Indirizzo IP

Maggio 2015

Che cos'è un indirizzo IP


Su internet, i computer comunicano fra loro grazie al protocollo IP (Internet Protocol), che usa degli indirizzi numerici, detti Indirizzi IP, composti da 4 numeri interi (4 byte) compresi tra 0 e 255 e siglati sotto la forma di xxx.xxx.xxx.xxx. Ad esempio 194.153.205.26 è un indirizzo IP dato in forma tecnica.

Questi indirizzi servono ai computer di rete per comunicare fra loro, quindi ogni computer di rete ha un indirizzo IP unico sulla rete stessa.

E' l'ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers, che ha sostituito l'IANA, Internet Assigned Numbers Agency, nel 1998) ad essere incaricata di distribuire gli indirizzi IP pubblici, cioè gli indirizzi IP dei computer direttamente connessi alla rete pubblica internet.

Decodifica di un indirizzo IP


Un indirizzo IP è un indirizzo a 32 bit, solitamente siglato sotto forma di 4 numeri interi separati da punti. Nell'indirizzo IP si distinguono effettivamente due parti :
  • la parte dei numeri posti a sinistra designa la rete ed è chiamata ID di rete (in inglese netID),
  • I numeri di destra designano i computer della rete stessa e sono detti host-ID.


Vediamo l'esempio qui sotto :
esempio di rete


Osserviamo la rete di sinistra 194.28.12.0; Contiene i computer seguenti :
  • 194.28.12.1 a 194.28.12.4



Osserviamo quella di destra 178.12.0.0; Contiene i computer seguenti :
  • 178.12.77.1 a 178.12.77.6



Nel caso qui sopra, le reti sono siglate 194.28.12 e 178.12.77, poi si numera in progressione i computer che le costituiscono.

Immaginiamo una rete siglata 58.0.0.0. I computer di questa rete potranno avere gli indirizzi IP che vanno da 58.0.0.1 a 58.255.255.254. Si tratta quindi di attribuire i numeri in modo che vi sia un'organizzazione nella gerarchia dei computer e dei server.

Quindi, più il numero di bit riservato alla rete è piccolo, più computer questa potrà contenere.

In effetti, una rete siglata 102.0.0.0 può contenere dei computer con un indirizzo IP che varia tra 102.0.0.1 e 102.255.255.254 (256*256*256-2=16777214 possibilità), mentre una rete siglata 194.26 non potrà contenere che dei computer con un indirizzo IP compreso fra 194.26.0.1 e 194.26.255.254 (256*256-2=65534 possibilità), e questa è la nozione di classe d'indirizzo IP.

Indirizzi privati


Quando si annulla la parte host-id, cioè quando si sostituiscono con degli zeri i bit riservati ai terminali di rate (ad esempio 194.28.12.0), si ottiene quello che viene chiamato indirizzo di rete. Questo indirizzo non può essere attribuito a nessun computer della rete.

Quando la parte NetID è annullata, cioè quando i bit riservati alla rete sono sostituiti con degli zero, si ottiene l'indirizzo del terminale. Questo indirizzo rappresenta il terminale specificato dal host-id che si trova sulla rete corrente.

Quando tutti i bit della parte host-id sono a 1, l'indirizzo ottenuto è detto l'indirizzo di distribuzione( in inglese broadcast). Si tratta di un indirizzo specifico, che permette di inviare un messaggio a tutti i terminali posti sulla rete specificata con il netID.

Al contrario, quando tutti i bit della parte NetID sono a 1, l'indirizzo ottenuto costituisce l'indirizzo di distribuzione limitata(multicast).

Infine, l'indirizzo 127.0.0.1 è detto indirizzo di loopback, dato che designa il terminale locale (in inglese localhost).

Le classi di reti


Gli indirizzi IP sono ripartiti in classi, secondo il numero di byte che rappresentano la rete.

Classe A


In un indirizzo IP di classe A, il primo byte rappresenta la rete.

il bit di peso forte (il primo bit, quello di sinistra) è a zero, il che significa che vi sono 27(00000000 a 01111111) possibilità di reti, ossia 128 possibilità. Tuttavia, la rete 0 (bit che valgono 00000000) non esiste e il numero 127 è riservato per designare il vostro terminale.

Le reti disponibili in classe A sono quindi le reti che vanno da 1.0.0.0 a 126.0.0.0 (gli ultimi byte sono degli zero che indicano che si tratta effettivamente di reti e non di computer!)

I tre byte di destra rappresentano i computer di rete, la rete può quindi contenere un numero di computer uguale a :
224-2 = 16777214 computer.

Un indirizzo IP di classe A, in codice binario, assomiglia a questo :
0xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Rete Computer

Classe B


In un indirizzo IP di classe B, i primi due byte rappresentano la rete.

i primi due bit sono 1 e 0, il che significa che vi sono 214(10 000000 00000000 a 10 111111 11111111) possibilità di reti, ossia 16384 reti possibili. Le reti disponibili in classe B sono quindi le reti che vanno da 128.0.0.0 a 191.255.0.0

I due byte di destra rappresentano i computer della rete. La rete può quindi contenere un numero di computer pari a:
216-21 = 65534 computer.

Un indirizzo IP di classe B, in codice binario, assomiglia a questo :
10xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Rete Computer

Classe C


In un indirizzo IP di classe C, i primi tre byte rappresentano la rete. I primi tre bit sono 1, 1 e 0, il che significa che vi sono 221possibilità di reti, cioè 2097152. Le reti disponibili in classe C sono quindi le reti che vanno da 192.0.0.0 a 223.255.255.0

il byte di destra rappresenta i computer di rete, la rete può quindi contenere:
28-21 = 254 computer.

Un indirizzo IP di classe C, in codice binario, assomiglia a questo :
110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
ReteComputer

Attribuzione degli indirizzi IP


Lo scopo della divisione degli indirizzi IP in tre classi A, B e C è di facilitare la ricerca di un computer sulla rete. In effetti con questa nota è possibile ricercare in un primo tempo la rete che si desidera raggiungere e poi cercare un computer sulla stessa. Così, l'attribuzione degli indirizzi IP si effettua secondo la dimensione delle rete.

ClasseNumero di reti possibiliNumero massimo di computer su ciascuna
A12616777214
B1638465534
C2097152254



Gli indirizzi di classe A sono riservati a delle reti molto grandi, mentre ad esempio si attribuiranno degli indirizzi di classe C a delle piccole reti aziendali

Indirizzi IP riservati


Capita spesso che in un'azienda o in un ente vi sia un solo computer connesso a internet, che funge da intermediario per gli altri computer di rete per l'accesso a internet (si parla generalmente di proxy o di geteway).

In questa configurazione, solo il computer connesso a internet ha bisogno di riservare un indirizzo IP presso l'ICANN. Tuttavia, gli altri computer hanno comunque bisogno di un indirizzo IP per poter comunicare insieme in interno.

Così. l'ICANN ha riservato alcuni indirizzi in ciascuna delle classi per permettere di attribuire un indirizzo IP ai computer di una rete locale collegata a internet senza rischiare di creare dei conflitti di indirizzi IP sul web. Si tratta dei seguenti indirizzi :
  • Indirizzi privati di classe A: 10.0.0.1 a 10.255.255.254, che permettono la creazione di rete private estese che comprendono migliaia di computer.
  • Indirizzi IP privati di classe B: 172.16.0.1 a 172.31.255.254, che permettono di creare delle reti private di medie dimensioni.
  • Indirizzi IP privati di classe C: 192.168.0.1 a 192.168.0.254, per la realizzazione di piccole rete private.

Netmask


Riassumendo, Una maschera si produce contenendo degli 1 al posto dei bit che si desidera conservare, e degli 0 per quelli che si voglia annullare. Una volta creata la maschera, basta fra un AND logico tra il valore che si vuole mascherare e la maschera per mantenere intatta la parte desiderata e annullare il resto.

Cosi, una maschera di rete (in inglese netmask) si presenta sottoforma di 4 byte separati da punti (come un indirizzo IP), essa comprende (nella sua sigla binaria) degli zero a livello dei bit dell'indirizzo IP che si voglia annullare (e degli 1 a livello di quelli che desidera conservare).

Vantaggio di una maschera di sub-rete


Il primo interesse per una maschera di sub-rete è di permettere di identificare la rete associata ad un indirizzo IP.

In effetti, la rete è determinata da un certo numero di byte dell'indirizzo IP (1 byte per gli indirizzi di classe A, 2 per quelli di classe B, e 3 byte per la classe C). Ora, una rete è siglata prendendo il numero di byte che la caratterizza, poi completandola con degli 0. La rete associata all'indirizzo 34.56.123.12 è ad esempio 34.0.0.0, dato che si tratta di un indirizzo IP di classe A.

Per conoscere l'indirizzo di rete associato all'indirizzo IP 34.56.123.12, basterà quindi applicare una maschera il cui primo byte prevede solo degli 1 (cioè 255 in notazione decimale), poi degli 0 sui byte seguenti.
La maschera è: 11111111.00000000.00000000.00000000
La maschera associata all'indirizzo IP 34.208.123.12 è quindi 255.0.0.0.
Il valore binario di 34.208.123.12 è : 00100010.11010000.01111011.00001100
Un AND logico tra l'indirizzo IP e la maschera da quindi il seguente risultato :
00100010.11010000.01111011.00001100  
AND
11111111.00000000.00000000.00000000
=
00100010.00000000.00000000.00000000
Sia 34.0.0.0. Si tratta effettivamente della rete associata all'indirizzo 34.208.123.12

Generalizzando, è possibile avere delle maschere corrispondenti ad ogni classe di indirizzo :
  • Per un indirizzo di Classe A, solo il primo byte deve essere conservato. La maschera ha la forma seguente 11111111.00000000.00000000.00000000, cioè 255.0.0.0 in notazione decimale ;
  • Per un indirizzo di Classe B, i primi due byte devono essere conservati, da cui risulta la maschera seguente 11111111.11111111.00000000.00000000, corrispondente a 255.255.0.0 in notazione decimale ;
  • Per un indirizzo di Classe C, con lo stesso ragionamento, la maschera avrà la forma seguente 11111111.11111111.11111111.00000000, cioè 255.255.255.0 in notazione decimale

Creazione di sub-reti


Riprendiamo l'esempio della rete 34.0.0.0, e supponiamo che si desideri che i primi due bit del secondo byte designino la rete.
La maschera da applicare sarà allora :
11111111.11000000.00000000.00000000

Cioè 255.192.0.0

Se si applica questa maschera all'indirizzo 34.208.123.12 si ottiene :
34.192.0.0


In realtà vi sono 4 casi di figure possibili per il risultato del mascheramento di un indirizzo IP di un computer di rete 34.0.0.0
  • Sia i primi due bit del secondo byte sono 00, nel qual caso il risultato del mascheramento è 34.0.0.0
  • Sia i due primi bit del secondo byte sono 01, nel qual caso il risultato del mascheramento è 34.64.0.0
  • Sia i due primi bit del secondo byte sono 10, nel qual caso il risultato del mascheramento è 34.128.0.0
  • Sia i due primi bit del secondo byte sono 11, nel qual caso il risultato del mascheramento è34.192.0.0


Questo mascheramento divide quindi una rete di classe A (che può ammettere 16 777 214 computer) in 4 sub-reti - da cui il nome di Maschera di sub-rete- che può ammettere 222computer, cioè 4 194 304 computer.

Può essere interessante notare che nei due casi, il numero totale di computer è lo stesso, ossia 16 777 214 computer (4 x 419304 - 2 = 16777214).

Il numero di sub-reti dipende dal numero di bit attribuiti in più ad una rete (qui 2). Il numero di sub-reti è quindi :

Numero di bitNumero di sub-reti
12
24
38
416
532
664
7128
8 (impossibile per une classe C)256
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Indirizzo-ip .pdf

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