Architecture fonctionnelle et matérielle d'un réseau : Adresse IP - Sciences de l'Ingénieur - Terminale S

Architecture fonctionnelle et matérielle d'un réseau : Adresse IP - Sciences de l'Ingénieur - Terminale S

Nous vous invitons à consulter ce cours de Sciences de l'Ingénieur de Terminale S, rédigé par notre professeur, sur l'architecture fonctionnelle et matérielle d'un réseau, et plus particulièrement l'adresse IP.
Vous vous intéresserez tout d'abord au protocol réseau, puis aux adresses IP V4 et V6, aux classes d'adresse IP et auxadresses IP réservées.
Téléchargez gratuitement ci-dessous ce cours de Sciences de l'Ingénieur pour le Bac S sur l'adresse IP.

Architecture fonctionnelle et matérielle d'un réseau : Adresse IP - Sciences de l'Ingénieur - Terminale S

Le contenu du document


PROTOCOLE RESEAU

Définition : Le protocole est l’ensemble de règles régissant les échanges de données entre équipements informatiques.


ETHERNET (LAN) – TCP/IP (TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL/INTERNET PROTOCOL)

C'est le modèle utilisé sur internet. Il ne contient que 4 niveaux (Physique, Réseau, Transport, Services) 

• La couche Physique : ADSL, fibre optique, ondes... comme dans le modèle OSI.


• La couche réseau : 

o Ethernet : adresses MAC de la source et de la destination,

o IP : adresses IP de la source et de la destination


• La couche Transport :

o TCP, UDP : indique les ports utilisés par la source et la destination


• La couche Services ou Application :

o HTTP, FTP, SMPT, DNS,...


LIEN ENTRE MAC ET IP : PROTOCOLE ARP

L’Address resolution protocol (ARP, protocole de résolution d’adresse) est un protocole mettant en relation adresse IP et adresse MAC. Il se situe à l’interface entre la couche réseau (couche 3 du modèle OSI) et la couche de liaison (couche 2 du modèle OSI).


Pourquoi avoir besoin d’une adresse MAC et IP ?

• Les premières informations d’une trame lue par la carte réseau sont les adresses MAC plus loin dans la trame arrive l’adresse IP.

• Une adresse MAC est plus rapide à décoder (1000 fois) qu’une adresse IP (logique programmée).

• Conséquence : La carte réseau saura beaucoup plus rapidement si la trame lui est destinée. Si ce n’est pas le cas elle ne lira pas inutilement les informations suivantes.

 

• Protocole ARP : 

o Il établit, par apprentissage, une table de correspondance entre adresse IP et adresse MAC. 

o Il enregistre cette table dans la RAM de l’ordinateur. A chaque extinction de l’ordinateur la table est effacée. Il faudra reconstruire la table par apprentissage lors de la remise en route.

Remarque : Sur les LANs. Dès que l’on sort du réseau local c’est l’adresse IP qui est utilisée pour le routage de l’information (la trame).


LES ADRESSES IP

Les machines (hôtes) d’un réseau TCP/IP sont identifiées par leur adresse IP.

Il existe deux versions d’adresses IP : les V4 et Les V6


LES ADRESSES  IP (V4)

• Une adresse IP est constituée de 32 bits

Exemple : 11000000 10101000 00000001 00000101


• Une adresse IP est représentée par quatre octets exprimés en décimal pointé.

Exemple : 192.168.1.3

Représentation Adresse IP - Cours Sciences de l'ingénieur Bac S


Rappel

Un octet est constitué de 8 bits. Un octet peut représenter un nombre décimal positif compris entre 0 et 255.

Exemple : 0101 1001(2) = 89(10)


• Une adresse IP comprend deux parties :

o L’hôte

o Le réseau


Comment connaître l’adresse du réseau ?

Pour connaître l’adresse du réseau auquel appartient une machine, il faut effectuer un ET logique bit à bit entre le masque de réseau et l’adresse IP.

Exemple :

ADRESSE IP :

MASQUE DE RESEAU :

ET logique entre ADRESSE IP et MASQUE DE RESEAU :

RESULTAT :

Remarques :

On ne peut pas connaître l’adresse du réseau auquel appartient machine sans le masque de sous réseau.

Une autre notation est souvent utilisée pour représenter les masques. On la rencontre car elle est plus rapide à écrire. 

Dans celle-ci, on note directement le nombre de bits significatifs en décimal.

Ainsi, pour 192.168.25.0/255.255.255.0, 

On peut aussi écrire 192.168.25.0/24, car 24 bits sont significatifs de la partie réseau de l'adresse.


Plutôt que d’écrire le masque de sous-réseau sous la forme 255.255.255.0, on peut écrire /24 (24 bits à un consécutifs)

Les écritures suivantes sont donc équivalentes:

10.0.0.0 / 255.0.0.0 = 10.0.0.0/8

192.168.25.32  255.255.255.248 = 192.168.25.32 / 29


LES CLASSES D’ADRESSE IP (V4)

Classes d'adresses (désormais obsolètes car remplacées par le CIDR) 

La première méthode pour déterminer le nombre théorique de bits de la partie "réseau" de l'adresse est l'utilisation desclasses d'adresse. Pour comprendre le fonctionnement de cette méthode considérons le premier octet de l'adresse IP. Ce sont les bits de poids forts (les plus à gauche) de cet octet qui déterminent la classe d'adresse.  

• Classe A

Si le bit de point fort est égal à 0 soit un Octet sous la forme 0XXX XXXX (ou X remplace 0 ou 1) alors le réseau est dit de classe A. Donc si le premier octet est compris entre 1 et 127 alors le réseau est dit de classe A, et la longueur de l'adresse réseau théorique est de 8 bits (soit 1 octet), ce qui permet 24 bits d'adresse locale soit : 16777216 adresses locales 

Exemple : 10.0.0.0

Dans ce cas le premier octet est (en binaire) : 0000 1010, le bit de point fort est égal à 0  


• Classe B

Si le bit de point fort est égal à 1 et que le deuxième bit est égal à 0 soit un octet sous la forme binaire suivante : 10XX XXXX. Donc si le premier octet est compris entre 128 et 191, nous avons à faire à un réseau de classe B, l'adresse réseau est sur 16 bits (2 octets) et donc l'adresse locale est sur 16 bits aussi ce qui permet 65536 adresses locales. 

Exemple : 172.16.0.0

Dans ce cas le premier octet est (en binaire) : 1010 1100, les deux bits de poids forts sont bien "10"  


• Classe C

Si le premier octet est sous la forme 110X XXXX, alors nous avons à faire avec un réseau de classe C, donc le premier octet est compris entre 192 et 223. Ce type d'adresse correspond à une adresse réseau sur 24 bits et donc une adresse locale sur 8 bits ce qui permet 256 adresses locales par réseau. 

Exemple : 192.168.0.0

Dans ce cas le premier octet est (en binaire) : 11000000, les 3 bits de poids fort sont bien "110"  


ADRESSES IP RESERVEES – RESEAUX LOCAUX PRIVES 

Il arrive fréquemment dans une entreprise ou une organisation qu'un seul ordinateur soit relié à Internet et c'est par son intermédiaire que les autres ordinateurs du réseau y accèdent (on parle généralement de Proxy ou de passerelle).  

Dans ce cas de figure, seul l'ordinateur relié à Internet a besoin de réserver une adresse IP auprès de l'ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). Toutefois, les autres ordinateurs ont tout de même besoin d'une adresse IP pour pouvoir communiquer ensemble en interne.  

Ainsi, l'ICANN a réservé quelques adresses dans chaque classe pour permettre d'affecter une adresse IP aux ordinateurs d'un réseau local relié à Internet sans risquer de créer des conflits d'adresses IP sur le réseau des réseaux. Il s'agit des adresses suivantes :  

• Adresses IP privées de classe A : 10.0.0.1 à 10.255.255.254, permettant la création de vastes réseaux privés comprenant des milliers d'ordinateurs.  

• Adresses IP privées de classe B : 172.16.0.1 à 172.31.255.254, permettant de créer des réseaux privés de taille moyenne.  

• Adresses IP privées de classe C : 192.168.0.1 à 192.168.0.254, pour la mise en place de petits réseaux privés.  

Autre adresses réservées :

• 127.0.0.1 est réservée à l'adresse de bouclage de la machine elle-même.

• 0.0.0.0 est réservée. 

• Pour chaque réseau deux adresses sont réservées :

o l'adresse dont les bits de l'adresse locale sont à 0, qui est considérée comme l'adresse de ce réseau, qui sert pour le routage. 

o L'adresse dont tous les bits de l'adresse locale sont à 1, qui est considérée comme l'adresse de "broadcast" ou "diffusion" et qui permet un appel général à toutes les stations d'un réseau.  


LES ADRESSES IP V6

Une adresse IPv6 est longue de 16 octets, soit 128 bits

On dispose ainsi d'environ 3,4 × 1038 adresses.

La notation décimale pointée employée pour les adresses IPv4 (par exemple 172.31.128.1) est remplacée par la forme hexadécimale, où les 8 groupes de 16 bits sont séparés par « deux-points : »

Exemple :

1FAC:0001:0C8E:25D2:0210:1400:AC1F:5421 

Fin de l'extrait

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