I moderni dispositivi informatici sono generalmente connessi a Internet. Questa vasta fonte di dati è accessibile grazie a un'ampia gamma di protocolli e standard di comunicazione. L'indirizzo IP è alla base di tutti. Un indirizzo IP è un indirizzo digitale per un dispositivo informatico che gli consente di comunicare tramite connessioni di rete. Fondamentalmente, fornisce la comunicazione tra le reti, che ha permesso a Internet di formare una vasta rete di reti interconnesse.
Allo stesso modo, una lettera deve avere un indirizzo sulla busta per essere consegnata nel posto giusto, un pacchetto di rete ha bisogno di un indirizzo IP di destinazione per essere consegnato al dispositivo corretto. Internet e il suo precursore ARPANET si basano su una struttura di indirizzi chiamata IPv4, o Protocollo Internet versione 4. Sebbene questo sia ora sostituito da IPv6.
Lo schema di indirizzamento originale – IPv4
IPv4 è lo schema di indirizzi standard della maggior parte di Internet ed è stato sin dal suo inizio. Gli indirizzi IPv4 sono definiti con 32 bit binari. Per renderli leggibili dall'uomo, vengono spesso visualizzati in un formato chiamato notazione punteggiata o decimale. Un esempio di indirizzo IPv4 sarebbe 192.168.0.2.
Si dice che il formato leggibile dall'uomo di IPv4 sopra abbia quattro ottetti perché ciascuna delle sezioni separate da punti ha 8 bit. Ogni ottetto può avere un valore compreso tra 0 e 255. Ciò significa che ce ne sono in totale 232 o 4.294.967.296 possibili indirizzi IPv4. Questo può sembrare molto e si presumeva che fosse così nei primi giorni di Internet. In realtà, tuttavia, Internet ha visto un'adozione colossale e ora ci sono molti più dispositivi rispetto agli indirizzi IP.
Affrontare l'esaurimento dello spazio
Agli albori di Internet, il PC non era una cosa. Si presumeva che le reti sarebbero state trovate solo nelle grandi organizzazioni poiché erano le uniche che potevano permettersi i computer. Per seguire questa linea di pensiero, grandi blocchi di indirizzi IP sono stati assegnati alle organizzazioni che li hanno richiesti.
Il PC ha cambiato tutto e ha portato i computer in casa. Questo cambiamento significava che ora c'erano molte reti più piccole invece di poche reti di grandi dimensioni. Ciò significava che il metodo di allocazione degli indirizzi IP doveva cambiare. Il networking di classe era un modo per suddividere le grandi reti in blocchi più piccoli. Questo era un uso più efficiente dello spazio degli indirizzi, ma presentava ancora un problema con le piccole e medie dimensioni organizzazioni che avevano bisogno di ottenere un'allocazione di rete intermedia che era generalmente molto più ampia di quanto non fosse necessario.
Un decennio dopo, il networking di classe è stato sostituito con CIDR o Classless Inter-Domain Routing. Ciò ha consentito un controllo molto più preciso sulla dimensione delle reti assegnate ed è utilizzato ancora oggi. Funziona definendo una rete con un secondo indirizzo chiamato subnet mask. La subnet mask ha la stessa struttura. Ma ogni bit binario che rappresenta l'indirizzo di rete è impostato su 1 e ogni bit binario che può essere utilizzato per denotare gli host in quella rete è impostato su 0.
Tuttavia, la popolarità di Internet ha continuato a minacciare di esaurire completamente lo spazio degli indirizzi. Mentre alcuni altri trucchi sono stati implementati come spazi di indirizzi privati e NAT. La vera soluzione è il passaggio a IPv6.
Il successore – IPv6
Gli indirizzi IPv6 hanno un aspetto molto diverso dagli indirizzi IPv4. Un esempio di indirizzo IPv6 potrebbe essere simile a questo fe80:0db8:0000:0000:0000:8a2e: 0370:7334. L'indirizzo completo è ora composto da 128 bit anziché da 32. Ciò offre 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 o 340 trilioni di trilioni di trilioni di indirizzi IPv6 univoci, più che sufficienti per essere al sicuro dall'esaurimento dello spazio degli indirizzi come IPv4.
A differenza di IPv4 che ha numeri decimali separati da punti, IPv6 utilizza esadecimali e due punti. In alcuni casi, potresti vedere l'indirizzo compresso per sembrare più corto. Per comodità di lettura e scrittura, è possibile omettere il blocco continuo più grande di zeri, lasciando i due punti su entrambi i lati. Questo riduce l'indirizzo a fe80:0db8::8a2e: 0370:7334.
IPv6 ha avuto una lunga strada verso la standardizzazione, prima con una bozza di standard pubblicata nel 1998 e infine standardizzata nel 2017. In quel lasso di tempo, l'adozione è stata minima, nonostante la stabilità della bozza dello standard e la crescente urgenza dell'esaurimento dello spazio degli indirizzi IPv4.
A partire dal 2022, lo spazio degli indirizzi IPv4 è stato completamente esaurito e non è possibile allocare nuovi indirizzi. Per fortuna ora c'è stato un aumento del supporto IPv6 su server, dispositivi utente e middlebox. Google fornisce statistiche giornaliere per la quantità di traffico che vede che utilizza IPv6. Al momento della scrittura, questo si attesta intorno al 40% ed è in costante aumento dal 2017.
Indirizzi riservati
Uno dei trucchi usati per tenere a bada l'esaurimento dello spazio degli indirizzi consisteva nel trattare alcuni gruppi di indirizzi in modo diverso. Alcuni indirizzi erano riservati per un uso futuro e altri erano riservati per l'uso come indirizzo di loopback. Tuttavia, gli intervalli più importanti erano gli intervalli di indirizzi privati. Questi intervalli di indirizzi: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 e 192.168.0.1/16 sono stati designati come riservati. Qualsiasi rete può utilizzare internamente questi intervalli di indirizzi.
Il fattore critico qui era che questi indirizzi privati possono essere utilizzati solo per la comunicazione di rete locale, non possono essere utilizzati attraverso le reti. Ciò significa che i dispositivi interni non devono utilizzare la fornitura rara e in diminuzione di indirizzi IPv4 pubblici. Ovviamente ciò rende più complicata la comunicazione all'esterno della rete, ma non impossibile grazie a NAT.
NAT, o Network Address Translation, e PAT associato (Traduzione dell'indirizzo della porta) è un protocollo che consente a un router di avere un unico indirizzo IP pubblico e quindi convertire in modo intelligente il traffico in uscita per utilizzare il proprio indirizzo IP pubblico. Il router deve tenere traccia di quale comunicazione proveniva da quale dispositivo in modo che possa restituire la risposta all'indirizzo corretto, ma il sistema ha funzionato in modo eccellente.
Con gli spazi di indirizzi privati, le reti interne NAT e PAT sono passate dall'utilizzo di un indirizzo IP pubblico per ciascun dispositivo all'utilizzo di un totale di un indirizzo pubblico.
IPv6 contiene anche spazi di indirizzi riservati simili per le reti interne. Qualsiasi indirizzo IPv6 che inizia con "fe80" è un indirizzo privato "link local".
Conclusione
Un indirizzo IP viene utilizzato per identificare un dispositivo su un computer e consentirgli di comunicare su una rete di computer. Gli indirizzi IPv4 sono standard ma vengono sostituiti da indirizzi IPv6 più lunghi perché IPv4 ha esaurito i possibili indirizzi da assegnare ai nuovi dispositivi connessi a Internet.
Alcuni intervalli di indirizzi univoci sono indirizzi IP privati. Gli indirizzi privati possono essere utilizzati su qualsiasi rete, ma non possono essere utilizzati per comunicare direttamente tra le reti. Gli indirizzi IP in una rete vengono generalmente assegnati da un router utilizzando DHCP o Dynamic Host Control Protocol.