network2

C2-RESO-02 : L’adresse IP#

Objectifs pédagogiques#

  • comprendre comment fonctionnent les adresse IP

  • comprendre le routage

  • appliquer sur une activité déconnectée

Rappel : modèle TCP/IP#

tcpip

  • TCP : Transfer Control Protocol

  • IP : Internet Protocol

Définition : Protocole (de communication)#

Un Protocole de communication est un ensemble de règles qui doivent être respectées par un émetteur et un récepteur pour mener à bien une communication.

Protocole IP#

  • IP = Internet Protocol

  • Ensemble de protocoles de communication de réseaux informatiques

  • conçus pour être utilisés sur Internet

  • service d’adressage unique pour l’ensemble des appareils connectés

  • le protocole IP assure l’acheminement des paquets de données

  • Le protocole IP ne s’occupe pas du contenu du paquet

  • deux versions :

    • IPv4 (version 4 octets donc 32 bits)

    • IPv6 (version 6 octets donc 128 bits)

Versions des protocoles#

En détails, les deux versions ont les caractéristiques suivantes :

Adresse IPv4#

  • une adresse IPv4 est de la forme a.b.c.d

  • les valeurs a, b, c et d sont écrit en décimal. Leur valeur varie entre 0 et 255 (\(2^8 = 256\) valeurs possibles

  • on a donc a disposition \(2^{32}\) adresses IPv4 différentes (4'294'967'296) soit environ une adresse IP par être humain.

Adresse IPv6#

Un phénomène, connu sous le nom d’épuisement des adresses IPv4, a été observé en 2011. Cette année, l’entier des adresses IPv4 avaient été attribuées dans le monde. Mais du fait de l’explosion du nombre d’appareils connectés, les ingénieurs et les différentes autorités qui gèrent ces adresses avaient pensé à un nouveau protocole d’adressage : IPv6.

  • une adresse IPv6 est de la forme a:b:c:d:e:f:g:h

  • les valeurs a, b, c, d, e, f, g et h sont écrit en hexadécimal. Chaque valeur représente deux octets (16 bits).

  • on a donc \(8 x 2\) octets donc \(8 x 16 = 128\) bits par adresse. A disposition cela représente \(2^{128}\) adresses possibles différentes (340'282'366'920'938'463'463'374'607'431'768'211'456) soit largement suffisant pour les besoins des prochains millénaires.

Adresse publique et privée#

Il existe un autre moyen d’attribuer plus d’adresses IPv4 qu’il n’en existe en réalité. Cela se passe par le truchement d’un routeur et donc d’un réseau privé. Le routeur est donc un composant réseau actif qui se charge de traduire l’acheminement des paquets entre ceux qui proviennent du réseau privé vers le réseau public

Adresse publique#

C’est une adresse IP directement accessible sur Internet. Elle est attribuée, par exemple, à votre routeur à la maison par le fournisseur d’accès internet (FAI).

Cela ressemble à une boîte postale

Adresse privée#

C’est l’adresse que le routeur attribue à l’appareil à l’intérieur du réseau privé. Chaque appareil se voit attribuer une adresse privée différente au sein du même réseau privé : un smartphone, un laptop, un ordinateur, une imprimante, la TV box.

Une adresse privée permet de communiquer avec tous les appareils connectés dans la même réseau privé sans passer par Internet.

Adresse statique et dynamique#

Il existe deux type d’adresses attribuées à un appareil connecté. Cela est valable pour adresse publique ou une adresse privée.

Adresse statique#

  • une adresse IP statique est allouée de manière statique (elle ne change jamais)

  • l’appareil aura toujours la même adresse à chaque redémarrage

  • c’est la machine qui annonce au réseau son adresse IP

  • la machine est atteignable en tout temps à cette même adresse : c’est un serveur

Adresse dynamique#

  • une adresse IP dynamique est allouée à la demande.

  • lorsqu’un appareil se connecte à un réseu, il demande une adresse IP

  • cette adresse change à chaque redémarrage

  • il est possible d’avoir plus de machine que d’adresse pour autant que toutes les machines ne soient pas connectées en même temps sur le réseau.

  • c’est un poste client

DHCP#

Pour allouer des adresses IP dynamiques, il faut un nouveau protocole : DHCP pour Dynamic Host Configuration Protocol. C’est un serveur DHCP qui fourni ce service dans un réseau privé.

dhcp

Routage#

Le routage correspond à la sélection d’un chemin que doivent emprunter les paquets IP pour se rendre de leur origine (la source) à leur destination. Dans Internet, celui-ci est décentralisé

routage

Ici, l’ordinateur M1 souhaite communiquer avec l’ordinateur M10. Deux chemins sont possibles.

Types de routeurs#

Il existe deux types de routeurs :

  1. Les routeurs internes (ou passerellles). Ils gèrent un réseau local ainsi qu’un point d’accès vers le monde

  2. Les routeurs d’accès. Ils connectent des routeurs entre eux mais ne gèrent pas les paquets d’un réseau local.

routage2

Topologie d’un réseau#

Une topologie réseau correspond à l’architecture (routeurs, appareils, liens physiques, liens logiciels, etc..) qui définissent les liaisons entre les équipements qui forment le réseau.

topologie

Table de routage#

La table de routage est l’élèment clef de l’ensemble de l’architecture réseau d’internet.

Chaque routeur (d’accès ou interne) possède une certaine part de connaissance de la topologie du réseau : ses voisins les plus proches.

routage3

Comment les routeurs connaisent-ils la topologie du réseau ?

Comment le chemin entre deux appareils est-il choisi ?

La table de routage contient les informations suivantes :

  1. Les adresses IP du routeur (il en possède au minimum deux)

  2. Les adresses IP des sous-réseaux auquel il est connecté

  3. Les routes (les directions) qu’il faut suivre pour atteindre un réseau

table

Activité : routage#