Indirizzo IP: Differenza tra IP pubblico, privato, statico e dinamico

Definizione e caratteristiche indirizzo IP

In informatica e nelle telecomunicazioni, un indirizzo IP (Internet Protocol address) è un’etichetta numerica che identifica univocamente un dispositivo collegato ad una rete informatica che utilizza tale protocollo al livello di rete (livello 3 del modello ISO-OSI). A differenza della maggior parte dei protocolli a livello di rete più vecchi, IP è stato progettato fin dall’inizio pensando alla comunicazione tra reti. Il suo compito è quello di fornire un servizio best effort (quindi non garantito) per trasportare i datagrammi (pacchetti di livello 3) inviati da una sorgente ad una destinazione senza curarsi di dove siano posizionate le macchine, le quali potrebbero trovarsi su reti diverse, non considerando quindi eventuali reti intermedie presenti nel percorso di comunicazione.

In questo articolo informatico, prendiamo in esame solo gli indirizzi IP di tipo IPv4. Questa versione del protocollo IP prevede indirizzi di lunghezza pari a 32 bit rappresentati solitamente in notazione decimale puntata; l’indirizzo è diviso in 4 byte, ognuna delle 4 parti può quindi assumere un valore da 0 a 255. In ambito web l’indirizzo può essere convertito da notazione numerica a testuale perché più semplice da memorizzare. Il servizio che si occupa della conversione nei due sensi è chiamato DNS (Domain Name System) ed è implementato sui server web attraverso l’omonimo protocollo.

Gli indirizzi IP sono gerarchici; ogni indirizzo è composto da un gruppo di bit di rete iniziali e dalla restante parte che rappresenta i bit di host. All’interno di una stessa rete ogni elemento connesso ha un indirizzo IP che varia solo per la parte di host (in base al numero di bit riservati alla rete sono state definite classi di indirizzamento con diverso numero massimo di host possibili per rete); solitamente all’indirizzo IP è affiancato un altro numero, separato da uno slash, il quale rappresenta il numero di bit riservati alla rete o sottorete a cui l’host è connesso.
Un altro parametro rilevante negli indirizzi IP è la maschera di rete, ovvero un’etichetta numerica con la stessa forma degli indirizzi IP; tale etichetta presenta i bit di rete impostati ad “1” ed i restanti a “0”. Inoltre, un’operazione di “and” logico tra un indirizzo IP e la sua maschera produce come risultato l’indirizzo della rete o sottorete nella quale ci si trova.
Infine, bisogna dire che ogni host o router nella rete Internet ha un indirizzo IP che identifica la scheda di rete. Quando un host è collegato a più reti, gli vengono assegnati più indirizzi IP; solitamente gli host sono collegati ad una singola rete e perciò necessitano di un solo indirizzo IP, al contrario dei router che per interfacciarsi con la rete esterna necessitano di più di un indirizzo.

Indirizzo IP pubblico

Si dice pubblico, un indirizzo IP nello spazio di indirizzamento della rete internet che è allocato univocamente ed è potenzialmente accessibile da qualsiasi altro indirizzo IP pubblico, cioè utilizzabile per l’indirizzamento e l’instradamento tramite protocollo IP.
Gli indirizzi IP pubblici sono rilasciati e regolamentati dall’ICANN tramite una serie di organizzazioni delegate. Tuttavia è da tener presente che a livello mondiale e nazionale i primi provider di connessione Internet si sono accaparrati un numero sproporzionato di indirizzi IP, spesso molto superiore alle loro reali esigenze, portando ad una scarsità di indirizzi IP disponibili a favore di altri operatori.
Gli indirizzi IP pubblici sono teoricamente intorno ai 4 miliardi (precisamente 2ˆ32), ma la modalità della loro allocazione e le necessità pratiche dovute all’instradamento dei dati stanno rapidamente terminando la loro disponibilità; per questo motivo si è optato per lo sviluppo e l’uso di soluzioni diverse. Per ragioni di scalabilità della tabella di routing globale di internet, gli indirizzi IP pubblici vengono assegnati a grandi blocchi ai provider, i quali poi provvedono ad assegnare sotto blocchi o anche singoli indirizzi ai propri clienti.

Indirizzo IP privato

Questa tipologia di indirizzi è utilizzabile da chiunque per la propria rete locale. I pacchetti con questi indirizzi non vengono utilizzati per l’indirizzamento e l’instradamento tramite protocollo IP dai router verso la rete di trasporto. Il loro riutilizzo, oltre a ridurre il numero di indirizzi IP utilizzati, non genera conflitti con analoghi indirizzi posti su altre reti locali in quanto non sono visibili dall’esterno della rete locale.
Nel caso occorra connettere ad Internet una rete locale che utilizza queste classi di indirizzi si deve ricorrere al “Network Address Translation” (NAT), il quale mappa più indirizzi IP privati in un solo indirizzo IP pubblico visibile all’esterno della rete ed utilizzabile per l’instradamento.
I provider che si sono affacciati successivamente sul mercato, hanno ovviato al problema dei pochi indirizzi pubblici rimasti adottando questo tipo di soluzione: considerano gli utenti di una medesima città o area come una rete privata che accede ad Internet mediante un singolo IP pubblico, assegnano quindi ai singoli utenti indirizzi IP privati validi a livello locale.

Indirizzo IP statico

Un indirizzo IP è dichiarato come statico se rimane permanentemente associato ad una stessa interfaccia. A livello locale è possibile associare un dispositivo univocamente ad un indirizzo IP tramite il MAC address; ciò permette di monitorare il traffico dei singoli utenti ma espone al rischio di attacchi informatici. Anche all’esterno della rete locale è possibile ottenere IP statici a prescindere dalla natura privata o pubblica dell’indirizzo.

Indirizzo IP dinamico

L’aggettivo dinamico associato ad un indirizzo IP indica che quest’ultimo è assegnato ad un’interfaccia ogni qualvolta il dispositivo che la ospita cerca di connettersi alla rete. Dalla definizione si intuisce che l’indirizzo può variare liberamente ad ogni riconnessione in base al primo che risulta libero dove il range di indirizzi assegnabili è stabilito in base a quanti bit di rete sono presenti in un indirizzo; il server o router sfrutta quindi questa informazione al momento dell’assegnazione degli indirizzi. L’assegnazione dinamica permette una riduzione dello spreco degli indirizzi IP in quanto, a differenza del caso statico, quelli inutilizzati possono essere riassegnati ad un altro dispositivo che tenta di connettersi.