Prima ancora che Internet fosse una cosa, esistevano le reti di computer. Queste reti utilizzavano indirizzi IP identici a quelli utilizzati oggi. Queste reti erano interconnesse su ARPANET, che alla fine si è evoluta in quello che oggi è Internet. In questi primi giorni delle reti di computer, la portata e la popolarità di Internet erano essenzialmente inconcepibili. Molte delle moderne tecnologie che diamo per scontate semplicemente non esistevano. A causa di ciò e delle ipotesi del tempo, furono distribuiti grandi lotti di indirizzi IP.
Poiché ARPANET continuava a crescere, è stato determinato che il sistema contemporaneo per la distribuzione degli indirizzi avrebbe avuto problemi con l'esaurimento dello spazio degli indirizzi nel prossimo futuro. Il networking di classe è stato il primo tentativo di ritardare il problema dell'esaurimento dello spazio. Per capire cos'è una rete di classe e come funziona, è importante comprendere i sistemi che ne sono alla base, principalmente gli indirizzi IPv4.
Struttura dell'indirizzo IP
Un indirizzo IP è l'indirizzo univoco del protocollo Internet utilizzato per dirigere il traffico di rete su Internet. IPv4 è lo schema di indirizzamento principale. Gli indirizzi IPv4 sono generalmente visualizzati nella notazione a quattro punti per essere leggibili dall'uomo. Ad esempio, un indirizzo IP potrebbe essere simile a questo "192.168.0.1". Ogni indirizzo IP ha quattro sezioni, separate da punti, da cui il termine – quadruplo punteggiato. Tuttavia, viene anche definita notazione decimale punto.
In realtà, però, i computer in realtà non utilizzano questo formato. Come tutto ciò di cui si occupano i computer, gli indirizzi IP vengono utilizzati in formato binario. Nel caso di indirizzi IPv4, ciascuna delle quattro sezioni, note come ottetto, è rappresentata da 8 cifre binarie. L'indirizzo sopra è in realtà "11000000.10101000.00000000.00000001" in binario.
Una delle cose chiave di questo è che poiché ogni ottetto è rappresentato solo da 8 bit binari, i numeri leggibili dall'uomo devono essere compresi tra 0 e 255. Ciò significa che ci sono al massimo 255*255*255*255 o 4.294.967.296 possibili indirizzi IP. Mentre quattro miliardi di possibili indirizzi IP sembrano probabilmente molti, è meno di un indirizzo IP per persona attualmente in vita. La maggior parte delle persone nel mondo occidentale ha più di un dispositivo connesso a Internet.
Reti di classe A e presupposti
Agli albori delle reti di computer, si presumeva che non ci sarebbero state molte reti. Non c'erano connessioni Internet domestiche e nemmeno computer domestici. Grandi aziende, istituti di istruzione e dipartimenti governativi erano gli unici luoghi con reti. Si presumeva che tutte queste reti avrebbero potuto crescere in modo significativo. Al contrario, il numero totale di reti rimarrebbe relativamente piccolo. Questa ipotesi non era nemmeno fuorviata con le informazioni all'epoca poiché il PC IBM, il primo computer di casa, non era ancora stato rilasciato.
Aziende come Apple, Ford e AT&T hanno ricevuto grandi quantità di indirizzi. Il DOD statunitense ha ricevuto più di una dozzina di grandi lotti di indirizzi. Apple ha ottenuto 17.0.0.0, Ford ha ottenuto 19.0.0.0, AT&T ha ottenuto 12.0.0.0, mentre il DOD ha ottenuto 6.0.0.0, 7.0.0.0, 11.0.0.0 e altro ancora. Ognuna di queste reti ha assegnato ogni indirizzo IP che inizia con il primo numero (17, 7, 19, ecc.) alle rispettive società. Ciò significava che ogni rete poteva supportare 16.777.216 indirizzi IP individuali. Significava anche che c'erano un totale di 255 possibili reti.
Questo era il grosso problema, man mano che le reti di computer crescevano in popolarità, divenne chiaro che 255 reti non sarebbero state sufficienti per soddisfare la domanda. Per fortuna questo problema è stato individuato abbastanza presto da consentire lo sviluppo di una soluzione. La prima soluzione è stata chiamata rete di classe ed è stata introdotta nel 1981. Per inciso, questo è lo stesso anno in cui è stato rilasciato il PC IBM. Il personal computer e le connessioni Internet domestiche avrebbero presto aumentato la pressione sullo spazio degli indirizzi.
Le classi
L'idea di una rete di classe è quella di suddividere queste enormi reti in molte reti più piccole. Le enormi reti originali furono riclassificate come reti di Classe A. Sono state inoltre create le nuove classi B e C, mentre un'altra sezione è stata riservata a un uso futuro. Il modo più semplice per separare le classi è che la Classe A occupi la prima metà di tutti gli indirizzi. La classe B prende quindi la metà degli indirizzi rimanenti e la classe C ottiene la metà degli indirizzi dopo la classe B. Il resto dello spazio degli indirizzi è riservato.
In pratica, ciò significa che qualsiasi indirizzo IP in cui il primo ottetto aveva un numero inferiore a 128, è una rete di Classe A. Una rete di classe B è qualsiasi indirizzo in cui il primo ottetto è compreso tra 128 e 191. Qualsiasi rete in cui il primo ottetto è compreso tra 192 e 223 è una rete di classe C. E tutto ciò che inizia con 224 o superiore è riservato. In termini binari, ogni indirizzo IP di Classe A inizia con uno 0. Ogni indirizzo di Classe B inizia con 10, ogni indirizzo di Classe C inizia con 110 e lo spazio riservato inizia con 111. Ciò consente di determinare facilmente i confini di ciascuna rete.
Ciò significa che lo spazio complessivo per le reti di classe A è dimezzato dall'originale 256 a 128. È importante sottolineare anche che ora ci sono 16.384 reti di Classe B, che supportano fino a 65.536 indirizzi IP ciascuna, e 2.097.152 reti di Classe C che supportano 256 indirizzi IP ciascuna. Lo spazio riservato all'estremità dello spazio degli indirizzi è stato successivamente suddiviso in Classe D e Classe E.
Spazio riservato
Un certo numero di indirizzi all'inizio e alla fine di ogni lezione sono stati riservati con alcune sezioni nel mezzo riservate anche. Alcuni, come da 0.0.0.0 a 0.255.255.255, non sono stati utilizzati specificamente per nulla, ma sono stati riservati per un uso futuro. Altre sezioni riservate avevano una specifica finalità. Ad esempio, qualsiasi indirizzo IP che inizia con 127 viene trattato come indirizzo di loopback. Il traffico di rete non viene mai trasmesso e torna semplicemente al mittente senza essere inviato.
Gli indirizzi che iniziano con 192 sono stati riservati, con 192.168 indirizzi riservati per l'uso in reti interne, consentendo a qualsiasi rete interna di utilizzarlo. Viene utilizzato in quasi tutte le reti domestiche, ad esempio, poiché fornisce 256 possibili indirizzi. Per casi d'uso più ampi, qualsiasi indirizzo che inizia con 172.16 e 172.31 è riservato anche per uso interno, così come qualsiasi rete che inizia con 10.
Questi spazi di indirizzi privati sono riservati solo per uso interno. Tutte le apparecchiature di rete sono progettate per impedire al traffico destinato a uno di questi indirizzi riservati di passare da un router a un'altra rete. Gli indirizzi sono specifici della rete, il che significa che chiunque può usarli sulle proprie reti interne. Affinché funzioni, il router deve avere un indirizzo IP pubblico, tenere traccia di quale dispositivo interno è richiedere quali dati da un'altra rete e assicurarsi che la risposta torni a destra dispositivo. Questa tecnica è chiamata NAT o Network Address Translation.
Successo e fallimento della rete di classe
Il networking di classe consente un uso molto più efficiente dello spazio rispetto alla semplice assegnazione di un 256th dell'eventuale spazio di indirizzi a qualsiasi azienda che lo richieda. La stragrande maggioranza delle aziende, dei dipartimenti governativi, ecc., non ha bisogno di 16.777.216 indirizzi IP. Possono ottenere un numero molto inferiore di indirizzi IP assegnati loro e funzionano bene.
Sebbene il sistema di rete di classe abbia un bell'aspetto sulla carta e sia certamente pulito, sfortunatamente si imbatte in problemi simili su una scala diversa. La maggior parte delle aziende è anche più piccola di una rete di classe B, non necessitando di 65536 possibili indirizzi IP. Anche a metà degli anni '80 e all'inizio degli anni '90, tuttavia, molte aziende erano troppo grandi per una rete di classe C con solo 256 indirizzi IP. Ciò significava che le aziende spesso avevano bisogno di reti di classe B anche se avevano bisogno solo di 300 indirizzi IP. Ancora una volta, ciò significava che lo spazio degli indirizzi veniva utilizzato in modo inefficiente con vaste fasce di indirizzi emessi a società che non lo avrebbero mai utilizzato tutto.
Successori di Classful Networking
Questo problema è stato rapidamente identificato e quindi nel 1993, solo 12 anni dopo l'introduzione del networking di classe, è stato sostituito. La sua sostituzione è stata chiamata Classless Inter-Domain Routing, o CIDR (sidro pronunciato). CIDR ha consentito una maggiore configurabilità nel numero di indirizzi emessi. Consentire alle reti di essere definite da ciascun bit binario anziché da ogni ottetto. Questa soluzione è ancora in uso oggi, sebbene la massiccia crescita dei dispositivi connessi a Internet abbia esaurito completamente lo spazio di indirizzi IPv4 anche con questa tecnica di indirizzamento più efficiente.
La soluzione è il passaggio a IPv6 che fornisce uno spazio di indirizzi molto più ampio, 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 possibili indirizzi per l'esattezza. Sono circa 340 trilioni di trilioni di trilioni, che è molto più dei 4,3 miliardi di indirizzi IPv4 dispari. Sfortunatamente, nonostante l'urgenza determinata dall'imminente e ora presente esaurimento dello spazio degli indirizzi IPv4, il supporto IPv6 è ancora impreciso. Tuttavia, ciò è dovuto principalmente all'hardware legacy.
Conclusione
Il networking di classe è stato uno dei primi tentativi di migliorare l'efficienza dell'allocazione degli indirizzi IP. È riuscito a ritardare l'esaurimento dello spazio di indirizzi IPv4, per i 12 anni in cui è stato in vigore. È stato sostituito da CIDR, che è stata una soluzione a lungo termine di maggior successo.
Alcune eredità del networking di classe sopravvivono con molte aziende che hanno ancora la Classe B o anche alcune hanno reti di Classe A assegnate loro che non possono utilizzare in modo efficiente. In effetti, anche solo tentare di farlo presenta in qualche modo un rischio per la sicurezza poiché qualsiasi macchina che utilizza uno di quegli indirizzi IP sarebbe indirizzabile pubblicamente senza un firewall in atto. Nella notazione CIDR una rete di Classe A è un /8, una rete di Classe B è un /16 e una rete di Classe C è un /24.