Classi di indirizzi IP: descrizione, caratteristiche e classificazione

Tutti sanno che le connessioni Internet avvengono con la partecipazione di indirizzi di rete. Ogni dispositivo nella rete ha il suo "ip". Ma cosa è in pratica? Come sono definiti e cosa significano le classi di indirizzo IP?

L'amministrazione dei numeri Internet assegnati (IANA) è responsabile della gestione della distribuzione degli indirizzi IP in tutto il mondo. Sotto il controllo IANA, ci sono cinque registri Internet regionali (RIR) che distribuiscono i blocchi IP ai provider di servizi Internet (ISP) e ad altre organizzazioni affidabili.

Affinché i sistemi si trovino reciprocamente in un ambiente distribuito, ai nodi vengono forniti indirizzi che identificano in modo univoco la particolare rete in cui si trova il sistema ed eseguono il riconoscimento inverso. Quando vengono combinati, il risultato è un identificatore univoco globale.

Che aspetto ha?

Questo indirizzo, noto come "ip", è un codice composto da numeri separati da tre punti che riconoscono uno specifico computer su Internet. È un numero binario a 32 bit costituito dai due sottoindirizzi (identificatori) menzionati sopra, che, rispettivamente, riconoscono la rete e l'host in esso con un confine condizionale che li separa. Viene solitamente visualizzato come 4 ottetti di numeri da 0-255, rappresentati in forma decimale anziché binari.

Ad esempio, 168.212.226.204 è un numero binario a 32 bit 10101000.11010100.11100010.11001100. Un numero binario è molto importante, perché determina la classe a cui appartiene l'indirizzo IP della classe.

La posizione del confine tra la rete e le parti host dell'identificatore ip viene determinata utilizzando una subnet mask. Questo è un numero binario a 32 bit che funge da filtro quando viene applicato a un "ip" simile. Confrontando la subnet mask con essa, i sistemi possono determinare quale parte di essa appartiene alla rete e quale parte appartiene all'host. In ogni caso, ha il bit impostato su "1" e il bit di base in "ip" fa parte dell'indirizzo di rete. In ogni caso, quando la subnet mask è impostata su "0", il bit associato fa parte dell'ID host. L'indirizzamento IP utilizzato oggi si basa su queste regole. Anche le classi di indirizzi IP hanno una struttura chiara, che è indicata di seguito.

Qual è il futuro?

La dimensione della rete è una funzione del numero di bit utilizzati per identificare una parte host di un indirizzo. Se la subnet mask indica che 8 bit sono utilizzati per la parte principale del blocco di indirizzi, non più di 256 identificatori host sono disponibili per questa particolare rete. Se indica che 16 bit sono utilizzati per la parte host, è possibile applicare un massimo di 65.536 scelte possibili. Questi dati determinano le classi di reti in base agli indirizzi IP.

Data la rapida crescita di Internet e delle tecnologie correlate, l'uso di IPv4 a lungo termine non è stabile. A metà degli anni '90, è stato sviluppato un nuovo metodo IPv6 che utilizza 128 bit per questo scopo. La tecnologia della nuova generazione continua ad evolversi fino ad oggi, anche se lentamente.

Dove sono elencati gli indirizzi di rete?

Il protocollo Internet è definito in RFC 791: Internet Protocol, pubblicato nel 1981. È destinato all'uso in una rete di computer a commutazione di pacchetto e garantisce la trasmissione di pacchetti di dati (definiti come datagrammi) dai dispositivi di origine ai destinatari.

I dispositivi di origine e di destinazione sono identificati da un indirizzo di lunghezza fissa definito dal protocollo. La specifica tiene conto anche della frammentazione dei dati e della ricombinazione di blocchi più lunghi secondo necessità. Le specifiche e le classi di indirizzi IP non riguardano l'affidabilità dei dati, il controllo del flusso, la coerenza, la qualità del servizio, ecc. Questi aspetti sono gestiti utilizzando tecnologie come TCP (Transmission Control Protocol).

Come funziona?

I meccanismi chiave utilizzati nella definizione di "ip" sono: tipo di servizio, tempo di funzionamento, parametri e checksum dell'intestazione. Il tipo di servizio viene utilizzato per indicare la qualità del servizio richiesto che i router (o gateway) devono utilizzare per selezionare i parametri di trasmissione applicabili alla rete o per inoltrare le informazioni.

Il tempo di esecuzione indica il limite superiore di quanto tempo un datagramma o un pacchetto di dati devono essere inviati al fallimento. I parametri consentono di eseguire funzioni di gestione per determinate reti, quali routing ad hoc, sicurezza o timestamp, ma non sono richieste per le comunicazioni standard. Il checksum dell'intestazione viene utilizzato per garantire la corretta trasmissione del pacchetto di dati.

Un provider di servizi Internet (ISP) di solito assegna un indirizzo statico (sempre uguale) o dinamico (cambia ogni volta che si accede). In totale, circa 4,3 miliardi di IP sono utilizzati nel mondo. I tipi di connessioni dipendono direttamente dalla classe in cui viene utilizzato l'indirizzo IP.

Tipi di "ip"

Le classi di indirizzi IP sono la loro struttura organizzativa originale. Ognuno di loro determina la dimensione massima del potenziale per una rete di computer. La classe di indirizzo indica quale dei suoi bit specifici verrà utilizzato per l'identificazione della rete, per determinare il computer host e l'ID host e determina anche il numero totale di connessioni consentite per ciascuna rete. Sono state stabilite un totale di cinque classi comuni di indirizzi IP: A, B, C, D ed E.

La classe A è utilizzata per reti con un numero molto elevato di host comuni, B è progettata per l'uso in reti di media e grande scala, C - per reti locali di piccole dimensioni. D ed E sono per scopi multicast e sperimentali, rispettivamente. Come determinare la classe di indirizzo IP? Per fare ciò, prestare attenzione al suo primo ottetto, vale a dire il valore in forma decimale dei primi quattro byte.

la

Gli indirizzi di classe A hanno sempre il primo bit impostato su "0". Poiché tali reti hanno una maschera di rete a 8 bit, l'utilizzo di uno zero iniziale lascia solo 7 bit per la parte di rete dell'indirizzo e ciò consente fino a 128 numeri possibili, che vanno da 0.0.0.0 a 127.0.0.0. Vale la pena notare che il numero 127.xxx è riservato per il loopback, che viene utilizzato per i test interni sul computer locale.

B

Gli indirizzi IP di classe B hanno sempre il primo bit impostato su "1" e il secondo su "0". Poiché hanno una maschera di rete a 16 bit, l'utilizzo del modello master lascia 14 bit per la parte di rete dell'indirizzo. Ciò consente di utilizzare un massimo di 16.384 numeri di rete, a partire da 128.0.0.0 e termina con 191.255.0.0.

C

Negli identificatori C, i primi due bit sono impostati su "1" e il loro terzo su "0". Poiché hanno una maschera di rete a 24 bit, questo lascia 21 bit per la parte di rete dell'indirizzo, e ciò rende possibile applicare fino a 2.097.152 indirizzi, che vanno da 192.0.0.0 a 223.255.255.0.

D

Gli indirizzi di classe D sono utilizzati per le applicazioni multicast. In essi, i primi tre bit sono impostati su "1" e il loro quarto su "0". Sono a 32 bit e ciò significa che tutti i valori nell'intervallo 224.0.0.0 - 239.255.255.255 vengono utilizzati per identificare in modo univoco i gruppi multicast. Nello spazio di classe D non ci sono indirizzi host, poiché tutti gli host all'interno del gruppo condividono un ip comune per il destinatario.

E

Gli indirizzi E sono definiti come sperimentali, che sono riservati per scopi di test futuri. Non sono mai stati registrati o utilizzati in modo standard. Il loro primo ottetto è compreso tra 240 e 255. Questo intervallo è riservato all'IETF e la connessione è simile alla versione D. Poiché non è inclusa nelle classi principali di indirizzi IP, gli indirizzi IP speciali E non devono essere assegnati ai dispositivi host.

Per maggiore chiarezza, è meglio descrivere questi dati in una forma strutturata.

Una tale tabella di classi di indirizzi IP aiuta a determinare con accuratezza il tipo di connessione e "ip" utilizzato in esso.

Qual è la tecnologia aggiornata?

L'IETF ha identificato un problema con il rapido esaurimento dello spazio di indirizzi diversi decenni fa. Nonostante l'invenzione dell'indirizzamento senza classi, è stato stimato che è necessario un nuovo protocollo per soddisfare i bisogni a lungo termine. IPv6 è stato progettato come standard successivo, che è stato rilasciato nel 1995. Lo spazio di indirizzamento risultante è stato aumentato da 32 a 128 bit (16 ottetti), che i ricercatori hanno ritenuto adeguato, almeno per i requisiti di crescita di Internet a medio termine.

Un'altra soluzione

Dopo l'invenzione del Domain Name System (DNS), divenne evidente che l'uso di classi per gli identificatori limiterebbe la scalabilità di Internet. Di conseguenza, IETF ha pubblicato RC 1518 e 1519 nel 1993 per definire un metodo di instradamento dei pacchetti di dati senza classi. La definizione più recente di questo standard si è verificata nel 2006 in conformità con RFC 4632. L'indirizzamento "ip" senza classi è stato introdotto come mezzo più efficiente di utilizzare lo spazio di rete rispetto al sistema attuale. Quando si utilizza questa tecnologia, "ip" è considerato come un flusso a 32 bit, in cui il confine tra l'identificazione della rete e l'host può essere in una qualsiasi delle posizioni di bit. La sua parte di rete è determinata dal numero 1, che nella subnet mask si applica all'intero indirizzo. La subnet mask viene utilizzata localmente su host connessi alla rete e non viene mai trasmessa in un pacchetto dati o datagramma.