Assegnare un indirizzo IP fisso al Raspberry Pi

Al contrario di un indirizzo IP dinamico, un indirizzo IP statico (chiamato anche indirizzo IP fisso) non cambia. Il single-board computer Raspberry Pi ha perciò sempre bisogno di un indirizzo IP statico, nel caso in cui si voglia accedervi con altri di­spo­si­ti­vi per un lungo periodo di tempo. Ciò riguarda sia l’indirizzo IP privato del Raspberry Pi, che colloca il computer all’interno della rete locale, sia l’indirizzo IP pubblico della rete, at­tra­ver­so il quale il Raspberry Pi è rag­giun­gi­bi­le su Internet (ad esempio quando viene uti­liz­za­to come server). Ma come si assegna al Raspberry Pi un indirizzo IP che rimane sempre lo stesso? Vi spie­ghia­mo quali pos­si­bi­li­tà ci sono per collegare un indirizzo IP fisso al Raspberry Pi. 

Per molti progetti svi­lup­pa­ti con il mini computer è utile, se non ne­ces­sa­rio, assegnare al Raspberry Pi un indirizzo IP fisso. Ma prima di ad­den­trar­ci nell’uso di un indirizzo IP statico per il Raspberry Pi, spie­ghe­re­mo prima di tutto le dif­fe­ren­ze tra l’in­di­riz­za­men­to del computer in una rete privata (locale) e l’accesso pubblico a Internet. Gli indirizzi IP privati e pubblici non vanno scambiati tra di loro.

All’interno della rete locale (chiamata anche Local Area Network o ab­bre­via­ta in LAN) un router di­stri­bui­sce i dati ai diversi di­spo­si­ti­vi. Anche per l’as­se­gna­zio­ne dell’indirizzo IP è re­spon­sa­bi­le il router, o meglio il server DHCP, che è integrato nel router. Il DHCP (Dynamic Host Con­fi­gu­ra­tion Protocol) assegna, ad esempio, au­to­ma­ti­ca­men­te degli indirizzi IP liberi ai relativi di­spo­si­ti­vi. I computer, la smart TV, lo smart­pho­ne o persino un Raspberry Pi ricevono così un indirizzo con il quale possono co­mu­ni­ca­re con altri di­spo­si­ti­vi. Tutti i di­spo­si­ti­vi sono perciò rag­giun­gi­bi­li uni­vo­ca­men­te tramite il così chiamato indirizzo MAC.

Visto che gli indirizzi IP in una rete privata sono assegnati in­di­vi­dual­men­te con DHCP e il col­le­ga­men­to dei di­spo­si­ti­vi a un indirizzo IP è valido solo all’interno di una rete locale, si parla in questo caso di indirizzi IP privati. Nelle im­po­sta­zio­ni standard anche il Raspberry Pi ottiene il suo indirizzo IP tramite il server DHCP. L’indirizzo IP privato dei singoli di­spo­si­ti­vi può però cambiare, cosa che dipende anche dalla con­fi­gu­ra­zio­ne del server DHCP.

Per poter rag­giun­ge­re co­stan­te­men­te il Raspberry Pi allo stesso indirizzo nella propria LAN, dovete as­si­cu­rar­vi che abbia un indirizzo IP privato statico. Un indirizzo IP fisso per il Raspberry Pi è indicato, ad esempio, per il controllo remoto del computer con il pro­to­col­lo di rete SSH (Secure Shell): se avete in­stal­la­to un programma SSH, potete così con­trol­la­re il Raspberry Pi tramite accesso remoto da un altro computer grazie a questo client SSH. Ciò ha il vantaggio che per uti­liz­zar­lo non vi serve collegare un monitor e altri di­spo­si­ti­vi per l’im­mis­sio­ne dei dati (quali mouse e tastiera).

Fin quando, però, il mini computer dispone solo di un indirizzo IP privato dinamico, dovete ricercare il suo indirizzo IP attuale a ogni accesso SSH e col­le­gar­lo con il client SSH, mentre di­spo­nen­do di un indirizzo IP privato statico, aggirate la questione.

Es­sen­zia­le risulta invece un indirizzo IP fisso privato per il vostro Raspberry Pi, nel caso in cui vogliate im­po­star­lo come server nella LAN. Qualora il server del Raspberry Pi debba essere rag­giun­gi­bi­le con­ti­nua­men­te anche al di fuori della rete locale, dovete as­se­gnar­gli anche un altro indirizzo fisso, tramite il quale il server viene con­tat­ta­to su Internet. Qui aiuta ad esempio avere una con­nes­sio­ne Internet con un indirizzo IP statico pubblico o un servizio DDNS.

Se il Raspberry Pi deve essere rag­giun­gi­bi­le su Internet come server, entra in gioco l’indirizzo IP pubblico della sua con­nes­sio­ne Internet. La maggior parte delle volte, accedendo a Internet si dispone di un indirizzo IP dinamico che cambia a ogni riavvio o massimo entro 24 ore. Così cambia l’indirizzo IP pubblico al quale è rag­giun­gi­bi­le il server Raspberry Pi. Se volete impostare il vostro Raspberry Pi come server ownCloud o come un altro tipo di server, si presenta il problema seguente: il nuovo indirizzo IP, che il server riceve, si può uti­liz­za­re solo nella LAN. Se vi trovate al di fuori della rete locale, non sapete quindi a quale indirizzo è ora rag­giun­gi­bi­le il server. La soluzione è quella di dotarsi di un indirizzo IP fisso. La variante più facile in questo caso sarebbe l’utilizzo di una con­nes­sio­ne Internet con un indirizzo IP statico pubblico, che risulta però ab­ba­stan­za costoso e non viene neanche offerto da tutti i provider. Un’altra soluzione è l’utilizzo di un servizio di DNS dinamico (DDNS). In questo caso il vostro indirizzo IP pubblico dinamico viene collegato con un nome di dominio. Se l’indirizzo IP cambia, un programma inoltra sempre il nuovo indirizzo al nome di dominio e lo rende così di­spo­ni­bi­le per­ma­nen­te­men­te su Internet. Se ora si collega un server al Raspberry Pi con il nome di dominio, sarà allora rag­giun­gi­bi­le online per­ma­nen­te­men­te. Ci sono servizi DDNS gratuiti e a pagamento. Prima di sce­glier­ne uno, dovreste ve­ri­fi­ca­re se il vostro router supporta il servizio DDNS e, in caso af­fer­ma­ti­vo, quale. Chi utilizza un router Fritz!Box, può anche servirsi della funzione DDNS interna di Fritz!Box.

Molti router sup­por­ta­no la pos­si­bi­li­tà di dotare i singoli di­spo­si­ti­vi all’interno di una rete locale di un indirizzo IP fisso. Così potete ad esempio impostare con un router Fritz!Box che dei di­spo­si­ti­vi precisi abbiano sempre lo stesso indirizzo IP. Ma anche altri router sup­por­ta­no questa funzione e si possono così uti­liz­za­re per il col­le­ga­men­to del Raspberry Pi ad un indirizzo IP fisso. Su ogni router viene con­fi­gu­ra­to un indirizzo IP fisso per il Raspberry Pi in modo dif­fe­ren­te. Il principio di base è però sempre lo stesso: aprite l’in­ter­fac­cia utente del router sul vostro browser, poi tramite la con­fi­gu­ra­zio­ne IP manuale collegate l’indirizzo MAC del Raspberry Pi con un indirizzo IPv4 della vostra LAN. Per questo esiste in genere un box ap­pro­pria­to nell’in­ter­fac­cia del router. Così farete in modo che l’indirizzo IP che vi è stato au­to­ma­ti­ca­men­te assegnato, venga sempre uti­liz­za­to d’ora in avanti.

Il Raspbian Jessie e il Jessie Lite (i sistemi operativi al momento più recenti di Raspbian) di­spon­go­no di un Client Daemon DHCP (DHCPCD) che può co­mu­ni­ca­re dai router con i server DHCP. Tramite il file di con­fi­gu­ra­zio­ne del client daemon DHCP si può cambiare l’indirizzo IP privato di un computer e renderlo fisso per il lungo periodo. Seguendo la procedura, assegnate al Raspberry Pi un indirizzo IPv4 fisso con 32 bit (da non con­fon­de­re con un indirizzo IPv6. Prima di co­min­cia­re con l’as­se­gna­zio­ne di un indirizzo IP privato statico per il Raspberry Pi, con­trol­la­te tramite il seguente comando se DHCPCD è già attivato:

Se così non fosse, attivate DHCPC come segue:

Ora as­si­cu­ra­te­vi che la con­fi­gu­ra­zio­ne del file /etc/network/in­ter­fa­ces possieda lo stato ori­gi­na­rio. Per questo nelle in­ter­fac­ce la con­fi­gu­ra­zio­ne “iface” deve essere impostata su “manual”.

Con l’ela­bo­ra­zio­ne del DHCPCD attivato co­min­cia­te ad aprire il file di con­fi­gu­ra­zio­ne /etc/dhcpcd.conf ed eseguite il seguente comando:

Ora ef­fet­tua­te la con­fi­gu­ra­zio­ne dell’indirizzo IP fisso. Se un Raspberry Pi è connesso a Internet via ethernet/cavo di rete, date il comando “interface eth0“; se invece la con­nes­sio­ne avviene tramite WiFi, uti­liz­za­te il comando “interface wlan0“.

Per l’as­se­gna­zio­ne di un indirizzo IP al Raspberry Pi uti­liz­za­te ora il comando “static ip_address=“, seguito dall’indirizzo IPv4 de­si­de­ra­to e l’aggiunta “/24“ (un’ab­bre­via­zio­ne della maschera di sottorete 255.255.255.0). Se ad esempio volete collegare il computer con l’indirizzo IPv4 192.168.0.4, il comando deve essere “static ip_address=192.168.0.4/24“.  Qui è ov­via­men­te da fare at­ten­zio­ne che l’indirizzo in uso non venga uti­liz­za­to in un’altra maniera e che allo stesso modo non faccia parte del pool di indirizzi di un server DHCP.

Infine dovete ancora stabilire l’indirizzo del vostro gateway e del Domain Name Server (so­li­ta­men­te entrambi cor­ri­spon­do­no a quello del router). Il Raspberry Pi si rivolge all’indirizzo del gateway, se un indirizzo IP al quale vuole inviare qualcosa si trova al di là della maschera di sottorete (nell’esempio oltre la sezione 192.168.0). Nel prossimo comando per il gateway e per il DNS server si ricorre all’indirizzo IPv4 fittizio 192.168.0.1. Nel nostro esempio, dove viene uti­liz­za­to un cavo di rete per la con­nes­sio­ne Internet, il comando completo sarà questo:

Le righe di comando qui sopra si adattano agli indirizzi IPv4 che volete uti­liz­za­re per il Raspberry Pi o che possiede il vostro router. Salvate le modifiche tramite “CTRL + O” e con­fer­ma­te con il tasto invio. Con “CTRL + X” chiudete il file di con­fi­gu­ra­zio­ne. Tramite un riavvio vengono applicati gli indirizzi statici assegnati all’interno della rete:

Ora si può ve­ri­fi­ca­re tramite ping, se il Raspberry Pi è rag­giun­gi­bi­le nella rete con il nuovo indirizzo IP assegnato:

Se il col­le­ga­men­to dell’indirizzo IP è andato a buon fine, vedrete che potete rag­giun­ger­lo al nuovo indirizzo IP assegnato sem­pli­ce­men­te con un ping.

Rias­su­men­do, ci sono es­sen­zial­men­te due diversi indirizzi IP che sono rilevanti per il Raspberry Pi (e i progetti correlati): l’indirizzo IP privato del Raspberry Pi all’interno della rete locale e l’indirizzo IP pubblico della con­nes­sio­ne Internet.

Un indirizzo IP privato statico diventa so­prat­tut­to ne­ces­sa­rio, se si vuole uti­liz­za­re un Raspberry Pi come server. Chi accede spesso al mini computer tramite SSH, dovrebbe perciò as­se­gnar­gli un indirizzo fisso. Le pos­si­bi­li­tà esposte sopra mostrano come questo sia possibile anche con mezzi re­la­ti­va­men­te semplici.

Più difficile appare l’as­se­gna­zio­ne di un indirizzo fisso pubblico con cui si può accedere al Raspberry Pi tramite Internet. Ciò è ne­ces­sa­rio, ad esempio, per mantenere sempre rag­giun­gi­bi­le online un server in­stal­la­to sul Raspberry Pi. La maggior parte delle con­nes­sio­ni Internet di­spon­go­no però di un indirizzo IP pubblico dinamico e questa si­tua­zio­ne non risulta perciò possibile. Visto che un indirizzo statico non è offerto da tutti i provider (e se ciò accade, risulta essere ab­ba­stan­za costoso), la soluzione migliore per superare questo ostacolo è quella di usufruire di un servizio DDNS. In questo caso dovete però prestare at­ten­zio­ne a come il DNS dinamico venga sup­por­ta­to dal vostro router.