IPv4 spiegato

Un indirizzo IPv4 è un numero a 32 bit che identifica un’interfaccia di rete. Lo scriviamo in notazione decimale puntata: quattro numeri tra 0 e 255, ciascuno corrispondente a 8 bit (un ottetto). 192.0.2.10 è in realtà 11000000 00000000 00000010 00001010.

32 bit bastano per circa 4,3 miliardi di indirizzi (2³²). Sembravano tanti nel 1981, quando la RFC 791 definì il protocollo. Non bastano per i miliardi di telefoni, computer e server di oggi: per questo esiste IPv6, e per questo la maggior parte delle reti IPv4 oggi condivide gli indirizzi.

Un indirizzo pubblico è unico al mondo ed è instradato su Internet. Ne ha uno il router di casa o l’operatore mobile, ed è attraverso di esso che raggiungi i siti.

Gli indirizzi privati (RFC 1918) possono essere riutilizzati in qualsiasi rete e non vengono mai instradati su Internet pubblico:

I dispositivi con indirizzi privati raggiungono Internet tramite il NAT (network address translation): il router riscrive i pacchetti in uscita in modo che portino il suo indirizzo pubblico. Per questo l’indirizzo mostrato da questo sito di solito è quello del router, non del tuo computer.

CGNAT e 100.64.0.0/10

Molti provider, soprattutto sulle reti mobili, aggiungono un secondo livello di NAT: il carrier-grade NAT (CGNAT). Il router riceve allora un indirizzo dall’intervallo condiviso 100.64.0.0/10 (RFC 6598) e più clienti condividono lo stesso indirizzo IPv4 pubblico. Se l’indirizzo WAN del router è diverso da quello mostrato qui, molto probabilmente sei dietro CGNAT. Si nota soprattutto quando vuoi raggiungere da fuori qualcosa di casa, come una telecamera o un server di gioco; in quel caso puoi chiedere al provider un indirizzo pubblico proprio o un IP statico.

Il Classless Inter-Domain Routing (CIDR, RFC 4632) scrive un blocco di indirizzi come indirizzo/lunghezza-prefisso. La lunghezza del prefisso indica quanti bit iniziali sono fissi, cioè la parte di rete; il resto è la parte di host.

• /24 → 8 bit di host → 256 indirizzi (per esempio 192.168.1.0 – 192.168.1.255)
• /16 → 16 bit di host → 65.536 indirizzi
• /32 → un solo indirizzo

In una subnet tradizionale il primo indirizzo è l’indirizzo di rete e l’ultimo l’indirizzo di broadcast, quindi un /24 ha 254 host utilizzabili. I collegamenti punto-punto possono usare un /31, dove entrambi gli indirizzi sono utilizzabili (RFC 3021).

Prima del CIDR gli indirizzi venivano assegnati in classi fisse: A (/8), B (/16) e C (/24). Le classi sprecavano spazio e sono state abbandonate nel 1993, ma i termini si sentono ancora.

Alcuni blocchi sono riservati da IANA per scopi particolari e non vengono mai assegnati ai clienti. La tabella qui sotto è generata dal registro IANA degli indirizzi a uso speciale, che questo sito usa per classificare ogni ricerca.

IANA ha distribuito gli ultimi blocchi /8 liberi ai cinque registri Internet regionali nel febbraio 2011. I registri sono poi rimasti senza indirizzi uno dopo l’altro: APNIC nel 2011 e RIPE NCC, responsabile per l’Europa, nel novembre 2019 per le assegnazioni ordinarie. Oggi il nuovo spazio IPv4 arriva da trasferimenti su un mercato secondario, dove gli indirizzi si comprano e si affittano.

La risposta del settore ha tre parti: il NAT per condividere gli indirizzi, il CGNAT presso i provider e IPv6, il cui spazio di indirizzi rende superflua la condivisione.