Come e perché tutti i dispositivi nella tua casa condividono un indirizzo IP

Se sei come la maggior parte delle persone, il tuo fornitore di servizi Internet ti consegna un unico indirizzo IP e il tuo router lo condivide tra tutti i dispositivi collegati nella tua casa.

Questo in realtà viola il principio end-to-end, che Internet è stato progettato intorno. Tuttavia, ci sono solo tanti indirizzi IP per andare in giro - stiamo finendo.

Gli indirizzi IP pubblici sono una risorsa limitata

Ci sono meno di 4,2 miliardi di indirizzi IP IPv4 disponibili. In altre parole, ci sono più dispositivi connessi sul pianeta di quanti siano gli unici indirizzi IP pubblici per loro. Internet sta esaurendo gli indirizzi IPv4, anche se li stiamo razionando.

Piuttosto che il tuo provider di servizi Internet che assegna un indirizzo IP pubblico univoco a ogni dispositivo della tua casa - ti occorrerebbe un indirizzo IP aggiuntivo ogni volta che hai acquistato un nuovo computer, tablet, smartphone, console di gioco o altro - il tuo ISP ti assegna generalmente un singolo indirizzo IP.

Indirizzi IP pubblici vs privati

Il router è connesso direttamente a Internet e gli viene assegnato l'indirizzo IP pubblico (che può cambiare nel tempo). Il router è quindi responsabile della condivisione dell'indirizzo IP pubblico tra gli altri computer e i dispositivi connessi in casa.

Il router assegna gli indirizzi IP locali ai dispositivi collegati. Ciò consente loro di comunicare tra loro dietro il router di casa. Tuttavia, questi indirizzi IP locali non sono raggiungibili da Internet. In altre parole, il tuo indirizzo IP pubblico potrebbe essere qualcosa come 23.24.35.63. Chiunque su Internet può provare a connettersi a questo indirizzo e raggiungerà il router. L'indirizzo IP privato del tuo computer potrebbe essere qualcosa come 192.168.1.100. Quando qualcuno su Internet tenta di connettersi a questo indirizzo, il suo computer cercherà l'indirizzo 192.168.1.100 sulla rete locale.

Se questo è un po 'di confusione, prova a pensare a un edificio per uffici. L'indirizzo dell'edificio per uffici potrebbe essere 500 Fake Street, Fake Town, USA. Chiunque può inviare posta a questo indirizzo da qualsiasi parte del mondo - questo indirizzo è equivalente a un indirizzo pubblico. Un ufficio nell'edificio degli uffici potrebbe essere "Sala 203". Come gli indirizzi IP locali, "Room 203" non è un indirizzo globalmente unico - è utilizzato in molti edifici per uffici. Non puoi indirizzare la posta direttamente alla Stanza 203 se vivi dall'altra parte del mondo. Devi indirizzare la posta all'edificio dell'ufficio stesso.

Network Address Translation (NAT) e Port Forwarding

Quando ti connetti a qualcosa su Internet, ad esempio un sito Web, il tuo computer invia i pacchetti attraverso il router. Il router modifica i pacchetti e assegna una porta univoca a ciascuna connessione in uscita sul router. Quando il sito Web o altro server ti invia i dati, restituisce i dati a quella porta specifica e il router sa che deve inviare i dati allo stesso dispositivo che ha avviato la connessione originale. Questo è il modo in cui i router gestiscono il traffico Internet per più computer contemporaneamente utilizzando un unico indirizzo IP e sa dove tutto il traffico dovrebbe andare.

Tuttavia, questo può rompersi quando si tratta di traffico in entrata non richiesto. Ad esempio, se qualcuno tenta di connettersi direttamente all'indirizzo IP del router, il router non ha idea di dove debba inviare quel traffico. Tutto quello che il tuo router può fare è prendere il traffico e scartarlo. Ciò significa essenzialmente che il router funge da firewall, scartando il traffico in entrata non richiesto.

Se si desidera ricevere questo traffico in entrata, è possibile impostare il port forwarding sul router. Ad esempio, è possibile dire al router che si sta eseguendo un server Minecraft sulla porta 25565 su uno specifico indirizzo IP locale. Quando il router riceve una connessione sulla porta 25565, sa che deve passare tale traffico all'indirizzo IP locale specificato. Questo è il motivo per cui il port forwarding è necessario per le applicazioni che funzionano come server e ricevono traffico inbound non richiesto dall'esterno della rete locale.

Due possibili futuri

Come accennato in precedenza, stiamo esaurendo gli indirizzi IP IPv4 nonostante il razionamento. A lungo termine, si spera che ogni dispositivo abbia il proprio indirizzo IP. A breve termine, potresti non avere nemmeno un singolo indirizzo IP pubblico.

• Indirizzi IPv6 per ciascun dispositivo: IPv4 ha meno di 4,2 miliardi di indirizzi, ma IPv6 può offrire 2¹²⁸ possibili indirizzi IP. Wolfram Alpha può aiutarci a mettere questo numero enorme in prospettiva: questo è 340282366920938463463374607431768211456 indirizzi IP diversi o circa 5010000000000000000000000000000 indirizzi IP univoci per ogni persona sul pianeta. Una volta che IPv6 diventa più diffuso e sostituisce IPv4, potremmo assegnare a ciascun dispositivo connesso un indirizzo IP univoco su Internet.
• Carrier-Grade NAT: A breve termine, alcuni ISP stanno faticando a fornire indirizzi IPv4 ai propri clienti. NAT carrier-grade è una soluzione proposta che alcuni ISP stanno esaminando. Un ISP che utilizza NAT di tipo carrier manterrebbe i propri indirizzi IP pubblici per sé. Userebbe NAT (come fa il router di casa) per distribuire gli indirizzi IP locali a tutti i suoi clienti. I clienti non avrebbero un proprio indirizzo IP pubblico proprio su Internet e non sarebbero in grado di utilizzare un software server che richiede il port forwarding o le connessioni dirette.

Internet non è mai stato progettato per così tanti dispositivi connessi e router domestici con tecnologie NAT sono l'unica ragione per cui possiamo connettere tanti dispositivi senza migrare a IPv6.

Immagine di credito: Matt J Newman su Flickr, Bob Mical su Flickr, webhamster su Flickr, Jemimus su Flickr