Fiche de révision détaillée : Adressage IP, Masques de sous-réseau et Routage

1. Introduction à l'adressage IP

Une adresse IP (Internet Protocol) est une étiquette numérique attribuée à chaque appareil connecté à un réseau utilisant le protocole IP pour communiquer. En IPv4, une adresse est composée de 32 bits (4 octets), généralement représentée en notation décimale pointée (ex: 192.168.1.1).

L'adressage IP permet d'identifier de manière unique chaque appareil sur un réseau et de router les paquets de données vers leur destination.

2. Structure d'une adresse IP

Une adresse IP est divisée en deux parties :

Partie réseau : Identifie le réseau auquel l'appareil est connecté.
Partie hôte : Identifie l'appareil spécifique sur ce réseau.

Exemple :

Adresse IP : 192.168.1.10

Masque de sous-réseau : 255.255.255.0 (ou /24)

→ Partie réseau : 192.168.1

→ Partie hôte : 10

Schéma de l'adresse IP et du masque :

Adresse IP :  192         . 168        . 1          . 10
              11000000   . 10101000   . 00000001   . 00001010

Masque    :  255         . 255        . 255        . 0
              11111111   . 11111111   . 11111111   . 00000000

Résultat ET logique :
              11000000   . 10101000   . 00000001   . 00000000
              = 192.168.1.0 (Adresse réseau)

2.1 Définitions de base

Réseau informatique : Ensemble d'équipements interconnectés pour échanger des données.
Hôte : Appareil connecté au réseau (PC, serveur, imprimante, etc.).
Adresse IP : Identifiant unique d'un hôte sur le réseau.

2.2 Types de réseaux

LAN (Local Area Network) : Réseau local, courte distance.
MAN (Metropolitan Area Network) : Réseau urbain, interconnecte plusieurs LAN.
WAN (Wide Area Network) : Réseau étendu (exemple : Internet).

2.3 Modèle OSI et TCP/IP

Voici un tableau comparatif entre le modèle OSI et TCP/IP :

Modèle OSI	Modèle TCP/IP
1.Application: interface utilisateur	Application
2.Présentation: Format de données	Application
3.Session: Controle du dialog entre Hôtes	Application
4.Transport: Transmission fiable	Transport
5.Réseau: Routage des paquets (IP)	Internet
6.Liaison de données: Encadremant trame	Accès réseau
7.Physique: Transmission des bits	Physique

2.4 Équipements réseau

Switch : Connecte plusieurs appareils sur un LAN.
Routeur : Relie différents réseaux entre eux.
Point d'accès Wi-Fi : Permet l'accès sans fil au réseau.
Pare-feu : Filtre les flux de données.

2.5 Protocoles courants

IP : Acheminement des paquets.
TCP : Transmission fiable.
UDP : Transmission rapide, sans vérification.
HTTP/HTTPS : Accès web.
DNS : Résolution noms/adresses IP.
DHCP : Attribution automatique des adresses IP.
FTP/SFTP : Transfert de fichiers.

2.6 Sécurité réseau

Pare-feu : Contrôle le trafic.
VPN : Chiffrement du trafic.
Chiffrement SSL/TLS : Sécurise les échanges.
Authentification : Contrôle d'accès.

3. Masques de sous-réseau

Le masque de sous-réseau permet de séparer la partie réseau de la partie hôte d'une adresse IP. Il est représenté en notation décimale pointée (ex: 255.255.255.0) ou en notation CIDR (ex: /24).

Comment calculer le masque ?

Un masque est une suite de 1 suivie de 0. Le nombre de 1 correspond au nombre de bits de la partie réseau.

Exemple :

/24 = 11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0

Tableau des masques courants
Notation CIDR	Masque binaire	Masque décimal	Nombre d'hôtes	Nombre de sous-réseaux
/24	11111111.11111111.11111111.00000000	255.255.255.0	254	1
/25	11111111.11111111.11111111.10000000	255.255.255.128	126	2
/26	11111111.11111111.11111111.11000000	255.255.255.192	62	4
/27	11111111.11111111.11111111.11100000	255.255.255.224	30	8
/28	11111111.11111111.11111111.11110000	255.255.255.240	14	16

4. Calcul d'adresses réseau et de diffusion (broadcast)

Pour trouver l'adresse réseau et l'adresse de diffusion :

Convertir l'adresse IP et le masque en binaire.
Appliquer un ET logique entre l'adresse IP et le masque pour obtenir l'adresse réseau.
Pour obtenir l'adresse de diffusion, mettre tous les bits de la partie hôte à 1.

Exemple :

Adresse IP : 10.168.0.1

Masque : 255.255.240.0 (/20)

→ Adresse réseau : 10.168.0.0

→ Adresse de diffusion : 10.168.15.255

Exemple détaillé :

Adresse IP :  10         . 168       . 0          . 1
              00001010   . 10101000  . 00000000   . 00000001

Masque    :  255        . 255       . 240        . 0
              11111111   . 11111111  . 11110000   . 00000000

Résultat ET logique :
              00001010   . 10101000  . 00000000   . 00000000
              = 10.168.0.0 (Adresse réseau)

Adresse de diffusion :
              00001010   . 10101000  . 00001111   . 11111111
              = 10.168.15.255

5. Routage IP

Le routage est le processus de sélection d'un chemin pour acheminer des paquets d'un réseau à un autre. Les routeurs utilisent des tables de routage pour déterminer le meilleur chemin.

5.1 Tables de routage

Une table de routage contient :

L'adresse de destination.
Le masque de sous-réseau.
Le prochain saut (next hop).
L'interface de sortie.
La métrique (coût du chemin).

Exemple de table de routage :

Destination	Masque	Prochain saut	Interface	Métrique
0.0.0.0	/0	10.1.3.65	eth1	1
10.1.0.0	/16	10.1.3.65	eth1	1
10.1.3.0	/24	10.1.3.1	eth1	0
10.1.8.0	/24	10.1.3.65	eth1	6

5.2 Algorithme de routage

Pour déterminer la route à emprunter, un routeur utilise l'algorithme de correspondance la plus longue (Longest Prefix Match) :

Appliquer le masque de chaque entrée de la table à l'adresse de destination.
Comparer le résultat avec l'adresse réseau de l'entrée.
Choisir l'entrée avec le masque le plus long (le plus précis).

Exemple :

Adresse de destination : 10.1.8.66

Table de routage :

Destination	Masque	Prochain saut
0.0.0.0	/0	10.1.3.65
10.1.0.0	/16	10.1.3.65
10.1.8.0	/24	10.1.3.65
10.1.8.64	/26	10.1.3.62

Solution : Le prochain saut est 10.1.3.62 (correspondance la plus longue avec /26).

6. Tableau des Masques Courants

Sous-réseau	1	2	4	8	16	32	64	128	256
Hôte	256	128	64	32	16	8	4	2	1
Masque de Sous-réseau	/24	/25	/26	/27	/28	/29	/30	/31	/32

Exemple : Créer Trois Sous-réseaux Distincts

ID Réseau	Masque de Sous-réseau	Plage d'ID d'Hôte	Nombre d'Hôtes Utilisables	Broadcast
192.168.4.0	/26	192.168.4.1 - 192.168.4.62	62	192.168.4.63
192.168.4.64	/26	192.168.4.65 - 192.168.4.126	62	192.168.4.127
192.168.4.128	/26	192.168.4.129 - 192.168.4.190	62	192.168.4.191

7. Fragmentation IP

La fragmentation permet de diviser un paquet IP en plusieurs fragments pour qu'il puisse traverser des réseaux avec une MTU (Maximum Transmission Unit) plus petite.

Champs utilisés pour la fragmentation en IPv4 :

Identification : Identifie les fragments d'un même paquet.
Flags : Indique si le paquet peut être fragmenté (DF) et s'il y a d'autres fragments (MF).
Fragment Offset : Position du fragment dans le paquet original (en multiples de 8 octets).

Exemple de fragmentation :

Paquet original : 4000 octets
MTU du réseau : 1500 octets

Fragment 1 :
- Taille : 1500 octets
- Identification : X
- Flags : MF=1 (d'autres fragments suivent)
- Offset : 0

Fragment 2 :
- Taille : 1500 octets
- Identification : X
- Flags : MF=1
- Offset : 185 (1500/8 = 187.5, arrondi à 185)

Fragment 3 :
- Taille : 1040 octets
- Identification : X
- Flags : MF=0 (dernier fragment)
- Offset : 370 (3000/8 = 375, arrondi à 370)

8. VLSM et CIDR

VLSM (Variable Length Subnet Mask) permet d'utiliser différents masques de sous-réseau dans un même réseau, optimisant ainsi l'utilisation des adresses IP.

CIDR (Classless Inter-Domain Routing) est une méthode pour allouer des adresses IP et router le trafic Internet de manière plus efficace que l'ancien système de classes (A, B, C).

Exemple de VLSM :

Réseau : 192.168.1.0/24

Sous-réseaux :

192.168.1.0/26 (62 hôtes)
192.168.1.64/27 (30 hôtes)
192.168.1.96/28 (14 hôtes)

<9. Exercices pratiques

Exercice 1 : Calcul d'adresse réseau et de diffusion

Énoncé : Calculer l'adresse réseau et l'adresse de diffusion pour l'adresse IP 172.16.5.33 avec un masque 255.255.255.224 (/27).

Solution :

→ Adresse réseau : 172.16.5.32

→ Adresse de diffusion : 172.16.5.63

Exercice 2 : Routage

Énoncé : Un routeur a la table de routage suivante. Quel est le prochain saut pour un paquet destiné à 10.1.8.66 ?

Destination	Masque	Prochain saut	Interface
0.0.0.0	/0	10.1.3.65	eth1
10.1.0.0	/16	10.1.3.65	eth1
10.1.8.0	/24	10.1.3.65	eth1
10.1.8.64	/26	10.1.3.62	ppp0

Solution : Le prochain saut est 10.1.3.62 (correspondance la plus longue avec /26).

Exercice 3 : Fragmentation

Énoncé : Un paquet de 4000 octets doit traverser un réseau avec une MTU de 1500 octets. Combien de fragments seront créés et quelles seront leurs tailles ?

Solution :

→ 3 fragments : 1500 octets, 1500 octets, et 1000 octets.

10. Résumé

Une adresse IP est composée de 32 bits (IPv4) et est divisée en partie réseau et partie hôte.
Le masque de sous-réseau permet de séparer ces deux parties.
Le routage utilise des tables de routage et l'algorithme de correspondance la plus longue.
La fragmentation permet d'adapter la taille des paquets à la MTU du réseau.
VLSM et CIDR optimisent l'utilisation des adresses IP.

À retenir :

Le masque 255.255.255.0 correspond à /24.
L'adresse de diffusion a tous les bits de la partie hôte à 1.
Le routage utilise toujours la route la plus précise (masque le plus long).
La fragmentation est nécessaire lorsque la taille du paquet dépasse la MTU du réseau.