Ce document didactique, conçu pour les étudiants universitaires en informatique et réseaux, explore les fondamentaux essentiels de l'adressage IP. Il vise à renforcer la compréhension des mécanismes de base qui sous-tendent la communication réseau moderne.
À travers une série d'exercices pratiques et de clarifications conceptuelles, ce support pédagogique aborde les notions clés suivantes :
- La classification et les plages d'adresses IP.
- L'identification des composants d'une adresse IP (réseau, hôte, broadcast).
- La validation des adresses IP et les règles d'attribution.
- Les principes et applications du sous-réseautage (subnetting).
Des exemples concrets et des explications détaillées accompagnent chaque section pour faciliter l'apprentissage de ces concepts cruciaux en gestion de réseau.
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Télécharger PDFExercice 1: Classification et Plages d'Adresses IP
La compréhension des classes d'adresses IP est fondamentale pour la gestion des réseaux. Une adresse IP est divisée en octets, et la valeur du premier octet détermine sa classe, qui à son tour définit la taille des parties réseau et hôte.
Classes d'adresses IP
Pour déterminer la classe d'une adresse IP, il faut examiner la valeur du premier octet :
- Classe A : Premier octet entre 1 et 126 (le bit de poids fort, ou MSB, est 0).
- Classe B : Premier octet entre 128 et 191 (les deux bits de poids fort, ou MSB, sont 10).
- Classe C : Premier octet entre 192 et 223 (les trois bits de poids fort, ou MSB, sont 110).
- Classe D : Premier octet entre 224 et 239 (les quatre bits de poids fort, ou MSB, sont 1110). Ces adresses sont utilisées pour la multidiffusion (multicast).
- Classe E : Premier octet entre 240 et 255 (les quatre bits de poids fort, ou MSB, sont 1111). Ces adresses sont réservées à des fins expérimentales.
En appliquant ces règles, voici les classes des adresses suivantes :
- 204.160.241.93 : Classe C
- 162.38.221.50 : Classe B
- 18.181.0.31 : Classe A
- 226.192.60.40 : Classe D (Multidiffusion)
Nombre d'adresses de machines utilisables par classe
Le nombre d'adresses de machines utilisables dans un réseau donné est déterminé par le nombre de bits alloués à la partie hôte. La formule générale est 2h - 2, où h est le nombre de bits de la partie hôte. Le "-2" est dû au fait que l'adresse réseau (tous les bits hôtes à 0) et l'adresse de diffusion (broadcast, tous les bits hôtes à 1) ne sont pas attribuables aux machines.
- Classe A : 24 bits pour l'hôte, donc 224 - 2 = 16 777 214 adresses utilisables.
- Classe B : 16 bits pour l'hôte, donc 216 - 2 = 65 534 adresses utilisables.
- Classe C : 8 bits pour l'hôte, donc 28 - 2 = 254 adresses utilisables.
Plages des adresses de Classe B
Le premier octet d'une adresse IP de classe B est compris entre 128 et 191.
Décimal : De 128 à 191
Binaire : De 10000000 à 10111111
Parties réseau et hôte
La division entre la partie réseau et la partie hôte dépend de la classe de l'adresse IP, ce qui détermine la structure par défaut du masque de sous-réseau :
- Classe A : Le premier octet (8 bits) identifie le réseau, tandis que les trois derniers octets (24 bits) sont dédiés à l'identification des hôtes. Le masque de sous-réseau par défaut est 255.0.0.0.
- Classe B : Les deux premiers octets (16 bits) identifient le réseau, et les deux derniers octets (16 bits) sont utilisés pour les hôtes. Le masque de sous-réseau par défaut est 255.255.0.0.
- Classe C : Les trois premiers octets (24 bits) identifient le réseau, et le dernier octet (8 bits) est réservé aux hôtes. Le masque de sous-réseau par défaut est 255.255.255.0.
Exercice 2: Identification des Composants d'une Adresse IP
Pour les adresses IP hôtes qui suivent, il est essentiel d'identifier leur classe, l'adresse réseau, la partie hôte, l'adresse de diffusion (broadcast) du réseau et le masque de sous-réseau par défaut.
Il est important de noter que l'adresse réseau a la partie hôte composée uniquement de 0. L'adresse de diffusion (broadcast) a la partie hôte composée uniquement de 1. Le masque de sous-réseau par défaut a la partie réseau composée uniquement de 1 et la partie hôte composée uniquement de 0.
Tableau d'identification des adresses IP
| Adresse IP hôte | Classe d'adresses | Adresse réseau | Partie hôte | Adresse de diffusion (broadcast) réseau | Masque de sous-réseau par défaut |
|---|---|---|---|---|---|
| 216.14.55.137 | Classe C | 216.14.55.0 | 137 | 216.14.55.255 | 255.255.255.0 |
| 123.1.1.15 | Classe A | 123.0.0.0 | 1.1.15 | 123.255.255.255 | 255.0.0.0 |
| 150.127.221.244 | Classe B | 150.127.0.0 | 221.244 | 150.127.255.255 | 255.255.0.0 |
| 194.125.35.199 | Classe C | 194.125.35.0 | 199 | 194.125.35.255 | 255.255.255.0 |
| 175.12.239.244 | Classe B | 175.12.0.0 | 239.244 | 175.12.255.255 | 255.255.0.0 |
Exercice 3: Validation d'Adresses IP
La validation d'une adresse IP est cruciale pour l'attribution correcte aux équipements réseau. Une adresse IP est considérée comme valide si elle peut être attribuée à un équipement, c'est-à-dire qu'elle ne fait pas partie des adresses réservées (adresse réseau, adresse de diffusion, adresses de bouclage comme la plage 127.0.0.0/8, adresses expérimentales ou adresses de multidiffusion).
Tableau de validation des adresses IP
| Adresse IP | Adresse valide ? (Oui/Non) | Justification |
|---|---|---|
| 150.100.255.255 | Non | Adresse de diffusion (broadcast) pour le réseau 150.100.0.0 (Classe B). |
| 175.100.255.18 | Oui | Adresse hôte valide dans un réseau de Classe B. |
| 195.234.253.0 | Non | Adresse réseau pour le réseau 195.234.253.0 (Classe C). |
| 100.0.0.23 | Oui | Adresse hôte valide dans un réseau de Classe A. |
| 188.258.221.176 | Non | L'octet 258 est invalide (les octets doivent être compris entre 0 et 255). |
| 127.34.25.189 | Non | Adresse de bouclage (loopback) réservée. |
| 224.156.217.73 | Non | Adresse de multidiffusion (multicast) de Classe D. |
Exercice 4: Sous-réseautage (Subnetting)
Le sous-réseautage permet de diviser un grand réseau en sous-réseaux plus petits, améliorant ainsi la gestion, la sécurité et l'efficacité du trafic. Pour l'adresse réseau de classe C 197.15.22.0, et l'exigence de créer au moins quatre sous-réseaux avec au moins 25 hôtes par sous-réseau, la stratégie suivante doit être appliquée.
Pour créer un nombre suffisant de sous-réseaux et satisfaire l'exigence d'au moins 25 hôtes par sous-réseau, il est nécessaire d'emprunter des bits à la partie hôte de l'adresse IP. Le nombre de sous-réseaux créés sera de 2n, où n est le nombre de bits empruntés. Pour 4 sous-réseaux minimum, il faut emprunter 2 bits (22 = 4). Cependant, pour satisfaire l'exigence d'au moins 25 hôtes par sous-réseau, il est nécessaire d'emprunter 3 bits (23 = 8 sous-réseaux possibles), ce qui laisse 5 bits pour les hôtes (25 - 2 = 30 hôtes utilisables par sous-réseau, ce qui dépasse l'exigence des 25 hôtes). Ainsi, il faudra emprunter 3 bits à la portion hôte de l'adresse réseau, et il restera 5 bits pour les adresses hôtes.
Détails du sous-réseautage
Voici la répartition des sous-réseaux et des hôtes, avec 3 bits empruntés pour les sous-réseaux et 5 bits pour les hôtes. Les plages d'adresses sont basées sur l'adresse réseau 197.15.22.0 de classe C avec un masque de sous-réseau /27 (255.255.255.224).
| N° de sous-réseau | Valeurs binaires des bits empruntés | Adresse réseau (décimale) | Valeurs binaires possibles des bits d'hôte (plage) (5 bits) | Plage décimale des sous-réseaux et des hôtes | Utilisable? |
|---|---|---|---|---|---|
| Sous-réseau 0 | 000 | 197.15.22.0 | 00001 - 11110 | 197.15.22.1 - 197.15.22.30 | Oui (avec la convention CIDR) |
| Sous-réseau 1 | 001 | 197.15.22.32 | 00001 - 11110 | 197.15.22.33 - 197.15.22.62 | Oui |
| Sous-réseau 2 | 010 | 197.15.22.64 | 00001 - 11110 | 197.15.22.65 - 197.15.22.94 | Oui |
| Sous-réseau 3 | 011 | 197.15.22.96 | 00001 - 11110 | 197.15.22.97 - 197.15.22.126 | Oui |
| Sous-réseau 4 | 100 | 197.15.22.128 | 00001 - 11110 | 197.15.22.129 - 197.15.22.158 | Oui |
| Sous-réseau 5 | 101 | 197.15.22.160 | 00001 - 11110 | 197.15.22.161 - 197.15.22.190 | Oui |
| Sous-réseau 6 | 110 | 197.15.22.192 | 00001 - 11110 | 197.15.22.193 - 197.15.22.222 | Oui |
| Sous-réseau 7 | 111 | 197.15.22.224 | 00001 - 11110 | 197.15.22.225 - 197.15.22.254 | Oui (avec la convention CIDR) |
Réponses aux questions sur le sous-réseautage
- Le masque de sous-réseau doit être utilisé pour configurer les périphériques réseau. Puisque 3 bits ont été empruntés à la partie hôte d'une adresse de classe C (masque par défaut 255.255.255.0), le nouveau masque est obtenu en ajoutant les valeurs des bits empruntés dans le dernier octet (128+64+32 = 224).
- Masque de sous-réseau décimal : 255.255.255.224
- Masque de sous-réseau binaire : 11111111.11111111.11111111.11100000
- Le nombre maximal de sous-réseaux pouvant être créés avec ce masque de sous-réseau est de 23 = 8 sous-réseaux.
- Le nombre maximal de sous-réseaux utilisables peut être 8 si la convention CIDR (Classless Inter-Domain Routing) est utilisée, qui autorise l'utilisation du sous-réseau zéro et du sous-réseau "tout un". Si l'ancienne convention (FLSM - Fixed Length Subnet Masking) est appliquée, il serait de 23 - 2 = 6 sous-réseaux utilisables.
- Il reste 5 bits dans le quatrième octet pour affecter une adresse aux hôtes.
- Avec 5 bits pour les hôtes, le nombre d'hôtes par sous-réseau pouvant être définis est de 25 - 2 = 30 hôtes (en excluant l'adresse réseau et l'adresse de diffusion de chaque sous-réseau).
- En supposant que tous les 8 sous-réseaux sont utilisables (selon la convention moderne) et que chaque sous-réseau offre 30 hôtes utilisables, le nombre maximal d'hôtes pour tous les sous-réseaux est de 8 * 30 = 240 hôtes.
- L'adresse 197.15.22.63 n'est pas une adresse d'hôte valide en vertu de ce scénario.
- Justification : Avec un masque /27, les sous-réseaux ont une taille de bloc de 32. Les sous-réseaux sont 197.15.22.0, 197.15.22.32, 197.15.22.64, etc. L'adresse 197.15.22.63 est l'adresse de diffusion pour le sous-réseau 197.15.22.32 (plage d'hôtes de 197.15.22.33 à 197.15.22.62). Les adresses de diffusion ne peuvent pas être attribuées aux hôtes.
- L'adresse 197.15.22.160 n'est pas une adresse IP d'hôte valide en vertu de ce scénario.
- Justification : L'adresse 197.15.22.160 est l'adresse réseau pour le sous-réseau 197.15.22.160/27 (le 5ème sous-réseau en partant de 0). Les adresses réseau ne peuvent pas être attribuées aux hôtes.
- L'adresse IP de l'hôte "A" est 197.15.22.126. L'adresse IP de l'hôte "B" est 197.15.22.129. Ces hôtes ne font pas partie du même sous-réseau.
- Justification : L'hôte "A" (197.15.22.126) appartient au sous-réseau 197.15.22.96/27 (plage d'hôtes .97 à .126). L'hôte "B" (197.15.22.129) appartient au sous-réseau 197.15.22.128/27 (plage d'hôtes .129 à .158). Ils appartiennent à des sous-réseaux différents car leurs identifiants de sous-réseau sont distincts.
Foire aux Questions (FAQ)
Qu'est-ce qu'une adresse IP de diffusion (broadcast) ?
Une adresse IP de diffusion (broadcast) est une adresse spéciale utilisée pour envoyer des données à tous les hôtes d'un réseau ou d'un sous-réseau spécifique. La partie hôte de cette adresse est composée uniquement de bits à 1, et elle n'est pas attribuable à un hôte individuel.
Comment déterminer la classe d'une adresse IP ?
La classe d'une adresse IP (A, B, C, D ou E) est déterminée par la valeur du premier octet de l'adresse. Par exemple, les adresses de classe A commencent par une valeur entre 1 et 126, la classe B entre 128 et 191, et la classe C entre 192 et 223.
Pourquoi les adresses réseau et de diffusion ne sont-elles pas utilisables pour les hôtes ?
L'adresse réseau identifie le réseau lui-même et a tous les bits de la partie hôte à zéro. L'adresse de diffusion est utilisée pour communiquer avec tous les hôtes du réseau et a tous les bits de la partie hôte à un. Ces deux adresses ont des fonctions spéciales et ne peuvent donc pas être attribuées à des périphériques individuels sur le réseau.