Adressage IPv4.pdf

1 Qu’est-ce qu’une adresse IP ?- Notion d’adresse logique2 Anatomie d’une adresse IPv4 - Notation décimale pointée - Identificateur réseau - Identificateur hôte3 Conversion des nombres : binaire < - - > - Numération pondérée - Conversion binaire-décimale - Conversion décimale-binaire4 Les classes d’adresses - Classes A, B, C, D, E5 A chaque adresse sa fonction - Adresse réseau, diffusion - Adresses particulières - Adresses publique et privées6 Masque de sous-réseau - Comment extraire l’@ réseau de l’@ IP ?7 Qui attribue les adresses IP ?8 Préparation de l’adressage d’un réseau9 Adressage statique ou dynamique ? - Adressage statique - Adressage dynamique - Exemple de plan d’adressage IP

ADRESSAGE DU RESEAU IPv4

Décimale

QU’EST-CE-QU’UNE ADRESSE IP?

Tout comme le réseau téléphonique ou le réseau de la poste,chaque hôte (machine) est identifié par une adresse IP unique,diteadresse logique, afin que les machines qui composent le

réseau puissent communiquer.

- Notation CIDR - Préfixe

L'adresse IP définit l'emplacement d'un système sur le réseaude la même manière qu'une adresse de rue identifie unepersonne dans une ville. Comme l'adresse de rue doit identifierune résidence unique, une adresse IP doit être unique et avoir

un format uniforme.

Je possède l’adresse IP 192.168.1.5, les autres machines duréseau peuvent-elles communiquer avec moi ?

ANATOMIE D’UNE ADRESSE IPv4

Une adresse est composée de 4 octets séparés par des points. On parle denotation décimale pointée.Un octet étant la représentation d’un mot de 8 bits. Un mot étant le regroupement de plusieurs digits ou bits.De ce fait, une adresse IPv4 est donc composée de 32 bits.UnDigit est lacontraction de "digital unit" unité digitale. C’est un élément d'information numérique de base quelconque.Les nombres 2006 (base 10) et 1011 (base 2) sont constitués chacun de 4 digits.

Exemple : Exemple :

1234

5678

9101112

13141516

17181920

21222324

25262728

29303132

1100

0000.1010

1000.1111..

1111.0000

0001

BinaireDécimal Pointée

..

..

Titre 2

octet 1192

octet 2168

octet 3255

octet 41

Identificateur réseau – Identificateur d’hôteChaque adresse IP se décompose en deux parties.Net_ID : partie réseau ou identificateur réseau. Il représente le réseau sur lequel se situe la machine.Host_ID : partie machine ou identificateur d’hôte. Il sert à identifier la machine sur le réseau Net_ID.

° °

Exercice :L’administrateur réseau doit configurer 200 hôtes sur le même segment réseau.Combien de bits doit-il prendre pour l’identificateur d’hôtehost_id ?

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CONVERSION DES NOMBRES:BINAIRE <--> DECIMALE

Numération pondéréeOn parle de numération pondérée, lorsqu’un chiffre représente différentes valeurs, selon la position qu’il occupe. Plus précisément, la valeur qu’unchiffre représente est le chiffre multiplié par la base élevé à la puissance correspondant à sa position

Exemple :Soit le nombre décimal 245.245 = (2 x 10245 = (2 x 100) + (4 x 10) + (5 x 1)Le système binaireLe système binaire est le système de numération en base 2. Il y a 2 digits, 0 et 1, qu'on appelle dans ce cas des "bits".La valeur représentée par un mot en binaire se traduit par l’addition de chaque digit multiplier par la base 2 élevée à une puissance fonction de la

) + (4 x 10

) + (5 x 10

Soit

position du digit correspondant.

Exemple :1010 1100 = (1 x 2Conversion binaire - décimalePour convertir un mot binaire de 8 bits en décimal, il suffit d’utiliser le tableau suivant :

) + (0 x 2

) + (1 x 2

) + (0 x 2

) + (1 x 2

) + (1 x 2

) + (0 x 2

) + (0 x 2

RangPoids (*)Décimal

21288

2764

2632

2516

248

234

222

211

rang - 1

(*) Poids = 2On additionne uniquement les poids pour lesquels la position du digit est différente de zéro.

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Exemple :1111 0101

RangPoids (*)Décimal

34

21288

2764

232

2516

248

222

211

Bits

164

132

116

00

14

00

11

128

+1 mot / 1 octet

Valeur

245

Exemple : Conversion d’une adresse IPv4 de la notation binaire en notation décimale

pointée.

1234

678

9101112

13141516

17181920

21222324

25262728

29303132

1010

1100.

0001

0000.

0000

0100.

0001

0100

octet 4

octet 1

octet 2

octet 3

10101100

00010000

00000100

00010100

x 128 = 0x 64 = 0x 32 = 0x 16 = 0x 8 = 0x 4 = 4x 2 = 0x 1 = 0

x 128 = 0x 64 = 0

x 128 = 128x 64 = 0x 32 = 32x 16 = 0x 8 = 8x 4 = 4x 2 = 0x 1 = 0

x 128 = 0x 64 = 0x 32 = 0

x 8 = 0x 4 = 4x 2 = 0x 1 = 0x 32 = 0x 16 = 16

x 4 = 0x 2 = 0x 1 = 0x 16 = 16x 8 = 0

20

172

16

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Exercices :Convertissez les nombres suivants en décimal.

1)°

RangPoids (*)Décimal

34

21288

2764

232

2516

248

222

211

Bits

AdditionValeur

+?

2°)

RangPoids (*)Décimal

34

21288

2764

232

2516

248

222

211

Bits

AdditionValeur

+?

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Conversion décimale – binaireDéterminons d’abord si le nombre décimal est supérieur ou égal à la valeur décimale la plus grande représentée par le bit de poids fort. Dans laposition la plus à gauche, nous déterminons si la valeur est supérieure ou égale à 128.Si la valeur est inférieure à 128, nous plaçons un 0 dans la position des 128 bits et passons à la position des 64 bits.Si la valeur est supérieure ou égale à 128, nous plaçons un 1 dans cette position et soustrayons 128 du nombre à convertir.Ensuite, nous comparons le reste de cette opération à la plus petite valeur suivante, c’est-à-dire 64. Nous répétons cette procédure pour toutes les

positions de bits restantes.

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Exemple :Convertissons la notation décimale de l’adresse IP 172.16.4.20 en binaire.

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Exercice :

1°)

Valeur

141

RangPoids (*)Décimal

21288

2647

2326

2165

284

222

211

43

Binaire

2°)

58

Valeur

RangPoids (*)Décimal

21288

2647

2326

2165

284

222

211

43

Binaire

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LES CLASSES D’ADRESSES

L’adressage IPv4 comprend 5 classes d’adresses. Elles se regroupent en plage monodiffusion, appelées adresses de classe A, B et C adaptées àdes réseaux de différentes tailles ; et en plage multidiffusion correspondant à la classe D. La classe E étant une classe expérimentale.

Le premier octet définit la classe.

La classe A

° ° ° ° ° °

1 octet (octet 1) pour leNet_id et 3 octets (octet 2, 3 et 4) pour leHost_idL’identifiant réseau est codé sur 7 bits, car bit de poids fort est fixe et positionné à0.Æ2

– 2 =126 réseaux possibles

Elle est comprise entre1 et127L’étendue de la classe A va de :1.0.0.1 à 126.255.255.254Elle est utilisée pour des réseaux de grande taille : plus de 16 millions d’adresses de machinesÆ2

24

– 2 = 16 777 214

Utilise un préfixe/8 invariable

Le masque de sous-réseau par défaut est :

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Titre 1

La classe B

° ° ° ° ° °

2 octets pour leNet_id (octet 1 et 2) et 2 octets pour leHost_id(octet 3 et 4)L’identifiant réseau est codé sur 14 bits, car 2 bits de poids fort sont fixes et positionnés à10.Æ 2

14

= 16 384 réseaux possibles

Elle est comprise entre128 et191L’étendue de la classe B va de :128.0.0.1 à 191.255.255.254Elle est utilisée pour les réseaux de taille moyenne : plus de 65 000 hôtesÆ2

16

– 2 = 65 534

Utilise un préfixe/16 invariable

Le masque de sous-réseau par défaut est :

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10

La classe C

° ° ° ° ° °

3 octets pour leNet_id (octet 1, 2 et 3) et 1 octet (octet 4) pour leHost_idL’identifiant réseau est codé sur 21 bits, car 3 bits de poids fort sont fixes et positionnés à110.Æ 2

21

= 2 097 152 réseaux possibles

Elle est comprise entre192 et223L’étendue de la classe C va de :192.0.0.1 à 223.255.255.254Elle est utilisée pour les réseaux de petite taille : 254 hôtes au maximumÆ2

– 2 = 254

Utilise un préfixe/24 invariable

Le masque de sous-réseau par défaut est :

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11

La classe D (RFC 3171) : MulticastUtilisé pour identifier des groupes de machines et permettre des communicationsmulticast (multidiffusion)

° ° ° ° ° ° °

Pas de masque de sous-réseau.Pas de Net_id et de Host_id.Les 4 premiers bits sont fixés à1110Les 28 bits restants désignent le groupeL’étendue va de224.0.0.0 à239.255.255.255.Désigne toujours une adresse de destination

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12

Quelques définitions :Unicast : Communication d’une machine à une autre

Multicast : Communication d’une machine à un groupe de machines

Broadcast : Communication d’une machine à toutes les machines du réseau

Quelques plages :

224.0.0.0/24 : bloc réservé par l'IANA sous le nom"Local Network Control Bloc".Adresses allouées aux protocoles chargés de la gestion du réseau : routage, découverte de topologies, maintenance.224.0.0.1: désigne toutes les interfaces présentes sur le réseau local.224.0.0.2 : désigne toutes les interfaces de routeurs présentes sur le réseau local.224.0.0.5 : protocoles de routage OSPF (Open Shortest Path First).224.0.1.0/24Æ Ce bloc est réservé par l'IANA sous le nom"Internetwork Control Bloc".

° °°°

° °

Peuvent franchir les routeurs.224.0.1.1 : serveur de temps NTP (Network Time Protocol). Permet de synchroniser le temps des machines connectées à Internet, avec une

précision de 10 ms.

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13

La classe E

° ° ° °

Classe expérimentale.Le premier octet commence par la séquence1111.Elle est comprise entre240 et255.Réservée à la recherche ou à des usages futurs.

Résumé :

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14

5 types d’adresse :A CHAQUE ADRESSE SA FONCTION

° ° ° ° ° L’adresse réseauL’adresse réseau est utilisée pour faire référence à un réseau. C’est donc une adresse pour laquelle tous les bits de l’identifiant hôte est à0.Tous les périphériques partagent les mêmes bits d’adresse réseau, c’est-à-dire le même identifiant réseau.

Adresse réseauAdresse de diffusionAdresses particulièresAdresses publiques et privéesMasque de sous-réseau

° °

Exemples :

Æ Adresse de classe A

Æ Adresse de classe B

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Æ Adresse de classe C

Exercices :

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Adresse de diffusion ou BroadcastL’adresse de diffusion IPv4 est une adresse spécifique, attribuée à chaque réseau. Elle permet de transmettre des données à l’ensemble des

hôtes d’un réseau.Le principe consiste à positionner à 1 tous les bits de l’identifiant hôte.

Exemple :

L’adresse de diffusion 192.168.182.255 concerne toutes les machines du réseau 192.168.182.0.

On parle dediffusion dirigée.L’adresse spéciale255.255.255.255 est une adresse dediffusion limitée. Elle utilisée afin d’atteindre toutes les machines du réseau local.Les paquets envoyés en diffusion ne sont pas relayés hors du réseau.

° °

Adresses particulièresCes adresses ne peuvent être attribuées à des hôtes.Route par défaut : PasserelleElle est représentée par l’adresse0.0.0.0Elle est utilisée en générale pour accéder au réseau Internet.Adresse de boucle locale : Loopback127.0.0.0 : adresse de loopback réseau127.0.0.1 : adresse de loopback localhostElle permet de tester les applicatifs et services TCP/IP. Les communications restent dans un circuit fermé sur la machine locale.

° °

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17

Adresses lien-locale169.254.0.0 - 169.254.255.255 (préfixe /16)Elles sont attribuées par le système d’exploitation lorsque l’hôte ne parvient pas à obtenir une adresse IP automatiquement auprès d’un serveur

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).Elles ne fournissent pas de services en dehors du réseau local.

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Adresses publiques et privéesUne adresse publique est une adresse utilisée et accessible sur le réseau Internet.Les adresses attribuées à des réseaux ne nécessitant pas d’accès à Internet sont des adresses privées.Les hôtes sur des réseaux différents peuvent utiliser les mêmes adresses privées. Ces adresses ne sont pas visibles sur Internet. Les« routeurs » et les « pare-feu » bloquent ces adresses et utilisent la NAT (Network Address Translation) pour faire le lien avec l’adresse

° °

publique.

L’IANA conseille d’utiliser les adresses suivantes pour l’adressage des réseaux privés :10.0.0.0 - 10.255.255.255 pour la classe A172.16.0.0 - 172.31.255.255 pour la classe B192.168.0.0 - 192.168.255.255 pour la classe C

° ° °

Exemple :

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MASQUE DESOUS-RESEAU

C’est une adresse 32 bits utilisée pour :Cacher une partie de l'adresse IP afin de distinguer l'identificateur de réseau (Net-ID) de l'identificateur d'hôte (Host-ID)Spécifier si l'adresse IP de l'hôte de destination est située sur le réseau local ou un réseau distant.Un masque de sous-réseau par défaut est utilisé sur les réseaux TCP/IP. Il suit le découpage des classes d'adresses. Tous les bits correspondant àl'identificateur réseau sont positionnés à 1 et les bits correspondant à la partie hôte sont mis à 0.

° °

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20

Notation CIDR (Classless InterDomain Routing)Au début des années 90, suite à l'afflux des nouveaux utilisateurs d'Internet, surtout des entreprises, le système d'attribution des réseaux IP basé sur

le système des classes commença à montrer ses limites.La taille des tables de routage augmentent exponentiellement.Pour un site dont les besoins sont intermédiaires entre la classe C et la classe B, il est plus facile d'attribuer plusieurs adresses réseau de classe C

qu'une seule adresse réseau de classe BChaque fois que cela se produit, les tables de routage s'alourdissent de plusieurs lignes, ce qui va rapidement saturer la mémoire des routeurs.La solution proposée par CIDR, adoptée en novembre 1992 et rapidement inclus dans les protocoles de routage, consiste à faire accompagner

l’adresse IP de son masque.Les anciens masques de classe A, B et C deviennent/8,/16,/24.

Exemple :192.168.255.1/255.255.255.0 devient 192.168.255.1/24On parle depréfixe les bits de l'adresse qui représentent la partie réseauNet_ID.Par exemple, dans 172.16.4.0/24, /24 est la longueur de préfixe. Elle nous indique que les 24 premiers bits correspondent à l’adresse réseau. Il reste

donc 8 bits (le dernier octet) pour la partie hôte.CIDR fait l'objet d'autres développements que l'on verra en routage, sous-réseau, sur-réseau et VLSM.Question : comment extraire l'adresse réseau de l'adresse IP ?

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21

Avant l’envoi d’un paquet, la procédureAND (ET logique : multiplicationbit à bit de même position), est appliquée entre l'adresse IP et le masquede sous-réseau. Cette procédure est appliquée pour l’adresse IP locale et l’adresse IP de destination. Le résultat donne l’adresse du réseau.Si les deux résultats correspondent, le paquet appartient et est envoyé à un hôte du réseau local. Dans le cas contraire, le paquet est envoyé à la

passerelle, si celle-ci est renseignée.

QUI ATTRIBUE LES ADRESSES IP?

L'IANA (Internet Assigned Numbers Authority) qui responsable de la coordination globale de la racine du DNS, adressage IP, et d’autres ressources

protocole Internet.Site Internet :http://www.iana.org/Depuis CIDR, l'IANA a segmenté l'espace d'adressage en 256 blocs numérotés de 0/8 à 255/8. Cfhttp://www.iana.org/assignments/ipv4-address-

space/ipv4-address-space.xmlChacun de ces blocs représente 16 millions d'adresses (24bits). L'IANA délègue l'administration de ces segments à cinq RIR (Regional Internet

Registry) selon la cartographie suivante :

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AfriNICAPNICARINLACNICRIPE NCC Les adresses allouées pour l'Europe sont gérées par leRIPE NCC (Réseaux IP Européens – Network Coordination Centre,www.ripe.net). On peutvisualiser les segments délégués par l'IANA au RIPE NCC en consultant le document à l'adresse :http://www.iana.org/assignments/ipv4-address-space/ipv4-address-space.xhtml

Africa RegionAsia/Pacific RegionNorth America RegionLatin America and some Caribbean IslandsEurope, the Middle East, and Central Asia

PREPARATION DE L’ADRESSAGE D’UN RESEAU

Les administrateurs réseau ne doivent pas sélectionner au hasard les adresses utilisées dans leur réseau, ni être attribuées de façon aléatoire.Elles doivent être correctement préparées et documentées aux fins suivantes :

ñ ñ ñ ñ

Éviter les doublons d’adresse.Les hôtes fournissent des ressources au réseau interne et/ou aux réseaux externes ? Etre capable de localiser la ressource.Surveiller la sécurité et les performances : être capable d’identifier le périphérique dont l’adresse IP est problématique.Les périphériques devront-ils être accessibles depuis l’extérieur du réseau local ?

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ADRESSAGE STATIQUE OU DYNAMIQUE

Attribution statique d’adressesLes adresses statiques conviennent pour les imprimantes, les serveurs et d’autres périphériques réseau, qui doivent être accessibles pour les clients

d’un réseau.Si les utilisateurs ont l’habitude d’accéder à un serveur sur une adresse IP particulière, cela peut poser des problèmes d’accès en cas de modification

de cette adresse.

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L’attribution statique des informations d’adressage permet de mieux contrôler les ressources réseau. Toutefois, la configuration IP sur chaque hôte

prend du temps.Exemple de configuration statique :

Avec ce type d’attribution, l’administrateur réseau doit configurer manuellement les informations de réseau pour un hôte, comme indiqué dans

l’exemple ci-dessus.

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Attribution dynamique d’adressesDans la plupart des réseaux, l’immense majorité des hôtes sont despériphériques finaux, tels que des PC, des téléphones IP, des imprimantes etdes assistants numériques personnels. Dans la mesure où ces hôtes représentent le plus grand nombre de périphériques au sein d’un réseau, le

plus grand nombre d’adresses doit leur être attribué.Afin de faciliter la tâche de l’administrateur réseau, l’adressage dynamique est préférable.Le protocole DHCP ((Dynamic Host Configuration Protocol) permet l’attribution automatique des informations d’adressage.Cette méthode d’attribution est privilégiée pour les réseaux de grande taille, ce qui permet de dégagé le personnel de support du réseau cette tâche

et d’éviter des erreurs de saisie.L’autre avantage de l’attribution dynamique réside dans le fait que les adresses ne sont pas permanentes pour les hôtes, elles sont « louées » pourune certaine durée. Si l’hôte est mis sous tension ou retiré du réseau, son adresse est renvoyée au serveur DHCP et sera réutilisée. Cela estparticulièrement intéressant pour les utilisateurs mobiles qui se connectent et se déconnectent d’un réseau.

Configuration dynamique d’un poste :

Exemple de plan d’adressage :

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