1. La pile TCP/IP
Une brève histoire
| Date | Événement |
|---|---|
| 1969 | ARPANET relie ses premières universités américaines (protocole NCP) |
| 1974 | Vinton Cerf et Robert Kahn publient le protocole TCP |
| 1983 | Le 1er janvier, ARPANET adopte TCP/IP : naissance de l’Internet |
| Années 1990 | Le Web ouvre Internet au grand public |
Modèle OSI et modèle TCP/IP
| Modèle OSI (7 couches) | Modèle TCP/IP (4 couches) | Exemples de protocoles |
|---|---|---|
| Application · Présentation · Session | Application | HTTP(S), DNS, DHCP, SSH |
| Transport | Transport | TCP, UDP |
| Réseau | Internet | IPv4, IPv6, ICMP |
| Liaison de données · Physique | Accès réseau | Ethernet, Wi-Fi, PPP |
IP travaille à la couche Réseau (3) du modèle OSI, appelée Internet dans le modèle TCP/IP.
2. Adresse IP et masque
Qu’est-ce qu’une adresse IPv4 ?
Une adresse IPv4 compte 32 bits, soit 4 octets, écrits en décimal pointé (chaque octet de 0 à 255).
| 1er octet | 2e octet | 3e octet | 4e octet | |
|---|---|---|---|---|
| Décimal | 192 | 168 | 10 | 1 |
| Binaire | 11000000 | 10101000 | 00001010 | 00000001 |
Le masque de sous-réseau
Le masque partage les 32 bits en deux : la partie réseau (Net ID) et la partie hôte (Host ID).
- Les bits réseau valent 1 dans le masque, les bits hôte valent 0.
- Les 1 sont contigus, toujours à gauche : 255.255.0.255 n’est pas un masque valide.
- Déplacer la frontière change la taille du réseau : plus de bits réseau, moins d’hôtes.
La notation CIDR
/24 = nombre de bits à 1 dans le masque, c’est-à-dire le nombre de bits qui identifient le réseau.
| CIDR | Masque décimal | Bits hôte | Hôtes utilisables |
|---|---|---|---|
| /8 | 255.0.0.0 | 24 | 16 777 214 |
| /16 | 255.255.0.0 | 16 | 65 534 |
| /24 | 255.255.255.0 | 8 | 254 |
| /26 | 255.255.255.192 | 6 | 62 |
3. Calculer dans un réseau
Adresse réseau = adresse IP ET masque
| a | b | a ET b |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Le ET met à 0 tous les bits de la partie hôte et recopie la partie réseau.
Exemple : 192.168.2.24 /24
IP 11000000.10101000.00000010.00011000
Masque 11111111.11111111.11111111.00000000
ET 11000000.10101000.00000010.00000000
Adresse réseau : 192.168.2.0La méthode, en 4 étapes :
- Écrire l’adresse IP en binaire.
- Écrire le masque en binaire.
- Faire le ET, octet par octet.
- Reconvertir le résultat en décimal.
| 192.168.1.50 /24 | 1er | 2e | 3e | 4e |
|---|---|---|---|---|
| IP (binaire) | 11000000 | 10101000 | 00000001 | 00110010 |
| Masque (binaire) | 11111111 | 11111111 | 11111111 | 00000000 |
| Résultat ET | 11000000 | 10101000 | 00000001 | 00000000 |
| Réseau (décimal) | 192 | 168 | 1 | 0 |
L’adresse de diffusion (broadcast)
L’adresse de diffusion a tous les bits de la partie hôte à 1. Un paquet envoyé à cette adresse est reçu par toutes les machines du réseau ; elle ne peut pas être attribuée à une machine.
Méthode : diffusion = adresse IP OU masque inversé (dans le masque inversé, on échange les 1 et les 0).
| 192.168.1.100 /24 | 1er | 2e | 3e | 4e |
|---|---|---|---|---|
| IP (binaire) | 11000000 | 10101000 | 00000001 | 01100100 |
| Masque inversé | 00000000 | 00000000 | 00000000 | 11111111 |
| Résultat OU | 11000000 | 10101000 | 00000001 | 11111111 |
| Diffusion (décimal) | 192 | 168 | 1 | 255 |
Quand le masque coupe un octet : 192.168.1.100 /17
Masque /17 = 255.255.128.0 : la frontière passe au milieu du 3e octet. On ne calcule que cet octet ; les octets à 255 sont recopiés, ceux à 0 donnent 0 (réseau) ou 255 (diffusion).
| 3e octet | Binaire | Décimal |
|---|---|---|
| Adresse IP | 00000001 | 1 |
| Masque | 10000000 | 128 |
| IP ET masque → réseau | 00000000 | 0 |
| Masque inversé | 01111111 | 127 |
| IP OU masque inversé → diffusion | 01111111 | 127 |
Réseau 192.168.0.0/17, diffusion 192.168.127.255, soit 2¹⁵ − 2 = 32 766 hôtes.
Plage d’adresses et nombre d’hôtes
Avec n bits pour la partie hôte, un réseau offre 2ⁿ − 2 adresses attribuables : on retire l’adresse réseau (bits hôte à 0) et l’adresse de diffusion (bits hôte à 1).
| Réseau 192.168.2.0 /24 | |
|---|---|
| Bits hôte | 32 − 24 = 8 |
| Adresses | 2⁸ = 256 |
| Hôtes attribuables | 256 − 2 = 254 |
| Adresse réseau | 192.168.2.0 |
| Première adresse | 192.168.2.1 |
| Dernière adresse | 192.168.2.254 |
| Diffusion | 192.168.2.255 |
Deux réseaux reliés par un routeur
| Réseau 192.168.1.0 /24 | Routeur | Réseau 192.168.2.0 /24 |
|---|---|---|
| 192.168.1.21 · .23 · .25 · .26 | interfaces 192.168.1.1 et 192.168.2.1 | 192.168.2.10 · .12 · .14 · .16 |
| Passerelle : 192.168.1.1 | Passerelle : 192.168.2.1 |
Deux machines de réseaux différents (adresses réseau différentes) ne communiquent pas directement : le trafic passe par le routeur, qui est leur passerelle.
4. Adresses particulières
Adresses qu’on n’attribue pas à une machine
| Adresse | Rôle |
|---|---|
| Bits hôte tous à 0 | Adresse du réseau lui-même |
| Bits hôte tous à 1 | Adresse de diffusion du réseau |
| 127.0.0.0/8 (127.0.0.1) | Boucle locale (loopback) : la machine elle-même |
| 224.0.0.0 à 239.255.255.255 | Multicast (diffusion à un groupe de machines) |
| 240.0.0.0 à 255.255.255.254 | Réservées (ancienne classe E), inutilisées |
| 255.255.255.255 | Diffusion limitée au réseau local |
| 169.254.0.0/16 | Auto-configuration (APIPA) quand le DHCP ne répond pas |
| 0.0.0.0 | « Aucune adresse » ou « toutes les adresses » selon le contexte |
Les réseaux privés (RFC 1918)
| Plage | Notation CIDR | Taille |
|---|---|---|
| 10.0.0.0 → 10.255.255.255 | 10.0.0.0/8 | 16 777 216 adresses |
| 172.16.0.0 → 172.31.255.255 | 172.16.0.0/12 | 1 048 576 adresses |
| 192.168.0.0 → 192.168.255.255 | 192.168.0.0/16 | 65 536 adresses |
- Non routées sur Internet : elles sont librement utilisables dans tous les réseaux internes, mais les routeurs d’Internet les rejettent.
- Sortie par NAT : pour accéder à Internet, le routeur traduit l’adresse privée en adresse publique.
5. Exercices d’application
Pour s’entraîner davantage sur les calculs, voir la 2ᵉ partie : rappels de calcul.
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