Na área de redes, protocolos são definidos como um conjunto de regras e regulamentos padrão, pré-determinados, para computadores se comunicarem entre si. Esses protocolos definem como um computador deve estabelecer uma conexão, como deve ser endereçado e como deve transferir dados ao destinatário. Atualmente, muitos protocolos de rede são usados em redes de computadores para diferentes finalidades. Entre todos eles, IP (Protocolo de Internet) é o protocolo de rede mais amplamente usado nos cenários de rede atuais. Grande parte da cena de rede global hoje é baseada nas técnicas de endereçamento fornecidas pelo IP.
A principal finalidade do IP é fornecer uma técnica significativa de endereçamento a uma rede e seus elementos. O processo de endereçamento emprega que cada nó dentro da rede deve ter um endereço distinto (ou endereço IP) para sessões de comunicação individuais. Durante sessões de comunicação entre redes, o IP é usado para fornecer um único endereço a toda a rede também, o que é útil quando dois nós de redes diferentes tentam se comunicar. Isso pode ser considerado a base da "rede de redes" que é a Internet.
O IP é um protocolo amplamente usado na formação de uma rede heterogênea, ou convergente. Uma rede heterogênea é um grande conjunto de redes interconectadas diferentes, rodando em diferentes tecnologias. Por exemplo, o IP pode interconectar efetivamente redes como Wi-Fi, WiMAX, Ethernet, ATM (modo de transferência assíncrono), redes de fibra óptica, entre si, formando uma interface de comunicação global. Esse processo de interconexão é facilitado por um subprotocolo do IP chamado ARP (Protocolo de Resolução de Endereço) ou NDP (Protocolo de Descoberta de Rede).
O IP fornece a facilidade de dividir uma rede em múltiplos segmentos, para que o número máximo de clientes (computadores) possa ser interconectado. Esse processo é conhecido como segmentação de rede ou sub-rede. Ao segmentar uma rede, diferentes sub-redes podem ser criadas dentro de uma única rede; um processo que pode aumentar a segurança e o tamanho geral da rede, e diminuir significativamente o congestionamento de tráfego. Além disso, outra grande vantagem da segmentação de rede através do IP está no fato de que a falha de um cliente (nó) não afetará a comunicação entre outros clientes.
O IP classifica redes em três classes principais de acordo com seus esquemas de endereçamento: classe A (10.0.0.0), classe B (172.16.0.0) e classe C (192.168.0.0). Cada rede funciona em um nível diferente e contém clientes na forma de computadores, switches, roteadores e até sub-redes interconectadas. Além disso, o IP fixou o número de clientes para cada classe de rede; por exemplo, uma rede classe C típica pode facilitar até 65.536 clientes, classe B pode ter mais de 1 milhão de clientes, e classe A pode abranger mais de 16 milhões de nós em uma única rede.
Roteamento é o requisito mais importante da Internet, que é efetivamente abordado e realizado pelo IP. Roteamento envolve comunicação entre duas redes diferentes através de dispositivos chamados roteadores, em um link comum compartilhado como WAN (rede de área ampla), Internet, etc. Esses roteadores são identificados por seu endereço IP distinto, que finalmente se torna um endereço para acessar uma rede particular com a qual um roteador está conectado. Dessa forma, o IP ajuda múltiplos usuários, em redes distintas de diferentes cidades, países ou até continentes, a se comunicarem entre si fácil e rapidamente.
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