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.
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.
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.
Routing è il processo con cui un router determina il percorso da utilizzare per inoltrare un pacchetto IP verso una rete di destinazione.
Rete IP
Il router guarda la rete di destinazione contenuta nell'header IP.
Routing table
Il router cerca una rotta compatibile con la destinazione.
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.
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.
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.
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.
Una routing table associa una destinazione IP a un percorso: interfaccia di uscita, next hop e altri parametri utili alla selezione della rotta.
4.1 Connected, static e default route
| Tipo | Origine | Idea chiave |
|---|---|---|
| Connected | Interfaccia configurata e attiva | Il router conosce direttamente la rete collegata. |
| Static | Configurata dall'amministratore | Indica manualmente come raggiungere una rete. |
| Default | Configurata esplicitamente | È il percorso utilizzato quando non esiste una rotta più specifica. |
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.
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.
La sintassi esprime: rete di destinazione → subnet mask → next hop. In alternativa è possibile specificare l'interfaccia di uscita in scenari appropriati.
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.
Un possibile piano di indirizzamento è:
| Segmento | Rete | Gateway / interfaccia |
|---|---|---|
| LAN A | 192.168.10.0/24 | R1 G0/0 = 192.168.10.1 |
| WAN | 10.0.0.0/30 | R1 = 10.0.0.1 · R2 = 10.0.0.2 |
| LAN B | 192.168.20.0/24 | R2 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.
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
| Modalità | Uso tipico | Idea |
|---|---|---|
| NAT statico | Pubblicare un host interno | Associazione stabile uno-a-uno. |
| NAT dinamico | Pool di indirizzi | Traduzione assegnata dinamicamente da un insieme disponibile. |
| PAT | Accesso esterno di molti host | Più 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
9.2 Route statica
9.3 NAT overload / PAT
Un esempio didattico di PAT con ACL per identificare la rete interna è:
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.
10.1 Diagnosi per livelli
| Sintomo | Prime verifiche |
|---|---|
| Interfaccia down | show ip interface brief · cavo · no shutdown |
| Host non raggiunge gateway | IP, mask, VLAN, gateway, interfaccia router |
| Router raggiunge LAN locale ma non LAN remota | show ip route · route statica · next hop |
| LAN remote raggiungibile ma traffico esterno fallisce | NAT/PAT, inside/outside, ACL, default route |
| Ping in una direzione funziona e nell'altra no | routing di ritorno e traduzioni NAT |
11. Errori comuni
Il PC può comunicare localmente ma non raggiungere reti remote.
Il router riceve il traffico ma non conosce una destinazione remota.
La route esiste, ma il pacchetto viene inviato verso un indirizzo non raggiungibile.
La rete interna è corretta, ma inside/outside o ACL non identificano il traffico previsto.
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.
OSSERVA → RACCOGLI EVIDENZE → FORMULA IPOTESI → TESTA → INTERPRETA → CONFERMA O SMENTISCI → RISOLVI → VERIFICA → DOCUMENTA
12.1 Prompt diagnostico base
12.2 Prompt per Fault Injection
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.
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!
14. Riepilogo e 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.