Reti IP

Prof. ENRICO MELE

Teoria, esempi e strumenti per l'indirizzamento IP
IPv4, prefissi CIDR, indirizzi pubblici, privati e speciali
Indirizzo IP

IPv4 assegna un indirizzo logico a una interfaccia di rete, non al dispositivo nel suo complesso. Un router con tre interfacce IPv4 attive avrà normalmente tre indirizzi, uno per ciascuna rete direttamente connessa.

Un indirizzo IPv4 è lungo 32 bit, divisi in quattro ottetti. La notazione decimale puntata mostra ogni ottetto con un valore da 0 a 255, per esempio 192.0.2.34. Senza la maschera o il prefisso, però, l'indirizzo da solo non indica dove termina la parte di rete.

ElementoFunzioneEsempio
Indirizzo IPv4Identifica un'interfaccia nel contesto della rete.192.0.2.34
Prefisso CIDRIndica quanti bit iniziali identificano la rete./24
Subnet maskForma decimale della maschera, con bit 1 contigui da sinistra.255.255.255.0
Indirizzo di reteRisultato dell'AND tra indirizzo e maschera; identifica la subnet.192.0.2.0/24
Parte hostBit rimanenti, usati per distinguere le interfacce nella subnet.ultimi 8 bit in una /24
Idea chiave: per stabilire se due indirizzi appartengono alla stessa subnet servono sempre indirizzo e prefisso.
Classi storiche e CIDR

Le classi A, B e C appartengono al vecchio modello classful. Dal 1993 il CIDR consente prefissi come /20, /27 o /30. Le classi aiutano a leggere documentazione storica, ma non determinano la maschera di una rete moderna.

Classe storicaBit inizialiPrimo ottettoPrefisso storicoUso
A00–127/8Unicast storico; include blocchi speciali come 0/8, 10/8 e 127/8.
B10128–191/16Unicast storico.
C110192–223/24Unicast storico.
D1110224–239224.0.0.0/4Multicast, non unicast per host.
E1111240–255240.0.0.0/4Riservato; comprende 255.255.255.255.
Errore frequente: dedurre 255.255.255.0 perché un indirizzo inizia con 192. Per esempio, 192.168.10.65/26 appartiene alla rete 192.168.10.64/26.
Indirizzi pubblici e privati

Un indirizzo privato appartiene a uno dei tre blocchi definiti da RFC 1918. Può essere riutilizzato in reti diverse, non è globalmente univoco e non viene instradato sulla rete Internet pubblica. Un indirizzo pubblico è globalmente univoco e assegnato tramite la gerarchia dei registri Internet; la raggiungibilità dipende anche da routing e firewall.

Blocco privatoRange completoMascheraIndirizzi totaliNota storica
10.0.0.0/810.0.0.0 – 10.255.255.255255.0.0.016.777.216Un blocco di classe A
172.16.0.0/12172.16.0.0 – 172.31.255.255255.240.0.01.048.57616 blocchi /16 contigui
192.168.0.0/16192.168.0.0 – 192.168.255.255255.255.0.065.536256 blocchi /24 contigui
Attenzione a 172: non è privata tutta la fascia 172.0.0.0/8. Sono privati soltanto gli indirizzi da 172.16.0.0 a 172.31.255.255.
Che cosa significa “pubblico”?

Non esiste un unico intervallo compatto di indirizzi pubblici. In prima approssimazione, è pubblico un indirizzo unicast che appartiene a un blocco assegnato e non a un blocco privato o speciale. Per una classificazione certa si consulta il registro IANA aggiornato.

EsempioClassificazioneInternet pubblicoMotivo
8.8.8.8Pubblico, assegnatoGlobalmente instradabile in condizioni normaliNon appartiene a un blocco speciale e risulta assegnato.
10.20.30.40Privato RFC 1918NoAppartiene a 10.0.0.0/8.
100.64.1.1Shared Address SpaceNoRiservato al CGNAT; non è RFC 1918.
169.254.10.20Link-localNoVale solo sul collegamento locale.
192.0.2.10DocumentazioneNoTEST-NET-1, destinato agli esempi.

Nelle reti domestiche e aziendali il NAT/PAT traduce normalmente molti indirizzi privati in uno o più indirizzi pubblici. Il NAT consente la comunicazione, ma non trasforma l'indirizzo privato in un indirizzo pubblico e non sostituisce un firewall.

Blocchi IPv4 speciali da riconoscere

“Non privato” non significa automaticamente “pubblico”. Questa tabella raccoglie i blocchi più utili in laboratorio; il registro IANA contiene l'elenco autorevole e completo.

BloccoRangeUso correttoGlobalmente instradabile?
0.0.0.0/80.0.0.0 – 0.255.255.255“Questa rete”; 0.0.0.0/32 indica questo host prima di conoscere il proprio indirizzo.No
0.0.0.0/0tutto lo spazio IPv4Prefisso della rotta predefinita, non indirizzo assegnabile a un'interfaccia.Non applicabile
100.64.0.0/10100.64.0.0 – 100.127.255.255Shared Address Space per Carrier-Grade NAT.No
127.0.0.0/8127.0.0.0 – 127.255.255.255Loopback; 127.0.0.1 è l'esempio più comune.No
169.254.0.0/16169.254.0.0 – 169.254.255.255IPv4 link-local; spesso autoconfigurato se DHCP non risponde.No
192.0.2.0/24192.0.2.0 – 192.0.2.255TEST-NET-1, esempi e documentazione.No
198.18.0.0/15198.18.0.0 – 198.19.255.255Benchmark in ambiente controllato.No
198.51.100.0/24198.51.100.0 – 198.51.100.255TEST-NET-2, esempi e documentazione.No
203.0.113.0/24203.0.113.0 – 203.0.113.255TEST-NET-3, esempi e documentazione.No
224.0.0.0/4224.0.0.0 – 239.255.255.255Multicast IPv4.Non come unicast
240.0.0.0/4240.0.0.0 – 255.255.255.255Riservato; 255.255.255.255/32 è limited broadcast.No

Riferimenti tecnici:

Sottoreti (Subnet)

Una rete può essere suddivisa in subnet più piccole aumentando la lunghezza del prefisso. La subnet mask contiene bit 1 consecutivi per la rete e bit 0 consecutivi per la parte host. Combinazioni non contigue non sono normali maschere CIDR.

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.

Esempio completo: 192.168.10.70/26
Maschera255.255.255.19226 bit di rete, 6 bit host
Dimensione blocco64 indirizzi26 = 64
Subnet contenente .70192.168.10.64/26intervalli: 0, 64, 128, 192
Primo host192.168.10.65rete + 1
Ultimo host192.168.10.126broadcast − 1
Broadcast192.168.10.127ultimo indirizzo della subnet
Host utilizzabili6226 − 2

La formula 2h − 2 descrive le normali subnet broadcast. I link punto-punto /31 sono un caso particolare previsto da RFC 3021; una /32 identifica un singolo indirizzo.

Maschera, prefisso e notazione

La lunghezza del prefisso è il numero di bit 1 consecutivi della maschera. La tabella è un riferimento rapido per le subnet più frequenti in laboratorio.

CIDRMascheraBit hostIndirizziHost tradizionaliIncremento
/24255.255.255.08256254256
/25255.255.255.1287128126128
/26255.255.255.1926646264
/27255.255.255.2245323032
/28255.255.255.2404161416
/29255.255.255.2483868
/30255.255.255.2522424
/31255.255.255.254122 su link punto-punto2
/32255.255.255.25501singolo indirizzo1
Rete, host e broadcast: tabella operativa

Per una subnet IPv4 broadcast ordinaria, il primo indirizzo identifica la rete e l'ultimo è il directed broadcast. Gli indirizzi intermedi sono assegnabili alle interfacce.

Subnet /26Primo hostUltimo hostBroadcastHost
192.168.10.0/26192.168.10.1192.168.10.62192.168.10.6362
192.168.10.64/26192.168.10.65192.168.10.126192.168.10.12762
192.168.10.128/26192.168.10.129192.168.10.190192.168.10.19162
192.168.10.192/26192.168.10.193192.168.10.254192.168.10.25562
Metodo rapido: nell'ottetto interessante, incremento = 256 − valore della maschera. Per una /26: 256 − 192 = 64.
Strumenti

Usa gli strumenti per verificare un calcolo già impostato, non per sostituire il ragionamento: