L’Adressage Internet A. Quidelleur SRC1 Meaux 2007-2008 M22.1 - Réseaux et Services sur Réseaux Matière – Infrastructure des Réseaux Présentation des services - infrastructure des réseaux Adressage Internet

Plan Modèle TCP/IP Le protocole IP L’adressage Internet Segmentation en sous-réseaux Introduction au routage Exercices Adressage Internet

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Modèle TCP/IP Les protocoles TCP/IP niveaux 3 et 4 de la modélisation OSI présents dans toutes les implantations d’UNIX protocole de référence pour l’interconnexion des réseaux locaux et des réseaux longue distance, notamment Internet désormais proposé sur tous les principaux systèmes d’exploitation (Unix, Windows, Netware…) définis dans des les RFC (Request For Comments) publiés, révisés et analysés par la communauté Internet. Adressage Internet

Encapsulation des données Les données issues de l’application sont encapsulées au niveau de la couche transport pour fournir des segments TCP, puis des paquets IP au niveau de la couche réseau (Internet) et enfin des trames délivrées sur le média utilisé. Transport Internet Interface réseau et matérielle Application Appli- cation Données FTP, HTTP... En-tête TCP/UDP Données FTP, HTTP... En-tête IP Segment TCP ou UDP En-tête de trame Paquet IP Trame Ethernet, ATM, FDDI... Adressage Internet Média

Rôle du protocole IP (Internet Protocol) Le protocole Internet est un protocole de niveau réseau (couche 3 du modèle OSI).  Il est responsable de : la transmission des données en mode sans connexion l'adressage et le routage des paquets entre stations par l’intermédiaire de routeurs la fragmentation des données Remarque : La fragmentation a lieu au niveau TCP. Cependant, lors de la traversée de réseaux hétérogènes, IP peut être amené à re-fragmenter les paquets. Adressage Internet

Rôle du protocole IP (Internet Protocol) Lors de l’émission, les fonctionnalités assurées sont : identification du paquet Numérotation si fragmentation détermination de la route à suivre (routage) vérification du type d'adressage (station ou diffusion) ; Diffusion : transmission d’un même paquet à toutes les stations connectées sur le réseau fragmentation de la trame si nécessaire Adressage Internet

Rôle du protocole IP (Internet Protocol) À la réception, les fonctionnalités sont : vérification de la longueur du paquet contrôle des erreurs réassemblage en cas de fragmentation transmission du paquet réassemblé au niveau supérieur Adressage Internet

Format du paquet IP Décrémenté de 1 à chaque passage dans un routeur. Valeur initiale :de 32 à 255 -contrôle ou mise au point (routage prédéterminé, enregistrement de la route, …). < 40 octets. protocole de niveau supérieur destinataire position du fragment dans le paquet courant identifie le paquet pour la fragmentation numéro de version du protocole IP nombre de mots de 32 bits teste la validité de l’en-tête 4 4 8 16 (nombre de bits) Version Longueur d’en-tête Type de service Longueur totale 16 3 13 Identificateur Drapeaux Position du fragment 8 8 16 En-tête de 20 octets minimum. Durée de vie Protocole Total de contrôle d’en-tête 32 Adresse IP source 32 Adresse IP destination variable Options IP (éventuelles) Remplissage Données Adressage Internet

Net_id (adresse réseau) Host_id (adresse station) L’adressage Internet Chaque machine susceptible d’être connectée à l’extérieur de son réseau local possède une adresse IP en principe unique. Les adresses codées sur 32 bits comportent deux parties : le numéro de réseau (Net_id) le numéro de la machine sur le réseau (Host_id) 7 24 Net_id (adresse réseau) Host_id (adresse station) Classe A 14 16 Host_id Net_id 10 Classe B 21 8 Host_id Net_id 110 Classe C 28 1110 Adresse de Multicast Classe D 27 11110 Format non défini Classe E Adressage Internet

Nombre d’adresses de groupes Les classes d’adresse Les adresses sur 32 bits sont exprimées par octet (soit quatre nombres compris entre 0 et 255) notés en décimal et séparés par des points. Exemple : killibegs a l’@IP : 193.55.44.200 Les classes d'adresse correspondent à des réseaux de plus ou moins grande envergure avec des plages d’adresses successives. Quelle est la classe d’adresse du réseau de l’IUT? Classe C Classe Adresses de réseau Nombre de réseaux Nombre de machines A 1.0.0.0 à 126.0.0.0 126 16 777 214 B 128.0.0.0 à 191.255.0.0 16382 65 534 C 192.0.0.0 à 223.255.255.0 2 097 150 254 Classe Adresses de réseau Nombre d’adresses de groupes D 224.0.0.0 à 239.255.255.0 268 435 455 E 240.0.0.0 à 247.255.255.255

Les classes d’adresse La classe D est réservée pour le multicast : l’envoi d’un paquet à un groupe limité de machines sur un réseau. Remarque : Une machine faisant partie d’un groupe de multicast a 2 adresses IP : une @ individuelle et une @ de groupe. La classe E est une classe réservée. Utilisation : recherche par exemple. Comment sont attribuées les adresses IP ? Des organismes officiels se chargent de gérer la répartition des adresses dans le monde. Exemples : APNIC (Asia-Pacific Network Information Center) en Asie ARIN (American Registry for Internet Numbers) en Amérique RIPE NCC (« Réseaux IP Européens » Network Coordination Centre) en Europe AFRINIC en Afrique … Adressage Internet

Les adresses réservées Les autres adresses sont particulières ou réservées : 0.0.0.0 : adresse non encore connue, utilisée par une machine pour connaître sa propre adresse IP au démarrage. (net_id, host_id=0) : désigne le réseau (ou sous-réseau) lui-même. Exemple : réseau de l’IUT = 193.55.44.0 (net_id, host_id dont tous ses bits sont à 1) : adresse de diffusion (broadcast), désigne toutes les machines du réseau concerné. Exemple : @ de diffusion sur le réseau de l’IUT : 193.55.44.255 Adressage Internet

Les adresses réservées (suite) 255.255.255.255 : adresse de diffusion (broadcast). Idem que précédent sauf que le numéro du réseau n’a pas besoin d’être connu 127.X.Y.Z : adresse de bouclage (localhost, loopback), utilisée pour des communications inter-processus sur le même ordinateur ou des tests de logiciels (127.0.0.1 par exemple). adresses utilisées pour constituer un réseau privé : Ces adresses ne sont pas routables sur Internet. Classe A 10.0.0.0 Classe B 172.16. 0.0 à 172.31.0.0 Classe C 192.168.0.0 à 192.168.255.0 Adressage Internet

Attribution des adresses Le nombre d’attribution d’adresses IP a suivi ces dernières années une croissance presque exponentielle, ce qui a conduit à une saturation. Une nouvelle norme IPV6 doit remplacer la version 4 actuelle du protocole IP et offrira un codage des adresses sur 128 bits. Adressage Internet Evolution du nombre d’adresses Internet

Segmentation en sous-réseaux Pourquoi segmenter le réseau en plusieurs sous-réseaux ? réduire le nombre de communications sur un même segment Ex. :Transmission sur un réseau Ethernet = diffusion  encombrement du support (les stations non concernées par la trame ne peuvent émettre pendant sa diffusion) + peu sécurisé (confidentialité ? Toutes les stations voient passer toutes les trames…) connecter des réseaux d’architectures hétérogènes structurer la gestion des domaines ou sous-domaines 172.16.0.0 65000 machines 172.16.3.0 172.16.4.0 172.16.1.0 172.16.2.0 Adressage Internet Réseau 172.16.0.0

Segmentation en sous-réseaux Les techniques d’adressage IP devront permettre de déterminer si un paquet est destiné à : une machine du même réseau une machine d’un sous-réseau différent sur le même réseau une machine sur un autre réseau. Adressage Internet

Le masque de réseau (Netmask) Lorsqu’une segmentation en sous-réseaux est nécessaire, le host_id peut être découpé en deux parties : une adresse de sous-réseau une adresse de numéro de machine. Un masque de sous réseau ou netmask a le même format qu’une adresse Internet. Les bits à 1 désignent la partie sous réseau de l’adresse et les bits à 0 la partie numérotation des machines sur le sous-réseau. Masques de sous-réseau par défaut pour les classes standards : classe A : 255.0.0.0 classe B : 255.255.0.0 classe C : 255.255.255.0 Adresse IP 192.44.77.79 1100 0000 . 0010 1100 . 0100 1101 . 01 00 1111 Netmask 255.255.255.192 1111 1111 . 1111 1111 . 1111 1111 . 11 00 0000 Adresse sous-réseau 192.44.77.64 1100 0000 . 0010 1100 . 0100 1101 . 0100 0000 Adresse machine 15 00 1111 Décimal Binaire Adressage Internet

Principe du routage Routage d’un paquet = trouver le chemin de la station destinatrice à partir de son adresse IP. Si le paquet émis par une machine ne trouve pas sa destination dans le réseau ou sous-réseau local, il doit être dirigé vers un routeur qui rapproche le paquet de son objectif (chaque routeur possède une adresse par interface réseau) . La machine source applique le masque de sous-réseau (netmask) pour savoir si le routage est nécessaire. Chaque routeur doit donc connaître l’adresse du routeur suivant, il doit gérer une table de routage de manière statique ou dynamique. Adressage Internet

Exemple de routage (1) 1 2 4 3 Table de routage du routeur A Internet Routeur B Routeur A 193.17.52.7 Routeur distant Routeur C 192.67.21.0 193.17.52.32 193.17.52.128 193.17.52.192 193.17.52.64 192.67.21.1 193.48.32.1 193.48.32.0 192.67.21.53 192.17.52.67 Adresses des interfaces du routeur Adresse de sous-réseau Adresse de la machine 1 2 4 3 Table de routage du routeur A Destination Masque Prochain routeur Interface Nb de sauts 192.67.21.0 255.255.255.0 Direct Ethernet 1 1 193.48.32.0 Ethernet 2 193.17.52.32 255.255.255.224 Ethernet 3 193.17.52.64 Ethernet 4 193.17.52.128 192.17.52.67 2 193.17.52.192 193.67.21.1 0.0.0.0 193.48.32.1 Adressage Internet

Exemple de routage (2) La table de routage d’une machine fonctionnant sous Windows et possédant trois interfaces réseau est donnée ci-dessous. L’extérieur est joint par l’interface 195.132.60.41 via la passerelle 195.132.60.1. Les sous-réseaux privés 192.168.0.0 et 192.168.1.0 sont atteints respectivement par les interfaces 192.168.0.1 et 192.168.1.1. C:\WINDOWS>route print Itinéraires actifs : Adresse réseau Masque réseau Adr. passerelle Adr. interface Métrique 0.0.0.0 0.0.0.0 195.132.60.1 195.132.60.41 1 192.168.0.0 255.255.255.0 192.168.0.1 192.168.0.1 1 192.168.0.255 255.255.255.255 192.168.0.1 192.168.0.1 1 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.1.1 192.168.1.1 1 192.168.1.255 255.255.255.255 192.168.1.1 192.168.1.1 1 195.132.60.0 255.255.255.0 195.132.60.41 195.132.60.41 1 195.132.60.255 255.255.255.255 195.132.60.41 195.132.60.41 1 Adresse non encore connue Adresse de broadcast sur le sous-réseau 192.168.0.0 Adressage Internet

Types de routage Routage statique : La table est établie au départ Des entrées peuvent être ajoutées manuellement (commande « route add »). Simple, utilisable pour un réseau local avec une connexion externe. Routage dynamique: La table est mise à jour périodiquement à l’aide de protocoles spécifiques, comme RIP (Routing Information Protocol), EGP (Exterior Gateway Protocol) ou OSFP (Open Shortest Path First). Adressage Internet

Routage sur Internet Sur Internet, suite à une requête de l’utilisateur, un serveur de noms (DNS) renseigne sur l’adresse IP destination. La requête est alors relayée de routeur en routeur jusqu’à la machine à atteindre. Adressage Internet

Exemple d’échange TCP-IP (1) R1 R2 Internet 195.132.92.0 193.64.203.0 195.132.92.254 193.64.203.254 193.64.203.14 B D 195.132.92.7 Sur la machine B : « telnet machine D » 1ère étape : Nom  @IP La machine B traduit le nom « machine D » en 193.64.203.14 (@ mémorisée en cache ou requête vers un DNS). Si elle ne trouve pas l’@IP, message « host unknown » 2ème étape : comment atteindre 193.64.203.14 (1er saut) ? Ce n’est pas une @ du type 195.132.92.x : il faut passer par un routeur. B consulte sa table de routage : il faut passer par 195.132.92.254 Si elle n’a pas ce renseignement, message « network unreachable » Adressage Internet

Exemple d’échange TCP-IP (2) R1 R2 Internet 195.132.92.0 193.64.203.0 195.132.92.254 193.64.203.254 193.64.203.14 B D 195.132.92.7 3ème étape : @IP de R1  @Ethernet de R1 B diffuse une trame ARP avec la question “@Ethernet de 195.132.92.254 ?” R1 répond : @Ethernet de 195.132.92.254 = 0:0:c:0:5b:37 4ème étape : B envoie une trame Ethernet avec l’@ de destination 0:0:c:0:5b:37 Elle contient un datagramme IP (@src = 195.132.92.7, @dest = 193.64.203.14) Qui contient lui-même un segment TCP (numéro de port = 23, i.e. telnet) Adressage Internet

Exemple d’échange TCP-IP (3) R1 R2 Internet 195.132.92.0 193.64.203.0 195.132.92.254 193.64.203.254 193.64.203.14 B D 195.132.92.7 5ème étape : R1 reçoit la trame Ethernet Il extrait le datagramme IP, l’@IP du destinataire et cherche où l’envoyer. Il a une interface sur Internet. Grâce aux protocoles de routage, le datagramme arrive sur R2 6ème étape : R2 recherche l’@Ethernet de 193.64.203.14 S’il ne la trouve pas en table ARP, il envoie une requête ARP. Il peut ensuite envoyer le datagramme IP à la machine D. Adressage Internet

Exemple d’échange TCP-IP (4) R1 R2 Internet 195.132.92.0 193.64.203.0 195.132.92.254 193.64.203.254 193.64.203.14 B D 195.132.92.7 7ème étape : D reçoit le datagramme IP Elle extrait le segment TCP. Elle ouvre une session TCP. Elle envoie les données au programme telnet. Adressage Internet

Exercices Exercice 1 - Détermination de la classe d'adresses Indiquez la classe d'adresses en regard de chaque adresse IP. Adresse Classe 131.107.2.89 3.3.57.0 200.200.5.2 191.107.2.10 127.0.0.1 Quelle(s) classe(s) d'adresses vous permet(tent) d'avoir plus de 1 000 hôtes par réseau ? Quelle(s) classe(s) d'adresses n'autorise(nt) que 254 hôtes par réseau ? Adressage Internet

Exercices Exercice 2 - Identification des adresses IP invalides Identifiez les adresses IP ne pouvant être affectées à un hôte, et expliquez pourquoi. a. 131.107.256.80 b. 222.222.255.222 c. 231.200.1.1 d. 126.1.0.0 e. 0.127.4.100 f. 190.7.2.0 g. 127.1.1.1 h. 198.121.254.255 i. 255.255.255.255 Adressage Internet

 Exercices Exercice 3 - Affectation d'adresses IP en environnement réseau local Quelles classes d’@ prennent en charge ce réseau ? Parmi les @ ci-dessous, lesquelles prennent en charge ce réseau ? a. 197.200.3.0 b. 11.0.0.0 c. 221.100.2.0 d. 131.107.0.0   Affectez une plage d'identificateurs d'hôte à chaque type d'hôte, afin de pouvoir distinguer facilement les ordinateurs selon leur OS. Adressage Internet

Exercices Exercice 4 - Identification des problèmes d'adressage IP Indiquez tous les problèmes d'adressage IP de ce réseau. Adressage Internet