Indirizzi IP

Un indirizzo IPv4 è lungo 32 bit, il che permette 4 294 967 296 indirizzi. La riserva libera si è esaurita il 3 febbraio 2011.

Molti pensano che ogni dispositivo abbia un solo indirizzo IP per tutta la vita, come un numero di serie stampato all'interno. Non è così. Lo stesso telefono ha un indirizzo sul Wi-Fi di casa, un altro sui dati mobili, e domani potrebbe averne uno nuovo. Per capire perché gli indirizzi vanno e vengono, comincia da che cosa serve un indirizzo.

Ogni pacchetto porta due indirizzi nell'intestazione: da dove viene e dove va. Sono gli indirizzi IP. Un router legge l'indirizzo di destinazione, e nient'altro, per decidere dove mandare il pacchetto. Quindi il modo in cui sono costruiti gli indirizzi determina il funzionamento di tutta internet.

Perché nessuna parte supera 255

La versione che quasi tutti incontrano ancora è IPv4, definita nella RFC 791 nel 1981. Un indirizzo IPv4 è di 32 bit. Per renderlo leggibile lo si divide in quattro gruppi di 8 bit, ciascuno scritto come numero decimale da 0 a 255, con punti in mezzo, come in 192.168.0.12. Otto bit contengono 256 combinazioni, quindi 255 è il massimo. In tutto ci sono 2 alla 32 indirizzi: 4 294 967 296, poco meno di 4.3 miliardi.

La parte iniziale di un indirizzo indica la rete

Un indirizzo ha due parti. La parte iniziale, il prefisso, indica una rete, e il resto sceglie un dispositivo al suo interno. La lunghezza del prefisso si scrive dopo una barra. In 192.168.0.0/24 i primi 24 bit sono fissi, e restano 8 bit, cioè 256 indirizzi, per quella rete. È questo che permette a un router di tenere una sola regola come «tutto quello che comincia con 198.51.100 va da quella parte» invece di una regola per ogni dispositivo.

Perché il numero di un portatile di casa comincia con 192.168

La RFC 1918 riserva tre blocchi alle reti private: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 e 192.168.0.0/16. Chiunque può usarli dentro una casa o un ufficio, e i router della internet pubblica non li trasportano. Ecco perché un portatile di casa ha probabilmente un indirizzo come 192.168.0.12, e perché il portatile del vicino può avere esattamente lo stesso. Quando il portatile parla con un server, il router di casa sostituisce l'indirizzo di origine privato con il proprio indirizzo pubblico e cambia anche la porta di origine, così le risposte possono ritrovare la strada. Questa è la traduzione degli indirizzi di rete (NAT). Permette a tutta una famiglia di condividere un solo indirizzo IPv4 pubblico.

Chi presta l'indirizzo a un dispositivo

Allora da dove viene l'indirizzo del portatile? Quando un dispositivo entra in una rete, trasmette una richiesta a tutti, e il router risponde con un indirizzo privato libero, il proprio indirizzo da usare come gateway e l'indirizzo di un resolver DNS. Questo scambio è il DHCP (RFC 2131). L'indirizzo viene prestato per un tempo limitato e rinnovato finché il dispositivo resta connesso, quindi lo stesso portatile domani può avere un numero diverso. Se ti colleghi al Wi-Fi della scuola, lo stesso scambio avviene con il server DHCP di quella rete. Sui dati mobili, invece, il telefono riceve l'indirizzo dalla rete mobile. Anche l'altro capo può cambiare, perché un sito web può trasferirsi su un nuovo server. È uno dei motivi per cui usiamo nomi come example.com, e l'unità sul DNS mostra come i nomi diventano indirizzi.

Un indirizzo significa la stessa cosa su ogni computer. L'indirizzo di loopback, 127.0.0.1, vuol dire sempre «questa macchina», così un programma può usarlo per parlare con un altro programma sullo stesso computer senza che niente esca. E oggi molti dispositivi hanno un indirizzo IPv4 e un indirizzo IPv6 uno accanto all'altro, e usano quello che l'altro capo supporta.

Quattro miliardi di indirizzi sono finiti

Nel 1981 quattro miliardi di indirizzi sembravano tantissimi. Il 3 febbraio 2011 la Internet Assigned Numbers Authority (IANA) consegnò gli ultimi cinque blocchi di spazio IPv4 ai cinque registri regionali, e la riserva centrale libera rimase vuota. La risposta a lungo termine è IPv6 (RFC 8200), con indirizzi lunghi 128 bit. Questo dà 2 alla 128 indirizzi, circa 3.4 × 10³⁸. Gli indirizzi IPv6 si scrivono come otto gruppi di quattro cifre esadecimali separati da due punti. Gli zeri iniziali di un gruppo si possono togliere, e una sola sequenza di gruppi tutti a zero si può sostituire con «::». Così 2001:0db8:0000:0000:​0000:0000:0000:0020 si accorcia in 2001:db8::20.