Ottenere di più dalla propria rete ri­cor­ren­do al sub­net­ting

Come ogni rete di computer, Internet è una con­nes­sio­ne di molti sistemi che co­mu­ni­ca­no tra di loro. Da tempo è diventato in­di­spen­sa­bi­le sud­di­vi­de­re la rete in diverse sottoreti, data la sua crescente vastità. Per com­pren­de­re cos’è il sub­net­ting, quindi la sud­di­vi­sio­ne di una rete, perché è stata in­tro­dot­ta e come si calcola una maschera di sottorete, è utile chiarire prima di tutto un paio di nozioni sulle reti di computer.  

Ogni posizione cor­ri­spon­de a una potenza di due. Se questa viene aggiunta o meno alla somma, viene indicato da 1 o 0. Nel concreto:

1 * 2^7 + 1 * 2^6 + 0 * 2^5 + 0 * 2^4 + 0 * 2^3 + 0 * 2^2 + 0 * 2^1 + 0 * 2^0 = 128 + 64 = 192

Tramite questo formato è indicato un numero infinito di possibili indirizzi. Per essere precisi, si possono dare 2³²  di indirizzi (quindi 4.294.967.296). Di primo acchito può sembrare tanto, ma gli indirizzi finiscono più in fretta di quanto si pensi. Perciò il sub­net­ting era già stato in­tro­dot­to nel 1985.

Secondo una de­fi­ni­zio­ne facile da com­pren­de­re, con il sub­net­ting si intende una sud­di­vi­sio­ne di una rete in più parti di rete. Ad esempio il sub­net­ting consente agli am­mi­ni­stra­to­ri di rete di dividere la propria rete aziendale in sottoreti, senza renderle di­spo­ni­bi­li su Internet. Questo significa che il router, che collega la rete a Internet, continua a essere indicato come indirizzo semplice. Ma dietro a questo possono na­scon­der­si molti host. I possibili host che sono a di­spo­si­zio­ne dell’am­mi­ni­stra­to­re vengono così no­te­vol­men­te ampliati. Con l’in­tro­du­zio­ne dell’indirizzo IPv6, che comprende 128 bit e dovrebbe so­sti­tui­re nei prossimi anni la versione IPv4, la mancanza degli indirizzi IP smetterà di essere il motivo prin­ci­pa­le per la creazione delle sottoreti.

Ma i motivi per il sub­net­ting sono ancora più svariati: le sottoreti fun­zio­na­no in­di­pen­den­te­men­te dalle altre e la tra­smis­sio­ne dei dati avviene ve­lo­ce­men­te. Ma perché è così? Il sub­net­ting rende la rete più chiara. Un co­sid­det­to broadcast, in cui un membro invia dati a tutta la rete, at­tra­ver­sa le sottoreti senza seguire un ordine preciso, in modo re­la­ti­va­men­te in­con­trol­la­to. Tramite le sottoreti i pacchetti vengono inviati dal router in modo molto più mirato al de­sti­na­ta­rio. Se il mittente e il de­sti­na­ta­rio si trovano nella stessa sottorete, le in­for­ma­zio­ni possono essere con­se­gna­te di­ret­ta­men­te e non devono essere inoltrate.

Con l’in­tro­du­zio­ne dell’Internet Protocol la Internet En­gi­nee­ring Task Force (IETF), re­spon­sa­bi­le della sua creazione, ha suddiviso gli indirizzi IP in cinque classi: A, B, C, D ed E. Ri­co­no­sce­te la classe dallo spazio di in­di­riz­za­men­to in cui si trovano.

La classe determina quanti indirizzi di rete sono di­spo­ni­bi­li e quanti host ci sono nelle ri­spet­ti­ve reti. Nella classe A per l’indirizzo di rete è destinato solo il primo blocco di numeri (a volte chiamato anche ottetto perché un blocco è composto da 8 bit), mentre i tre rimanenti sono a di­spo­si­zio­ne per gli host ID. Ciò significa: meno reti, ma più host. Nella classe B sono re­spon­sa­bi­li per i net ID i primi due blocchi, quindi più reti, meno host. Nella classe C rimane solo l’ultimo ottetto per gli indirizzi host. Gli spazi di in­di­riz­za­men­to delle classi D ed E sono occupati e non vengono quindi assegnati.

Nel sub­net­ting vengono “prestati” i bit dell’host ID per generare così una sottorete. Se prendete in prestito un solo bit avete la pos­si­bi­li­tà di generare proprio due sottoreti perché vengono presi in con­si­de­ra­zio­ne solo 0 o 1. Per creare altre sottoreti devono quindi essere attivati più bit ma così facendo rimangono meno posti per gli indirizzi IP. Gli indirizzi IP in una sottorete e quelli che non sono divisi in nessuna sottorete si pre­sen­ta­no allo stesso modo. Persino un computer non è in grado di vedere alcuna dif­fe­ren­za. Perciò vengono create le co­sid­det­te maschere di sottorete. Se i pacchetti vengono inviati da Internet nella propria rete, il router decide in quale sottorete di­stri­bui­re i dati in base a questa maschera.

Proprio come gli indirizzi IPv4 le maschere di sottorete sono composte da 32 bit (o 4 byte) e vengono de­po­si­ta­te sull’indirizzo come una maschera o un modello. Una tipica maschera di sottorete si presenta così: 255.255.255.128.  

È anche possibile rap­pre­sen­tar­la secondo uno schema binario: 11111111.11111111.11111111.10000000.

Ora in­stau­ria­mo un confronto logico AND:

Per il confronto si suppone che solo la com­bi­na­zio­ne di due 1 dia come risultato nello stesso punto di nuovo 1. Il risultato di tutti gli altri confronti (1/0, 0/1 e 0/0) è 0. Da notare che questo confronto non è svolto solo da voi, ma anche il router effettua questi passaggi.

Il confronto AND dà come risultato l’indirizzo di rete. Per l’indirizzo host vengono con­si­de­ra­ti tutti i punti che compaiono nella parte destra degli zero. Quindi applicato al nostro esempio:

                Indirizzo IP         192.168.88.3

                Net ID:                 192.168.88.0

                Host ID:               0.0.0.3

Finora vi abbiamo spiegato quali con­clu­sio­ni si possono trarre dall’indirizzo IP e dalla maschera di sottorete. Ma gli am­mi­ni­stra­to­ri di rete si trovano so­li­ta­men­te di fronte a un altro problema: l’indirizzo di rete e il numero degli host che devono essere sistemati in una sottorete è già stabilito. L’admin deve calcolare una maschera di sottorete che ammetta il giusto numero di host. Perciò si serve di una formula: x=2^n-2

Visto che ci troviamo sempre in un sistema binario, cal­co­lia­mo in potenze di due. N cor­ri­spon­de al numero di bit che si trovano nella maschera di sottorete su zero. Il valore 2 viene sottratto per poter far sparire dal risultato gli indirizzi broadcast e di rete. X fornisce così i possibili host.

Am­met­tia­mo che l’am­mi­ni­stra­to­re di rete debba sistemare 150 PC nella sua rete. Prima di tutto cerca la prima potenza più elevata di due. 2⁷ non viene preso in con­si­de­ra­zio­ne perché 128 è un numero troppo basso. Perciò opta per 2⁸-2, quindi per 254 host. Gli ultimi 8 bit della maschera di sottorete sono di con­se­guen­za 0:

Con la maschera di sottorete 255.255.255.0 può essere attivato il giusto numero di host.

Fate però at­ten­zio­ne al fatto che potete generare le sottoreti solo se prestate i bit della parte host uno dietro l’altro da sinistra a destra. Da ciò ne risulta la struttura ordinata delle maschere di sottorete e il fatto che in un ottetto possano essere uti­liz­za­ti solo nove valori diversi:

A prima vista le serie di numeri, le con­ver­sio­ni binarie e le com­pa­ra­zio­ni logiche provocano spavento. Spe­cial­men­te ora che ci troviamo vicini al passaggio all’IPv6, alcuni po­treb­be­ro chiedersi: ne vale davvero la pena? La risposta è un netto sì! Infatti, per questi motivi il sub­net­ting rimarrà utile anche in futuro:

• Am­plia­men­to dello spazio di in­di­riz­za­men­to all’interno di una rete: tramite il sub­net­ting l’am­mi­ni­stra­to­re di rete può decidere da solo quanto diventano grandi le sue reti.

• Con­nes­sio­ne veloce tra gli host di una sottorete: i pacchetti giungono di­ret­ta­men­te dal mittente al de­sti­na­ta­rio e non vengono in­di­riz­za­ti dal router tramite la rete completa.

• Migliore or­ga­niz­za­zio­ne logica dei membri della rete: per mantenere un migliore controllo sugli host ha senso seg­men­ta­re lo spazio a di­spo­si­zio­ne secondo criteri locali (diverse strutture o piani) o per reparti.

• Più sicurezza: se un membro della rete viene attaccato dall’esterno, in poco tempo sarà mi­nac­cia­ta tutta la rete. Tramite il sub­net­ting è più facile per gli am­mi­ni­stra­to­ri di rete isolare le sottoreti le une dalle altre.

Per le reti medie e grandi è perciò più che sensato creare delle sottoreti. L’impegno iniziale ne­ces­sa­rio per crearle verrà ben ri­com­pen­sa­to una volta che le sottoreti saranno in funzione: la sud­di­vi­sio­ne della rete aziendale aiuta perciò a mantenere il controllo e a lo­ca­liz­za­re i problemi ve­lo­ce­men­te. Come spesso accade nella vita, una buona or­ga­niz­za­zio­ne ripaga ogni sforzo.