TP 1 — Gestion des adresses IPv4
Kathará, commande ip, table de routage et passerelle par défaut, configuration permanente, plans d'adressage VLSM — l'énoncé et le corrigé pas à pas des trois labs.
Objectif
Se familiariser avec la manipulation des adresses IPv4 et la configuration réseau des ordinateurs sous Linux. L'outil : Kathará, un environnement qui réalise des maquettes de réseau basées sur des containers Docker.
Un lab Kathará correspond à une infrastructure composée de plusieurs machines Linux reliées par des réseaux. Un lab est défini par un répertoire comprenant les différents répertoires et fichiers de configuration — il faut se placer dans ce répertoire pour l'utiliser (évitez les chemins avec des espaces).
| Commande | Rôle |
|---|---|
kathara lstart | lance le lab — un terminal par machine, avec un shell root |
kathara lclean | arrête le lab |
kathara wipe | en cas de problème (plantage), remet Kathará propre |
Pour la configuration, on utilise la commande ip — la fiche Mémo — la commande
ip résume les principales, et les pages de manuel
(man interfaces) complètent.
1. Un premier lab, configuration des postes
- lancez le lab
reseau1(disponible sur Moodle) aveckathara lstart: trois terminaux (pc1,pc2,rtr) avec un shell root ; - configurez les interfaces de
pc1etpc2avec la commandeipd'après le schéma — vous combinerez l'adresse de réseau et le numéro de machine — puis vérifiez que chaque PC peut joindrertrau ping (même réseau) ; - essayez de pinguer
pc2depuispc1: que se passe-t-il ? pourquoi ? En cas de doute, pinguez l'adresse192.168.2.254dertr— le résultat est-il différent ? pourquoi ? - consultez les réseaux connus de
pc1avecip route show: c'est la table de routage de la machine, c'est-à-dire les destinations qu'elle connaît et comment les atteindre. Quel est son contenu ? - configurez
pc1pour qu'il envoie les paquets de réseaux inconnus vers192.168.1.254— la passerelle (routeur de sortie du réseau local). Quelle commande avez-vous utilisée ? - affichez à nouveau la table de routage pour vérifier ;
- pinguez
192.168.2.254: cela fonctionne-t-il ? Pinguezpc2: quelle est la différence avecrtr, et pourquoi ? - complétez la configuration pour que les ping fonctionnent dans les deux sens — l'autre machine a le même problème que vous ;
- arrêtez tout (
kathara lclean), relancez le lab, puis refaites une configuration permanente et fonctionnelle via le fichier/etc/network/interfaces— inspirez-vous des exemples deman interfaces— et activez vos interfaces avecifup.
Dans les images Kathará, l'interface des PC s'appelle eth0. Une configuration se fait en
deux temps : l'adresse puis l'activation de l'interface (les interfaces démarrent
désactivées).
pc1 pc2
ip addr add 192.168.1.1/24 dev eth0 ip addr add 192.168.2.254/24 dev eth0
ip link set eth0 up ip link set eth0 up
rtr (deux interfaces, une par réseau)
ip addr add 192.168.1.254/24 dev eth0
ip addr add 192.168.2.1/24 dev eth1
ip link set eth0 up
ip link set eth1 upVérification : ping 192.168.1.254 depuis pc1 et ping 192.168.2.1 depuis pc2
fonctionnent — même réseau, pas de routeur nécessaire.
ping 192.168.2.254depuispc1→Network is unreachable. Ce n'est pas un timeout : le noyau refuse d'envoyer le paquet.ip route showle montre :pc1ne connaît que192.168.1.0/24(la route « connected » posée automatiquement quand on a ajouté l'adresse) et rien pour le reste du monde. Une destination hors de sa table = pas d'envoi.- Après
ip route add default via 192.168.1.254: la table contientdefault via 192.168.1.254 dev eth0— tout réseau inconnu part vers la passerelle. Le ping vers192.168.2.254fonctionne :rtrest sur les deux réseaux, il reçoit et répond. - Mais
ping 192.168.2.254verspc2échoue encore. Le paquet depc1atteint bienpc2(viartr)… maispc2ne sait pas répondre : il ne connaît pas non plus192.168.1.0/24. La différence avecrtr:rtrpossède une interface dans chaque réseau,pc2n'a que la sienne. - Le correctif : sur
pc2,ip route add default via 192.168.2.1. Les ping passent alors dans les deux sens.
# /etc/network/interfaces — sur pc1
auto eth0
iface eth0 inet static
address 192.168.1.1/24
gateway 192.168.1.254auto eth0 active l'interface au démarrage ; gateway pose la route par défaut. Puis :
ifup eth0 # applique la stanza (ifdown pour la retirer)
ip route show # la route connected ET la default sont làRefaites l'équivalent sur pc2 et rtr (sur le routeur, deux stanzas iface, une par
interface), arrêtez et relancez le lab : tout doit marcher sans retaper une commande ip.
Ce qu'il faut comprendre de cet exercice
Un PC qui n'a que ses interfaces configurées ne sait joindre que son propre réseau. Le ping vers une machine distante demande une route — souvent la route par défaut — et la machine en face a besoin de la même chose pour répondre. Le routage, c'est symétrique.
2. Découverte et extension d'un réseau
Cette fois, vous êtes confronté à un réseau que vous ne connaissez pas : il faut reconstituer le plan d'adressage en consultant la configuration des matériels, puis étendre le réseau.
- téléchargez le lab
reseau2.tgz, décompressez, démarrez aveckathara lstart; - découverte : sans vous intéresser aux réseaux locaux à gauche de
rtr1(A viaeth0, B viaeth1, C viaeth2), connectez-vous aux différents matériels, consultez les adresses des interfaces, repérez celles qui partagent un même réseau, et reconstituez le plan d'adressage sur la figure du sujet ; - extension — on vous attribue
198.42.8.128/26à découper pour numéroter les trois réseaux A, B et C en maximisant le nombre de machines par sous-réseau et avec une longueur de préfixe identique pour tous :- faites le plan d'adressage : nombre de machines par réseau et adresses de réseau possibles ;
- les interfaces de
rtr1prennent la dernière adresse de chaque réseau (A sureth0, B sureth1, C sureth2) — configurez avec la commandeip; - sur le réseau A,
pc1prend la première adresse disponible, puis vérifiez la communication en pinguant les autres PC.
On part d'un /26 (64 adresses) et on veut 3 sous-réseaux de même taille. Le nombre de sous-réseaux doit être une puissance de 2 : 3 sous-réseaux → il en faut 4 → on emprunte 2 bits. Chaque bloc fait donc 64 ⁄ 4 = 16 adresses, soit un /28 : 4 bits de machine → 14 machines utiles par réseau.
L'incrément d'un /28 vaut 16 ; les frontières partant de .128 :
| Sous-réseau | Plage | Réseau | Machines | Diffusion |
|---|---|---|---|---|
| 00 | .128 – .143 | 198.42.8.128/28 | .129 → .142 | .143 |
| 01 | .144 – .159 | 198.42.8.144/28 | .145 → .158 | .159 |
| 10 | .160 – .175 | 198.42.8.160/28 | .161 → .174 | .175 |
| 11 | .176 – .191 | 198.42.8.176/28 | en réserve | .191 |
(le 4ᵉ bloc reste libre — c'est la marge de la méthode « puissance de 2 ».)
Dernières adresses pour rtr1, première pour pc1, et la route par défaut de pc1 vers
rtr1 :
rtr1
ip addr add 198.42.8.142/28 dev eth0 # réseau A, dernière adresse
ip addr add 198.42.8.158/28 dev eth1 # réseau B
ip addr add 198.42.8.174/28 dev eth2 # réseau C
(ip link set eth0 up ; idem eth1, eth2)
pc1
ip addr add 198.42.8.129/28 dev eth0 # réseau A, première adresse
ip link set eth0 up
ip route add default via 198.42.8.142pc1 doit alors joindre rtr1 sur les trois réseaux. Pour joindre les PC des réseaux B et C,
il faut aussi les configurer (et leurs routes par défaut) — c'est le même schéma.
3. Définition d'un plan d'adressage
Un campus universitaire à adresser en faisant attention à économiser les adresses, à
partir de 42.42.24.0/21 :
| Réseau | Postes | Évolution prévue |
|---|---|---|
| Bâtiment A — Administration | 200 | +30 % |
| Bâtiment B.1 — Enseignement | 40 | +10 % |
| Bâtiment B.2 — Enseignement | 30 | +15 % |
| Bâtiment C — Enseignement | 150 | +20 % |
| Bâtiment C — Annexe | 30 | +15 % |
- remplissez le tableau du sujet : nombre de machines max (avec l'évolution), nombre de bits machines, nombre de bits réseau (préfixe) — pour chaque réseau et pour les liens A–B et A–C ;
- construisez le découpage VLSM : commencez l'attribution par les réseaux qui possèdent le plus de machines, la figure 4 du sujet montre un premier découpage pour le réseau A ;
- puis la pratique : lab
reseau3.tgz:- configurez les interfaces des routeurs avec les dernières adresses des réseaux ;
- configurez un routage statique avec
ip route, en utilisant les préfixes les plus courts possibles (minimisez le nombre de routes) ; - configurez les PC avec la première adresse disponible de chaque réseau ;
- le PC nommé « Internet » est hors de votre réseau : servez-vous en pour tester au ping.
Le nombre de machines intègre l'évolution annoncée, puis on arrondit à la puissance de 2 supérieure (− 2 adresses inutilisables : réseau + diffusion) :
| Réseau | Postes | Max (évolution) | Bits machines | Préfixe |
|---|---|---|---|---|
| A — Administration | 200 | 200 × 1,30 = 260 → 512 | 9 | /23 |
| B.1 | 40 | 40 × 1,10 = 44 → 64 | 6 | /26 |
| B.2 | 30 | 30 × 1,15 = 34,5 → 35 → 64 | 6 | /26 |
| C | 150 | 150 × 1,20 = 180 → 256 | 8 | /24 |
| C annexe | 30 | 30 × 1,15 = 34,5 → 35 → 64 | 6 | /26 |
| lien A–B | 2 | 2 | 2 | /30 |
| lien A–C | 2 | 2 | 2 | /30 |
Les liens entre routeurs : deux adresses suffisent, le /30 est le plus petit bloc routable. Vérification de capacité : /23 + /24 + 3 × /26 + 2 × /30 = 512 + 256 + 192 + 8 = 968 adresses sur 2048 (un /21) — ça tient, avec de la marge.
On pose les blocs dans l'ordre décroissant, chacun sur la frontière de son incrément :
| Ordre | Réseau | Bloc alloué | Plage | Incrément |
|---|---|---|---|---|
| 1 | A | 42.42.24.0/23 | 42.42.24.0 → 42.42.25.255 | 2 |
| 2 | C | 42.42.26.0/24 | 42.42.26.0 → 42.42.26.255 | 1 |
| 3 | B.1 | 42.42.27.0/26 | 42.42.27.0 → 42.42.27.63 | 64 |
| 4 | B.2 | 42.42.27.64/26 | 42.42.27.64 → 42.42.27.127 | 64 |
| 5 | C annexe | 42.42.27.128/26 | 42.42.27.128 → 42.42.27.191 | 64 |
| 6 | lien A–B | 42.42.27.192/30 | 42.42.27.192 → .195 | 4 |
| 7 | lien A–C | 42.42.27.196/30 | 42.42.27.196 → .199 | 4 |
Lecture utile pour la suite : dans 42.42.24.0/23, les routeurs prennent la dernière
adresse — par ex. le routeur du bâtiment A sur 42.42.25.254, les PC la première
(42.42.24.1). Dans un /26 comme B.1 : réseau 42.42.27.0, PC à 42.42.27.1, routeur à
42.42.27.62, diffusion 42.42.27.63.
Le principe : chaque routeur connaît ses réseaux (routes connected automatiques) et a
besoin d'une route par interface de sortie pour les réseaux des autres. Exemple sur le
routeur du bâtiment A (appelons 42.42.27.193 l'extrémité A du lien A–B) :
rtr-a
ip addr add 42.42.25.254/23 dev eth0 # réseau A, dernière adresse du /23
ip route add 42.42.26.0/24 via 42.42.27.193 # C, derrière le lien A–C
ip route add 42.42.27.0/26 via 42.42.27.193 # B.1
ip route add 42.42.27.64/26 via 42.42.27.193 # B.2« Préfixes les plus courts possibles » : si deux réseaux distants sont contigus (ici
42.42.27.0/26 et 42.42.27.64/26), une seule route les couvre —
42.42.27.0/25 (27.0 → 27.127). C'est l'agrégation, le même réflexe que le CIDR mondial.
Recette générale, à adapter aux noms d'interfaces du lab :
- chaque routeur : adresses de ses réseaux (dernière adresse), plus une route par défaut vers
rtr1(ip route add default via <rtr1 sur le lien>) ; rtr1: une route par préfixe de bâtiment via l'extrémité du lien correspondante ;- les PC : adresse (première du réseau) + passerelle = leur routeur ;
- test final :
pingdepuis un PC de B.2 vers le PC « Internet » — le paquet traverse rtr3 → rtr1 → sortie, et surtout revient.
Auto-évaluation
À l'issue de ce TP, la liste de ce que vous savez faire :
- utiliser la commande bas niveau
ippour activer les interfaces réseau et leur attribuer une adresse IP ; - configurer de manière permanente les interfaces via
/etc/network/interfaceset les (dés)activer viaifup/ifdown; - consulter la table de routage via la commande
ip; - fixer la passerelle par défaut (atteindre des machines hors du réseau local) ou définir une route statique spécifique ;
- manipuler un plan d'adressage : découverte et définition, avec des sous-réseaux de taille fixe ou variable.
tp1-adressage-ipv4.pdf
R3.06 · TP 1 — Yvan Peter, IUT de Lille · 5 pages
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Ch. 4 — IP version 6
Pourquoi IPv6 remplace IPv4 : 128 bits et notation abrégée RFC 5952, les types d'adresses (lien local, locales uniques, globales, multicast sollicitée, anycast), l'en-tête de 40 octets, la découverte de voisins ICMPv6, la SLAAC et la renumérotation.
TP 3 — Les protocoles de communication
Huit captures Wireshark décortiquées : ARP et le ping à travers la passerelle, l'erreur ICMP, la fragmentation, UDP, puis TCP — ouverture, données et fermeture de connexion — avec le geste à faire dans Wireshark pour chaque réponse.