Gli indirizzi MAC operano al Livello 2 (Data Link) e sono utilizzati da dispositivi come switch e access point per identificare i dispositivi fisici nella rete locale (LAN). Gli indirizzi IP operano al Livello 3 (Rete) e sono usati da router e firewall per instradare i dati tra reti diverse, come LAN e Internet. I due indirizzi collaborano per garantire una comunicazione fluida tra dispositivi locali e globali.

Gli indirizzi MAC (Media Access Control) e IP (Internet Protocol) sono entrambi fondamentali per il funzionamento delle reti moderne, ma operano su livelli diversi del modello OSI e servono scopi distinti. Comprendere le differenze tra questi due tipi di indirizzi è essenziale per capire come i dati vengono trasmessi da un dispositivo all’altro.

Cos'è un Indirizzo MAC?

• L'indirizzo MAC è un identificativo fisico e univoco assegnato alla scheda di rete (NIC) di un dispositivo.
• Opera al Livello 2 (Data Link) del modello OSI.
• Caratteristiche principali:
  • È un indirizzo hardware che non cambia, associato alla scheda di rete dal produttore.
  • Si presenta come una sequenza di 48 bit scritti in formato esadecimale, es. 00:1A:2B:3C:4D:5E.
  • È utilizzato all'interno della rete locale (LAN) per comunicare direttamente tra dispositivi.

Funzione dell'Indirizzo MAC: l'indirizzo MAC permette a un dispositivo di essere identificato fisicamente in una rete locale. Ad esempio, i dispositivi all'interno della stessa LAN usano gli indirizzi MAC per trasmettere i dati.

Cos'è un Indirizzo IP?

• L'indirizzo IP è un identificativo logico assegnato a un dispositivo connesso a una rete.
• Opera al Livello 3 (Rete) del modello OSI.
• Caratteristiche principali:
  • È un indirizzo logico che può cambiare a seconda della rete a cui il dispositivo è connesso.
  • Si presenta in due versioni principali:
    • IPv4: 32 bit, es. 192.168.1.1.
    • IPv6: 128 bit, es. 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334.
  • È utilizzato per instradare i pacchetti attraverso reti diverse (es. da una rete locale a Internet).

Funzione dell'Indirizzo IP: L'indirizzo IP consente l'identificazione logica di un dispositivo e permette di instradare i dati tra reti diverse. Ad esempio, quando navighi sul web, il tuo computer utilizza un indirizzo IP per comunicare con il server web.

La comunicazione nelle reti utilizza sia gli indirizzi MAC che gli indirizzi IP, ma in contesti e livelli diversi del modello OSI. Ecco come funzionano insieme:

Indirizzo MAC

• Cos'è: L'indirizzo MAC (Media Access Control) è un identificativo fisico unico assegnato a ogni dispositivo di rete. È legato all'hardware della scheda di rete (NIC) e rappresenta il livello Data Link (Livello 2) del modello OSI.
• Utilizzo: serve per identificare dispositivi sulla stessa rete locale (LAN). I pacchetti Ethernet contengono gli indirizzi MAC di sorgente e destinazione.
• Esempio: Un computer invia un data unit a un altro computer sulla stessa rete utilizzando l'indirizzo MAC.

Indirizzo IP

• Cos'è: L'indirizzo IP (Internet Protocol) è un identificativo logico assegnato ai dispositivi su una rete, che può cambiare nel tempo o in base alla configurazione della rete. Appartiene al livello Rete (Livello 3) del modello OSI.
• Utilizzo: serve per instradare i dati tra reti diverse. Gli indirizzi IP identificano mittenti e destinatari nella comunicazione globale (es: Internet).
• Esempio: un pacchetto inviato da un computer a un server web utilizza l'indirizzo IP del server per essere instradato correttamente.

Come lavorano insieme indirizzi IP e indirizzi MAC

Quando un dispositivo comunica su una rete, utilizza entrambi:

1. In una LAN (rete locale):
   • Quando un pacchetto IP deve essere inviato a un dispositivo nella stessa rete, viene incapsulato in un frame Ethernet che utilizza gli indirizzi MAC per la consegna.
   • Prima di inviare il pacchetto, il dispositivo mittente utilizza il protocollo ARP (Address Resolution Protocol) per scoprire l'indirizzo MAC corrispondente all'indirizzo IP del destinatario.
2. In una rete geografica (WAN o Internet):
   • I pacchetti IP vengono instradati attraverso diversi router.
   • Ogni router incapsula il pacchetto IP in un nuovo frame Ethernet con l'indirizzo MAC del router successivo.

Schema semplificato del processo

1. Mittente conosce solo l'indirizzo IP del destinatario.
2. ARP (in una LAN): Viene utilizzato per tradurre l'indirizzo IP in un indirizzo MAC.
3. Indirizzo MAC per la trasmissione locale: I pacchetti vengono inviati tramite Ethernet o Wi-Fi usando gli indirizzi MAC.
4. Indirizzo IP per il routing globale: I router utilizzano gli indirizzi IP per instradare i pacchetti fino alla rete del destinatario.

Differenze Principali tra Indirizzi MAC e Indirizzi IP

Caratteristica	Indirizzo MAC	Indirizzo IP
Tipo di Identificazione	Fisica (hardware)	Logica (software)
Livello OSI	Livello 2 (Data Link)	Livello 3 (Rete)
Scopo	Identificazione locale di un dispositivo	Instradamento e identificazione su reti diverse
Staticità	Fisso (salvo modifiche manuali)	Dinamico (può cambiare con la rete)
Formato	48 bit in esadecimale (es. 00:1A:2B:3C:4D:5E)	IPv4: 32 bit (es. 192.168.1.1) IPv6: 128 bit
Portata	Solo nella rete locale (LAN)	Raggiunge reti globali (Internet)
Protocollo Coinvolto	Ethernet, Wi-Fi	TCP/IP
Utilizzo	Comunicazione tra dispositivi all'interno della stessa rete	Comunicazione tra reti diverse

Dispositivi che lavorano con gli indirizzi MAC (Livello 2 - Data Link)

Questi dispositivi operano all'interno della rete locale (LAN) e si basano sugli indirizzi MAC per instradare i dati tra dispositivi fisicamente collegati.

1. Switch

• Ruolo: Smista i dati tra dispositivi nella stessa rete locale (LAN) utilizzando gli indirizzi MAC.
• Funzionamento:
  • Lo switch costruisce una tabella di associazione tra gli indirizzi MAC e le porte fisiche a cui sono collegati i dispositivi.
  • Invia i dati solo alla porta associata all'indirizzo MAC del destinatario.
• Esempio: Collegamento tra computer e stampanti in una rete aziendale.

2. Access Point Wi-Fi

• Ruolo: gestisce la comunicazione tra dispositivi wireless (Wi-Fi) nella rete locale utilizzando gli indirizzi MAC.
• Funzionamento: associa l'indirizzo MAC di ciascun dispositivo wireless alla rete locale.
• Esempio: connessione di smartphone e laptop a un router wireless.

3. Bridge

• Ruolo: Collega due reti locali e instrada i dati basandosi sugli indirizzi MAC.
• Funzionamento: opera come uno switch, ma connette reti LAN separate.
• Esempio: Connessione di due segmenti Ethernet in un edificio.

4. Schede di Rete (NIC - Network Interface Card)

• Ruolo: Ogni scheda di rete ha un indirizzo MAC univoco, che identifica il dispositivo fisico nella rete locale.
• Funzionamento: inviano e ricevono dati all'interno della LAN.

Dispositivi che lavorano con gli indirizzi IP (Livello 3 - Rete)

Questi dispositivi operano nel routing e nell'instradamento dei dati tra reti diverse, utilizzando gli indirizzi IP per determinare il percorso dei pacchetti.

1. Router

• Ruolo: Instrada i dati tra reti diverse (es. LAN verso Internet) utilizzando gli indirizzi IP.
• Funzionamento:
  • Esamina l'indirizzo IP di destinazione di ogni pacchetto.
  • Utilizza una tabella di routing per decidere a quale rete inviare il pacchetto successivo.
• Esempio: Collegamento tra una rete domestica (es. 192.168.1.0/24) e Internet.

2. Firewall

• Ruolo: Filtra e protegge il traffico basato sugli indirizzi IP e altre informazioni di livello 3.
• Funzionamento: permette o blocca pacchetti basati su regole configurate (es. IP sorgente e destinazione).
• Esempio: Blocco di un indirizzo IP sospetto proveniente da Internet.

3. Gateway

• Ruolo: Collega reti con protocolli diversi, ad esempio da una rete locale a una rete WAN.
• Funzionamento: traduce gli indirizzi IP e instrada i pacchetti tra reti incompatibili.
• Esempio: Traduzione tra IPv4 e IPv6.

4. Server DHCP

• Ruolo: Assegna indirizzi IP dinamici ai dispositivi di una rete.
• Funzionamento: gestisce il rilascio degli indirizzi IP ai dispositivi sulla rete locale (LAN).
• Esempio: Configurazione di IP su un laptop quando si connette a una rete Wi-Fi.

5. Server DNS

• Ruolo: Converte i nomi di dominio (es. www.google.com) in indirizzi IP (es. 8.8.8.8).
• Funzionamento: lavora a livello di indirizzi IP per fornire il corretto instradamento ai dispositivi client.

Differenze Operative tra Dispositivi Livello MAC e IP

Dispositivo	Livello OSI	Tipo di Indirizzo Utilizzato	Ambito Operativo
Switch	Livello 2	MAC	Smistamento locale nella LAN
Access Point	Livello 2	MAC	Gestione dispositivi Wi-Fi
Router	Livello 3	IP	Instradamento tra reti diverse
Firewall	Livello 3	IP	Sicurezza e filtraggio
Server DHCP	Livello 3	IP	Configurazione dinamica degli indirizzi
Server DNS	Livello 3	IP	Conversione di nomi in indirizzi IP