Aperto Internet, dalle regole a casa nostra

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29 Marzo 2016
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Cos'è Internet?
Come siamo connessi a Internet?

Lo scopo di questo post è puramente informativo.

Post pubblicato in parallelo con alessandrobasi.it



ToC:
  • IETF (Internet Engineering Task Force)
    • RFC (Request For Comment)
    • Indirizzi IP
  • IANA (Internet Assigned Numbers Authority)
    • RIR (Regional Internet Registry)
      • AfriNIC
      • APNIC
      • ARIN
      • LACNIC
      • RIPE NCC
    • NIR (National Internet Registry)
    • LIR (Local Internet Registry)
  • Internet
    • Dorsale (Backbone)
    • Internet eXchange Point (IXP)
    • Internet Service Provider (ISP)
    • Casa



IETF (Internet Engineering Task Force)

L'IETF è un'organizzazione che lavora al miglioramento di Internet, tramite la scrittura e pubblicazione di nuovi standard.
All'interno dell'organizzazione esistono 2 gruppi di lavoro:
  1. Il primo gruppo elabora nuove idee che vengono poi messe per scritto, questi propositi prendono il nome di RFC (Request For Comment)
  2. Il secondo gruppo giudica le RFC e decide se possono diventare standard o meno.

Prendiamo in considerazione i RFC e vediamo come vengono organizzati.

RFC (Request For Comment)

Queste idee sono organizzate in file divisi, identificati con un numero incrementale da 1 a ...
Per esempio: RFC1, RFC2, ...

Questi file sono di dominio pubblico, è possibile leggerli e stamparli liberamente.
Per consultare l'archivio dei RFC cliccate qui (File di grandi dimensioni).

Possiamo trovare tra questi RFC l'origine di moltissimi protocolli ed elementi attualmente in uso oggi, eccone alcuni:
  • RFC791 : Internet Protocol (Protocollo Internet)
  • RFC793 : Transmission Control Protocol (Protoclollo per il Controllo delle Trasmissioni)
  • RFC950 : Internet Standard Subnetting Procedure (Procedure per creare delle sotto-reti)

I 3 RFC presi come esempio sono alla base di Internet, il primo definisce la struttura e la conformazione degli indirizzi IP (Internet Protocol), il secondo definisce il protocollo TCP/IP per la comunicazione sulla rete e il terzo spiega come effettuare una spartizione degli indirizzi IP.

Vediamo in particolare com'è formato un indirizzo IP.


Indirizzi IP

Esistono 2 tipi di IP, vengono chiamati IPv4 (o IP versione 4) ed IPv6 (o IP versione 6).

Un indirizzo IPv4 è composto da 4 gruppi di numeri divisi da un punto, xxx.xxx.xxx.xxx, ogni gruppo può avere un numero compreso tra 0 e 255, per esempio 127.0.0.1, 192.168.1.47 o 172.16.254.33.

Un indirizzo IPv6 è composto da 8 gruppi di numeri divisi da due punti, xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx, ogni X può avere un numero compreso tra 0 e 9 e da A a F.

l'IPv4 è nato prima dell'IPv6, di conseguenza l'IPv4 è largamente usato, infatti ogni connessione su internet con altissima probabilità usa l'IPv4.

In un ambiente ottimale, ogni dispositivo connesso ad Internet dovrebbe avere un indirizzo IP. Purtroppo questo non è così, visto la quantità di dispositivi connessi, tutte le combinazioni degli indirizzi IPv4 sarebbero finite.

Per questo si è dovuto creare un nuovo tipo di IP con una capienza maggiore rispetto all'IPv4, infatti le possibili combinazioni di indirizzi IPv6 sono gigantesche.

Per raggruppare più IP consecutivi si è introdotta la notazione CIDR, alla fine di ogni IP viene inserita questa notazione "/NN" dove NN può variare da 8 a 32, il numero indica la grandezza del gruppo, più è piccolo il numero, maggiore è la grandezza.

Notazioni importanti:
/8 | Più grande gruppo di IP / Grandezza standard per reti private (127.0.0.0/8 , 10.0.0.0/8 )​
/16 | Usato da grandi aziende / Grandezza standard per reti private (192.168.0.0/16 )​
/24 | Grandezza standard per reti private (192.168.1.0/24 )​
/32 | Singolo IP (127.0.0.1/32 )​

Ma chi gestisce gli indirizzi IP?
E perché non sono ancora finiti?

Gli IPv4 in realtà stanno già finendo, per questo è necessario muoversi verso il nuovo IPv6.

IANA (Internet Assigned Numbers Authority)

IANA o "Internet Assigned Numbers Authority" (Autorità per l'assegnamento dei numeri Internet) è l'organizzazione che gestisce globalmente la distribuzione degli indirizzi IP e la loro spartizione tra le RIR (Regional Internet Registry - Registro Internet Regionale).

Il compito di IANA non è solo destinato agli IP ma anche alla partizione dei gruppi di numeri identificativi per le aziende che maneggiano IP.

Oltre alla gestione degli indirizzi IP, vengono gestiti i protocolli e i domini di primo livello (TLD).

IANA per semplificare il lavoro di gestione di IP, ha suddiviso il globo in regioni, gestite dai RIR, ogni RIR amministra un insieme di IP assegnati da IANA.


RIR (Regional Internet Registry)



(Fonte: Wikipedia)

Ogni colore corrisponde ad un RIR, rispettivamente:

Il RIR a cui l'Italia è associata è RIPE NCC.



(Fonte: RIPE NCC)

Nell'immagine i rettangoli nominati come "Member" (Membri) sono i LIR (Local Internet Registry - Registro Internet Locale), aziende che lavorano nei vari stati, ogni LIR è identificata con un codice univoco, ASN (Autonomous System Numbers).

Ogni RIR poi può gestirsi la propria regione come crede, può decidere se instaurare altre sotto-identità per la gestione del territorio al livello nazionale, NIR.


NIR (National Internet Registry)

Queste sotto-identità vengono chiamate NIR (National Internet Registry - Registro Internet Nazionale).

Nella regione controllata da APNIC sono instaurate 7 NIR e in quella di LACNIC sono 2, più informazioni qui.

Il compito delle NIR è lo stesso delle RIR, ovvero distribuire gli IP che la RIR gli ha assegnato, ai LIR che ne richiedono.

Nella regione del RIPE NCC non ci sono NIR.


LIR (Local Internet Registry)

I LIR sono le aziende che forniscono internet nello stato in cui operano, alcuni esempi qui in Italia sono: Tim, Fastweb, Vodafone ma anche operatori telefonici come Iliad, Wind/Tre ecc...

Questi hanno anche un secondo nome identificativo, ovvero ISP (Internet Service Provider).

Per gli utenti finali che ricevono internet gli operatori sono chiamati ISP, le RIR o le NIR, per loro gli operatori sono chiamati LIR.

A questo punto le LIR hanno in mano gli IP assegnati dal RIR o dal NIR, sta a loro creare l'infrastruttura di router per far navigare su Internet ogni indirizzo IP.


Internet

Internet è una "Rete di reti", ovvero che esiste un primo livello dove, in alcuni casi, i router si presentano, ed un secondo dove i dispositivi (PC, Cellulari, ecc...) si collegano al corrispettivo router, creando quindi una rete privata.

Ma come fanno a collegare ogni router del mondo tra loro?


Dorsale (Backbone)

Una Dorsale è un cavo ad alta velocità tra due o più router che lavora a distanze molto lunghe. Per esempio potete immaginarvi i continenti come router, la dorsale è il cavo o i cavi che collegano due continenti.

Le dorsali vengono posate sul fondo marino da imbarcazioni speciali che lavorano in mezzo al mare per assemblare il cavo. Possono anche collegare più stati via terra.

Ecco una mappa dei cavi sottomarini tuttora in funzione: https://www.submarinecablemap.com/

Possiamo dire che questi cavi sono il cuore di Internet.


Internet eXchange Point (IXP)

Le IXP (Internet eXchange Point - punto di scambio Internet) sono delle strutture dove vari ISP possono collegarsi fisicamente con i loro cavi e così facendo accedere (o collegarsi) alle reti di altre ISP.

C'è anche la possibilità di collegare altre ISP di altri paesi ma non solo, permette di ridurre i tempi di latenza ed altre importanti caratteristiche che non tratteremo in questo post (clicca qui per altre caratteristiche sulle IXP o qui per un video informativo ).

è possibile trovare la locazione di queste IXP relativamente vicino ai confini con altri stati o in punti strategici del paese, potete dare uno sguardo alla locazione di queste IXP su questo sito: https://www.internetexchangemap.com/

In Italia il più importante IXP è situato a Milano, si chiama MIX. Permette di vedere i grafici del traffico che passa nel loro network, potremmo vedere quasi l'intero traffico d'Italia.


Internet Service Provider (ISP)

Le ISP (o LIR o comunemente operatore) sono le entità che posseggono, uno o più, gruppi di indirizzi IP. Questi gruppi sono identificati dall'IP iniziale del gruppo e la notazione CIDR, per esempio: 192.168.1.0/24.

Possiamo vedere le ISP come delle città fortificate, dove ogni città ha un muro di cinta e le case al suo interno sono gli utenti che usano l'ISP.

Infatti ogni ISP collega i propri utenti a una grande rete privata (gestita dalla ISP), questa poi ha dei router speciali chiamati Router di Bordo (o di confine), posizionati in quel che possiamo chiamare il bordo della rete. Questi connettono la rete privata della ISP ad altre reti di altri operatori, il loro compito è trovare nuovi percorsi per collegare più velocemente le sotto reti.

All'interno della rete di una ISP, ogni utente è identificato con 2 IP, uno pubblico che i server (DHCP) della ISP assegnano ai router, e uno interno alla rete per instradare il traffico verso l'utente destinatario.

è loro il compito di gestire i protocolli di instradamento, fondamentali per il corretto funzionamento della loro rete e di Internet.

Riguardante l'aspetto fisico, come fanno a portare Internet nelle nostre case?

Casa

Gli operatori posso portare Internet in svariati modi, via terra, via satellite e via onde radio.

Se leggi questo post probabilmente avrai una connessione tramite terra, ovvero tramite un cavo che arriva al tuo router, ma chi abita in campagna o in altura, far arrivare un cavo significherebbe un lavoro arduo per chi deve posarlo, questo è stato reso possibile con l'Internet via satellite.

Chi stipula un contratto con l'operatore per un Internet via satellite, usa una parabola per comunicare con un satellite geostazionario, questo funge da ripetitore che permette di collegare l'operatore con l'utente.

Con l'avvento dei cellulari, si è studiato un modo per poter collegarsi a Internet senza fili, è stato possibile con l'uso delle onde radio, infatti quasi tutto il territorio italiano è coperto da reti cellulare.

Tramite una sim, che identifica la sorgente del traffico, è possibile connettere qualsiasi dispositivo (supportato) alla rete telefonica e ad Internet, si guardi per esempio l'operatore Linkem.

La rete più complessa tra queste è sicuramente quella via terra, poiché non è possibile mettere un solo cavo per città, infatti ogni operatore ha suddiviso la propria rete in livelli, posso riassumerli brevemente così:
  • Livello 1: Nodo
  • Livello 2: Armadio
  • Livello 3: Casa
Il Nodo è un edificio dove più cavi arrivano e vengono "preparati" per viaggiare su lunghe distanze, sono degli edifici di solito controllati dove uno o più operatori (in concessione) possono far diramare i propri cavi.

L'armadio è una piccola cabina dove uno o più cavi ad alta velocità si diramano per diventare un cavo di rame o un nuovo cavo ad alta velocità destinato a una abitazione, di solito si trova ai bordi della strada.

In fine nella vostra casa, al vostro router potrà arrivare o un cavo di rame o un cavo ad alta velocità, dal router poi sarà compito dell'utente crearsi la propria rete.