C’est quoi une adresse IP ?

L’adresse d’une carte réseau correspond à l’adresse d’un poste et d’un seul. Or les postes sont généralement regroupés en réseau.

Comment identifier le réseau auquel appartient le poste ?

Il faut une adresse logique qui soit indépendante de l’adresse physique (MAC). C’est ce que propose le protocole IP et le protocole IPX.

Pourquoi identifier le réseau ?

Pour permettre à 2 postes qui ne sont pas connectés au même réseau de communiquer. Cela est impossible avec une adresse MAC, il faut une adresse de niveau supérieur, comme nous le verrons un peu plus loin et surtout avec le routage IP.

Le message véhiculé par la trame va contenir une autre adresse destinataire dont un des objectifs sera de définir le réseau destinataire du message. On appelle le message contenu dans une trame un paquet. Ce qu’il nous faut savoir à ce stade, c’est qu’une machine sait que le paquet n’est pas destiné au réseau si l’adresse réseau de destination est différente de la sienne, dans ce cas elle envoie le paquet à une machine spéciale (passerelle ou routeur) dont le rôle est d’acheminer les paquets qui sortent du réseau.

Cette adresse dite logique du noeud (car elle est attribuée par logiciel à un hôte, plus précisément à une carte réseau) contenue dans le paquet est l’adresse IP. Elle est définie indépendamment de toute topologie d’ordinateur ou de réseau. Son format reste identique quel que soit le support utilisé.

Les machines hôtes d’un réseau TCP/IP sont identifiées par leur adresse IP.

Résolution d’adresses logiques en adresses physiques

Toute machine sur un réseau IP a donc 2 adresses : une adresse MAC et une adresse IP.

Les processus de niveaux supérieurs utilisent toujours l’adresse IP et donc lorsqu’un processus communique avec un autre processus, il lui envoie un message dont l’adresse destinataire est une adresse IP, mais pour pouvoir atteindre la carte réseau du destinataire, il faut connaître son adresse MAC. Le rôle du protocole ARP (Adress Resolution Protocol) est d’assurer la correspondance entre l’adresse IP et l’adresse MAC.

Attribution d’une adresse IP Internet

Les réseaux connectés au réseau Internet mondial doivent obtenir un identificateur de réseau officiel auprès du bureau de l’Icann de l’Inter-NIC (Network Information Center) afin que soit garantie l’unicité des identificateurs de réseau IP sur toute la planète. Une adresse est attribuée au réseau privé dont l’administrateur en fait la demande auprès du NIC (http://www.nic.fr).

Après réception de l’identificateur de réseau, l’administrateur de réseau local doit attribuer des identificateurs d’hôte uniques aux ordinateurs connectés au réseau local. Les réseaux privés qui ne sont pas connectés à Internet peuvent parfaitement utiliser leur propre identificateur de réseau. Toutefois, l’obtention d’un identificateur de réseau valide de la part du centre InterNIC leur permet de se connecter ultérieurement à Internet sans avoir à changer les adresses des équipements en place.

Chaque noeud (interface réseau) relié à Internet doit posséder une adresse IP unique.

Structure des adresses IP

Les adresses IP sont des nombres de 32 bits qui contiennent 2 champs :

  • Un identificateur de réseau (NET-ID) : tous les systèmes du même réseau physique doivent posséder le même identificateur de réseau, lequel doit être unique sur l’ensemble des réseaux gérés.
  • Un identificateur d’hôte (HOST-ID) : un noeud sur un réseau TCP/IP est appelé hôte, il identifie une station de travail, un serveur ou tout autre périphérique TCP/IP au sein du réseau.

La concaténation de ces deux champs constitue une adresse IP unique sur le réseau.

Pour éviter d’avoir à manipuler des nombres binaires trop longs, les adresses 32 bits sont divisés en 4 octets. Ce format est appelé la notation décimale pointée, cette notation consiste à découper une adresse en quatre blocs de huit bits. Chaque bloc est ensuite converti en un nombre décimal.

Chacun des octets peut être représenté par un nombre de 0 à 255. Prenons par exemple l’adresse IP 10010110110010000000101000000001. Elle peut être découpée en quatre blocs : 10010110.11001000.00001010.00000001. Ensuite, chaque bloc est converti en un nombre décimal pour obtenir finalement 150.200.10.1. Cette écriture est une convention, le codage en machine est binaire.

Classes d’adresses

La communauté Internet a défini trois classes d’adresses appropriées à des réseaux de différentes tailles. Il y a, a priori, peu de réseaux de grande taille (classe A), il y a plus de réseaux de taille moyenne (classe B) et beaucoup de réseaux de petite taille (classe C). La taille du réseau est exprimée en nombre d’hôtes potentiellement connectés.

La premier octet d’une adresse IP permet de déterminer la classe de cette adresse. Les adresses disponibles (de 0.0.0.0 à 255.255.255.255) ont donc été découpées en plages réservées à plusieurs catégories de réseaux.

Pour éviter d’avoir recours aux organismes NIC à chaque connexion d’un nouveau poste, chaque société se voit attribuer une plage d’adresse pour son réseau. Le nombre d’adresses disponibles dans chaque plage dépend de la taille du réseau de la société. Les grands réseaux sont dits de classe A (IBM, Xerox , DEC, Hewlett-Packard), les réseaux de taille moyenne sont de classe B (Microsoft en fait partie !), et les autres sont de classe C.

ClasseDébut en binaireValeursIdentificateur de réseauIdentificateur d’hôtePartie réseau de l’IP
A0…1 à 127ab, c, d255.0.0.0
B10…128 à 191a, b c, d255.255.0.0
C110…192 à 223a, b, cd255.255.255.0
D1110…224 à 239multicasta, b, c, d
E1111…240 à 255réservéesexpérimental

Par exemple, l’adresse d’un poste appartenant à un réseau de classe A est donc de la forme : 0AAAAAAA.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx, avec A fixé par le NIC et x quelconque.

Exemple : IBM a obtenu l’adresse 9 (en fait, on devrait dire 9.X.X.X, mais il est plus rapide de n’utiliser que la valeur du premier octet). 9 est bien de classe A car 9d=00001001b. Cela signifie que chaque adresse IP du type 00001001.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx, avec x prenant la valeur 0 ou 1, fait partie du réseau d’IBM.

Malgré ces possibilités d’adressage, la capacité initialement prévue est insuffisante et sera mise à défaut d’ici quelques années. L’IPNG (Internet Protocol Next Generation) ou Ipv6 devrait permettre de résoudre ces difficultés en utilisant un adressage sur 16 octets noté en héxadécimal.

Identification du réseau

L’adresse IP se décompose, comme vu précédemment, en un numéro de réseau et un numéro de noeud au sein du réseau. Afin de s’adapter aux différents besoins des utilisateurs, la taille de ces 2 champs peut varier.

On définit ainsi les 5 classes d’adresses notées A à E :

Classes d'adresses

Exemple : Soit l’adresse IP suivante : 142.62.149.4. 142 en décimal = 10001110 en binaire. Le mot binaire commence par les bits 10 donc il s’agit d’une adresse de classe B. Ou, plus simple : 142 est compris entre 128 et 191. S’agissant d’une adresse de classe B, les deux premiers octets (a et b) identifient le réseau. Le numéro de réseau est donc : 142.62.0.0. Les deux derniers octets (c et d) identifient l’équipement hôte sur le réseau. Finalement, cette adresse désigne l’équipement numéro 149.4 sur le réseau 142.62.

Exercices

Exercice 1

Afin de disposer de sous réseaux, on utilise le masque 255.255.240.0 avec une adresse de réseau de classe B.
Combien d’hôtes pourra-t-il y avoir par sous réseau ?
=> L’écriture décimale 240 correspond à 1111.0000 en binaire. Il y a donc les 4 bits de droite qui font partie du numéro de l’hôte. Il y a donc les 8 bits du décimal 0 et les 4 du décimal 240. Ce qui fait donc 2^12 – 2 = 4094 hôtes possibles par sous réseau.
Quel est le nombre de sous réseaux disponibles ?
=> Classe B : /16 ici /20 : 4 bit donc 16 sous réseau

Exercice 2

Une entreprise veut utiliser l’adresse réseau 192.168.90.0 pour 4 sous réseaux. Le nombre maximum d’hôtes par sous réseau étant de 25, quel masque de sous réseau utiliseriez vous pour résoudre ce problème ?
=> C’est une classe C donc masque en /24, pour 4 sous réseaux il faut 2 bits donc masque en /26 ce qui laisse 6 bits pour les machines : 2^6 – 2 = 62 hôtes maximum par sous sous réseau. Remarque : une partie hôte de 5 bits suffit pour 25 machines. On pourrait faire 8 sous réseaux.

Exercice 3

Quelles sont les adresses IP couvertes par l’adresse CIDR 192.168.10.0 /20 ?
=> 192.168.0.1 à 192.168.15.254

x.x.x.x /20 signifie masque avec les 20 bits de gauche à 1 ainsi :
– masque standard de classe A : /8
– masque standard de classe B : /16
– masque standard de classe C : /24

Sources

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