Les ordinateurs,
et en général, les périphériques réseaux communiquent entre eux grâce
au protocole IP (Internet Protocol), qui utilise des adresses numériques,
appelées adresses IP.
Adresse IP
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Composées de 4 nombres entiers (4 octets) entre 0 et 255 et notées sous
forme xxx.xxx.xxx.xxx.
Exemple :
On distingue en fait deux parties dans l'adresse IP:
- une partie des à gauche désigne le réseau est appelée ID de réseau
(netID)
- les nombres de droite désignent les ordinateurs de ce réseau est
appelée ID d’hôte (host-ID).
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Classe
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Une classe en
réseau est, en fait, un ensemble d’adresses IP. Chaque adresse IP appartient
à une classe principale (on dit aussi une plage). (II. Les classes réseau)
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Masque sous-réseau
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Chaque classe a un
masque de sous-réseau par défaut.
Un masque de
sous-réseau (netmask) se présente comme une adresse IP.
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Objectif : permettre d’identifier le réseau associé à
une adresse IP.
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||
L’extraction de
l’adresse du réseau se fait en effectuant l’opération logique AND entre les
bits de l’adresse et son masque sous-réseau.
Exemple :
Les bits à 1 représentent la
partie réseau :
Le masque sous-réseau peut être représenté d’une autre façon :
Le réseau 192.168.10.0
qui a pour masque sous-réseau 255.255.255.0
Est équivalente à
192.168.10.0/24
24 représente le nombre de 1 dans le masque sous-réseau, bien évidement
11111111 11111111 11111111
00000000 contient 24 bits à 1.
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||
II.
Le protocole IPv4
Les caractéristiques de base du protocole IPv4 sont
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1.
2.
3.
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Sans connexion : aucune connexion
n’est établie avant l’envoi de paquets de données.
Au mieux (ou peu fiable) : aucune surcharge
n’est utilisé pour garantir la transmission de paquets.
Indépendant des médias : fonctionne
indépendamment du média transportant les données.
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L’en-tête IPv4 :
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Version : numéro de la version IP
(pour IPv4 c’est 4).
IHL : longueur de l’en-tête, IHL
= 5 => longueur en-tête = 5*4 = 20 octets.
Type de service : pour préciser la priorité
de données, plus de priorité est donnée aux données audio par rapport aux
données classiques.
Identification : identifie d’une manière
unique les fragments d’un paquet IP d’origine. (pendant son voyage vers
l’hôte destinataire un seul paquet peut être divisé en plusieurs fragments
qui seront réassemblés par la suite).
Identificateur : permet de préciser si la
fragmentation du paquet est autorisée.
Décalage du
fragment : donne le placement exact du fragment au sein de son paquet
d’origine.
Durée de vie (TTL=Time To Live) : indique
le nombre de sauts restants pour que le paquet arrive à sa destination, ce
nombre est décrémenté de 1 au moins chaque fois le paquet est traité par un
saut, lorsqu’il devient nul le paquet est abandonné et supprimé du flux de
donnée. (sauts= les routeurs par lesquels passe le paquet pour atteindre sa
destination)
Protocole : protocole de la couche
transport approprié : TCP ou UDP ou autre.
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III.
Division des hôtes en groupes
Les réseaux peuvent être regroupés en fonction de facteurs
suivants :
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1.
2.
3.
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L’emplacement géographique
L’objectif / l’usage
La propriété
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Pourquoi séparer les hôtes
réseaux ?
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les
problèmes rencontrés par les grands réseaux :
-
La dégradation des performances.
-
Les problèmes de sécurité.
-
La gestion des adresses.
La
division ou la séparation des hôtes vient pour améliorer les
performances, renforcer la sécurité et
mieux gérer les adresses :
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1.
2.
3.
|
Amélioration des performances :
→ La
réduction du trafic qui épuise la bande passante et la capacité de routage.
→ Gestion
de la taille du domaine de diffusion.
Sécurité :
L’accès
à et à partir des ressources à l’extérieur de chaque réseau peut être
interdit, autorisé ou surveillé.
Gestion des adresses :
Internet
se compose de millions d’hôtes, chaque hôte possède une adresse réseau
unique. Pour que chaque hôte connait toutes les adresses ces autres hôtes
cela imposerait une surcharge importante de traitement sur ces hôtes.
La
division réduit cette surcharge ; un périphérique n’a besoin de
connaitre uniquement que l’adresse d’un périphérique intermédiaire que l’on
appelle passerelle.
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Comment séparer les hôtes ?
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La
réponse est les réseaux hiérarchiques.
IP
n'est hiérarchique qu'à trois niveaux : réseau, sous-réseau et machine.
N.B. :
1. un réseau peut être lui-même
un sous-réseau d’un autre réseau.
2. cette notion de
sous-réseau est possible grâce aux masques sous-réseaux. (voir IV.4. Exemple
pratique)
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IV. Types
de communication, Classes et Adressage IP :
IV.1. Types de communication
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Dans
un réseau IPv4, les hôtes peuvent communiquer de trois façons :
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1.
2.
2 .1.
2 .2.
3.
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Monodiffusion : processus constituant à
envoyer un paquet d’un hôte à un autre hôte en particulier.
Diffusion : processus constituant à
envoyer un paquet à tous les autres hôtes du réseau. On distingue 2 types de
diffusion :
Diffusion dirigée : une diffusion dirigée est envoyée à tous les hôtes
d’un réseau particulier (un réseau qui n’est pas local) on utilisant l’adresse
de diffusion du réseau en question (par exemple : 128.30.255.255 qui est
l’adresse de diffusion du réseau 128.30.0.0 /16)
Diffusion limitée : permet une diffusion qui est limitée aux hôtes du
réseau local. Ces paquets utilisent l’adresse de destination 255.255.255.255,
les routeurs ne transmettent pas cette diffusion.
Multidiffusion : processus constituant à
envoyer un paquet d’un hôte à un groupe d’hôtes en particulier.
Client multidiffusion : les hôtes qui souhaitent recevoir des données
multidiffusion spécifiques sont appelés des Clients multidiffusion, ces clients sont abonner à un groupe de
multidiffusion.
Groupe multidiffusion : chaque groupe est représenté par une seule adresse
de destination multidiffusion.
IPv4 a réservé la plage d’adresse : 224.0.0.0
-
239.255.255.255 à l’adressage des groupes de multidiffusion. Cette plage
est appelé classe D (voir V.Récapitulatif des classes réseau)
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IV.2. Types d’adresse IP / Classes
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1.
1.1
1.2
1.3
2.
2.1
2.2
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Adresses IPv4
réservées :
Adresses d’hôtes : la plage d’adresses 0.0.0.0
à 223.255.255.255
Cependant cette plage d’adresses
est déjà devisée en 3 plages spécifiques (les classes) et plusieurs adresses
sont réservées à un usage spécifique :
Classe A : utilisé par les Multinationales,
s’étend sur la plage d’adresses : 1.0.0.0 à 126.255.255.255
Classe B : utilisé par les Grandes entreprises, s’étend
sur la plage d’adresses : 128.0.0.0 à 191.255.255.255
Classe C : utilisé par les Petites entreprises, s’étend
sur la plage d’adresses : 192.0.0.0 à 223.255.255.255
Pour les adresses réservées
à un usage spécifique veuillez consulter le tableau récapitulatif. (V. Récapitulatif des classes réseau)
Adresses de multidiffusion ou classe D: plage d’adresses 224.0.0.0
à 239.255.255.255, qui sont utilisées par les groupes de multidiffusion pour
un réseau local.
Adresses expérimentales ou classe E: plage d’adresses
240.0.0.0 à 254.255.255.255 ; utilisées pour la recherche ou l’expérimentation
et ne peuvent pas actuellement être utilisées pour les hôtes dans les réseaux
IPv4.
Adresses
publiques et privées
La majorité des adresses d’hôte
IPv4 sont des adresses publiques ;
utilisées dans les réseaux accessibles sur internet.
D’autres blocs d’adresses
sont attribués à des réseaux qui ne nécessitent pas d’accès à Internet, ou
uniquement un accès limité. Ces adresses sont appelées des adresses privées.
Les adresses privées :
De 10.0.0.0/8 à 10.255.255.255/8
De 172.16.0.0/12 à 172.31.255.255/12
De 192.168.0.0/16 à 192.168.255.255/16
De nombreux hôtes sur
différents réseaux, peuvent utiliser les adresses d’un même espace privé. Les
paquets qui utilisent ces adresses comme source ou destination ne doivent pas
être visible sur Internet.
Traduction d’adresses privées en adresses
publiques :
Le routeur de ces réseaux
privés doit bloquer ou traduire ces adresses grâce à un protocole de
traduction NAT (Network Adresses Translation).
les adresses privées
peuvent donc être traduites en adresses publiques et les hôtes en question
peuvent accéder aux ressources présentent sur Internet.
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IV.3. Adressage IP :
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Un
réseau doit être correctement préparé et documenté aux fins suivantes :
ü Eviter
le doublon d’adresse.
ü Fournir
et contrôler l’accès.
ü Surveiller
la sécurité et les performances.
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L’IP
fournit deux types d’adressage :
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Adressage
statique
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Adressage
dynamique
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Configurer manuellement les
informations de réseau pour un périphérique.
Les informations comportent au
minimum :
· L’adresse IP
· Le masque sous-réseau
· La passerelle par-défaut (le routeur
du réseau)
Avantages :
+mieux contrôler les ressources réseaux.
Inconvénients ou difficultés de
mise en œuvre :
- La configuration IP sur chaque
hôte prend du temps.
- Nécessite une mise à jour en cas
de changement d’un constituant.
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Attribution des adresses de manière dynamique à l’aide du protocole
DHCP.
La configuration du serveur DHCP nécessite qu’un bloc d’adresse appelé adresses pool soit défini.
Les adresses ne sont pas permanentes pour les hôtes, elles sont juste louées pour certaines durées.
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Utilisation
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+ convient pour les imprimantes,
les serveurs et d’autres périphériques réseaux.
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+réseau de grande taille
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IV.4. Règles et Exemple pratique : Nombre réseau et nombre hôte:
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Règles :
1/ Le nombre de réseau correspond à 2^n-1 (2^n-2 pour la classe A) tel que n=nombre de bits à 1 dans le masque.
Toute adresse IP de réseau valide, a sa partie de réseau qui satisfait les contraintes suivantes :
- ne peut pas être "tout à zéro" (c’est à dire tous ses bits à 0)
- ne peut pas être "tout à un" pour la classe A
2/ Le nombre d’hôte correspond à 2^n-2 tel que n=nombre de bits à 0 dans le masque.
Pourquoi soustraire 2 ?
Toute adresse IP d’hôte valide, a sa partie d’hôte qui satisfait les contraintes suivantes :
Ø ne peut pas être "tout à zéro" (réservé pour l’adresse de son réseau)
Ø ne peut pas être "tout à un" (réservé pour l’adresse de diffusion générale (broadcast) sur son réseau)
Exemple :
128.0.0.0 /16
Le nombre de réseau possible est : 2^16-2=65 534 réseaux
Le nombre de réseau possible est : 2^16-2=65 534 hôtes
Remarquer que 16+16= 32 (32 bits d’une adresse IP)
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IV.5. Exemple pratique :
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||||||||
On prend le réseau 192.155.87.0/24 qui a pour masque sous-réseau 255.255.255.0 la partie réseau est
bien évidemment celle qui correspond aux bits à 1 dans le masque, ou bien
plus simplement les 24 premiers bits de l’adresse :
la partie réseau 192.155.87.0 la partie hôte
la partie réseau reste
toujours fixe et la partie hôte change entre 1 et 254 pour donner des adresses
hôtes attribuables. (192.155.87.0 adresse du réseau et 192.155.87.255 adresse de braodcast).
Si on veut diviser ce
réseau en plusieurs sous-réseaux puis chaque sous-réseau aura ses propres
adresses machines, alors, la première question à se poser « De combien de sous-réseau ont a
besoin ? » et puis « Combien
d’hôtes doit contenir chacun de ces sous-réseaux ? ».
Si par exemple on a besoin
de 5 sous-réseaux et de 20 hôtes par sous-réseau, alors comment procéder par
la suite ?
Ce qu’on
doit faire c’est :
- trouvé un exposant tel
que : 2^n-2 >= 5 (5 le nombre de sous-réseaux)
Pour n=3 : 2^3-2=6
>5
On doit allouer 3 bits de
l’adresse réseau et on aura comme masque : 255 .255.255.1110 0000
-Il nous reste 5 bits pour
les hôtes sur chaque réseau, vérifiant si cela est suffisant pour les 20
hôtes/sous-réseau : 2^5-2= 30
> 20 (20 hôtes).
255.255.255.111|0
0000
192.155. 87.000|0 0000
Pour les 3 bits allouer on
met le bit le moins signifiant à 1 qui correspond à 2^5=32 cette valeur est un
facteur que nous allons ajouter à chaque fois à l’adresse réseau pour obtenir
nos sous-réseaux :
1ere sous-réseau : 192.155.87.32
+ 32
2ème sous-réseau : 192.155.87.64
+ 32
3ème sous-réseau : 192.155.87.96
+ 32
4ème sous-réseau : 192.155.87.128
+ 32
5ème sous-réseau : 192.155.87.160
+ 32
6ème sous-réseau : 192.155.87.192
Voila nos sous-réseaux ! et pour les
adresses d’hôtes on procède ainsi :
1ere sous-réseau : 192.155.87.32
Adresses Hôtes : entre 192.155.87.33 et 192.155.87.62
Et 192.155.87.63
est l’adresse du broadcast.
2ème sous-réseau : 192.155.87.64
Adresses Hôtes : entre 192.155.87.65 et 192.155.87.94
Et 192.155.87.95
est l’adresse du broadcast.
3ème sous-réseau : 192.155.87.96
Adresses Hôtes : entre 192.155.87.97 et 192.155.87.126
Et 192.155.87.127
est l’adresse du broadcast.
4ème sous-réseau : 192.155.87.128
Adresses Hôtes : entre 192.155.87.129 et 192.155.87.158
Et 192.155.87.159
est l’adresse du broadcast.
5ème sous-réseau : 192.155.87.160
Adresses Hôtes : entre 192.155.87.161 et 192.155.87.190
Et 192.155.87.191
est l’adresse du broadcast.
5ème sous-réseau : 192.155.87.192
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V. Récapitulatif
des classes réseau
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