Internet Protocol (IP): Il Livello Universale di Internet
Internet Protocol (IP) è il protocollo di **livello di rete (L3)** che collega reti eterogenee in Internet. Fornisce **consegna di pacchetti connectionless, best-effort, packet-switched** — nessuna garanzia, nessuno stato, solo "instrada questo pacchetto verso destinazione."
Meccanismi Core
- Indirizzamento: Ogni interfaccia riceve un **indirizzo IP**.
- IPv4: 32-bit, decimale puntata (`192.0.2.1`), ~4.3B indirizzi (esauriti).
- IPv6: 128-bit, esadecimale (`2001:db8::1`), 3.4×10³⁸ indirizzi — futuro-proof.
- Packetizzazione: Dati → **pacchetti IP** (header + payload). Header: versione, DSCP, ECN, lunghezza totale, ID, flag, offset frammento, TTL, protocollo, checksum, IP sorgente/destinazione.
- Instradamento: I router inoltrano pacchetti hop-by-hop usando **longest-prefix match** sull'IP di destinazione. Nessuno stato per flusso.
- Frammentazione/Riassemblaggio: IPv4: i router *possono* frammentare; IPv6: *solo* il mittente frammenta (Path MTU Discovery).
- Best-Effort: Nessun ACK, nessuna ritrasmissione, nessun ordinamento, nessun segnale di congestione (ECN opzionale). **L'affidabilità è compito del L4 (TCP, QUIC).**
Sistemi di Supporto Critici
- Subnetting (CIDR): notazione `/prefix` (`192.0.2.0/24`) — aggrega route, abilita gerarchie.
- ICMP / ICMPv6: Piano di controllo — errori (Destination Unreachable, Time Exceeded), diagnostica (Echo Request/Reply = ping), NDP (sostituto ARP IPv6).
- Numeri di Porta (multiplexing L4): IP consegna all'host; **porte UDP/TCP** consegnano al processo (es. TCP/80 = HTTP).
- NAT (sopravvivenza IPv4): NAPT mappa molti privati → uno pubblico. Rompe end-to-end; IPv6 lo ripristina.
IPv4 vs IPv6: Elementi Essenziali
| Caratteristica | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Indirizzo | 32-bit | 128-bit |
| Header | 20–60 byte, checksum | 40 byte fisso, nessun checksum |
| Frammentazione | Router + host | Solo host (PMTUD) |
| Broadcast | Sì (tutti uni) | No → Multicast (ff02::1) |
| Configurazione | DHCP / statico | SLAAC + DHCPv6 / statico |
| Sicurezza | IPsec opzionale | IPsec obbligatorio (ma raramente usato) |
Perché IP Ha Vinto
Semplicità. Nessun circuito virtuale, nessuna garanzia QoS, nessun modello di fatturazione — solo "inoltra verso destinazione." Questo minimalismo gli ha permesso di funzionare su Ethernet, Wi-Fi, fibra, satellite, seriale, piccioni viaggiatori (RFC 1149) — qualsiasi cosa sposti bit. La **clessidra** (IP) permette all'innovazione di esplodere sopra (app) e sotto (link) indipendentemente.