Che cosè IPv4?

IPv4 è stato lo schema di indirizzamento Internet standard da quando la prima versione è stata distribuita su ARPANET nel 1983. Il successore di IPv4, IPv6 è stato standardizzato nel 2017 ma deve ancora affrontare un lento assorbimento, nonostante le bozze siano pubbliche dal 1998. Il passaggio a IPv6 è visto come urgente poiché lo spazio di indirizzi IPv4 disponibile è stato esaurito.

Progettazione IPv4

IPv4 utilizza uno spazio di indirizzi a 32 bit che consente un totale di 2^32 indirizzi IP, ovvero 4.294.967.296 possibili indirizzi univoci.

Gli indirizzi IPv4 sono in genere mostrati nella notazione a quadretti punteggiati che consiste di quattro ottetti binari, in formato decimale, ciascuno separato da un punto. Ad esempio, 172.67.69.195 è 10101100.01000011.01000101.11000011 in binario. A causa di questo design, ogni ottetto può essere solo compreso tra 0 e 255.

Esaurimento dell'indirizzo IPv4

All'inizio la struttura delle reti in IPv4 era suddivisa in classi, principalmente A, B e C. Una rete di classe A utilizzava il primo ottetto per definire la rete, con tutti gli altri bit assegnabili agli host, questo consente 128 reti possibili, ciascuno con più di 16 milioni di host. Una rete di classe B utilizzava i primi due ottetti come indirizzo di rete e gli ultimi due come indirizzi host, consentendo oltre 16 mila reti di oltre 65 mila host. Infine, le reti di classe C utilizzavano i primi tre ottetti per l'indirizzo di rete e l'ultimo ottetto per gli indirizzi host, consentendo oltre 2 milioni di reti fino a 256 host.

In origine, se un'azienda richiedeva indirizzi IP, poteva richiedere una rete di classe C a un provider regionale, se non aveva bisogno di tutto quello spazio, lo riceveva comunque, se ne aveva bisogno di più, gli veniva data una rete di classe B. Ad alcune società sono state persino assegnate reti di classe A, tra cui Apple, Ford, US Postal Service, AT&T e Comcast. Al Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti sono assegnate 13 reti di classe A.

Nel corso del tempo è stato determinato che un tale approccio avrebbe portato rapidamente allo schema di indirizzi a corto di indirizzi da assegnare. È stata creata una nuova procedura chiamata CIDR, o Classless Inter-Domain Routing, che ha consentito l'allocazione di blocchi di indirizzi IP di dimensioni arbitrarie. Ciò ha evitato l'eventuale esaurimento del pool di indirizzi.

Un altro strumento per ridurre l'utilizzo degli indirizzi IP consisteva nello specificare intervalli di indirizzi IP privati ​​che potevano essere utilizzati internamente ma non su Internet. Questo approccio ha consentito a tutte le reti interne di utilizzare gli stessi schemi di indirizzamento con solo un piccolo sacrificio per lo spazio di indirizzamento utilizzabile. L'intervallo di rete privata più comune è probabilmente quello che hai sulla tua rete domestica. Si parte da 192.168.0.0 e si va a 192.168.255.255.

Questa tecnica significava che il gateway Internet come il router di casa ora è l'unico dispositivo nella rete con un indirizzo IP pubblico. Il tuo router traduce tutto il traffico in entrata e determina a quale host deve essere inviato nella tua rete attraverso due processi chiamati NAT e PAT. NAT è Network Address Translation e PAT è Port Address Translation, combinati vengono utilizzati dal router per consentire ai dispositivi di aprire servizi a Internet senza disporre direttamente di un indirizzo IP pubblico.

Nonostante tutti i possibili sforzi per evitare l'esaurimento degli indirizzi IPv4, tutti i registrar regionali hanno ora esaurito la loro fornitura di indirizzi IPv4 non allocati, con l'ultimo indirizzo non allocato assegnato il 25 novembre 2019. Tutti i 4.294.967.296 indirizzi IP sono stati assegnati. I registrar regionali possono riallocare solo gli indirizzi IP che vengono loro restituiti. Il passaggio a IPv6 è ora fondamentale per garantire che ogni dispositivo che necessita di un indirizzo possa ottenerne uno. IPv6 utilizza uno schema di indirizzamento molto più lungo, che fornisce una fornitura sostanzialmente inesauribile di indirizzi IP.