Ch. 2 — Adressage IPv4

32 bits, décimale pointée

L'adresse IPv4 est définie par la RFC 791 (inclus dans le STD 5), publiée en 1980. Elle tient sur 32 bits (4 octets), soit 2³² = 4 292 967 296 identifiants possibles. Sa représentation classique est la décimale pointée : chaque octet est écrit en base 10, les octets étant séparés par un point. En binaire, l'adresse du cours s'écrit :

10000110 . 11001110 . 00101000 . 00001011
    │         │         │         │
  134   .   206   .    40   .    11

Une architecture hiérarchique

Une adresse IPv4 se découpe en deux parties : @IP = ID_Réseau + ID_Hôte. La taille de chaque partie est variable d'un réseau à l'autre — mais leur somme fait toujours 32 bits. C'est cette hiérarchie qui permet de router : on identifie d'abord le réseau, puis la machine dans le réseau.

La notation CIDR (Classless InterDomain Routing) indique la position de la séparation entre les deux parties : on écrit l'adresse IP, puis « / », puis le nombre de bits de l'ID_Réseau. Exemple : 134.206.40.11 / 16 — ID_réseau : 134.206., ID_hôte : .40.11.

Les deux parties se gèrent indépendamment, ce qui permet de découper l'ID_Réseau de façon hiérarchique en sous-réseaux. Avec 134.206.40.11 / 24 : ID_Hôte 11, ID_Réseau 134.206.40 (adresse du réseau : 134.206.40.0). L'ID réseau englobant est 134.206 (134.206.0.0/16), l'ID sous-réseau est 40 — et 40 peut lui-même être découpé en plusieurs parties.

Deux adresses particulières

Dans un réseau donné, deux adresses sont réservées par construction :

• l'adresse réseau : partie hôte nulle (ex. 134.206.0.0 / 16). Elle identifie le réseau lui-même et ne peut jamais servir de source ou de destination d'un message ;
• l'adresse de diffusion (broadcast) : partie hôte mise à « 1 » en binaire, c'est-à-dire à −1 (ex. 134.206.255.255 / 16). Elle envoie un message à toutes les machines du réseau : utilisable en destination seulement, jamais comme émetteur.

Le masque réseau

Le masque est un nombre sur 32 bits composé de « 1 » sur la gauche puis de « 0 » sur la droite — tout autre cas, ce n'est pas un masque réseau. Il s'écrit de trois façons : binaire pointée, décimale pointée, ou en longueur (le nombre de 1) :

binaire     :  11111111 . 11111111 . 11000000 . 00000000
décimale    :     255   .    255   .    192    .     0
longueur    :  /18

L'ET logique extrait le réseau

Le but du masque : extraire la partie réseau / sous-réseaux d'une adresse. La méthode : le ET logique bit à bit entre l'adresse et le masque. Exemple avec 134.206.40.2 / 20 — les 20 premiers bits de l'adresse sont préservés, le reste tombe à 0 :

@       :  10000110 . 11001110 . 0010 1000 . 00000010   (134.206.40.2)
masque  :  11111111 . 11111111 . 1111 0000 . 00000000   (/20)
─────────────────────────────────────────────────────  ET logique
@réseau :  10000110 . 11001110 . 0010 0000 . 00000000   = 134.206.32.0 /20

Même réseau ou pas ?

Le masque répond à la question de base : deux machines sont sur le même réseau si et seulement si leurs adresses ET le masque donnent le même résultat. Reprenons les deux machines du cours, 134.206.40.2 et 134.206.44.56 :

Masque /16 :  les deux ET donnent 134.206.0.0
             → résultats identiques    → même réseau

Masque /24 :  ET(IP1) = 134.206.40.0   (40 = 00101000)
              ET(IP2) = 134.206.44.0   (44 = 00101100)
             → résultats différents    → réseaux différents

Tout se joue sur le nombre de bits que le masque conserve : avec /16, les troisièmes octets (40 et 44) font partie de la partie hôte et sont ignorés ; avec /24, ils font partie de l'ID_Réseau et séparent les machines.

Les blocs spéciaux de l'IANA

Certaines plages ont un rôle réservé (liste complète : registre IANA iana-ipv4-special-registry) :

• adresses locales au lien auto-attribuées : 169.254.0.0/16 (RFC 3927) — communiquer par TCP/IP dans le réseau local quand aucune configuration n'a été obtenue ;
• adresses privées historiques, non routables sur Internet (locales au lien) :
  • 10.0.0.0/8 : de 10.0.0.0 à 10.255.255.255 — un seul préfixe de plus de 16 millions d'identifiants ;
  • 172.16.0.0/12 : de 172.16.0.0 à 172.31.255.255 — 16 préfixes de plus de 65 000 identifiants ;
  • 192.168.0.0/16 : de 192.168.0.0 à 192.168.255.255 — 256 préfixes de 254 identifiants.

A retenir

• IPv4 : 32 bits fixes, décimale pointée, architecture hiérarchique ID_Réseau + ID_Hôte de taille variable, notée CIDR /n ;
• adresse réseau (hôte à 0 : identifier, jamais source/destination) et broadcast (hôte à 1 : destination à toutes les machines) ;
• le masque (1 contigus à gauche) et l'ET logique calculent l'adresse réseau — deux machines cohabitent sur un réseau si leurs résultats coïncident ;
• blocs IANA : lien local 169.254.0.0/16, privées 10/8, 172.16/12, 192.168/16.