Gli indirizzi IP alla ricerca di nuovi spazi – parte 3

Indirizzi IP privati Un ulteriore contributo allo sfruttamento efficiente dello spazio di indirizzi IP venne dall’utilizzo degli indirizzi IP per uso privato, non accessibili direttamente da Internet. La IANA (Internet Assigned Numbers Authority), vist …

Indirizzi IP privati
Un ulteriore contributo allo sfruttamento efficiente dello spazio di indirizzi
IP venne dall'utilizzo degli indirizzi IP per uso privato, non accessibili
direttamente da Internet. La IANA (Internet Assigned Numbers
Authority), visto lo scarseggiare di indirizzi liberi, riservò tre intervalli
di indirizzi all'uso interno di aziende e organizzazioni: 10.0.0.0-10.255.255.255
(prefisso di rete 10/8), 172.16.0.0-172.31.255.255 (prefisso 172.16/12) e 192.168.0.0-192.168.255.255
(prefisso 192.168/16).

Questi intervalli permettono di creare reti anche di grosse dimensioni senza
consumare indirizzi IP globali. Dato che questi indirizzi non sono visibili
da Internet, possono essere riutilizzati senza limiti; una rete aziendale potrà
quindi utilizzare pochi indirizzi globali per i router e host connessi a Internet,
mentre la rete interna potrà utilizzare gli indirizzi privati. In questo
modo non soltanto rallenta il consumo di indirizzi Ipv4, ma aumenta il livello
di sicurezza delle stazioni di lavoro.

Nelle reti basate su Windows XP, la configurazione automatica
e l'attivazione della condivisione della connessione Internet utilizzano
indirizzi nel range 192.168/16, con l'indirizzo di rete del gateway (il
PC connesso al modem) posto a 192.168.0.1 e gli indirizzi dei client di rete
assegnati dinamicamente. L'indirizzo della connessione Internet è
assegnato dal provider e di solito è dinamico.

La tecnologia NAT (Network Address Translation) provvede,
per via hardware (per esempio in un router) o software (esempio in Windows XP),
alla traduzione tra gli indirizzi privati (come 192.168/16) e l'indirizzo
pubblico con cui la rete è visibile su Internet.

Se avete una piccola rete locale basata su Windows, con la condivisione della
connessione Internet, il PC collegato al modem avrà due indirizzi IP:
quello della connessione Internet, assegnato dal provider e visibile su Internet,
e quello privato dell'interfaccia LAN (tipicamente 192.168.0.1), che funge
da gateway per gli altri PC della rete. NAT presenta anche inconvenienti, perché
contraddice il principio di base dell'indirizzabilità globale degli
indirizzi IP, su cui si basano molte applicazioni e protocolli, tuttavia è
talmente comodo ed economico da essere utilizzato dalla maggioranza delle aziende
e da essere considerato un ostacolo alla diffusione di IPv6.

IPv6
Finora lo sviluppo delle tecniche di indirizzamento e routing IP
è stata una continua corsa ad ostacoli per rimediare al fatto che solo
una piccola parte dei 4 miliardi di indirizzi Ipv4 disponibili è utilizzabile
e che la crescita esplosiva del numero di reti su Internet ha rischiato di saturare
le capacità di routing.

Nonostante i rimedi, la saturazione dell'Ipv4 è inevitabile e
da anni governi e organizzazioni (inclusa la Comunità Europea) stanno
lavorando alla sperimentazione e diffusione di Ipv6 in vista della futura migrazione.
Già sono apparsi all'orizzonte vari dispositivi (inclusi elettrodomestici
e dispositivi wireless) con connettività Internet, ma è probabile
che la richiesta di indirizzi IP cresca esponenzialmente man mano che la tecnologia
e la miniaturizzazione permetteranno di connettere in rete persone, animali,
veicoli, impianti, macchine, videocamere, sensori (inclusi i contatori domestici)
e altro ancora.

IPv6 è il risultato, dopo varie tappe intermedie, dello sforzo iniziato
dall'IETF (Internet Engineering Task Force) nel 1991
per rispondere alla necessità di espandere lo spazio di indirizzamento
IP.
IPv6 estende a 128 bit la lunghezza degli indirizzi IP e supporta
più livelli gerarchici di indirizzamento.

La notazione degli indirizzi differisce da quella di IPv4 e può avere
tre forme, di cui quella preferita è in esadecimale
nel formato X:X:X:X:X:X:X:X, dove ogni X è un intero esadecimale di quattro
cifre (es. 47CD). La forma compressa prevede la sostituzione di una successione
di valori a zero con il doppio due punti (::); per esempio 47CD:0000:0000:0000:0000:0000:A456:0123
può essere scritto 47CD::A456:0123. La terza forma di IPv6 serve in ambienti
misti IPv4/IPv6 ed è rappresentata come X:X:X:X:X:X:X:X: D:D:D:D, dove
le X sono gli interi esadecimali già visti e le D costituiscono l'attuale
rappresentazione IPv4 tramite valori decimali da 0 a 255; un esempio sarebbe
::FFFF:129.144. 52.39. Con 128 bit si possono indirizzare 3,4 x 1038 interfacce
di rete, sufficienti come minimo per l'intero sistema solare.

A differenza di IPv4, IPv6 non usa la subnet mask per delimitare
il numero di rete e il numero di host; analogamente a quanto avviene con il
CIDR in IPv4, i router riconoscono l'indirizzo di rete perché insieme
all'indirizzo IP viene specificata la lunghezza del prefisso di rete.
Un tipico indirizzo IPv6 consiste di un prefisso di routing globale di 48 bit
e di un subnet id (identificatore di sottorete) di 16 bit,
utilizzabile dalle organizzazioni per creare la propria gerarchia locale di
indirizzi e sottoreti. La notazione utilizzata, come per il CIDR
è quella indirizzo/lunghezza del prefisso; per esempio FE80::02AA:00FF:FE9A:4CA2/64
indica che i primi 64 bit dell'indirizzo costituiscono il prefisso di
rete.

In IPv6 la porzione dello spazio totale di indirizzamento destinata al routing
globale (l'equivalente degli indirizzi Internet pubblici di IPv4) prende
il nome di indirizzi unicast globali aggregabili. Unicast
significa trasmissione dei pacchetti a un solo host, a differenza di multicast
(trasmissione di un pacchetto a più host). L'aggettivo globale
si riferisce al routing pubblico di Internet, di generale accessibilità.
Aggregabile si riferisce alla struttura gerarchica degli indirizzi,
che riduce le dimensioni e la manutenzione delle tabelle di routing. IPv6, oltre
a indirizzi unicast e multicast (dove un pacchetto è inviato a tutte
le interfacce identificate dal particolare indirizzo multicast), prende anche
indirizzi anycast (il pacchetto è instradato all'interfaccia,
tra tutte quelle aventi lo stesso indirizzo anycast, che risulta essere a distanza
minore per il protocollo di routing).

Quando apparve all'orizzonte il futuro modo di indirizzamento IP, da
più parti furono espresse nuove esigenze funzionali, come il supporto
a servizi real-time, il supporto alla sicurezza, l'autoconfigurazione
degli host e un routing più evoluto comprendente i dispositivi mobili.
Perciò, oltre a usare indirizzi più lunghi, IPv6 introduce modifiche
nella maggior parte dei protocolli, in modo da supportare un nuovo formato di
datagramma più flessibile (con testata flessibile e informazioni di controllo
opzionali), meccanismi di allocazione delle risorse di rete (ad esempio per
il video real-time) e l'estendibilità dei protocolli per futuri
aggiornamenti.

I grandi produttori americani, europei ed asiatici hanno investito miliardi
di dollari per testare e integrare IPv6 nei loro prodotti. L'Italia è
in ritardo (sta appena iniziando a creare una task force nazionale su IPv6)
ma verrà trainata dai progressi della IPv6 Task Force della Commissione
Europea, che è all'opera dal 2001 e si è alleata con l'IPv6
Promotion Council giapponese per la diffusione mondiale di IPv6.

Riferimenti e Bibliografia
Understanding IP Addressing, www.3com.com/other/pdfs/infra/corpinfo/en_US/501302.pdf

IP Version 6, http://playground.sun.com/pub/ipng/html/ipng-main.html

IP Version 6 Working Group, www.ietf.cnri.reston.va.us/html.charters/ipv6-charter.html

Commissione Europea, IPv6 Task Force Steering Committee, www.ipv6tf-sc.org/html/public/ipv6tf-sc_pu_d3_3v0_4.pdf

Computer Networks, Peterson e Davis, Morgan Kaufmann Publishers

Encyclopedia of Networking, T. Sheldon, Osborne McGraw-Hill

Internetworking with TCP/IP Vol. 1, D. Comer, Prentice Hall

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