Ce document présente les principes de l'adressage IPv4, y compris le fonctionnement du protocole, les classes d'adresses, et les masques de réseau. Il explique également la gestion des adresses IP par des organisations comme l'ICANN et l'utilisation de l'adressage privé et public. Enfin, il aborde des concepts avancés tels que le subnetting et le VLSM pour une gestion efficace des réseaux.

1. Adressage IPV4
Mahamadou TRAORE
Université Gaston Berger de Saint-Louis
UFR Sciences Appliquées et de Technologies
Département Informatique
L2 INFO & L3 ETEL
7 janvier 2024
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2. Objectifs
À la fin de ce chapitre, l’étudiant sera en mesure de :
Comprendre et expliquer le fonctionnement de IP ;
Comprendre le concept de masque de réseau ;
Définir un plan d’adressage IPV4 ;
Différentier les différentes classes d’adresses IP ;
Utiliser les adresses IP privées et publiques ;
Découper un réseau (subnetting et supernetting).
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3. Le rôle du protocole IP
IP permet d’acheminer les données d’un réseau à un autre.
Exemple du train qui dépose les passagers de gare en gare.
Ceci nécessite une identification des réseaux et des hôtes.
De la même façon que l’on repère l’adresse d’un bâtiment à partir de
la ville (la rue et un numéro dans cette rue).
Gestion centralisée des adresses IP par l’ICANN 1.
Un modéle de distribution hiérarchique défini par la RFC 1174.
1. Internet Corporation for Assigned Names and Numbers
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4. Les organisations locales et régionales I
Les RIR 2 sont localisés au niveau de chaque continent.
AfriNIC 3
,
RIPE-NCC 4
,
APNIC 5
,
ARIN 6
,
LACNIC 7
.
À leur tour, les RIR distribuent les adresses à des LIR 8
Les LIR les distribuent aux utilisateurs finaux dans leur zone.
Ce sont habituellement des opérateurs Télécom ou des FAI 9
.
Au Sénégal, c’est NIC Sénégal est le LIR (www.nicsenegal.sn).
Gestionnaire de noms de domaines (ugb.sn, ucad.sn)
La politique d’allocation des blocs d’adresses IP, des noms de domaine
.sn , ainsi que leur tarification, dépend du RIR.
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5. Les organisations locales et régionales II
Figure 1 – Adressage IP
2. Registre Internet Regional
3. African Network Information Center
4. Réseaux IP Européens
5. Asia Pacific Network Information Center
6. American Registry for Internet Numbers
7. Latin America and Caribbean Network Information Center
8. Local Internet Register
9. fournisseurs d’accès Internet
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6. Notation décimale pointée I
Une adresse IPV4 est composée de 4 octets (232 adresses).
Format : 4 nombres décimaux séparés par des points.
XXX.XXX.XXX.XXX (avec XXX compris entre [0-255])
Exemple : 192.168.10.1
Formats binaire et héxadécimal possible
Association de l’identification du réseau avec celle de l’hôte.
Une adresse permet d’identifier le réseau et l’hôte.
Le Netid est commun à l’ensemble des hôtes du même réseau.
Le Hostid est unique à l’intérieur d’un même réseau.
Table 1 – Les différentes parties d’une adresse IP
Adresse IP Netid Hostid
192.168.10.1 192.168.10 .1
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7. Notation décimale pointée II
Plusieurs groupes d’adresses ont été définis dans le but de différentier
les différents réseaux.
Ces groupes représentent les classes d’adresses IP.
Ces classes correspondent à des regroupements réseaux de même taille.
Les adresses de la même classe ont le même nombre d’hôtes.
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8. Pour les réseaux de grande taille I
Le nombre d’hôtes  16.777.214 machines.
Le premier octet désigne le Netid et les 3 autres, le Hostid.
Le premier octet désigne le numéro de réseau et les 3 autres
correspondent à l’adresse de l’hôte.
Le bit de poids fort du Netid est fixé à 0 (en binaire).
Netid sur 7 bits, donc (27 2 = 126) adresses réseaux possible.
Hostid sur 24 bits, donc (224 2) adresses IP possible par réseau.
Repésentation d’une adresse de classe A en binaire ou héxadécimal.
Le premier octet a une valeur comprise entre 0 et 127.
La 1ere adresse réseau est : 00000000.0.0.0 = 0.0.0.0
La dernière adresse réseau est : 01111111.0.0.0 = 127.0.0.0
Adresses comprises entre 0.0.0.0 et 127.255.255.255
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9. Pour les réseaux de grande taille II
Une adresse IP est de classe A si le premier bloc est compris entre 0 et
127
L’adresse réseau 0.0.0.0 est réservée pour le routage
Elle désigne la route par défaut
L’adresse réseau 127.0.0.0 est réservée pour les communications en
boucle locale (loopback).
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10. Les réseaux de taille moyenne I
Le nombre d’hôtes  65534 machines.
Les 2 premiers octets désignent le Netid et les 2 autres, le Hostid.
Les 2 premiers octets désignent le numéro de réseau et les 2 autres
correspondent à l’adresse de l’hôte.
Les deux bits de poids fort sont fixés à 10 (en binaire).
Le Netid est sur 14 bits, donc (214 1) adresses réseaux possible.
Ceci correspond à 16384 réseaux de classe B.
Le Hostid est sur 16 bits donc (216 2) adresses IP par réseau.
Ceci correspond à 65534 adresses IP
Le premier octet a une valeur comprise entre 128 et 191 (en décimal).
1ere adresse réseau : 10000000.00000000.0.0 = 128.0.0.0
Dernière adresse réseau : 10111111.11111111.0.0 = 191.255.0.0
Les adresses sont comprises entre 128.0.0.0 et 191.255.255.255 (en
décimal).
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11. Les réseaux de taille moyenne II
Une adresse IP est de classe B si le premier bloc est compris entre 128
et 191.
L’adresse 169.255.0.0 à 169.255.255.255 est utilisée par le service
DHCP 10
10. Dynamic Host Configuration Protocol
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12. Pour les réseaux de petite taille I
Le nombre d’hôtes  254 machines.
Les 3 premiers octets désignent le Netid et le dernier octet, le Hostid.
Les 3 premiers octets désignent le numéro de réseau et le dernier
correspond à l’adresse de l’hôte.
Les trois bits de poids fort sont fixés à 110 (en binaire)
Le Netid est sur 21 bits, donc 221 adresses réseaux possible.
Ceci correspond à 2.097.152 réseaux de classe C
Le Hostid est sur 8 bits donc 28 2 = 254 adresses IP par réseau
Le premier octet a une valeur comprise entre 192 et 223 (en décimal).
1ere adresse réseau : 11000000.00000000.0.0 = 192.0.0.0
Dernière adresse réseau : 11011111.11111111.0.0 = 223.255.255.0
Adresses comprises entre 192.0.0.0 à 223.255.255.255
une adresse IP est de classe C si le premier bloc est compris entre 192
et 223.
Toutes les adresses IP de classe C sont utilisables
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13. Pour le trafic multicast
Adresses utilisées dans le trafic multicast.
Trafic destiné à un groupe restreint de machines.
Ces adresses ne sont pas utilisées dans la configuration des machines.
Les concepts de Netid et Hostid ne sont pas applicables.
Les quatre bits de poids fort sont fixés à 1110 (en binaire)
La 1ere adresse est : 11100000.00000000.0.0 = 224.0.0.0
La dernière adresse est : 11101111.11111111.0.0 = 239.255.255.255
Permet de reconnaitre une adresse de classe D en binaire
Adresses comprises entre 224.0.0.0 à 239.255.255.255
Une adresse IP est de classe D si le premier bloc est compris entre 224
et 239.
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14. Pour les expérimentations
Ces adresses ne sont pas utilisées dans la configuration des machines.
Les cinq bits de poids fort sont fixés à 11110 (en binaire)
La 1ere adresse est : 11110000.00000000.0.0 = 240.0.0.0
La dernière adresse est : 11110111.11111111.0.0 = 247.255.255.255
Permet de reconnaitre une adresse de classe E en binaire
Adresses comprises entre 240.0.0.0 à 247.255.255.255
Une adresse IP est de classe E si le premier bloc est compris entre 240
et 247.
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15. Résumé
Figure 2 – Les différentes classes d’adresses IP
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16. Le Netmask I
Autrefois l’adresse du réseau était définie par sa classe : classfull.
L’adresse réseau est obtenue en appliquant l’opérateur booléen ET bit
à bit entre le masque par défaut associé et l’adresse IP.
L’adresse de diffusion est obtenue en appliquant l’opérateur OU entre
l’adresse IP et le complément à un du masque.
La notion de classe est considérée aujourd’hui comme obsolète depuis
l’avènement du routage sans classe (CIDR 11).
Un masque de réseau est un paramètre IP indiquant le nombre de bits
utilisés pour identifier le réseau.
Le masque de réseau utilise la même représentation que celle des
adresses IP.
Un masque de sous-réseau possède lui aussi 4 octets.
Tous les bits du Netid sont à 1 et les bits du Hostid sont à 0.
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17. Le Netmask II
Table 2 – Les masques de réseau
Classe Netmask Notation CIDR
A 255.0.0.0 /8
B 255.255.0.0 /16
C 255.255.255.0 /24
Exemple : 192.168.10.0 255.255.255.0 ou 192.168.10.0/24
Autre exemple : 172.16.0.0 255.255.0.0 ou 172.16.0.0/16
Un dernier exemple : 10.0.0.0 255.0.0.0 ou 10.0.0.0/8
11. Classless InterDomain Routing
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18. Adresses IP non routables I
ICANN a mis à disposition de la communauté certaines plages
d’adresses
Ce sont des adresses IP que l’on peut utiliser gratuitement.
Adresses IP privées non utilisables sur internet.
Les hôtes qui les utilisent sont visibles uniquement sur le LAN.
RFC 1918 documente les adresses privées.
Les classes A, B et C comprennent chacune une plage d’adresses IP
privées à l’intérieur de la plage globale.
Adresses privées de la classe A : 10.0.0.0 à 10.255.255.255
Adresses privées de la classe B : 172.16.0.0 à 172.31.255.255
Adresses privées de la classe C : 192.168.1.0 à 192.168.255.255
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19. Adresses IP non routables II
Figure 3 – Adresses privées
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20. Adresses IP routables I
Les adresses IP publiques représentent toutes les adresses IP des
classes A, B et C qui ne font pas partie de la plage d’adresses privées.
Contrairement aux adresses IP privées, les adresses IP publiques ne
sont pas gratuites.
Elles assurent une certaine visibité aux ordinateurs sur Internet.
Une adresse IP publique est unique dans le monde, ce qui n’est pas le
cas des adresses privées.
Exemple : la plage 192.168.10.0/24 peut être utilisée dans 2 LAN
différents.
Une adresse IP privée est unique dans un même LAN.
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21. Subnetting et VLSM I
En 1984, devant la limitation du modèle de classes d’adresses, la RFC
917 (Internet subnets) crée le concept de sous-réseau.
Ce concept introduit un niveau hiérarchique supplémentaire entre le
numéro de réseau et le numéro d’hôte : SubNetid.
Emprunt de bits au Hostid
Ceci permet par exemple d’utiliser une adresse de Classe B comme 256
sous-réseaux de 254 ordinateurs au lieu d’un seul réseau de 65 534
ordinateurs.
Sans remettre en question la notion de classe d’adresse.
Ceci permet plus de flexibilité et d’efficacité dans l’attribution des
adresses.
Le masque de sous-réseau ou SubnetMask permet de déterminer les
deux parties d’une adresse IP.
Deux adresses IP appartiennent au même sous-réseau si les bits du
sous-réseau sont identiques.
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22. Subnetting et VLSM II
Pour déterminer si la machine de destination appartient au même
sous-réseau, un hôte utilise l’opération ET binaire entre l’adresses IP
et le masque de sous-réseau,
Emprunt de bits au Hostid.
Le SubNetid permet de déterminer le nombre de sous-réseaux
disponibles.
Exemple : soit le réseau 128.16.0.0/19
Cette adresse IP appartient à la classe B (masque natif /16).
Le /19 indique que trois bits supplémentaires sont empruntés au
Hostid.
Les bits restants du Hostid, sont au nombre de 13.
En convertissant le 3eme
octet en binaire, les sous-réseaux résultants
seront de la forme :
128.16.nnn00000.0, où n peut prendre la valeur 0 ou 1.
Ainsi, on obtient huit sous-réseaux qui sont :
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23. Subnetting et VLSM III
Table 3 – Les différents sous-réseaux
1er sous-réseau 128.16.00000000.0 128.16.0.0/19
2eme sous-réseau 128.16.00100000.0 128.16.32.0/19
3e sous-réseau 128.16.01000000.0 128.16.64.0/19
4e sous-réseau 128.16.01100000.0 128.16.96.0/19
5e sous-réseau 128.16.10000000.0 128.16.128.0/19
6e sous-réseau 128.16.10100000.0 128.16.160.0/19
7e sous-réseau 128.16.11000000.0 128.16.192.0/19
8e sous-réseau 128.16.11100000.0 128.16.224.0/19
Le Hostid de ces adresses comporte 13 bits donc 213 adresses IP,
soit 8192, seront disponibles par sous-réseau.
En revanche, les sous-réseaux extrêmes ne sont pas utilisés
Les sous-réseaux où tous les bits du Hostid sont à 0 ou à 1.
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24. Subnetting et VLSM IV
Donc au total, on dispose de (8192 2 = 8190) stations sur chacun
de ces sous-réseaux /19.
Subdivision de réseaux en sous-réseaux de longueur variable (VLSM)
Principe : Allocation des sous-réseaux du plus grand au plus petit et
on fait en sorte que les sous-réseaux soient contigus.
Exemple : soit un routeur avec trois interfaces pour connecter trois
réseaux IP R1, R2 et R3.
L’administrateur réseau impose les conditions suivantes :
Nombre d’hôtes de R1 : 40 ,
Nombre d’hôtes de R2 : 80
Nombre d’hôtes de R3 : 140.
Utilisation au mieux du bloc 128.203.0.0/20 ;
La première étape consiste à trouver le nombre de bits du Hostid.
Ceci correspond à la puissance 2 immédiatement supérieure au nombre
de stations :
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25. Subnetting et VLSM V
R1 : 40 hôtes donc 6 bits (25
< 40 < 26
),
R2 : 80 hôtes donc 7 bits (26
< 80 < 27
),
R3 : 140 hôtes donc 8 bits (27
< 140 < 28
) ;
Nous pouvons maintenant dimensionner les masques puisque nous
connaissons le nombre de bits réservés aux stations
Le bloc alloué 128.203.0.0/20 utilise déjà les quatre premiers bits du 3
octet :
masque R1, 255.255.255.192 (/26),
masque R2, 255.255.255.128 (/25),
masque R3, 255.255.255.0 (/24) ;
On applique maintenant le 2 principe énoncé plus haut :
1er
bloc, le plus grand, R3. Masque 255.255.255.0 (/24) soit
128.203.0.0/24. Cet espace d’adressage s’étend de 128.203.0.0 à
128.203.0.255 (253 stations),
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26. Subnetting et VLSM VI
ensuite le 2e
bloc, R2. Masque 255.255.255.128 (/25). On utilise le
sous-réseau contigu à R3. Ce sera donc 128.203.1.0/25. Cet espace
d’adressage s’étend de 128.203.1.0 à 128.203.1.127 (126 stations),
Enfin, le plus petit sous-réseau, R1. Masque 255.255.255.192 /(26). On
utilise le sous-réseau contigu à R2, soit 128.203.1.128/26 qui représente
l’espace d’adressage 128.203.1.128 à 128.203.1.191 (62 stations).
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27. Aggrégation de réseaux I
En 1992, la RFC 12 1338 propose l’abolition de la notion de classe qui
n’était plus adaptée à la taille d’Internet.
Le CIDR 13 est mis au point en 1993 afin de diminuer la taille de la
table de routage des routeurs.
Ce but est atteint en agrégeant plusieurs entrées de cette table en une
seule.
La distinction entre les adresses de classe A, B ou C a été ainsi rendue
obsolète,
La totalité de l’espace d’adressage unicast est gérée comme une
collection unique de sous-réseaux indépendamment de la notion de
classe.
Le masque de sous-réseau ne peut plus être déduit de l’adresse IP
elle-même,
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28. Aggrégation de réseaux II
L’utilisation du VLSM 14 permet le découpage de l’espace d’adressage
en blocs de taille variable, permettant une utilisation plus efficace de
l’espace d’adressage.
Un FAI 15 peut ainsi se voir allouer un bloc /19 (soit 8192 adresses) et
créer des sous-réseaux de taille variable en fonction des besoins à
l’intérieur de celui-ci : de /30 pour des liens points à point de /24
pour un réseau local de 200 ordinateurs. Seul le bloc /19 sera visible
pour les réseaux extérieurs, ce qui réalise l’agrégation et l’efficacité
dans l’utilisation des adresses.
Le supernetting IP est l’opération inverse du subnetting.
La littérature le désigne par CIDR (Classless Inter-Domain Routing).
Principe : Etant donné plusieurs réseaux IP, comment représenter cet
espace d’adressage à l’aide d’un couple (réseau logique, masque) ?
En somme, comment agréger toutes ces routes IP ?
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29. Aggrégation de réseaux III
Outre une meilleure gestion des espaces d’adressage dans un système
autonome, le principal atout du supernetting est la réduction des
tables de routage.
En effet, en reprenant notre scénario précédent, supposons que le
routeur qui connecte les réseaux 128.203.0.0/24, 128.203.1.0/25 et
128.203.1.128/26 ait à propager sa table de routage locale.
Si nous pouvons trouver un couple judicieux (réseau logique, masque),
le routeur enverra une seule route IP au lieu de trois.
Autant de ressources mémoires et CPU économisées !
Plus précisément, revenons à la forme binaire des 3e et 4e octets des
masques réseaux attachés à ce routeur :
R1 (/26) 255.255.11111111.11000000 ;
R2 (/25) 255.255.11111111.10000000 ;
R3 (/24) 255.255.11111111.00000000.
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30. Aggrégation de réseaux IV
Il apparait clairement qu’il est possible d’inclure l’ensemble des réseaux
R1, R2 et R3 en utilisant le masque 255.255.11111110.00000000 soit
/23.
Le meilleur supernet CIDR qu’on puisse trouver pour annoncer ces
trois routes IP est 128.203.0.0/23.
Cet espace d’adresses s’étend depuis 128.203.0.0 jusqu’à
128.203.1.255.
D’autre part, d’après ce qui précède, il est évident que le supernet
CIDR censé annoncer plusieurs subnets d’un même réseau de classe A,
B ou C (on parle du major network) aura toujours un masque inférieur
ou égal au plus petit des masques des subnets.
12. Request For Comments
13. Classless Inter-Domain Routing
14. Variable-Length Subnet Mask
15. Fournisseur d’accès Internet
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