QRQVB : L'adresse IP

Dans cette nouvelle catégorie (la Question Réseau Qui Va Bien), je vous propose de (re)découvrir avec moi, quelques notions fondamentales de réseau. Ces articles s’adressent en particulier à ceux qui souhaitent comprendre les mécanismes d’Internet et/ou du routage en WAN ou en LAN. J’essaierai d’être le plus clair possible. Si vous trouvez des erreurs, non-sens dans ces articles, je suis ouvert à toutes critiques, corrections.
Et pour inaugurer cette catégorie, commençons donc par l’adresse IP.

Définition :

Une adresse IP identifie de manière unique une machine ainsi que le réseau sur lequel elle est située. Chaque adresse est une série de 4 octets dont une partie correspond à l’identificateur du réseau et l’autre partie à l’identificateur de la machine.
Exemple d’adresse IP : 172.19.174.125.

Concrètement, qu’est ce que cela signifie? En fait, puisque les machines ne savent traiter qu’avec des nombres binaires (0 ou 1) l’adresse est codée en binaire sur 4 octets. Sachant qu’un octet correspond à 8 bits, cela nous donne, pour chaque octet 256 possibilités (2^8) pour une valeur comprise en 0 et 255.

Allons un peu plus loin!

C’est bien sympa d’avoir une adresse, encore faut-il qu’on puisse m’y contacter! On vient de voir dans la définition que l’adresse IP est divisée en 2 sous parties : l’identificateur de réseau et l’identificateur d’hôte. C’est là qu’intervient le masque de réseau. Alors puisque je ne suis pas fort en blablatage, je vais plutôt vous montrer un exemple.
Voici une adresse IP : 192.168.1.15
Voici un masque de réseau : 255.255.255.0

En fait, pour être plus précis, les bits se situant dans la partie de l’identificateur réseau sont tous positionés sur 1 et les bits de la partie hôte sur 0. En procédant à une opération de ET logique entre l’adresse IP et le masque de réseau, on trouve l’adresse réseau. Les opérations de ET logique suivent cette règle :

0 ET 0 = 0
0 Et 1 = 0
1 ET 0 = 0
1 ET 1 = 1

Grâce à cette adresse réseau, un routeur pourra déterminer quel chemin doivent emprunter nos paquets IP. Pour bien comprendre ce système, nous allons jouer un peu avec le binaire, même si je sais que ça va en rebuter plus d’un :p

Ceci est important puisque c’est de cette manière qu’on va pouvoir déterminer le nombre maximal de machines qui peuvent appartenir à un réseau. Il faut également savoir que sur 1 réseau, 2 adresses sont réservées. L’adresse ‘bits hôte à 0′ car c’est elle qui va définir justement l’adresse de notre réseau, comme on vient de le voir, et l’adresse ‘bits hôte à 1′ car elle correspond à l’adresse de diffusion (broadcast). L’adresse de broadcast est nécéssaire pour diffuser un message sur tout le réseau. Le message de ce genre le plus classique est la requête ARP. Celle çi permet à une machine de trouver une autre machine sur le réseau en l’appelant.

Voici un exemple de capture de trame avec wireshark :

Le premier paquet est donc une requête ARP. La machine source envoie ce message sur tout le réseau : ‘who has 192.168.1.51?  Tell 192.168.1.25′. La machine qui a pour IP 192.168.1.51 envoie donc sa réponse directement à 192.168.1.15 et lui dit que c’est l’adresse MAC 00:0a:78:9e:8a qui possède cette IP. (Je me demande si j’aurais pas du expliquer les couches OSI avant!). Tout ça pour vous dire que l’adresse IP ‘bits hôte à 1′ est donc reservée pour ce type de message.

Dimensionnement de réseau

Puisque le masque de réseau détermine le nombre maximal de machines sur un réseau et que les adresses IP ne sont pas illimitées, on va pouvoir travailler sur le dimensionnement du réseau en modifiant le masque. En effet, il est possible d’emprunter des bits à la partie hôte pour les donner à la partie réseau. Par exemple, le masque 255.255.255.0 permet d’avoir 256-2 = 254 hôtes différents sur le même réseau. Hors, rares sont ceux qui disposent de 254 machines à interconnecter.

Admettons que mon réseau possède l’ip 192.168.1.0 (totalement au hasard!) de masque 255.255.255.0 . Je dispose de 5 machines à connecter sur ce réseau, jamais plus.

• Si je garde 1bit dans la partie hôte, je vais disposer de 2^1 = 2 hôtes possibles.  On vient de voir plus haut que 2 adresses sont reservées sur le réseau, (sisi, rapellez vous, juste au dessus!). Donc 2-2 = 0, ce qui me fait 0 hôte disponible.
• Si je garde 2 bits pour ma partie hôte, il va me rester (2^2)-2 = 2 hôtes possibles. Ce n’est toujours pas suffisant!!
• Si je garde 3 bits pour la partie hôtes, j’obtiens (3^2)-2 = 6 hôtes possibles. Ouf!! j’ai assez de place pour caser mes machines. On va donc construire notre masque de réseau en gardant ces 3 bits sur 0, ce qui nous donne :

11111111.11111111.11111111.11111    000
Partie réseau                                         Partie hôte
Ce qui, transformé en décimal nous donne un masque : 255.255.255.248.

Ce qu’on vient de faire ici, c’est de créer des sous réseaux du réseau 192.168.1.0. Plusieurs sous réseaux composé chacun de 8 adresses IP.

Sous réseau 1 : de 192.168.1.0 à 192.168.1.7 (avec 192.168.1.0 adresse de sous réseau et 192.168.1.7 adresse de broadcast)
Sous réseau 2 : de 192.168.1.8 (adresse du réseau) à 192.168.1.15 (adresse de broadcast)
Sous réseau 3 : de 192.168.1.16(adresse du réseau) à 192.168.1.23 (adresse de broadcast)
etc etc..
dernier sous réseau : de 192.168.1.248 (adresse de réseau) à 192.168.1.255 (adresse de broadcast)

Voilà donc ce qui se cache derrière les adresses IP. Plus mon sous réseau sera petit, moins j’aurais de broadcast sur ce réseau. Parce que mine ça papote pas mal la dedans et ça a tendance à broadcaster dans tous les sens. Malheureusement, le broadcast n’est pas gratuit. Il coûte de la bande passante. Et quand la bande passante sature, on commence à perdre des paquets.

C’est pour ca qu’il est important, en entreprise en tout cas, de bien calculer le dimensionnement de son réseau et l’adressage IP de l’entreprise, sans oublier de prévoir que si l’entreprise s’agrandit, il va falloir rajouter des hôtes sur certains sous réseaux et en plus ajouter un nouveau sous réseau à notre entreprise pour y connecter un nouveau batiment par exemple. Ça a vite tendance à tourner cacahuète si on fait pas attention.

Voilà, j’espère que ce premier article sur les fondamentaux du réseau vous aura plus. Peut être même que certains y auront appris 2-3 trucs. Le prochain article de cette catégorie traitera a priori du modèle OSI, ou alors de TCP/IP… on verra.