Protocolli IPV4 e IPV6

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Cos’è il protocollo IPv4?

L’IPv4 (Internet Protocol version 4) è un protocollo di rete che permette l’instradamento delle connessioni. Creato nel 1981, è a tutt’oggi il protocollo più diffuso per il collegamento a Internet. Ogni dispositivo connesso a una rete ha bisogno di un indirizzo IP per essere individuato e per comunicare con gli altri dispositivi: IPv4 permette di assegnare a ogni dispositivo un indirizzo univoco a 32 bit, spesso rappresentato con una sequenza di cifre separate da punti (ad esempio 192.168.1.25).

Il limite dei 32 bit fa sì che sia possibile ottenere soltanto un massimo di 4,3 miliardi di indirizzi IP unici: questo significa che soltanto 4,3 miliardi di dispositivi potrebbero collegarsi a Internet. Con la diffusione di Internet sempre più capillare, questo limite è ovviamente diventato un problema. Sono state trovate alcune soluzioni temporanee, come l’utilizzo di sottoreti per permettere a più dispositivi di collegarsi a Internet utilizzando lo stesso indirizzo IP, ma è evidente come sia necessario risolvere il problema alla radice.

Cos’è il protocollo IPv6?

Per cercare di superare il limite intrinseco del protocollo IPv4, nel 1998 è stata creata una nuova versione: IPv6. Questo nuovo protocollo permette di assegnare indirizzi IP a 128 bit, alzando perciò il limite di IP unici ottenibili. Per dare un’idea del numero in questione: con IPv4 non sarebbe possibile nemmeno assegnare un singolo IPv4 per ogni abitante del pianeta; con IPv6, invece, a ogni abitante potrebbero essere assegnati miliardi di indirizzi IPv6 diversi.

I problemi del protocollo IPv6

Sulla carta, quindi, IPv6 sembra essere la soluzione ideale. Tuttavia, questo nuovo protocollo introduce alcuni problemi che ad oggi ne impediscono la diffusione capillare. In particolare, IPv6 non è retro-compatibile con IPv4. Ciò significa che se il proprio provider utilizza il protocollo IPv6, i siti che supportano unicamente IPv4 non saranno accessibili.

Poiché IPv4 è attualmente il più diffuso, è necessario che i propri dispositivi siano compatibili con entrambi i protocolli, e quindi abbiano due indirizzi IP diversi, per poter accedere a tutti i contenuti di Internet. Il passaggio completo alla nuova versione del protocollo potrà avvenire soltanto quando tutti i dispositivi, sistemi, server, provider, ecc. utilizzeranno IPv6: potrebbe quindi volerci ancora molto tempo, considerando anche il costo di un’operazione su così larga scala.

I vantaggi del protocollo IPv6

Come abbiamo già visto, IPv6 è stato progettato in primo luogo per risolvere il problema del numero limitato di indirizzi IPv4 disponibili. Questo non è però l’unico vantaggio dell’implementare questo nuovo protocollo.

Sicurezza

ICMP (Internet Control Message Protocol) è un protocollo di rete integrato in IPv4 che viene utilizzato per inviare eventuali messaggi di errore in caso di problemi nella comunicazione con altri indirizzi IP. Questo protocollo può però essere utilizzato anche per inviare malware, rendendo così la rete vulnerabile ad attacchi informatici. Molti firewall aziendali, infatti, bloccano questo protocollo proprio come difesa contro gli hacker.

Al posto di ICMP, IPv6 utilizza IPSec (Internet Protocol Security), un gruppo di protocolli che permettono di crittografare e autenticare i pacchetti inviati, rendendo la rete molto più sicura.

Instradamento

Un protocollo IP svolge diverse funzioni: identifica i dispositivi connessi, riceve i dati, li incapsula in pacchetti, aggiunge un’intestazione, instrada i pacchetti sulla rete e verifica che i dati ricevuti siano integri.

Nel protocollo IPv4, le intestazioni possono avere lunghezza variabile, mentre con il protocollo IPv6 la lunghezza è costante. L’instradamento dei dati diventa così più semplice e richiede meno risorse. Per questo motivo, utilizzare il protocollo IPv6 può avere degli effetti molto positivi sulla qualità del servizio e sull’esperienza utente.

Limiti geografici

Quando IPv4 è stato creato, circa la metà degli indirizzi IP a disposizione sono stati riservati per gli Stati Uniti. Questo è ovviamente diventato un problema quando è stato raggiunto il limite degli indirizzi assegnabili, in quanto una parte di essi erano semplicemente stati riservati e mai utilizzati.

Per il protocollo IPv6 non sono state prese decisioni simili, quindi non si sono create situazioni di disparità nell’assegnazione degli indirizzi. Ciò significa che gli IP verranno assegnati a seconda delle richieste fino a esaurimento, che comunque non avverrà ancora per moltissimo tempo.

Connettività end-to-end

Uno dei metodi utilizzati per aggirare il limite degli indirizzi IP disponibili con il protocollo IPv4 prevede l’utilizzo di indirizzi pubblici e indirizzi privati. L’IP pubblico viene assegnato dal provider di servizi Internet e serve a identificare il dispositivo collegato a Internet, quindi è generalmente assegnato al router di una rete locale. L’IP privato è invece assegnato dal router ai dispositivi collegati alla rete locale, i quali utilizzano questi indirizzi privati soltanto per comunicare tra loro all’interno della rete stessa.

In questo modo, gli IP privati devono essere unici soltanto all’interno della stessa rete, ma possono essere utilizzati in più reti diverse. Ad esempio, l’indirizzo privato 192.168.1.10 può essere usato dal proprio computer e dal computer di un amico, purché i due computer siano collegati a reti domestiche diverse.

Poiché IPv6 mette a disposizione un numero estremamente alto di indirizzi IP, questo metodo non è più necessario, e sarà possibile assegnare IP unici a tutti i dispositivi, indipendentemente dalla rete a cui sono collegati. Non ci sarà quindi più bisogno di un intermediario per far sì che un dispositivo possa comunicare con Internet direttamente.

Velocità della connettività IPv4 e IPv6

Un mito da sfatare è quello della presunta superiore velocità del protocollo IPv6. Sono infatti stati effettuati dei test per stabilire quale dei due protocolli sia più veloce, ed è emerso che IPv4 è in grado di ottenere risultati leggermente migliori. Si tratta in ogni caso di differenze infinitesimali, impossibili da percepire durante la normale navigazione.

Come fare a capire se si sta utilizzando IPv4 o IPv6

L’indirizzo IP che si utilizza per collegarsi a Internet è generalmente assegnato dal proprio provider. Per sapere se si sta utilizzando il protocollo IPv4 o IPv6, e per conoscere con precisione il proprio indirizzo, si può ricorrere a diversi metodi molto semplici.

La soluzione più immediata è semplicemente quella di fare una ricerca su Google per “mio IP“: i primi risultati saranno tutti in grado di dare la risposta corretta. Osservando l’indirizzo si può capire quindi se si sta usando il protocollo IPv4 o IPv6: come già accennato, IPv4 assegna indirizzi del tipo 150.32.48.501 (quattro gruppi di massimo tre cifre, separati da un punto); IPv6 assegna invece indirizzi del tipo 2001:4cu3:95z3:0a9k:284d:53ef:7099:4de3 (quattro gruppi da quattro caratteri, separati da due punti).

Molto probabilmente, l’indirizzo così individuato sarà del tipo IPv4: si tratterà quindi di un indirizzo IP pubblico. Per ottenere gli indirizzi IP privati interni alla propria rete locale è necessario accedere alle impostazioni del router, dove sono elencati tutti i dispositivi collegati.

Per ottenere informazioni più dettagliate, si può anche utilizzare apposite applicazioni. Ad esempio, WiFi Analyzer esegue un’analisi completa della rete locale a cui si è collegati, mostrando indirizzi IP pubblici e privati, DNS, indirizzi MAC, qualità del segnale, ping e molto altro.

Come passare da IPv4 a IPv6

Poiché gli indirizzi IP sono assegnati dai fornitori di servizi Internet, per utilizzare IPv6 è necessario che questa funzionalità sia disponibile per la propria connessione. Se non lo dovesse essere, sarà necessario cambiare operatore, scegliendone uno che offre questa possibilità. Oltre all’operatore è necessario anche avere un router compatibile con il protocollo IPv6. A questo punto, per utilizzare il nuovo protocollo è sufficiente accedere al pannello di controllo del router e selezionare la voce IPv6, che solitamente si trova tra le funzionalità avanzate.

DIFFERENZA TRA IPV4 E IPV6


Se si utilizza Internet o quasi qualsiasi rete di computer è probabile che, ad oggi, si sta utilizzando il protocollo IPv4. La pubblicazione ufficiale di IPv4 risale al 1981 a cura dell’Internet Engineering Task Force (IETF), quando ancora Internet era in uno stato embrionale. La sua progettazione tuttavia non prese in considerazione l’espansione mondiale del web e questo portò a una serie di problemi:

  • La scarsità di indirizzi IPv4: Gli indirizzi IPv4 utilizzano uno spazio di indirizzamento a 32 bit classificato in classi A, B, e C. Con 32 bit è possibile creare circa 4 miliardi di indirizzi IPv4, ma bisogna tener presente che non vengono usati tutti, perché alcuni sono riservati a un particolare utilizzo (ad esempio gli indirizzi 0.0.0.0, 127.0.0.1, 255.255.255.255, 192.0.34.166 e la classe 192.168.0.1/16). Nonostante il numero sembri esorbitante, gli indirizzi ip stanno per esaurirsi.
  • Problemi relativi alla sicurezza: nel 1981, le minacce alla sicurezza delle rete attuali non erano minimamente prevedibili. Per ovviare a questo problema, sono stati definiti protocolli IP completi per la sicurezza della rete (Internet Protocol Security o IPSec) e per la protezione dei dati tuttavia non sono protocolli built-in e molti di loro sono proprietari e commerciali.
  • Problemi relativi alla configurazione dell’indirizzo: i nuovi dispositivi utilizzano indirizzi IP (statici o dinamici), per cui si dovrebbe rendere la configurazione quanto più semplice possibile.
  • QoS: Quality of Service (QoS) è disponibile in IPv4 e si basa sugli 8 bit del campo Type of Service (TOS) e sull’identificazione del payload (i dati utili trasmessi). Tuttavia il campo ha funzionalità limitate e l’identificazione del payload non è possibile quando il pacchetto è crittografato. A causa di ciò anche la qualità del servizio è influenzato.

Tabella principali differenze tra IPv4 e IPv6.

IPv4IPv6
Gli indirizzi IPv4 hanno lunghezza pari a 32 bitGli indirizzi IPv6 hanno lunghezza pari a 128 bit
Gli indirizzi IPv4 sono numeri binari rappresentati in decimaliGli indirizzi IPv6 sono numeri binari rappresentati in esadecimale
Supporto IPSec solo opzionaleSupporto IPSec built-in
La frammentazione è fatta dal mittente e inoltrata routerLa frammentazione è fatta solo dal mittente
Nessuna identificazione del flusso di pacchettiIdentificazione del flusso di pacchetti è disponibile all’interno del intestazione IPv6 utilizzando il campo Flow Label
E’ presente un campo ChecksumNessun campo Checksum presente
Campi Opzioni sono disponibili in IPv4Non ci sono campi di opzione, ma sono disponibili IPv6 Extension
Address Resolution Protocol (ARP) è disponibile per mappare indirizzi IPv4 a indirizzi MACAddress Resolution Protocol (ARP) viene sostituito con una funzione di Neighbor Discovery Protocol (NDP)
Internet Group Management Protocol (IGMP) viene utilizzato per gestire l’appartenenza ai gruppi multicastIGMP viene sostituito con dei messaggi Multicast Listener Discovery (MLD)
I messaggi broadcast sono disponibiliI messaggi broadcast non sono disponibili. Viene invece usato un Link-local scope per il multicast (FF02 :: 1)
Configurazione manuale (statico) di indirizzi IPv4 o DHCP (dinamica) necessaria per configurare gli indirizzi IPv4Configurazione automatica degli indirizzi
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