Réseaux TCP/IP : adressage IP v4

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Les réseaux TCP/IP

Département Informatique

Sommaire

L'adressage IP version 4 Les serveurs DNS Le routage IP statique Translation d'adresses NAT/PAT Les VPN La pile TCP/IP DHCP Le routage dynamique Les routeurs CISCO Administration sous Windows Administration sous Linux

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Introduction aux réseaux

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Sections 1 Le cours sur l'adressage IP 1.1 Le protocole IP 1.2 Adresse IP 1.3 Taille des réseaux IP 1.4 Les numéros de réseau (net-id) et de station (host-id) 1.5 Masque d'un réseau IP 1.6 Adresse réseau 1.7 Notation CIDR 1.8 Adresse de diffusion (broadcast) 1.9 Deux adresses interdites 1.10 Les classes A, B et C (obsolète) 1.11 Exemple 1.12 Adresses privées (non routables sur l'Internet) 1.13 Distribution des adresses IP 1.14 Découpage d'un réseau IP 1.15 Exemple de découpage 2 Liens internes 3 Exercices sur l'adressage IP 3.1 EXERCICE 1 3.2 EXERCICE 2 3.3 EXERCICE 3 3.4 EXERCICE 4 4 QCM relatif à l'adressage IP

[modifier] Le cours sur l'adressage IP

[modifier] Le protocole IP

Le protocole IP (Internet Protocol) est un des protocoles majeurs de la pile TCP/IP. Il s'agit d'un protocole réseau (niveau 3 dans le modèle OSI). Il n'est pas orienté connexion, c'est a dire qu'il n'est pas fiable. Cette fiabilité dépend de la couche de transport.

[modifier] Adresse IP

Dans un réseau IP, chaque interface possède une adresse IP fixée par l'administrateur du réseau ou attribuée de façon dynamique via des protocoles comme DHCP. Par extension, pour une machine simple, un PC, avec une seule interface Ethernet, on dira que cette machine a une adresse IP. Il est déconseillé de donner la même adresse à 2 machines différentes sous peine de problèmes (collisions).
Une adresse IP (IPv4 pour être précis) est une suite de 32 bits notée en général a.b.c.d avec a, b, c, et d des entiers entre 0 et 255. Chaque valeur a, b, c ou d représente dans ce cas une suite de 8 bits.
Exemple : une machine a comme adresse IP 134.214.80.12. a vaut 134 soit (1000 0110) en binaire. b vaut 214 soit (1101 0110) en binaire. c vaut 80 soit (0101 0000) et d vaut 12 vaut (0000 1100). En binaire, l'adresse IP s'écrit donc 1000 0110 1101 0110 0101 0000 0000 1100.

[modifier] Taille des réseaux IP

Un réseau IP peut avoir une taille très variable :

• une entreprise moyenne aura un réseau comportant une centaine de machines.
• un campus universitaire aura un réseau comportant de quelques milliers à quelques dizaines de milliers de machines.
• un grand fournisseur d'accès peut raccorder des millions de postes.
• tous ces différents réseaux peuvent être interconnectés.

[modifier] Les numéros de réseau (net-id) et de station (host-id)

Au sein d'un même réseau IP, toutes les adresses IP commencent par la même suite de bits. L’adresse IP d’une machine va en conséquence être composée de 2 parties : le net-id (la partie fixe) et le host-id (la partie variable).

[modifier] Masque d'un réseau IP

Le masque du réseau permet de connaître le nombre de bits du net-id. On appelle N ce nombre. Il s’agit d’une suite de 32 bits composée en binaire de N bits à 1 suivis de 32-N bits à 0.

• Exemple de masque numéro 1
  

Le réseau d’une multinationale comprend toutes les adresses IP commençant par 5. Une adresse IP sera du type 5.*.*.*. Le net-id comporte 8 bits et le host-id comporte 24 bits. Le masque s’écrira donc en binaire 8 bits à 1 suivi de 24 bits à 0 soit 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000. Le masque sera donc 255.0.0.0 Un tel réseau peut comporter 2²⁴ machines soit 16 millions environ.

• Exemple de masque numéro 2
  

Le réseau d’un campus universitaire comprend toutes les adresses IP commençant par 134.214. Une adresse IP sera du type 134.214.*.*. Le net-id comporte 16 bits et le host-id comporte 16 bits. Le masque s’écrira donc en binaire 16 bits à 1 suivi de 16 bits à 0 soit 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000. Le masque sera donc 255.255.0.0. Un tel réseau peut contenir au maximum 2¹⁶ machines soit 65536 machines.

• Exemple de masque numéro 3
  

le réseau d’une PME comprend toutes les adresses IP commençant par 200.150.17. Une adresse IP sera du type 200.150.17.* Le net-id comporte 24 bits et le host-id comporte 8 bits. Le masque s’écrira donc en binaire 24 bits à 1 suivi de 8 bits à 0 soit 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000. Le masque sera donc 255.255.255.0. Un tel réseau peut contenir au maximum 2⁸ machines soit 256 machines.

[modifier] Adresse réseau

Chaque réseau IP a une adresse qui est celle obtenue en mettant tous les bits de l’host-id à 0. Le réseau de l’exemple 3 a comme adresse réseau 200.150.17.0. Un réseau IP est complètement défini par son adresse de réseau et son masque de réseau.

[modifier] Notation CIDR

On considère le réseau 150.89.0.0 de masque 255.255.0.0. Le masque comporte 16 bits à 1. On note parfois ce réseau : 150.89.0.0 /16. De la même manière le réseau 200.89.67.0 de masque 255.255.255.0 pourra être noté 200.89.67.0 /24.

Cette notation est appelée CIDR (Classless Inter-Domain Routing).

[modifier] Adresse de diffusion (broadcast)

Cette adresse permet à une machine d’envoyer un datagramme à toutes les machines d’un réseau. Cette adresse est celle obtenue en mettant tous les bits de l’host-id à 1. Le réseau de l’exemple 3 a comme adresse de broadcast 200.150.17.255.

[modifier] Deux adresses interdites

Il est interdit d’attribuer à une machine d’un réseau IP, l’adresse du réseau et l’adresse de broadcast.

Ce qui, pour le réseau 192.168.1.0/24, nous donne :

• adresse du réseau : 192.168.1.0
• adresse de broadcast : 192.168.1.255

[modifier] Les classes A, B et C (obsolète)

Historiquement, le réseau Internet était découpé par classes comme expliqué ci-dessous:

• Internet est prédécoupé en
  • 126 réseaux de classe A dont le masque est 255.0.0.0
  • 16384 réseaux de classe B dont le masque est 255.255.0.0
  • 2 millions de réseaux de classes C dont le masque est 255.255.255.0
• Classe A :
  
  • Les adresses de ces réseaux sont a.0.0.0 avec a compris entre 1 et 126 bornes incluses (le premier bit des adresses IP des ces réseaux est 0).
  • Le masque est 255.0.0.0
  • Un tel réseau peut contenir 2²⁴-2 machines soit 16 millions environ.
• Classe B :
  
  • Les adresses de ces réseaux sont a.b.0.0 avec a compris entre 128 et 191 bornes incluses et b compris entre 0 et 255.(les 2 premiers bits des adresses IP de ces réseaux sont 10).
  • Un tel réseau peut contenir 2¹⁶ -2 = 65 534 machines.

• Classe C :
  
  • Les adresses de ces réseaux sont a.b.c.0 avec a compris entre 192 et 223 bornes incluses et b et c compris entre 0 et 255 (les 3 premiers bits des adresses IP de ces réseaux sont 110).
  • Un tel réseau peut contenir 2⁸-2 = 254 machines.

Aujourd'hui, la notion de classes d'adresses a disparu. Cela est notamment du au gachis d'adresses qui était fait en limitant l'utilisation du masque. Les RFC 1518 et RFC 1519 datant de 1993 spécifient une nouvelle norme, l'adressage CIDR. Ce nouvel adressage précise qu'il est possible d'utiliser n'importe quel masque avec n'importe quelle adresse, et organise par ailleurs le regroupement géographique des adresses IP pour diminiuer la taille des tables de routage des routeurs principaux d'Internet.

[modifier] Exemple

Une machine possède l’adresse IP 134.214.80.12 : elle appartient au réseau de classe B 134.214.0.0 de masque 255.255.0.0. Dans ce réseau, une machine peut avoir une adresse IP comprise entre 134.214.0.1 et 134.214.255.254. L’adresse de broadcast est 134.214.255.255.

[modifier] Adresses privées (non routables sur l'Internet)

Un certain nombre de ces adresses IP sont réservées pour un usage interne aux entreprises (RFC 1918) Elles ne doivent pas être utilisées sur l'internet où elles ne seront de toute façon pas routées. Il s’agit des adresses :

• de 10.0.0.0 à 10.255.255.255
• de 172.16.0.0 à 172.31.255.255
• de 192.168.0.0 à 192.168.255.255
• les adresses de 127.0.0.0 à 127.255.255.255 sont également interdites.

Les adresses 127.0.0.0 à 127.255.255.255 s’appelle l’adresse de boucle locale (loopback en anglais) et désigne la machine locale (localhost).

[modifier] Distribution des adresses IP

Sur l'internet, l’organisme IANA est chargé de la distribution des adresses IP. IANA a délégué la zone européenne à un organisme : le RIPE NCC. Cet organisme distribue les adresses IP aux fournisseurs d’accès à l'internet

[modifier] Découpage d'un réseau IP

Un réseau IP de classe A, B ou C peut être découpé en sous-réseaux. Lors d’un découpage le nombre de sous-réseaux est une puissance de 2 : 4, 8, 16, 32 … Chaque sous-réseau peut être découpé en sous-sous-réseaux et ainsi de suite On parle indifféremment de réseau IP pour désigner un réseau, un sous-réseau, … Chaque sous-réseau sera défini par un masque et une adresse IP.

[modifier] Exemple de découpage

On considère le réseau 134.214.0.0 de masque 255.255.0.0 On veut découper ce réseau en 8 sous-réseaux.
On veut obtenir pour chaque sous-réseaux : le masque et l’adresse du sous-réseaux.

• Calcul du masque
  

On veut découper le réseau en 8 : 8=2³. En conséquence, le masque de chaque sous-réseau est obtenu en rajoutant 3 bits à 1 au masque initial. L’ancien masque 255.255.0.0 comprend 16 bits à 1 suivis de 16 bits à 0. Le nouveau masque comprendra donc 16+3=19 bits à 1 suivis de 13 bits à 0. Le masque de chaque sous-réseau sera donc 255.255.224.0.

• Calcul du net-id de chaque sous réseau
  

Le net-id de chaque sous-réseau sera constitué de 19 bits. Les 16 premiers bits seront ceux de l’écriture en binaire de 134.214. Les 3 bits suivants seront constitué du numéro du sous-réseau 000 , 001, 010, 011, 100,101, 110, ou 111.

• Calcul de l'adresse de chaque sous réseau
  

Pour obtenir l'adresse réseau, on met tous les bits du host-id à 0.
On obtient donc comme adresse pour chaque sous-réseau :
134.214.(000 00000).0 soit 134.214.0.0.
134.214.(001 00000).0 soit 134.214.32.0.
134.214.(010 00000).0 soit 134.214.64.0.
134.214.(011 00000).0 soit 134.214.96.0.
134.214.(100 00000).0 soit 134.214.128.0.
134.214.(101 00000).0 soit 134.214.160.0.
134.214.(110 00000).0 soit 134.214.192.0.
134.214.(111 00000).0 soit 134.214.224.0.

• Obtention des adresses de broadcast
  

Pour obtenir l ’adresse de broadcast, on met à 1 tous les bits du host-id Les adresses de broadcast sont donc :
134.214.(000 11111).255 soit 134.214.31.255
134.214.(001 11111).255 soit 134.214.63.255
134.214.(010 11111).255 soit 134.214.95.255
134.214.(011 11111).255 soit 134.214.127.255
134.214.(100 11111).255 soit 134.214.159.255
134.214.(101 11111).255 soit 134.214.191.255
134.214.(110 11111).255 soit 134.214.223.255
134.214.(111 11111).255 soit 134.214.255.255

[modifier] Liens internes

• Adresse IP : la notion d'adresse IP et de masque.

[modifier] Exercices sur l'adressage IP

[modifier] EXERCICE 1

Ecrivez en binaire les adresses IP 156.78.90.87 et 192.168.23.60

[modifier] EXERCICE 2

Ecrivez sous la forme a.b.c.d les adresses IP 1100 1101 1010 1010 0110 0110 1100 0111 et 0110 1001 1001 1110 0101 0101 0111 1110

[modifier] EXERCICE 3

Pour chacune des adresses IP suivantes 200.67.80.45 , 50.98.78.67, 130.89.67.45 :
- indiquez la classe de l’adresse.
- donnez l’adresse du réseau de classe A, B ou C dans lequel se trouve cette adresse.
- donnez l’adresse de broadcast de ce réseau.
- indiquez les adresses IP attribuables à une machine de ce réseau.

[modifier] EXERCICE 4

a) Découpez en 16 sous-réseaux le réseau 150.27.0.0 de masque 255.255.0.0 Indiquez pour chaque sous-réseau la liste des adresses attribuables à une machine ainsi que l’adresse de diffusion.

b) Redécoupez en 8 sous-réseaux le troisième sous-réseau utilisable parmi ces 16. Combien de machines au maximum peuvent contenir chacun de ces sous-réseaux ?

[modifier] QCM relatif à l'adressage IP

• 1. L'adresse 180.30.17.20 est une adresse de classe :
  

a) A
b) B
c) C
d) D

• 2. Si l'administrateur donne deux fois la même adresse IP à 2 machines différentes du réseau, que se passe-t-il ?
  

a) Les deux machines marchent très bien.
b) La première machine à obtenir l'adresse IP du réseau marche mais pas la deuxième.
c) Aucune machine ne marche.
d) Le débit est partagé entre les 2 machines.

• 3. Un réseau de classe B est découpé en plusieurs sous-réseaux et on obtient un masque final valant 255.255.252.0. En combien de sous-réseaux le réseau de départ a-t-il été découpé ?
  

a) 32
b) 64
c) 128
d) 256

• 4.Un réseau a comme adresse 180.35.128.0 de masque 255.255.240.0. Quelle est l'adresse de broadcast ?
  

a) 180.35.255.255
b) 180.35.143.255
c) 180.35.159.25
d) 180.35.192.255

• 5.Un réseau a comme masque 255.255.255.224. Combien de machines peut-il y avoir sur un tel réseau ?

a) 254
b) 128
c) 224
d) 30

• 6.Sur un réseau TCP/IP qui fixe l'adresse IP d'une machine ?
  

a) Le constructeur de la carte éthernet.
b) elle est fixée au hasard lors du boot.
c) L'administrateur du réseau.
d) Le chef du département.

• 7.Une machine a comme adresse IP 150.56.188.80 et se trouve dans un réseau dont le masque est 255.255.240.0. Quelle est l'adresse du réseau ?
  

a) 150.56.0.0
b) 150.56.128.0
c) 150.56.176.0
d) 150.56.192.0

• 8.On découpe un réseau dont le masque est 255.255.224.0 en 16 sous-réseaux. Quel est le nouveau masque ?
  

a) 255.255.254.0
b) 255.255.255.0
c) 255.255.252.0
d) 255.255.248.0

• 9.Lorsque le protocole IP est utilisé au dessus du protocole éthernet, l'adresse IP a-t-elle la même valeur que l'adresse éthernet ?
  

a) VRAI
b) FAUX
c) cela dépend

• 10.Le protocole IP permet d'interconnecter un réseau de classe A avec un réseau de classe C.
  

a) VRAI
b) FAUX