Adressage Ip

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1.1. Meta-information

Cet article est écrit avec DocBook1 XML sur un système Debian GNU/Linux2. Il est disponible en version imprimable aux formats PDF et Postscript : adressage_ip.pdf3| adressage_ip.ps.gz4.

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2. Le protocole IP de la couche Réseau

Le rôle fondamental de la couche réseau (niveau 3 du modèle OSI) est de déterminer la route que doivent emprunter les paquets. Cette fonction de recherche de chemin nécessite une identification de tous les hôtes connectés au réseau. De la même façon que l'on repère l'adresse postale d'un bâtiment à partir de la ville, la rue et un numéro dans cette rue, on identifie un hôte réseau par une adresse qui englobe les mêmes informations. Le modèle TCP/IP utilise un système particulier d'adressage qui porte le nom de la couche réseau de ce modèle : l'adressage IP. Le but de cet article est de présenter le fonctionnement de ce type d'adressage très particulier. De façon très académique, on commence avec le format des adresses IP. On définit ensuite les classes d'adresses IP, le premier mode de découpage de l'espace d'adressage. Comme ce mode de découpage ne convennait pas du tout au développement de l'Internet, on passe en revue la chronologie des solutions de compensation : les sous-réseaux ou subnetting, la traduction d'adresses ou Native Address Translation (NAT) et enfin le routage inter-domaine sans classe.

3. Le format des adresses IP

Les adresses IP sont composées de 4 octets. Par convention, on note ces adresses sous forme de 4 nombres décimaux de 0 à 255 séparés par des points. L'originalité de ce format d'adressage réside dans l'association de l'identification du réseau avec l'identification de l'hôte. • • La partie réseau est commune à l'ensemble des hôtes d'un même réseau, La partie hôte est unique à l'intérieur d'un même réseau.

Prenons un exemple d'adresse IP pour en identifier les différentes parties : Tableau 1. Exemple : adresse IP 192.168.1.1 Adresse complète Masque de réseau Partie réseau Partie hôte Adresse Réseau Adresse de diffusion

192.168. 192.168. 1. 192.168. 1. 1 0

255.255.255. 192.168. 1.

1 0

1.255

Le masque de réseau Le masque de réseau sert à séparer les parties réseau et hôte d'une adresse. On retrouve l'adresse du réseau en effectuant un ET logique bit à bit entre une adresse complète et le masque de réseau. L'adresse de diffusion Chaque réseau possède une adresse particulière dite de diffusion. Tous les hôtes du réseau «écoutent» cette adresse en plus de la leur. Certaines informations telles que les annonces de service ou les messages d'alerte sont utiles à l'ensemble des hôtes du réseau.

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Voici le même exemple obtenu avec l'affichage de la configuration des interfaces réseau d'un hôte avec un système GNU/Linux :

nowhere:~# ifconfig eth0 Lien encap:Ethernet HWaddr 00:04:75:FD:13:CD inet adr:192.168.1.1‚ Bcast:192.168.1.255ƒ Masque:255.255.255.0„ adr inet6: fe80::204:75ff:fefd:13cd/64 Scope:Lien UP BROADCAST MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:158 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:158 collisions:0 lg file transmission:1000 RX bytes:0 (0.0 b) TX bytes:9558 (9.3 KiB) Interruption:5 Adresse de base:0xe800 lo Lien encap:Boucle locale inet adr:127.0.0.1 Masque:255.0.0.0… adr inet6: ::1/128 Scope:Hôte UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1 RX packets:4649 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:4649 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 lg file transmission:0 RX bytes:1728470 (1.6 MiB) TX bytes:1728470 (1.6 MiB)

‚ ƒ „ …

Les informations qui nous intéressent sont placées sur cette ligne. L'adresse 192.168.1.1 est l'adresse IP affectée à l'interface ethernet eth0. L'adresse de diffusion est 192.168.1.255 compte tenu du masque réseau. Le masque du réseau à pour valeur : 255.255.255.0. L'interface de boucle locale lo joue un rôle très particulier. Elle est utilisée pour les communications réseau entre les processus locaux exécutés sur le système. Ces communications ne nécessitant aucun «contact» avec l'extérieur, aucune interface réseau physique ne doit être sollicitée.

Pour plus d'informations voir Configuration d'une interface réseau.

4. Les classes d'adresses

À l'origine, plusieurs groupes d'adresses ou Classes ont été définis dans le but d'optimiser le routage des paquets. Ces classes correspondent à des regroupements en réseaux de même taille. Les réseaux de la même classe ont le même nombre d'hôtes maximum.

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Classes d'adresses IPv4 - image seule5 Classe A Le premier octet a une valeur inférieure ou égale à 127 (valeur du bit de poids fort égal à 0). Ce premier octet désigne le numéro de réseau et les 3 autres correspondent à l'adresse de l'hôte. Classe B Le premier octet a une valeur comprise entre 128 et 191 (valeur des 2 bits de poids fort égale à 10). Les 2 premiers octets désignent le numéro de réseau et les 2 autres correspondent à l'adresse de l'hôte. Classe C Le premier octet a une valeur comprise entre 192 et 223 (valeur des 3 bits de poids fort égale à 110). Les 3 premiers octets désignent le numéro de réseau et le dernier correspond à l'adresse de l'hôte. Classe D Le premier octet a une valeur comprise entre 224 et 239 (valeur des 3 bits de poids fort égale à 111). Il s'agit d'une zone d'adresses dédiées aux services de multidiffusion vers des groupes d'hôtes (host groups). Classe E Le premier octet a une valeur supérieure à 240. Il s'agit d'une zone d'adresses réservées aux expérimentations. Ces adresses ne doivent pas être utilisées pour adresser des hôtes ou des groupes d'hôtes. Tableau 2. Espace d'adressage Classe A B C D Masque réseau 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0 240.0.0.0 Adresses réseau Nombre de réseaux Nombre d'hôtes par réseau 16777214 65534 254 adresses uniques

0.0.0.0 - 127.255.255.255 128 (dont 2 réservés) 128.0.0.0 - 191.255.255.255 192.0.0.0 - 223.255.255.255 224.0.0.0 - 239.255.255.255 16384 2097152 adresses uniques

Le tableau ci-dessus montre que la distribution de l'espace d'adressage est mal répartie. On ne dispose pas de classe intermédiaire entre A et B alors que l'écart entre les valeurs du nombre d'hôte par réseau est énorme. La répartition en pourcentages de l'espace total d'adressage IP est : • • • • Classes A - 50% Classes B - 25% Classes C - 12.5% Classes D - 12.5%

A cette distribution mal répartie de l'espace d'adressage, il faut ajouter les nombreuses critiques sur la façon dont les attributions de classes IP ont été gérées dans les premières années de l'Internet. Comme les classes ont souvent été attribuées sur demande sans corrélation avec les besoins effectifs, on parle d'un grand «gaspillage». Au cours des années, plusieurs générations de solutions ont été apportées pour tenter de compenser les problèmes de distribution de l'espace d'adressage. Les sections suivantes présentent ces solutions dans l'ordre chronologique.

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http://www.linux-france.org/prj/inetdoc/articles/modelisation/images/classes.adresses.ip.png

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