Questa lezione spiega come funziona la rete di un ISP e cosa accade quando un utente si collega a Internet. La connessione passa prima attraverso la rete del proprio operatore, tramite tecnologie di accesso come DSL, FTTC o FTTH, e poi entra nella rete ISP attraverso un Point of Presence o POP.
Vengono introdotti concetti fondamentali come ultimo miglio, backbone, peering, Internet Exchange Point e transito IP, mostrando come gli operatori si scambiano traffico e raggiungono reti esterne.
Nella parte finale la lezione descrive la gerarchia degli ISP in Tier 1, Tier 2 e Tier 3, distinguendo tra operatori locali, provider regionali e grandi dorsali globali che collegano Internet su scala internazionale.
Architettura ISP
Dopo aver visto che cos’è una WAN e che ruolo hanno gli ISP, possiamo osservare più da vicino cosa accade quando un utente si collega a Internet.
La connessione non avviene direttamente con “tutto Internet”, ma passa prima attraverso la rete del proprio operatore, che a sua volta è collegata ad altre reti.
L’immagine sottostante mostra cosa accade quando un utente si collega a Internet:
Per collegarsi a Internet, un computer si connette a un ISP, il quale permette al computer di scambiarsi pacchetti con tutti gli altri host accessibili su Internet (Kurose & Ross, 2026).
Alcuni metodi comuni per connettersi a un ISP sono il doppino telefonico in rame, la fibra ottica, la rete mobile e, in alcuni casi, i collegamenti radio o satellitari (Kurose & Ross, 2026).
Di seguito esaminiamo la linea telefonica e la fibra ottica:
Linea telefonica
La DSL (digital subscriber line) sfrutta la linea telefonica per la trasmissione dei dati digitali.
Nella DSL, il computer è connesso a un dispositivo chiamato modem DSL che trasforma i dati digitali in segnali adatti a viaggiare sul doppino telefonico.
Dall’altro capo, un dispositivo chiamato DSLAM (digital subscriber line access multiplexer) riceve questi segnali e li immette nella rete dell’operatore (International Telecommunication Union [ITU], 1999; Kurose & Ross, 2026).
In pratica, il modem di casa invia i dati attraverso il doppino telefonico in rame. La linea arriva a un DSLAM, normalmente collocato nella centrale telefonica o in un armadio stradale. Il DSLAM riceve contemporaneamente le linee di molti abbonati, mantiene separato il traffico di ciascuno e lo inoltra verso la rete dell’ISP tramite un collegamento con capacità maggiore, spesso in fibra (Kurose & Ross, 2026).
Le prestazioni di questo metodo possono essere limitate dall’ultimo miglio.
In telecomunicazioni, per «ultimo miglio» (in inglese last mile) si intende il tratto finale della rete di accesso che collega l’infrastruttura dell’operatore all’utente.
Nelle connessioni DSL, l’ultimo miglio può costituire un collo di bottiglia, perché utilizza il doppino telefonico in rame, generalmente più lento dei collegamenti in fibra presenti nel resto della rete dell’ISP (ITU, 1999; Kurose & Ross, 2026).
Fibra ottica
Per ottenere accessi a Internet più veloci, la fibra ottica può essere portata più vicino alle abitazioni o direttamente al loro interno, poiché offre prestazioni superiori rispetto al doppino telefonico (ITU, 2008; Kurose & Ross, 2026).
Ciò avviene mediante configurazioni come FTTH (fiber to the home) e FTTC (fiber to the cabinet).
A questo punto i pacchetti possono entrare nella rete dell’ISP ed essere instradati (Kurose & Ross, 2026).
Il sito della rete attraverso cui gli utenti si collegano all’ISP e il traffico entra nella sua infrastruttura viene chiamato Point of Presence (POP).
Le reti ISP possono essere regionali, nazionali o internazionali.
Il backbone (dorsale) dell’ISP consiste in linee di trasmissione a lunga distanza che interconnettono i POP in diverse città servite dall’ISP (Kurose & Ross, 2026).
Esempio
Immagina di abitare a Palermo. Il tuo ISP ha un PoP a Palermo, collegato tramite fibra al backbone nazionale.
Quando navighi, il tuo traffico entra nel PoP locale, viene smistato e poi instradato nella rete nazionale o internazionale.
Quando un pacchetto deve raggiungere una destinazione su Internet, può seguire percorsi diversi (Kurose & Ross, 2026; Rekhter et al., 2006).
Molti di questi scambi avvengono presso gli Internet Exchange Point (IXP), infrastrutture fisiche in cui ISP, reti aziendali e grandi fornitori di contenuti si interconnettono per scambiare traffico in modo più efficiente (Euro-IX, n.d.; Kurose & Ross, 2026).
Esempio
Gli IXP non sono ovunque, ma si trovano principalmente nei grandi nodi strategici di connessione: città con molta infrastruttura di rete, dove transitano operatori nazionali e internazionali.
Un IXP è, in pratica, un “mercato” dove i vari ISP, reti aziendali e content provider (come Google, Meta, Netflix) si scambiano traffico per ridurre costi e latenza (cioè il ritardo con cui i dati arrivano a destinazione).
In Italia esistono diversi Internet Exchange Points, tra cui MIX a Milano, NaMeX a Roma e TOP-IX a Torino (MIX, n.d.; NaMeX, n.d.; TOP-IX, n.d.).
Quando un ISP non può raggiungere una destinazione tramite le proprie connessioni o tramite accordi di peering, può acquistare transito IP da un altro operatore, chiamato transit provider.
Un transit provider è un operatore che vende connettività di transito ad altri ISP o clienti: consente di instradare il traffico attraverso la propria rete per raggiungere destinazioni che non sarebbero altrimenti accessibili direttamente dalla rete del cliente (CAIDA, n.d.; Kurose & Ross, 2026).
Questo permette all’organizzazione cliente di avere accesso a Internet senza dover negoziare accordi di peering con molteplici reti.
La connettività che offre il transit provider si chiama transito IP.
Gerarchie ISP
Ora che abbiamo visto come funziona un singolo ISP, possiamo osservare il quadro d’insieme.
Gli ISP possono differire per estensione della rete e relazioni di interconnessione; per descriverli si usa spesso una classificazione commerciale in livelli.
Questi livelli sono chiamati Tier, ma non costituiscono uno standard formale e i confini tra le categorie possono essere sfumati (CAIDA, n.d.; Kurose & Ross, 2026).
Questa classificazione aiuta a comprendere come le reti si interconnettono e come il traffico raggiunge destinazioni in tutto il mondo.
In modo semplificato, si distinguono tre livelli principali:
Tier 3 – Gli ISP locali o retail
Gli ISP Tier 3 sono quelli più vicini all’utente finale.
Esempio
I Tier 3 possono essere piccoli operatori locali, provider wireless attivi in zone montane o operatori regionali in aree meno servite.
Tier 2 – I provider regionali
Gli ISP Tier 2 sono intermediari: possiedono reti proprie, ma acquistano transito per raggiungere almeno una parte di Internet.
Esempio
Un utente può collegarsi a un ISP classificabile come Tier 2 oppure Tier 3, in base alla struttura e alle relazioni commerciali dell’operatore.
Supponiamo che un ISP nazionale possieda una rete propria, accordi di peering e data center, ma acquisti transito per raggiungere alcune destinazioni.
In questa classificazione semplificata, l’operatore può essere considerato Tier 2.
L’utente si collega quindi all’ISP, che usa la propria rete, gli accordi di peering e i transit provider per raggiungere il resto di Internet.
Un ISP Tier 2 può agire da transit provider per altri ISP Tier 2 per questi motivi:
Esempio
Un Tier 2 con una buona rete in Europa potrebbe fornire transito a un altro Tier 2 che ha bisogno di accesso efficiente a quella regione, pur essendo già collegato anche a un Tier 1.
Esempio concreto:
Tier 1 – Gli operatori backbone globali
In cima alla classificazione vi sono grandi operatori internazionali che gestiscono estese dorsali con migliaia di router collegati tramite fibra ottica.
Questi ISP, chiamati Tier 1, non acquistano transito IP e gestiscono dorsali internazionali che trasportano una parte del traffico globale tra continenti, anche tramite cavi sottomarini.
Infatti un operatore Tier 1 può raggiungere tutte le reti di Internet senza acquistare transito IP, grazie ai propri collegamenti e agli accordi di peering con gli altri Tier 1.
In pratica, i Tier 1 svolgono un ruolo fondamentale nel collegamento tra grandi reti e continenti.
Gli ISP Tier 1 raggiungono tutte le destinazioni Internet attraverso le proprie reti e accordi di peering senza regolamento economico (settlement-free) con gli altri Tier 1; non acquistano quindi transito IP (CAIDA, n.d.; Kurose & Ross, 2026).
Elementi chiave
Dal computer alla rete dell’ISP
Marco utilizza una connessione DSL. Il suo computer invia una richiesta verso un sito Internet.
La connessione domestica utilizza il doppino telefonico e, nella zona di Marco, le linee degli utenti raggiungono un DSLAM installato in un armadio stradale.
Rispondi alle seguenti domande:
FTTC o FTTH?
Due famiglie abitano nello stesso quartiere.
Confronta le due soluzioni.
Dal POP al backbone
Un utente che abita a Palermo utilizza un ISP nazionale. Il suo traffico entra nella rete dell’operatore attraverso un POP di Palermo.
L’ISP possiede inoltre POP in Roma, Milano e Torino, collegati attraverso la propria dorsale nazionale.
Analizza la situazione.
Due ISP devono scambiarsi traffico
L’ISP A e l’ISP B hanno molti clienti che comunicano frequentemente tra loro.
Attualmente il traffico tra le due reti segue un percorso indiretto. I due operatori stanno valutando di collegarsi direttamente presso un Internet Exchange Point.
Rispondi alle seguenti domande:
Quando il peering non basta
Un piccolo ISP riesce a raggiungere direttamente alcune reti attraverso accordi di peering, ma non dispone di collegamenti sufficienti per raggiungere tutte le destinazioni presenti su Internet.
L’operatore decide quindi di acquistare un servizio da un altro ISP più grande.
Analizza la soluzione.
Ricostruire la gerarchia degli ISP
Considera tre operatori:
Analizza i tre casi.
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