Adressage Internet 1
L’Adressage Internet
A. QuidelleurSRC1 Meaux 2007-2008
M22.1 - Réseaux et Services sur RéseauxMatière – Infrastructure des Réseaux
Présentation des services - infrastructure des réseaux
Adressage Internet 2
Plan
Modèle TCP/IP
Le protocole IP
L’adressage Internet
Segmentation en sous-réseaux
Introduction au routage
Exercices
Adressage Internet 3
Adressage Internet 4
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.
DOD OSI
Process Telnet FTP NFS SMTP SNMP HTTP Niveaux 5, 6 et 7
RPC XDR
Host to Host TCP UDP Niveau 4
Internet ICMP RIP IP ARP RARP Niveau 3
Network Access Ethernet FDDI Arpanet SLIP PPP Niveaux 1 et 2
Architectures DOD et OSI des protocoles TCP/IP
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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.
Appli-cation
Données FTP, HTTP...En-tête TCP/UDP
En-tête IP Segment TCP ou UDP
Données FTP, HTTP...
Paquet IPEn-tête de trame
Trame Ethernet, ATM, FDDI...
Média
Transport
Internet
Interface réseauet matérielle
Application
Transport
Internet
Interface réseauet matérielle
Application
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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.
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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
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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
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Format du paquet IP
Identificateur
Type de service Longueur totaleVersionLongueurd’en-tête
Position du fragmentDrapeaux
4 4 8 16
Durée de vie Protocole Total de contrôle d’en-tête
Adresse IP source
Adresse IP destination
16 3 13
8 8 16
32
32
variableOptions IP (éventuelles) Remplissage
Données
En
-tête de 20 o
ctets
min
imu
m.
(nombre de bits)
numéro de version du protocole IP nombre de mots de 32 bits identifie le paquet pour la fragmentation position du fragment dans le paquet courant
Décrémenté de 1 à chaque passage dans un routeur. Valeur initiale :de 32 à 255 protocole de niveau supérieur destinataire teste la validité de l’en-tête
-contrôle ou mise au point (routage prédéterminé, enregistrement de la route, …). < 40 octets.
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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)Host_id (adresse station)Net_id (adresse réseau)
7 24
0
Host_idNet_id10
Host_idNet_id110
14 16
21 8
Adresse de Multicast1110
28
Format non défini11110
27
Classe A
Classe B
Classe C
Classe D
Classe E
11
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 Adresses de réseau Nombre de réseaux Nombre de machinesA 1.0.0.0 à 126.0.0.0 126 16 777 214B 128.0.0.0 à 191.255.0.0 16382 65 534C 192.0.0.0 à 223.255.255.0 2 097 150 254
D 224.0.0.0 à 239.255.255.0 268 435 455 Classe Adresses de réseau Nombre d’adresses de groupes
E 240.0.0.0 à 247.255.255.255
Classe C
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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 …
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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
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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 A10.0.0.0
Classe B172.16. 0.0 à 172.31.0.0
Classe C192.168.0.0 à 192.168.255.0
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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.
Evolution du nombre d’adresses Internet
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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
172.16.0.065000 machines
172.16.2.0
Réseau 172.16.0.0
172.16.1.0
172.16.3.0
172.16.4.0
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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.
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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 1111Netmask 255.255.255.192 1111 1111 . 1111 1111 . 1111 1111 . 11 00 0000
Adresse sous-réseau 192.44.77.641100 0000 . 0010 1100 . 0100 1101 . 0100 0000
Adresse machine1500 1111
Décimal Binaire
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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.
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Exemple de routage (1)
Internet
Routeur B
Routeur A
193.17.52.7
Routeur distantRouteur 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
193.48.32.1193.48.32.0
192.67.21.53
192.17.52.67
Adresses des interfaces du routeur
Adresse de sous-réseau
Adresse de la machineDestination Masque
Prochain routeur
Interface Nb de sauts
192.67.21.0 255.255.255.0 Direct Ethernet 1 1
193.48.32.0 255.255.255.0 Direct Ethernet 2 1
193.17.52.32 255.255.255.224
Direct Ethernet 3 1
193.17.52.64 255.255.255.224
Direct Ethernet 4 1
193.17.52.128 255.255.255.224
192.17.52.67 Ethernet 4 2
193.17.52.192 255.255.255.224
193.67.21.1 Ethernet 1 2
0.0.0.0 0.0.0.0 193.48.32.1 Ethernet 2
Table de routage du routeur A
12
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Exemple de routage (2)
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
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.
Adresse non encore connue
Adresse de broadcast sur le sous-réseau 192.168.0.0
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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).
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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.
kangourou.aus
DNS
http://www.kangourou.aus
Routeur
DNS
Internet
TTL=128
TTL=127
TTL=126
TTL=125
@IP@IP
@IP
@IP
@IP
kangourou.aus ?
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Exemple d’échange TCP-IP (1)
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 »
R1 R2Internet
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
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Exemple d’échange TCP-IP (2)
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)
R1 R2Internet
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
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Exemple d’échange TCP-IP (3)
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.
R1 R2Internet
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
Adressage Internet 27
Exemple d’échange TCP-IP (4)
7ème étape : D reçoit le datagramme IP Elle extrait le segment TCP. Elle ouvre une session TCP. Elle envoie les données au programme telnet.
R1 R2Internet
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
Adressage Internet 28
Exercices
Exercice 1 - Détermination de la classe d'adresses
Indiquez la classe d'adresses en regard de chaque adresse IP.
Adresse Classe131.107.2.893.3.57.0200.200.5.2191.107.2.10127.0.0.1
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 ?
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Exercices
Exercice 2 - Identification des adresses IP invalides
Identifiez les adresses IP ne pouvant être affectées à un hôte, et expliquez pourquoi.a. 131.107.256.80b. 222.222.255.222c. 231.200.1.1d. 126.1.0.0e. 0.127.4.100f. 190.7.2.0g. 127.1.1.1h. 198.121.254.255i. 255.255.255.255
Adressage Internet 30
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. 197.200.3.0b. 11.0.0.0c. 221.100.2.0d. 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 31
Exercices
Exercice 4 - Identification des problèmes d'adressage IP
Indiquez tous les problèmes d'adressage IP de ce réseau.
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