In telecomunicazioni e informatica Internet Protocol (IP) è un protocollo di rete appartenente alla suite di protocolli Internet TCP/IP su cui è basato il funzionamento della rete Internet.
È un protocollo di interconnessione di reti (Inter-Networking Protocol), classificato al livello di rete (3) del modello ISO/OSI, nato per interconnettere reti eterogenee per tecnologia, prestazioni, gestione, pertanto implementato sopra altri protocolli di livello collegamento, come Ethernet o ATM.
È un protocollo a pacchetto senza connessione e di tipo best effort nel senso che fa il massimo di quello che può fare senza garantire alcuna forma di affidabilità della comunicazione in termini di controllo di errore, controllo di flusso e controllo di congestione a cui quindi dovranno supplire i protocolli di trasporto di livello superiore (livello 4) quale ad esempio TCP.
La versione correntemente usata del protocollo IP è detta anche IPv4 per distinguerla dalla più recente IPv6, nata dall'esigenza di gestire meglio il crescente numero di computer (host) connessi ad Internet.
Descrizione
Il principale compito di IP è l'Indirizzamento e l'instradamento (commutazione) tra sottoreti eterogenee, che a livello locale utilizzano invece un indirizzamento proprio, tipicamente basato sull'indirizzo fisico o indirizzo MAC e protocolli di livello datalink del modello ISO-OSI (es. Ethernet, Token ring, Token bus). Per far ciò è necessario assegnare un nuovo piano di indirizzamento a cui tutte le sottoreti devono sottostare per poter comunicare e interoperare tra loro: tale piano è rappresentato proprio dal Protocollo IP. Questo comporta infatti:
- l'assegnazione a ciascun terminale che ne fa richiesta (cioè si connette alla rete Internet) di un nuovo diverso indirizzo, univocamente associato all'indirizzo MAC locale, detto Indirizzo IP (tramite protocolli RARP, BOOTP o DHCP);
- la definizione delle modalità o procedure tese a individuare il percorso di rete per interconnettere due qualunque sottoreti durante una comunicazione tra host sorgente di una certa sottorete e host destinatario di un'altra sottorete, cui l'indirizzo IP appartiene. La conoscenza di questo percorso di rete comporta a sua volta l'assegnazione e la conoscenza dell'indirizzo IP a ciascun commutatore (router) che collega la rete dell'host emittente con quella dell'host destinatario, cioè quindi la conoscenza della sequenza di tutti i router di tutte le sottoreti da attraversare.
In sostanza dunque IP rappresenta la "colla" che unisce tra loro tutte le varie sottoreti eterogenee, a livello di indirizzamento\instradamento, permettendone il dialogo o scambio di informazioni tra loro cioè l'interlavoro (internetworking) o interoperabilità in fatto di trasmissione. Rimane invece compito delle singole sottoreti occuparsi di instradare, tramite i protocolli locali di livello 2, verso il successivo commutatore se la rete locale attraversata è solamente una rete di transito lungo il percorso verso un'altra sottorete di destinazione oppure instradare verso l'Indirizzo MAC locale dell'host destinatario, cui è associato l'indirizzo IP destinatario, se la sottorete è la sottorete finale risolvendo l'indirizzo IP dell'host in indirizzo MAC tramite protocollo ARP. Sotto questo punto di vista (che coincide con la nascita e lo sviluppo storico di Internet) si parla comunemente di integrazione nell'architettura logico-protocollare delle sottoreti del protocollo IP.
In generale dunque l'instradamento in Internet può essere diretto (o locale) (direct forwarding) se deve essere attraversata una sola sottorete fisica cioè l'host destinatario fa parte della stessa sottorete dell'host sorgente oppure indiretto (indirect forwarding) se devono essere attraversate più di una sottorete ovvero se l'host destinatario non appartiene alla stessa sottorete dell'host sorgente. Per quanto detto precedentemente quest'ultimo tipo di indirizzamento altro non è che una successione di instradamenti diretti.
Anche se l'indirizzamento indiretto altro non è che una successione di instradamenti diretti tramite i protocolli locali di trasporto di livello 2, in generale operare un indirizzamento di livello 3 tramite i soli indirizzi MAC, pur essendo questi univoci per ciascun terminale host, non sarebbe stato possibile perché essi non danno vita ad un piano di indirizzamento gerarchico cioè gli indirizzi MAC, il cui assegnamento è pseudo-casuale, non sono raggruppabili in sottoreti con lo stesso prefisso identificativo come invece lo sono gli indirizzi Host_IP. In altri termini esisterebbero notevoli problemi di scalabilità nell'implementare tabelle di instradamento indicizzate non per identificativi di sottoreti (Net_ID), ma per ciascun indirizzo MAC esistente.
Indirizzo IP
All'interno di una rete IP, ad ogni interfaccia connessa alla rete fisica viene assegnato un indirizzo univoco.
L'indirizzo IP è assegnato propriamente all'interfaccia (ad esempio una scheda di rete) e non all'host, perché è questa ad essere connessa alla rete. Un router, ad esempio, ha diverse interfacce e per ognuna occorre un indirizzo IP.
Indirizzi IP ed indirizzi MAC
I protocolli di collegamento, al livello 2 del modello ISO/OSI, indirizzano i calcolatori utilizzando il MAC address.
Quando su una rete locale si utilizza IP, ad ogni calcolatore deve essere assegnato anche un indirizzo IP, per permettergli di comunicare con i calcolatori al di fuori della sua rete locale.
La corrispondenza tra indirizzo IP e MAC address è gestita tramite il protocollo ARP, che permette di conoscere il MAC address di un computer dato il suo indirizzo IP tramite un'interrogazione distribuita.
L'assegnazione di un indirizzo IP ad un calcolatore può essere manuale, o automatizzata da protocolli come DHCP o i più desueti BOOTP e RARP.
Indirizzi IP e nomi DNS
Gli indirizzi IP sono numeri, e come tali non sono facili da ricordare per la maggior parte degli esseri umani. Il problema diventa ancora più serio con IPv6 che ha una stringa di indirizzamento di 128 bit anziché i consueti 32 di IPv4. Per questa ragione, spesso ad un indirizzo IP viene associato un nome simbolico DNS.
