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Instradamento di datagrammi IP

La consegna dei datagrammi IP è estremamente semplice se entrambe le stazioni coinvolte risultano connesse alla stessa rete locale.

In tal caso la consegna del datagramma IP può avvenire in maniera diretta, utilizzando le proprietà di consegna dei frame sulla rete locale, senza coinvolgere alcun IP gateway.

La consegna dei datagrammi diviene un compito più complesso quando le stazioni appartengono a reti IP diverse.

Nel secondo caso il datagramma IP deve attraversare uno o più gateway prima di giungere a destinazione.

Come caso generale, è dunque possibile affermare che, la consegna di datagrammi IP coinvolge in maniera attiva diverse entità: la stazione sorgente, la stazione destinazione e una serie di gateway intermedi che hanno il ruolo di instradare i pacchetti.

Il compito di questi instradatori (router) è interpretare il contenuto dell’intestazione IP al fine di prendere corrette decisioni di instradamento.

L’instradamento dei datagrammi IP attraverso la rete avviene secondo il principio della “patata bollente”.

In termini figurati, ogni datagramma IP che giunge a un router può essere rappresentato come una patata bollente.

Per ogni datagramma IP il router deve prendere rapidamente una decisione e passare la patata bollente a uno dei suoi vicini, nella direzione più conveniente per raggiungere la destinazione finale.

Perchè il processo abbia inizio occorre che la stazione sorgente si faccia carico di consegnare il datagramma IP al primo router, che avvierà il processo di consegna.

Una volta raggiunto il router finale, in possesso di un’interfaccia connessa alla rete locale cui appartiene la stazione di destinazione, questo provvederà alla consegna diretta del datagramma IP, utilizzando ancora una volta il principio di consegna dei frame sulla rete locale.

Poichè una rete locale può possedere più router alternativi (ovvero disporre di una serie di percorsi alternativi per la destinazione finale), il compito della stazione sorgente è innanzitutto stabilire a quale router passare il datagramma IP destinato a una stazione remota.

Il compito della sorgente può essere semplificato eleggendo un router come default gateway.

Con questo accorgimento, una volta addestrata la stazione sorgente a utilizzare un default gateway per l’inoltro del datagramma IP, resta solo da stabilire se il datagramma IP deve rimanere confinato nella stessa rete locale in cui ha avuto origine (non coinvolgere alcun router), o se il datagramma IP deve essere trasmesso al default gateway per avviare la procedura di instradamento.

La prima eventualità viene denominata consegna diretta del datagramma IP; la seconda eventualità viene denominata consegna indiretta del datagramma IP.

Per stabilire come procedere, la stazione sorgente estrae dall’indirizzo IP della stazione di destinazione la parte relativa al network address.

I bit che costituiscono il network address della destinazione vengono comparati con quelli che rappresentano il network address della sorgente.

Se tutti i bit coincidono, le stazioni appartengono alla stessa rete locale e quindi si ricorre alla consegna diretta.

In caso contrario si ricorre alla consegna indiretta e il datagramma IP viene consegnato al default gateway.

Un gateway ha più interfacce e quindi più indirizzi IP.

Per avviare il processo di consegna indiretta, è necessario che la stazione sorgente conosca l’indirizzo IP dell’interfaccia del gateway connessa alla propria rete locale.

Perchè la consegna dei datagrammi IP funzioni, occorre:

  • stazioni appartenenti a reti locali diverse posseggano network address diversi;
  • stazioni appartenenti alla stessa rete locale posseggano lo stesso network address.

Stazioni appartenenti a reti locali distinte, connesse all’Internet pubblica, posseggono necessariamente network address distinti, in quanto assegnati dall’autorità competente.

Nell’eventualità che esistano stazioni che condividono la stessa rete locale, ma in possesso di network address diversi (cosa questa che accade quando si creano più reti locali virtuali, o VLAN, che condividono gli stessi switch), è indispensabile ricorrere ai servizi di un router.

In presenza di VLAN il router responsabile dell’instradamento viene anche denominato interVLAN router.

La funzione di interVLAN routing può essere svolta anche da uno switch in grado di processare pacchetti a livello di rete.

Il datagramma IP consegnato al default gateway deve essere correttamente instradato verso la destinazione finale.

Per svolgere questo compito, il router possiede alcune tabelle interne denominate tabelle di routing che contengono le informazioni indispensabili per prendere decisioni di instradamento

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