DHCP, gateway e subnet: come funzionano nella rete locale
Quando colleghiamo un computer o uno smartphone al router, molti parametri vengono configurati automaticamente. Vediamo come funzionano DHCP, gateway e subnet e perché sono fondamentali per permettere ai dispositivi di comunicare.
💡 In poche parole
Il DHCP assegna automaticamente i parametri di rete ai dispositivi. La subnet permette di capire quali indirizzi appartengono alla stessa rete, mentre il gateway viene utilizzato per raggiungere reti differenti, compresa normalmente Internet.
📡 Cosa succede quando ti colleghi al Wi-Fi?
Quando colleghi uno smartphone, un computer o una Smart TV alla rete Wi-Fi, normalmente non devi inserire manualmente un indirizzo IP.
Dopo pochi secondi il dispositivo è già in grado di comunicare con il router e, nella maggior parte dei casi, anche di accedere a Internet.
Questo è possibile perché il dispositivo riceve automaticamente diversi parametri di configurazione.
Nelle normali reti domestiche questa configurazione viene spesso fornita dal router attraverso il protocollo DHCP.
🔄 Che cos’è il DHCP?
DHCP significa Dynamic Host Configuration Protocol.
Il suo compito principale è fornire automaticamente ai dispositivi le informazioni necessarie per utilizzare correttamente la rete.
In una rete domestica il router svolge normalmente anche il ruolo di server DHCP.
💻 Esempio di configurazione ricevuta
Questi parametri permettono al computer di capire quale indirizzo utilizzare, quali dispositivi appartengono alla sua rete e dove inviare il traffico destinato all’esterno.
📋 Il pool DHCP
Il server DHCP utilizza normalmente un intervallo di indirizzi IP che può assegnare ai dispositivi.
Questo intervallo viene chiamato pool DHCP.
Se colleghiamo più dispositivi, il router potrebbe assegnare indirizzi diversi:
⚠️ Due dispositivi non devono usare lo stesso IP
All’interno della stessa rete due dispositivi non dovrebbero utilizzare contemporaneamente lo stesso indirizzo IP. In caso contrario può verificarsi un conflitto di indirizzi IP.
⏳ Che cos’è il lease DHCP?
Un indirizzo IP assegnato tramite DHCP non viene necessariamente assegnato per sempre.
Il server DHCP concede normalmente l’indirizzo per un determinato periodo chiamato lease.
Durante questo periodo il dispositivo può utilizzare l’indirizzo. Prima della scadenza cercherà normalmente di rinnovare la concessione.
🧠 Perché esiste il lease?
Permette al server DHCP di recuperare e riutilizzare gli indirizzi quando i dispositivi non fanno più parte della rete.
🌐 Che cos’è il gateway?
Il gateway predefinito è il dispositivo al quale un host invia il traffico destinato a reti diverse dalla propria.
Nelle normali reti domestiche il gateway è quasi sempre il router.
Se il computer vuole comunicare con un dispositivo della stessa rete locale, il traffico può essere consegnato all’interno della LAN.
Se invece vuole raggiungere una destinazione esterna alla rete, il traffico viene inviato al gateway.
🔑 Un modo semplice per ricordarlo
Puoi immaginare il gateway come la porta di uscita dalla rete locale. Se la destinazione non appartiene alla tua rete, il traffico viene normalmente affidato al router.
🧩 Che cos’è una subnet?
Una subnet, abbreviazione di subnetwork, è una rete logica composta da un determinato insieme di indirizzi IP.
La subnet permette a un dispositivo di capire quali indirizzi appartengono alla propria rete e quali si trovano invece altrove.
Per effettuare questa distinzione viene utilizzata la subnet mask.
🎭 La subnet mask
Consideriamo questo esempio:
La subnet mask permette al dispositivo di distinguere la parte che identifica la rete dalla parte utilizzata per identificare i singoli host.
Senza entrare ancora nei calcoli binari, possiamo rappresentare questo esempio in maniera semplice:
Con la subnet mask 255.255.255.0, in questo esempio i primi tre gruppi identificano la rete, mentre l’ultimo gruppo varia tra i diversi dispositivi.
Questi indirizzi appartengono alla stessa rete:
🔢 Che cosa significa /24?
La subnet mask può essere rappresentata anche attraverso la notazione CIDR.
Il numero 24 indica che i primi 24 bit dell’indirizzo IPv4 appartengono alla parte di rete.
Una rete può quindi essere scritta in questo modo:
📚 Non serve ancora fare subnetting
In questa fase è più importante comprendere il concetto. I calcoli binari e il subnetting possono essere approfonditi successivamente.
📌 Indirizzo di rete e broadcast
All’interno di una subnet IPv4 alcuni indirizzi hanno un significato speciale.
Consideriamo:
| Indirizzo | Funzione |
|---|---|
| 192.168.1.0 | Indirizzo della rete |
| 192.168.1.1 – 192.168.1.254 | Indirizzi normalmente utilizzabili dagli host |
| 192.168.1.255 | Indirizzo broadcast della subnet |
In una rete /24 di questo tipo sono quindi disponibili 254 indirizzi utilizzabili dagli host.
🔎 Come fa il computer a sapere se usare il gateway?
Ora possiamo mettere insieme indirizzo IP, subnet mask e gateway.
Destinazione nella stessa subnet
Il computer vuole raggiungere:
Grazie alla subnet mask riconosce che l’indirizzo appartiene alla stessa rete 192.168.1.0/24.
La comunicazione può quindi avvenire sulla rete locale.
Destinazione in un’altra rete
Ora il computer vuole raggiungere:
Questo indirizzo non appartiene alla rete 192.168.1.0/24.
Il computer invierà quindi il traffico al proprio gateway:
🔗 Dove entra in gioco il MAC address?
Nella lezione precedente abbiamo visto che Ethernet utilizza i MAC address per consegnare i frame sul collegamento locale.
Se la destinazione si trova nella stessa subnet, il computer deve determinare quale MAC address corrisponde all’indirizzo IPv4 della destinazione.
Se invece la destinazione si trova in un’altra rete, il computer deve consegnare il frame al MAC address del gateway.
In IPv4 questa associazione viene normalmente ottenuta tramite ARP.
🧠 IP, subnet, gateway e MAC lavorano insieme
L’indirizzo IP identifica logicamente la destinazione, la subnet permette di capire se è locale, il gateway viene utilizzato per raggiungere altre reti e il MAC address permette la consegna del frame sul collegamento locale.
🛠️ DHCP o indirizzo IP manuale?
Un dispositivo non deve necessariamente ricevere l’indirizzo IP tramite DHCP.
I parametri possono anche essere configurati manualmente. In questo caso si parla comunemente di configurazione IP statica.
| Metodo | Caratteristica | Uso comune |
|---|---|---|
| DHCP | Configurazione automatica | PC, smartphone, tablet, Smart TV |
| IP statico | Configurazione manuale e prevedibile | Server e alcuni apparati di rete |
| Prenotazione DHCP | Stesso indirizzo assegnato automaticamente | NAS, stampanti, telecamere e dispositivi domestici |
📌 Che cos’è una prenotazione DHCP?
Molti router permettono di associare un determinato dispositivo a uno specifico indirizzo IP.
Il router può identificare l’interfaccia tramite il suo MAC address e cercare di assegnarle sempre lo stesso indirizzo.
🔗 Esempio
Quando quel dispositivo richiede la configurazione tramite DHCP, il router può assegnargli sempre 192.168.1.50.
📝 Mettiamo tutto insieme
Immaginiamo che uno smartphone si colleghi alla rete Wi-Fi.
Il router tramite DHCP gli assegna:
A questo punto:
- l’indirizzo IP identifica lo smartphone nella rete;
- la subnet mask permette di capire quali destinazioni appartengono alla rete locale;
- il gateway permette di raggiungere altre reti;
- il DHCP ha fornito automaticamente la configurazione;
- il DNS verrà utilizzato per trasformare i nomi dei siti in indirizzi IP.
👉 Nella prossima lezione
Vedremo come funziona il DNS, che permette di trasformare nomi come progettiarduino.com in indirizzi IP, e il NAT, che permette a più dispositivi della rete domestica di condividere la connessione a Internet.
🎯 Cosa devi ricordare
- Il DHCP assegna automaticamente i parametri di rete ai dispositivi.
- Il router domestico svolge normalmente anche il ruolo di server DHCP.
- Il pool DHCP è l’intervallo di indirizzi utilizzato per le assegnazioni.
- Il lease rappresenta la durata dell’assegnazione DHCP.
- Il gateway viene utilizzato per raggiungere reti diverse dalla propria.
- La subnet permette di determinare quali indirizzi appartengono alla stessa rete.
- 255.255.255.0 corrisponde alla notazione CIDR /24.
- Nella rete 192.168.1.0/24, 192.168.1.0 è l’indirizzo di rete e 192.168.1.255 è il broadcast.
- Se una destinazione appartiene alla stessa subnet, il traffico viene consegnato localmente.
- Se la destinazione appartiene a un’altra rete, il traffico viene inviato al gateway.
- Una prenotazione DHCP permette di assegnare sempre lo stesso indirizzo a un determinato dispositivo.
🎓 Quiz finale
Controlla se hai assimilato i concetti principali della lezione.
Mostra la risposta
Il router.
Mostra la risposta
Permette di inviare il traffico verso reti diverse dalla rete locale.
Mostra la risposta
Permette a un dispositivo di determinare quali indirizzi appartengono alla propria subnet e quali appartengono invece a reti differenti.
Mostra la risposta
255.255.255.0.
Mostra la risposta
Sì. Entrambi appartengono alla rete 192.168.1.0/24.
Mostra la risposta
Al gateway predefinito, perché 8.8.8.8 non appartiene alla subnet 192.168.1.0/24.
Mostra la risposta
È il periodo di tempo per il quale un indirizzo IP viene concesso a un dispositivo dal server DHCP.
Mostra la risposta
Permette di fare in modo che un determinato dispositivo riceva sempre lo stesso indirizzo IP, continuando comunque a utilizzare il DHCP.