Routing, NAT e WAN | Lezione 7 - Networking ITS | Prof. Giagnotti
GUIDE · Networking Professionale • Routing e WAN • Lezione 07
✍ Autore: profgiagnotti

Routing, NAT e WAN: come collegare reti diverse e diagnosticare i percorsi IP

Come fa un pacchetto a uscire dalla LAN e raggiungere una rete diversa? In questa lezione costruiamo il ragionamento del router: routing table, route connected, static e default, gateway, WAN, NAT e PAT, fino al troubleshooting guidato dall'AI.

⏱ 90 min🧠 Routing e WAN💻 NAT · PAT · Static Routing
// OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO
✓Leggere una routing table e distinguere route connected, static e default.
✓Comprendere il ruolo del gateway e il percorso di un pacchetto tra reti IP diverse.
✓Distinguere LAN e WAN e comprendere il ruolo delle interfacce router nel collegamento tra reti.
✓Configurare e verificare il routing statico in uno scenario a due LAN.
✓Comprendere NAT e PAT, distinguendo indirizzi inside local, inside global e outside.
✓Impostare una metodologia strutturata di troubleshooting su IP, gateway, routing e NAT con supporto dell'AI.

1. Introduzione

Nelle lezioni precedenti abbiamo lavorato molto dentro la rete locale. Abbiamo visto VLAN, switching e Spanning Tree: ora facciamo un passo fondamentale. Dobbiamo capire come un dispositivo raggiunge un'altra rete IP.

Quando PC0 e PC1 appartengono alla stessa subnet, la comunicazione può rimanere all'interno della LAN. Quando invece la destinazione appartiene a una rete diversa, entra in gioco il router. Il router non "manda il pacchetto da qualche parte": consulta informazioni di routing e decide quale percorso utilizzare.

In questa lezione costruiremo una piccola WAN tra due LAN, configureremo routing statico e introdurremo NAT/PAT. La parte più importante, però, sarà imparare a diagnosticare un problema senza saltare subito alla soluzione.

💬 Tip del docente

Quando un ping fallisce, non chiederti subito "quale comando devo dare?". Chiediti prima: da quale rete parte il pacchetto, quale rete deve raggiungere e quale apparato dovrebbe sapere come arrivarci?

2. Perché serve il routing?

Uno switch Layer 2 può inoltrare frame all'interno del proprio dominio di rete. Ma una rete IP aziendale è normalmente composta da più subnet: uffici, server, Wi-Fi, laboratori, sedi remote e così via.

📌 Definizione da ricordare

Routing è il processo con cui un router determina il percorso da utilizzare per inoltrare un pacchetto IP verso una rete di destinazione.

01 · DESTINAZIONE

Rete IP

Il router guarda la rete di destinazione contenuta nell'header IP.

02 · DECISIONE

Routing table

Il router cerca una rotta compatibile con la destinazione.

03 · INOLTRO

Next hop / interfaccia

Il pacchetto viene inviato verso il percorso scelto.

2.1 Stessa rete o rete diversa?

Un host confronta il proprio indirizzo IP e la propria subnet mask con l'indirizzo della destinazione. Se la destinazione appartiene alla stessa subnet, l'host tenta una consegna locale. Se appartiene a una rete diversa, deve utilizzare il default gateway.

Esempio · ESEMPIO
PC0: 192.168.10.10/24 PC1: 192.168.10.20/24 → stessa rete: 192.168.10.0/24 Server: 192.168.20.10/24 → rete diversa: serve il gateway

3. Il gateway predefinito

Il default gateway è l'indirizzo IP dell'apparato a cui un host consegna il traffico destinato a reti diverse dalla propria. In una LAN collegata a un router, normalmente coincide con l'indirizzo dell'interfaccia del router presente nella subnet dell'host.

🎯 Esempio pratico

Se PC0 è 192.168.10.10/24 e il router è 192.168.10.1/24, PC0 può utilizzare 192.168.10.1 come gateway per raggiungere, ad esempio, 192.168.20.10.

⚠️ Errore comune

Un gateway configurato male non significa necessariamente che "Internet non funziona". Il PC può continuare a comunicare con alcuni dispositivi della propria subnet mentre fallisce il traffico verso reti remote.

4. La routing table

La routing table è il cuore decisionale del router. Contiene le reti conosciute e le informazioni necessarie per raggiungerle.

📌 Definizione da ricordare

Una routing table associa una destinazione IP a un percorso: interfaccia di uscita, next hop e altri parametri utili alla selezione della rotta.

Cisco IOS · ESEMPIO
show ip route

4.1 Connected, static e default route

TipoOrigineIdea chiave
ConnectedInterfaccia configurata e attivaIl router conosce direttamente la rete collegata.
StaticConfigurata dall'amministratoreIndica manualmente come raggiungere una rete.
DefaultConfigurata esplicitamenteÈ il percorso utilizzato quando non esiste una rotta più specifica.
Cisco IOS · ESEMPIO
C 192.168.10.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0 S 192.168.20.0/24 [1/0] via 10.0.0.2 S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 10.0.0.2

5. Come sceglie il router il percorso?

Quando più informazioni possono essere compatibili con una destinazione, il router applica regole di selezione. Un concetto fondamentale è il longest prefix match: viene preferita la rotta più specifica rispetto alla destinazione.

Per questo motivo una route verso una rete precisa può essere preferita a una default route. Solo dopo aver individuato la rotta più adatta entrano in gioco gli altri parametri della selezione.

💬 Tip del docente

Immagina la routing table come una cartina stradale. La default route è "se non conosco la strada, vai da questa parte"; una route più specifica è invece un'indicazione precisa per una determinata destinazione.

6. Routing statico

Il routing statico è utile quando la topologia è piccola, stabile e conosciuta. L'amministratore definisce manualmente il percorso.

Cisco IOS · ESEMPIO
ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 10.0.0.2

La sintassi esprime: rete di destinazione → subnet mask → next hop. In alternativa è possibile specificare l'interfaccia di uscita in scenari appropriati.

⚠️ Errore comune

Configurare una route su un solo router non basta. In una comunicazione bidirezionale devono esistere percorsi coerenti anche per il traffico di ritorno.

7. WAN: collegare due LAN

Una WAN permette di collegare reti che si trovano in segmenti geografici o amministrativi differenti. Nel laboratorio costruiremo una versione semplificata con due router collegati tra loro.

LAN A192.168.10.0/24WAN / TRANSITOLAN B192.168.20.0/24

Un possibile piano di indirizzamento è:

SegmentoReteGateway / interfaccia
LAN A192.168.10.0/24R1 G0/0 = 192.168.10.1
WAN10.0.0.0/30R1 = 10.0.0.1 · R2 = 10.0.0.2
LAN B192.168.20.0/24R2 G0/0 = 192.168.20.1

8. NAT e PAT

NAT significa Network Address Translation: un dispositivo di rete modifica gli indirizzi IP mentre il traffico attraversa il confine tra reti. È particolarmente importante negli scenari in cui una rete privata deve comunicare verso reti esterne utilizzando indirizzi pubblici.

📌 Definizione da ricordare

Con PAT (Port Address Translation), più host privati possono condividere un singolo indirizzo IP pubblico distinguendo le sessioni anche tramite le porte TCP/UDP.

8.1 Inside local, inside global e outside

Per ragionare sul NAT è utile distinguere i nomi delle traduzioni. L'indirizzo inside local rappresenta l'host interno dal punto di vista della rete privata; l'inside global è l'indirizzo con cui quell'host viene rappresentato verso l'esterno.

8.2 NAT statico, dinamico e PAT

ModalitàUso tipicoIdea
NAT staticoPubblicare un host internoAssociazione stabile uno-a-uno.
NAT dinamicoPool di indirizziTraduzione assegnata dinamicamente da un insieme disponibile.
PATAccesso esterno di molti hostPiù host condividono un indirizzo usando le porte.

9. Configurazione Cisco: routing e NAT/PAT

In Packet Tracer possiamo separare mentalmente la configurazione in tre blocchi: indirizzamento, routing e traduzione NAT. Prima di configurare NAT, la connettività di base deve essere comprensibile e verificabile.

9.1 Configurazione di base delle interfacce

Cisco IOS · ESEMPIO
interface gigabitEthernet 0/0 ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 no shutdown interface gigabitEthernet 0/1 ip address 10.0.0.1 255.255.255.252 no shutdown

9.2 Route statica

Cisco IOS · ESEMPIO
ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 10.0.0.2

9.3 NAT overload / PAT

Un esempio didattico di PAT con ACL per identificare la rete interna è:

Cisco IOS · ESEMPIO
access-list 1 permit 192.168.10.0 0.0.0.255 ip nat inside source list 1 interface gigabitEthernet 0/1 overload interface gigabitEthernet 0/0 ip nat inside interface gigabitEthernet 0/1 ip nat outside
⚠️ Attenzione

La sintassi NAT dipende dalla topologia e dalle interfacce realmente utilizzate. Prima di applicarla, identifica sempre quale interfaccia è inside e quale è outside. Non copiare la configurazione alla cieca.

10. Verifica e troubleshooting

La diagnostica deve partire dal basso verso l'alto: interfacce, indirizzamento, gateway, routing, poi NAT. Non ha senso cercare un problema PAT se il router non raggiunge nemmeno la rete successiva.

Cisco IOS · ESEMPIO
show ip interface brief show ip route show running-config ping 10.0.0.2 ping 192.168.20.1 traceroute 192.168.20.10

10.1 Diagnosi per livelli

SintomoPrime verifiche
Interfaccia downshow ip interface brief · cavo · no shutdown
Host non raggiunge gatewayIP, mask, VLAN, gateway, interfaccia router
Router raggiunge LAN locale ma non LAN remotashow ip route · route statica · next hop
LAN remote raggiungibile ma traffico esterno fallisceNAT/PAT, inside/outside, ACL, default route
Ping in una direzione funziona e nell'altra norouting di ritorno e traduzioni NAT

11. Errori comuni

⚠️ Gateway errato

Il PC può comunicare localmente ma non raggiungere reti remote.

⚠️ Route mancante

Il router riceve il traffico ma non conosce una destinazione remota.

⚠️ Next hop errato

La route esiste, ma il pacchetto viene inviato verso un indirizzo non raggiungibile.

⚠️ NAT incompleto

La rete interna è corretta, ma inside/outside o ACL non identificano il traffico previsto.

💬 Tip del docente

Un troubleshooting efficace non è una collezione di comandi. È una sequenza di domande: cosa so? cosa non so? quale test riduce maggiormente l'incertezza?

12. Troubleshooting con AI e Fault Injection

In questa lezione l'AI viene utilizzata per aiutare a diagnosticare quattro famiglie di problemi: IP, gateway, routing e NAT. Il principio resta quello delle lezioni precedenti: l'AI non deve inventare output e non deve saltare direttamente alla soluzione.

🤖 Metodo di troubleshooting

OSSERVA → RACCOGLI EVIDENZE → FORMULA IPOTESI → TESTA → INTERPRETA → CONFERMA O SMENTISCI → RISOLVI → VERIFICA → DOCUMENTA

12.1 Prompt diagnostico base

Prompt AI · ESEMPIO
Sto lavorando in Cisco Packet Tracer su una rete composta da due LAN collegate tramite due router. Obiettivo: diagnosticare un problema di connettività IP. Sintomo osservato: [descrivi il sintomo] Topologia: [descrivi i dispositivi e i collegamenti] Piano IP: [riporta reti, interfacce, gateway e next hop] Output disponibili: show ip interface brief [output] show ip route [output] show running-config [output pertinente] Procedi secondo questa metodologia: OSSERVA → FORMULA IPOTESI → TESTA → INTERPRETA → CONFERMA O SMENTISCI → RISOLVI → VERIFICA → DOCUMENTA Non inventare dati mancanti. Non proporre subito la soluzione finale. Per ogni ipotesi indica evidenze a favore, evidenze contro, un solo test, risultato atteso e interpretazione. Se manca una informazione chiedimela.

12.2 Prompt per Fault Injection

Prompt AI · ESEMPIO
È stato introdotto intenzionalmente uno o più fault nella rete. Non conosci quali siano. Considera almeno queste possibilità: - indirizzo IP errato; - subnet mask errata; - default gateway errato; - interfaccia shutdown; - route statica mancante; - next hop errato; - default route mancante; - NAT inside/outside errato; - ACL NAT errata; - PAT non configurato o configurato sulla interfaccia sbagliata. Non indovinare il fault. Parti dai sintomi e dalle evidenze. Formula massimo tre ipotesi e proponi un test alla volta. Ogni test deve avere comando, risultato atteso e interpretazione. Conferma la causa prima di proporre la correzione. Alla fine verifica nuovamente la connettività e produci una breve relazione tecnica.

12.3 Errori che l'AI deve evitare

  • Inventare una routing table non fornita.
  • Supporre che il problema sia NAT senza verificare prima il routing.
  • Proporre modifiche multiple contemporaneamente.
  • Confondere un problema di gateway con un problema di route sul router.
  • Considerare il ping come unica prova sufficiente.
🔬 Attività didattica

Introduci un fault senza comunicarlo. Fornisci all'AI soltanto topologia, sintomo e primi output diagnostici. Verifica se l'AI riesce a guidarti verso il test corretto senza "indovinare" la causa.

13. Ponte con la parte pratica

Nel laboratorio costruiremo una WAN tra due LAN, configureremo routing statico e introdurremo NAT/PAT. Successivamente verranno inseriti fault intenzionali su IP, gateway, routing e NAT.

Vuoi passare all'azione? Accedi alla repository ufficiale GitHub del corso per scaricare il file del laboratorio pratico in formato .md. Troverai la traccia per costruire la rete in Cisco Packet Tracer ed eseguire le attività di Fault Injection guidate dall'Intelligenza Artificiale!

Laboratorio lezione 7 →Routing NAT WAN

14. Riepilogo e autoverifica

✓Il router utilizza la routing table per scegliere come raggiungere una rete.
✓Connected, static e default route hanno origini e funzioni differenti.
✓Il gateway permette agli host di inviare traffico verso reti diverse dalla propria.
✓NAT/PAT traducono gli indirizzi secondo una logica che deve essere verificata, non semplicemente copiata.
✓Il troubleshooting efficace procede da evidenze a ipotesi, test e verifica finale.
🧠 Autoverifica

Se un PC raggiunge il proprio gateway ma non raggiunge una rete remota, quali sono le prime tre verifiche che faresti? E se la rete remota è raggiungibile ma il traffico verso l'esterno fallisce, quali elementi aggiungeresti all'indagine?

📚 Prossimo passo — Lezione 8

Nella prossima lezione entreremo nei servizi di rete: DHCP, DNS, TCP/UDP e i principali meccanismi che permettono alle applicazioni di comunicare in modo affidabile.