L’ndirizzamento IP

Questo articolo è stato pubblicato su www.networkingitalia.it

Quando dobbiamo scegliere il metodo di assegnazione dei numeri di Ip sugli host di una rete, possiamo optare per due metodologie:

  • indirizzamento statico

  • indirizzamento dinamico

Resta inteso, comunque, che entrambe le metodologie non ammettono duplicazione di indirizzi IP sulla stessa rete.

Indirizzamento statico
La scelta dell’indirizzamento statico presuppone che venga svolto un lavoro “manuale” di configurazione di ogni host e/o apparato della rete. L’indirizzo IP deve essere configurato, con il software messo a disposizione dal s.o. e, in caso di cambiamento, l’operazione deve essere ripetuta.
Questo metodo presuppone una catalogazione molto meticolosa. Se il lavoro non viene pianificato bene, si corre il rischio di assegnare indirizzi duplicati.
E’ pur vero che i sistemi operativi come Windows 9x e Windows NT/2000, in fase di inizializzazione dello stack Tcp/Ip, spediscono una richiesta ARP per testare l’esistenza di eventuali indirizzi IP duplicati e, nell’eventualità che essi incontrino un IP duplicato, sospendono l’ inizializzazione dello stack Tcp/Ip.
Ciò non significa che l’opera di catalogazione degli IP (in formato cartaceo o digitale) non sia una buona precauzione anche laddove, con sistemi misti, non esistano features del tipo di quelle offerte da Windows 9x o Windows Nt/2000.

Indirizzameneto dinamico
i sono diversi metodi che possono essere scelti per assegnare dinamicamente gli indirizzi IP:

  • Reverse Address Resolution Protocol (RARP)
    Reverse address resolution protocol (RARP) lega gli indirizzi MAC agli indirizzi IP. Questo legame permette a diversi apparati di rete di incapsulare i dati prima di spedirli alla rete di destinazione. Un apparato quindi potrebbe conoscere il proprio indirizzo fisico (Mac) ma non queello logico (Ip). Per garantire l’indirizzamento logico di queste device è necessario che nella rete esista un Rarp Server che possa soddisfare le loro richieste.
    Un sistema senza disco fisso locale non ha modo di registrare in modo permanente il proprio indirizzo di internet attraverso un reboot di sistema.
    All’atto del boot la stazione ottiene il proprio indirizzo fisico Ethernet dall’hardware e poi emette una richiesta RARP alla rete richiedendo il proprio indirizzo internet.
    Un’altra stazione della rete, designata come server RARP, rispone con un messaggio di responso.

Quando un host vuole spedire dei dati ad un altro host è sicuramente in grado di conoscere il proprio indirizzo fisico (MAC) ma non è in grado di reperire il proprio indirizzo IP nella sua tabella ARP.
L’obiettivo finale è che l’host di destinazione entri in possesso dei dati, li elabori ai livelli più alti della pila OSI, e possa rispondere all’host che li ha originati. Per fare ciò il sorgente deve includere nel pacchetto sia l’indirizzo Mac che quello IP.
Ecco allora che l’host sorgente inizia una procedura chiamata “RARP request” per scoprire il proprio indirizzo IP.
L’operazione di “RARP request” consiste nella spedizione di un pacchetto sulla rete che possa essere visto da tutte le device. Questo pacchetto userà un indirizzo IP di tipo broadcast (11111111).

RARP usa lo stesso formato di pacchetto di ARP. Ma nella “RARP request”, il MAC header, l’ IP header, e l’ “operation code” sono differenti da quelli della “ARP request”. Il formato del pacchetto RARP containe gli spazi utili per gli indirizzi MAC del sorgente e del destinatario. Il campo relativo all’indirizzo IP è vuoto. Il broadcast deve raggiungere tutte le device sulla rete perciò dovrà settare l’IP di destinazione con tutti i bit a 1 (11111111). Le workstation su cui gira RARP hanno un codice nella ROM che impone loro di avviare un processo RARP process, e individuare un RARP server.

  • BOOTstrap Protocol (BOOTP)
    In fase di avvio, una device usa il protocollo BOOTstrap (BOOTP) per ottenere un indirizzo IP. BOOTP utilizza il protocollo UDP per trasportare i messaggi; il messaggio UDP viene incapsulato in una datagramma IP.
    La Richiesta BOOTP e’ trasmessa all’indirizzo di broadcast locale 255.255.255.255, con indirizzo mittente settato a 0.0.0.0 poiche’ il client spesso non conosce il proprio indirizzo. Il BOOTP server riceve il broadcast e ne spedisce uno a sua volta. Il client riceve un datagramma e controlla l’indirizzo MAC. Se trova il suo stesso MAC nel campo di destinazione allora prende l’IP contenuto nel datagramma.
    Analogamente a RARP, BOOTP opera in un ambiente client-server, e richiede un semplice scambio di pacchetto.
    Diversamente da RARP, che spedisce indietro un indirizzo IP composto da 4 otteti, il datagramma BOOTP restituisce anche informazioni ulteriori (l’indirizzo IP, l’indirrizzo del router (default gateway), l’indirizzo del server, le Opzioni Venditore che possono contenere informazioni aggiuntive specifiche dell’implementazione). BOOTP non è stato disegnato per fornire un indirizzamento dinamico degli IP, perchè gli stessi vengono creati in un file di configurazione che specifica i parametri per ogni device.

  • Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
    Dynamic host configuration protocol (DHCP) è di fatto il successore di BOOTP. Diversamente da BOOTP, DHCP permette agli host della rete di ricevere un numero di IP molto velocemente e in modo dinamico. L’unica operazione da eseguire a livello di server DHCP è quella di deffinire un range di IP da distribuire a richiesta.
    Quando gli host si attestano alla rete (avviano l’inizializzazionne dello stack Tcp/Ip) essi contattano il server DHCP più vicino e ne richiedono un indirizzo. Il DHCP server sceglie un indirizzo e lo riserva all’host per il tempo definito (variabile) dall’amministratore di rete. E’ indubiamente il protocollo più comodo e, in un solo messaggio, riesce a configurare perfettamente un computer sulla rete.
    I server DHCP più avanzati distribuiscono ulteriori informazioni all’host come la subnetmask, il default gateway (router) il Wins e/o il Dns server ecc.

Vantaggi del protocollo DHCP

Non solo il protocollo DHCP è in grado di configurare automaticamente i client per il protocollo TCP/IP, ma è anche utile quando il sistema è già impostato per l’utilizzo di indirizzo IP statici.

Prima di affrontare questo argomento, tuttavia, è opportuno sottolineare che, indipendentemente dal fatto che si utilizzi o meno il protocollo DHCP, alcuni indirizzi IP devono sempre rimanere statici. Ad esempio, è necessario utilizzare un indirizzo IP statico per i computer che eseguono i protocolli DHCP, WINS e DNS. Ed è consigliabile, inoltre, utilizzare un indirizzo IP statico per il controller di dominio primario.

Fatte salve queste eccezioni, tuttavia, per tutti gli altri computer si dovrebbero utilizzare indirizzi IP dinamici. Il vantaggio degli indirizzi IP dinamici consiste nel fatto che consentono di evitare molti dei problemi più comuni. Ad esempio, se gli indirizzi IP vengono configurati manualmente, è necessario tenere traccia degli indirizzi assegnati e degli indirizzi non assegnati, nonché degli eventuali utenti a cui sono stati assegnati. Se per errore si assegna lo stesso indirizzo a due persone o se un utente manomette il proprio indirizzo, possono verificarsi problemi di rete di difficile risoluzione.

Inoltre, in numerose organizzazioni e ambienti di lavoro è prassi comune spostare continuamente i computer da un punto all’altro dell’edificio o addirittura da un edificio all’altro. In tali situazioni, quando si utilizzano indirizzi IP statici, si è costretti a cambiare l’indirizzo IP all’interno della nuova sottorete ogni volta che si sposta un PC. Se invece si utilizza il protocollo DHCP, il computer contatterà automaticamente un server DHCP e riceverà un indirizzo IP adatto per la nuova sottorete.

Infine, il protocollo DHCP è utile in situazioni in cui cominciano a scarseggiare gli indirizzi IP. Con gli indirizzi IP assegnati staticamente è necessario dotare ogni computer di un indirizzo IP univoco. I computer, accesi o spenti che siano, conservano questi indirizzi.

Tuttavia, le probabilità che non tutti i computer vengano utilizzati contemporaneamente sono elevate. In casi come questi, il protocollo DHCP è in grado di assegnare indirizzi IP in base alle diverse esigenze. Ciò significa che non occorre più accertarsi che gli indirizzi IP a disposizione per ogni PC siano in numero sufficiente. Basta infatti disporre di un numero di indirizzi IP adeguato per i PC accesi in un determinato momento.

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