do que todo o bloco de endereços IPs válidos exixtentes em toda a Internet hoje. Quando se faz o plano de endereçamento IPv6, leva-se em conta quantas redes IP serão entregues ao usuário final e em vez de quantos endereços, justamente prevendo que, na era da Internet 18

5 1.1. HISTÓRIA Figura 1.2: Escritórios regionais da IANA. das Coisas, os usuários terão novos serviços, novas necessidades e muitas redes IPs diferentes e independentes para usar. Essa é a maior mudança de mentalidade relacionada à adoção do IPv6 que abordaremos em vários pontos deste livro Quem aloca blocos IP? A Internet seguiu seu curso sob a direção das agências do Departamento de Defesa dos EUA até que, em 1987, o governo americano criou a IANA Internet Assigned Number Authority que, sob a direção de Jon Postel ( ), passou a controlar a atribuição de IPs e de nomes de domínio em todo o mundo. A IANA dividiu o mundo em cinco regiões e, para cada uma delas, designou um RIR, um escritório regional para cuidar da alocação de endereços IP conforme se vê na figura 1.2. Para cada escritório regional, a IANA delegou uma porção de endereços IPv4 para que esses escritórios controlassem a distribuição entre os sistemas autônomos de sua região. Quando os estoques de uma das cinco localidades ficava próxima do esgotamento, um novo bloco de endereços era designado para aquela parte do mundo, vindo do estoque central da IANA. 19

6 ATIVIDADE 1. ESCASSEZ DE ENDEREÇOS IPV4 Em 2011 esse estoque central esgotou-se completamente. Agora, cada RIR deve contar apenas com seus estoques locais remanescentes. Isto quer dizer que os endereços IPv4 irão acabar em diferentes momentos em cada parte do globo. A primeira região a ter seus estoques de IPv4 exauridos será a Ásia, controlada pela APNIC Asia-Pacific Network Information Centre. Nesta região, as políticas de alocação de endereços já estão bem mais rígidas: apenas novas empresas que ainda não possuem IP podem adquirir blocos IPv4, e mesmo assim em uma quantidade menor do que antes. Os estoques do LACNIC Latin American and Caribbean Internet Addresses Registry correspondentes à região da América Latina e Caribe, provavelmente se esgotarão entre 1 ou 2 anos, não mais do que isso. É importante que os provedores de acesso e demais empresas envolvidas com a infraestrutura da Internet no Brasil estejam preparados para enfrentar o fim dos endereços IPv4 disponíveis e sejam capazes de implementar o IPv6 em suas redes, de modo a garantir o crescimento da Rede Mundial de forma sustentável em cada região Como anda a adoção do IPv6? Originalmente imaginava-se que, com a criação do novo protocolo de Internet, a adoção do IPv6 se daria de forma gradual e contínua e que, em um prazo de 10 anos, o IPv6 se tornaria uma realidade para a esmagadora maioria das empresas, acompanhando o ritmo de crescimento da própria Internet, conforme pode ser visto na figura 1.4. Entretanto, essa previsão não se concretizou. A Internet cresceu mais de 400% neste período talvez até mais do que se tenha imaginado, e ainda estamos engatinhando na implementação de redes IPv6 na Internet. Para se ter uma idéia da disparidade na utilização desses dois protocolos de rede, enquanto a Internet mudial conta com aprox- 20

7 1.1. HISTÓRIA Figura 1.3: Os estoques da IANA chegarão ao fim em pouco tempo e não haverá mais endereços IPv4 disponíveis para a América Latina. Figura 1.4: Previsão inicial da adoção do IPv6. 21

8 ATIVIDADE 1. ESCASSEZ DE ENDEREÇOS IPV4 Figura 1.5: Previsão atual. imadamente rotas IPv4, temos apenas rotas IPv6 anunciadas Por que isso ocorreu? Há diversas razões de natureza técnica e comercial que explicam este fato. Talvez a razão mais forte para que o processo de implantação do IPv6 na rede mundial tenha andado a passos de tartaruga nos últimos anos esteja no fato de que migrar para o novo protocolo não traz nenhum benefício a curto prazo, e representa um custo de mão-de-obra e atualização de infraestrutura que as empresas procuraram até hoje adiar ao máximo. Provedores vendem acesso à Internet. Para o usuário final, não importa se a conectividade que lhe é oferecida é feita através de IPv4 ou IPv6, pois o que ele quer mesmo é continuar a usar os seus serviços como fez até hoje. O grande problema é que não há mais como adiar a implantação do IPv6. O esgotamento do plano de endereçamento atual é um fato, não mais uma hipótese remota. Se os provedores de Internet 22

9 1.1. HISTÓRIA não se preocuparem em adaptar suas redes agora, poderão gastar muito mais no futuro e ainda correm o risco de não estarem prontos para competir com rivais que se anteciparam ao processo de transição Vamos desligar o IPv4? O fato é que as redes IPv4 e IPv6 ainda coexistirão durante um bom tempo. A infraestrutura da Internet ainda é predominantemente IPv4 e demorará alguns anos para que toda a rede mundial tenha suporte para o novo protocolo. Não existe uma data limite, não há um órgão com poder para determinar a imposição do novo protocolo e, mesmo que você consiga criar uma rede puramente IPv6, certamente deixaria de acessar uma parte significativa da Internet que ainda está implementada somente no protocolo IPv4. A solução é suportar as duas pilhas de protocolo, o que é chamado de Dual Stack (pilha dupla), de forma que as máquinas consigam acessar tanto os endereços do mundo IPv4 como do mundo IPv6, falando ao mesmo tempo com os dois protocolos Oportunidades e desafios Implementar o IPv6 e fazê-lo coexistir com o IPv4 requer mãode-obra especializada que ainda não está formada. A partir de agora teremos duas redes em paralelo, e o fato de a rede IPv4 estar funcionando corretamente não significa que a rede IPv6 também estará, e vice-versa. Haverá um mercado enorme e com muitas possibilidades e desafios nos próximos anos. A demanda por especialistas em IPv6 só aumentará, à medida que a exaustão de endereços IPv4 se tornar mais aguda. Procurar entender o funcionamento do protocolo IPv6, como configurá-lo e implementá-lo é o grande desafio lançado aos leitores deste livro. 23

10 ATIVIDADE 1. ESCASSEZ DE ENDEREÇOS IPV4 1.2 Resumo da Atividade Nesta atividade foram apresentadas as razões pelas quais o protocolo IPv4 deve dar lugar ao IPv6 e quais as origens da escassez de endereços atualmente. Outros pontos de destaque foram a necessidade de as empresas investirem no processo de migração e na formação de mão-de-obra qualificada para atuar na implantação da nova versão do protocolo da Internet. 24

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