Il protocollo IP (Internet Protocol) o anche detto protocollo di indirizzamento, è uno dei protocolli fondamentali per il funzionamento di Internet e delle reti di comunicazione. È responsabile dell’instradamento e del trasporto dei dati tra dispositivi (noti come host) attraverso una rete basata su pacchetti. Il protocollo IP definisce il formato dei pacchetti di dati (chiamati datagrammi IP), assegna indirizzi univoci a ciascun dispositivo connesso e fornisce le regole per il loro trasferimento da un punto all’altro della rete.
Cos’è il Protocollo IP?
Il protocollo IP opera al livello 3 (Livello di Rete) del modello OSI e fornisce funzionalità di indirizzamento e instradamento dei pacchetti tra reti diverse. Gli aspetti principali del protocollo IP includono:
- Indirizzamento: Ogni dispositivo connesso a una rete IP deve avere un indirizzo IP univoco che lo identifichi. Questo indirizzo è utilizzato per il routing e per determinare la destinazione dei dati.
- Suddivisione in Pacchetti: I dati vengono suddivisi in pacchetti più piccoli per essere trasmessi in rete. Ogni pacchetto contiene informazioni su come raggiungere la destinazione.
- Routing: L’IP definisce come i pacchetti di dati vengono instradati attraverso diverse reti interconnesse per raggiungere la destinazione finale.
- Consegna “Best Effort”: L’IP offre una consegna di dati senza connessione e non garantisce che i pacchetti raggiungano la destinazione, né in ordine né senza errori. Per garantire la consegna affidabile, si utilizza il protocollo TCP (Transmission Control Protocol) insieme a IP (da qui “TCP/IP”).
Versioni del Protocollo IP
Esistono due versioni principali del protocollo di indirizzamento IP utilizzate oggi:
- IPv4 (Internet Protocol version 4):
- Descrizione: La versione più utilizzata del protocollo IP. IPv4 utilizza indirizzi a 32 bit, che sono rappresentati come quattro numeri decimali separati da punti (ad es., 192.168.1.1).
- Numero di Indirizzi Disponibili: IPv4 può supportare circa 4,3 miliardi di indirizzi univoci (2^32).
- Limitazioni: A causa della crescita esponenziale di dispositivi connessi a Internet, gli indirizzi IPv4 disponibili si sono esauriti, portando alla necessità di IPv6.
- IPv6 (Internet Protocol version 6):
- Descrizione: La nuova versione del protocollo IP, progettata per risolvere il problema dell’esaurimento degli indirizzi IPv4. IPv6 utilizza indirizzi a 128 bit, rappresentati come otto gruppi di quattro cifre esadecimali separati da due punti (ad es., 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334).
- Numero di Indirizzi Disponibili: IPv6 può supportare circa 3,4×10^38 indirizzi univoci, che è praticamente illimitato per qualsiasi applicazione immaginabile.
- Vantaggi: Oltre a un ampio spazio di indirizzamento, IPv6 include miglioramenti nella gestione dell’instradamento, nell’autoconfigurazione degli indirizzi e nella sicurezza rispetto a IPv4.
Indirizzi di Rete
1. Indirizzi IPv4
il protocollo di indirizzamento spiega che gli indirizzi IPv4 sono composti da 32 bit, suddivisi in quattro ottetti (8 bit ciascuno). Sono comunemente rappresentati in notazione decimale puntata, come 192.168.1.1.
- Struttura dell’Indirizzo IPv4: Un indirizzo IPv4 è diviso in due parti principali:
- Parte di Rete: Indica la rete a cui appartiene il dispositivo. Determina quale porzione dell’indirizzo IP viene utilizzata per identificare la rete.
- Parte di Host: Indica lo specifico dispositivo all’interno della rete.
- Classi di Indirizzi IPv4: Gli indirizzi IPv4 sono suddivisi in classi (A, B, C, D, E) per definire quali bit rappresentano la parte di rete e quali rappresentano la parte di host:
- Classe A: Utilizza i primi 8 bit per l’identificazione della rete (da 1.0.0.0 a 126.0.0.0).
- Classe B: Utilizza i primi 16 bit per l’identificazione della rete (da 128.0.0.0 a 191.255.0.0).
- Classe C: Utilizza i primi 24 bit per l’identificazione della rete (da 192.0.0.0 a 223.255.255.0).
- Classe D: Riservata per il multicast (da 224.0.0.0 a 239.255.255.255).
- Classe E: Riservata per usi futuri o sperimentali (da 240.0.0.0 a 255.255.255.255).
- Subnet Mask: Una subnet mask è un numero che maschera un indirizzo IP e divide l’indirizzo in una parte di rete e una parte di host. Ad esempio, una subnet mask
255.255.255.0indica che i primi 24 bit dell’indirizzo IP rappresentano la parte di rete e gli ultimi 8 bit rappresentano la parte di host.
2. Indirizzi IPv6
Gli indirizzi IPv6 sono più lunghi (128 bit) e sono rappresentati in notazione esadecimale separata da due punti. Un esempio di indirizzo IPv6 è 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334.
- Struttura dell’Indirizzo IPv6: Gli indirizzi IPv6 sono generalmente suddivisi in due parti:
- Prefisso di Rete: La parte iniziale dell’indirizzo che identifica la rete specifica (normalmente i primi 64 bit).
- Identificatore di Interfaccia (Host ID): La parte finale dell’indirizzo che identifica un dispositivo specifico all’interno di quella rete (normalmente i secondi 64 bit).
- Tipi di Indirizzi IPv6:
- Unicast: Identifica un singolo dispositivo.
- Multicast: Identifica un gruppo di dispositivi.
- Anycast: Identifica più dispositivi, ma invia il pacchetto solo a quello più vicino in termini di percorso di rete.
Assegnazione degli Indirizzi IP
Gli indirizzi IP possono essere assegnati a dispositivi in due modi principali:
- Indirizzi Statici: Vengono assegnati manualmente dall’amministratore di rete e rimangono fissi per ogni dispositivo.
- Indirizzi Dinamici: Vengono assegnati automaticamente da un server DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Gli indirizzi dinamici possono cambiare ogni volta che un dispositivo si connette alla rete.
Utilizzo degli Indirizzi IP
Gli indirizzi IP sono utilizzati per:
- Identificare i Dispositivi in Rete: Ogni dispositivo che si connette a Internet o a una rete locale (LAN) deve avere un indirizzo IP univoco.
- Instradare il Traffico di Rete: I router utilizzano gli indirizzi IP per decidere dove inviare i pacchetti di dati, basandosi sulle informazioni contenute nei loro tabelle di instradamento.
- Comunicazione tra Dispositivi: I dispositivi utilizzano gli indirizzi IP per comunicare tra loro. Ad esempio, un computer invia una richiesta a un server web utilizzando l’indirizzo IP di quel server.
Importanza degli Indirizzi IP
Gli indirizzi IP sono essenziali per il funzionamento di Internet e delle reti locali perché:
- Forniscono un Sistema di Indirizzamento Globale: Permettono a ogni dispositivo su una rete di essere identificato e raggiunto univocamente.
- Supportano l’Instradamento e la Scalabilità di Internet: Permettono ai router di instradare i pacchetti di dati in modo efficiente tra reti diverse.
- Garantiscono la Connettività End-to-End: Consentono ai dispositivi di comunicare direttamente tra loro, indipendentemente dalla loro posizione fisica.
Conclusione
Il protocollo di indirizzamento IP e gli indirizzi di rete sono le fondamenta delle comunicazioni su Internet e reti locali. IPv4 è ancora ampiamente utilizzato, ma IPv6 sta diventando sempre più comune a causa dell’esaurimento degli indirizzi IPv4 e delle sue funzionalità avanzate. Conoscere come funzionano gli indirizzi IP, i protocolli di rete e le tecniche di assegnazione degli indirizzi è fondamentale per chiunque lavori con reti e comunicazioni digitali.
