Per instradare correttamente i pacchetti trasmessi attraverso una rete, i router necessitano di informazioni riguardanti la topologia della rete stessa. Deve dunque essere identificato in modo univoco ogni nodo della rete. Ogni host all'interno della rete è identificato da un indirizzo, chiamato indirizzo IP (IP address).
Nel caso in cui un host abbia connessioni multiple alla rete (due o più interfacce), come il router,
ogni interfaccia ha un indirizzo IP diverso (i router hanno tanti indirizzi IP quante sono le reti a
loro collegate). Un indirizzo IP è costituito da una sequenza di quattro numeri decimali, aventi
ciascuno un massimo di tre cifre, ad es.: 193.183.44.30.
Ciascuno di questi numeri può variare tra 0 e 255. Per codificare questo gruppo di 4 cifre decimali, ci vogliono 4 byte (4 ottetti; in totale 32 bit). Questa convenzione è nota come standard IPv4.
La struttura dell'indirizzo IP:
Per usi specifici sono riservati tre indirizzi IP:
0.0.0.0 identifica la rete di default (default network);127.0.0.1 indirizzo di loopback (localhost), usato per inviare messaggi a se stessi
per test o diagnosi;255.255.255.255 indirizzo di broadcast, usato per inviare messaggi a tutti i
computer della rete.La classe di indirizzo può essere identificata a seconda dei bit iniziali dell'ottetto che definisce la parte di rete:
Utilizzata per reti di grandi dimensioni. Bit iniziale: 0. Rete: 7 bit (circa 128 network), host
locali: 24 bit (circa 16 milioni di host). Indirizzi: da 1.0.0.0 a
126.255.255.255.
Per reti di medie dimensioni. Bit iniziali: 10. Rete: 14 bit, host: 16 bit. Indirizzi: da
128.0.0.0 a 191.255.255.255.
Per reti di piccole/medie dimensioni. Bit iniziali: 110. Rete: 21 bit, host: 8 bit. Indirizzi: da
192.0.0.0 a 223.255.255.255.
Indirizzi multicast (bit iniziali 1110). Non sono assegnabili come indirizzi host normali.
Riservata per scopi sperimentali (bit iniziali 11110).
Per reti locali esistono blocchi di indirizzi privati non assegnabili pubblicamente:
10.0.0.0 - 10.255.255.255172.16.0.0 - 172.31.255.255192.168.0.0 - 192.168.255.255Gli indirizzi privati possono accedere a Internet tramite NAT (Network Address Translation) attraverso un router o server che possiede un indirizzo pubblico.
È possibile modificare la struttura dell'indirizzamento usando le sottoreti (subnet). La parte host dell'indirizzo può essere suddivisa in due campi: sottorete e host. L'operazione di suddivisione si chiama segmentazione e migliora l'organizzazione della rete.
La subnet mask (maschera di sottorete) è un indirizzo di 32 bit che specifica quali bit dell'indirizzo IP devono essere considerati per determinare la rete. Un bit 1 indica che il bit corrispondente è da controllare, 0 che non è da controllare.
Esempio di maschera: 255.255.255.0 equivale a:
11111111.11111111.11111111.00000000
La notazione CIDR compatta questa informazione: ad esempio /24 indica che i primi 24 bit
sono il prefisso di rete.
Indirizzo IP: 160.80.27.3
Subnet mask: 255.255.255.0
Applicando un AND logico tra IP e maschera si ottiene la rete: 160.80.27.0.
Se si prende un indirizzo di classe B come 160.80.27.0 e si decide di usare 8 bit per le
subnet e 8 bit per gli host, si ottengono 256 subnet ognuna con 254 host utilizzabili (28 - 2).
L'indirizzo più basso e più alto della sottorete sono riservati (network e broadcast).
La subnet mask può essere espressa anche in binario, e la sua lunghezza in bit (numero di 1
consecutivi) è il prefisso indicato con la notazione /n. Ad esempio:
255.255.255.192 = /26 (i primi 26 bit sono di rete)
Gli indirizzi di classe A, B, C senza subnetting corrispondono convenzionalmente a /8,
/16, /24 rispettivamente.
Consideriamo l'indirizzo di classe C: 210.25.10.0 (binario:
11010010.00011001.00001010.00000000). Partendo dalla maschera base
255.255.255.0, possiamo usare ulteriori bit per creare sottoreti:
255.255.255.0 = 254 host disponibili255.255.255.128 = 126 host disponibili255.255.255.192 = 62 host disponibili255.255.255.224 = 30 host disponibili255.255.255.240 = 14 host disponibili255.255.255.248 = 6 host disponibili255.255.255.252 = 2 host disponibiliSe usiamo 5 bit per la sottorete e 3 bit per gli host, otteniamo la maschera
255.255.255.248 (notazione /29) e le sottoreti avranno 6 host utilizzabili
ciascuna (23 - 2).
Esempio: terza sottorete con indirizzo 210.25.10.16. Gli host utilizzabili vanno da
210.25.10.17 a 210.25.10.22.
Per effettuare una rapida pianificazione di una rete IP, sono disponibili diversi programmi e tool online che aiutano a calcolare subnet, maschere, indirizzi validi e a visualizzare la suddivisione (Questo ad esempio). Oppure scarica il tool preparato da me a questo link. Puoi integrare esempi o link a tali strumenti per esercitazioni pratiche.