Présentation des notions de base d'adressage et de sous-réseau

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Sommaire

INTRODUCTION

Lorsque vous configurez le protocole TCP/IP sur un ordinateur Microsoft Windows, une adresse IP, un masque de sous-réseau et, en règle générale, une passerelle par défaut sont requis dans les paramètres de configuration TCP/IP.

Pour configurer correctement TCP/IP, il est nécessaire de comprendre comment sont gérés les réseaux TCP/IP et comment ils sont divisés en réseaux et sous-réseaux. Cet article est une introduction générale aux concepts de réseaux et de sous-réseaux IP. Un glossaire est fourni à la fin de cet article.

Plus d'informations

Le succès de TCP/IP en tant que protocole réseau d'Internet est largement dû à sa capacité de connecter ensemble des réseaux de tailles différentes et des systèmes de différents types. Ces réseaux sont définis de façon arbitraire en trois catégories principales (plus quelques autres) ayant des tailles prédéfinies, chacune pouvant être divisée en sous-réseaux plus petits par les administrateurs système. Pour diviser une adresse IP en deux parties, on utilise un masque de sous-réseau. Une partie identifie l'hôte (ordinateur) et l'autre identifie le réseau auquel il appartient. Pour mieux comprendre le fonctionnement des adresses IP et des masques de sous-réseau, recherchez une adresse IP (Internet Protocol) et voyez comment elle s'articule. Adresses IP : réseaux et hôtes Une adresse IP est un nombre 32 bits qui identifie de manière unique un hôte (ordinateur ou tout autre périphérique, comme une imprimante ou un routeur) sur un réseau TCP/IP.

Les adresses IP sont normalement exprimées au format décimal avec quatre nombres séparés par des points (par exemple, 192.168.123.132). Pour comprendre comment les masques de sous-réseau sont utilisés pour distinguer les hôtes, les réseaux et les sous-réseaux, examinez une adresse IP en notation binaire.

Par exemple, l'adresse IP au format décimal à points 192.168.123.132 est représentée en notation binaire par le nombre 32 bits 110000000101000111101110000100. Ce nombre peut être difficile à cerner ; il vous faut donc le diviser en quatre parties constituées de huit chiffres binaires.

Ces sections de huit bits sont appelées octets. L'adresse IP exemple devient alors 11000000.10101000.01111011.10000100. Ce nombre est à peine plus clair et, dans la plupart des cas d'usage, il est préférable de convertir l'adresse binaire au format décimal à points (192.168.123.132). Les nombres décimaux séparés par des points désignent les octets convertis de la notation binaire à la notation décimale.

Pour qu'un réseau WAN (Wide Area Network) TCP/IP fonctionne efficacement en tant que groupement de réseaux, les routeurs chargés de transmettre des paquets de données entre les réseaux ignorent l'emplacement exact d'un hôte auquel est destiné le paquet d'informations. Les routeurs connaissent uniquement le réseau dont l'hôte est membre et exploitent les informations stockées dans leur table de routage pour déterminer le mode d'acheminement du paquet vers le réseau de l'hôte de destination. Après avoir été remis au réseau de destination, le paquet est transmis à l'hôte approprié.

Pour que ce processus fonctionne, une adresse IP est composée de deux parties. La première partie est utilisée comme adresse réseau, la dernière comme adresse d'hôte. Si vous prenez l'exemple 192.168.123.132 et le divisez en deux, vous obtenez le résultat suivant :
   192.168.123.    Réseau
              .132 Hôte
				
- ou -
   192.168.123.0 - adresse réseau.
   0.0.0.132     -  adresse hôte
				

Masque de sous-réseau

Le second élément requis pour le fonctionnement de TCP/IP est le masque de sous-réseau. Le masque de sous-réseau est utilisé par le protocole TCP/IP pour déterminer si un hôte se trouve sur le sous-réseau local ou sur un réseau distant.

Dans TCP/IP, les parties de l'adresse IP employées en qualité d'adresses du réseau et de l'hôte ne sont pas fixes ; il vous est donc impossible de déterminer les adresses ci-dessus si vous ne disposez pas de davantage d'informations. Ces informations sont fournies dans un autre nombre 32 bits appelé masque de sous-réseau. Dans l'exemple présent, le masque de sous-réseau est 255.255.255.0. La signification de ce nombre n'est pas évidente sauf si vous savez que 255 en notation binaire est égal à 11111111 ; le masque de sous-réseau est donc :
   11111111.11111111.11111111.0000000
				
Si vous alignez l'adresse IP et le masque de sous-réseau, les parties réseau et hôte de l'adresse peuvent être séparées de la manière suivante :
   11000000.10101000.01111011.10000100 -- Adresse IP (192.168.123.132)
   11111111.11111111.11111111.00000000 -- Masque de sous-réseau (255.255.255.0)
				
Les premiers 24 bits (le nombre de 1 dans le masque de sous-réseau) sont identifiés en tant qu'adresse réseau, et les derniers 8 bits (le nombre de 0 restants dans le masque de sous-réseau) sont identifiés en tant qu'adresse d'hôte. Vous obtenez le résultat suivant :
   11000000.10101000.01111011.00000000 -- Adresse réseau (192.168.123.0)
   00000000.00000000.00000000.10000100 -- Adresse hôte (000.000.000.132)
				
Ainsi, vous savez à présent, puisque cet exemple utilise un masque de sous-réseau 255.255.255.0, que l'ID réseau est 192.168.123.0 et que l'adresse d'hôte est 0.0.0.132. Lorsqu'un paquet est transmis au sous-réseau 192.168.123.0 (à partir d'un sous-réseau local ou d'un réseau distant) et que son adresse de destination est 192.168.123.132, votre ordinateur le reçoit à partir du réseau et le traite.

Presque tous les masques de sous-réseau décimaux se convertissent en nombres binaires ne comportant que des 1 à gauche et des 0 à droite. D'autres masques de sous-réseau courants sont :
   Décimal                 Binaire
   255.255.255.192         1111111.11111111.1111111.11000000
   255.255.255.224         1111111.11111111.1111111.11100000
				
La norme Internet RFC 1878 (disponible à l'adresse suivante : http://www.internic.net) décrit les sous-réseaux et les masques de sous-réseau valides qui peuvent être utilisés sur des réseaux TCP/IP.

Classes de réseau

Les adresses Internet sont allouées par InterNIC (http://www.internic.net) , l'organisation chargée de l'administration d'Internet. Ces adresses IP sont divisées en classes. Les plus communes sont les classes A, B et C. Les classes D et E existent mais ne sont en général pas employées par les utilisateurs finaux. Chaque classe d'adressage dispose d'un masque de sous-réseau distinct attribué par défaut. Vous pouvez identifier la classe d'une adresse IP en examinant son premier octet. Voici les plages de classes d'adressage Internet A, B et C, chacune avec un exemple d'adresse :
  • Les réseaux de la classe A utilisent un masque de sous-réseau 255.0.0.0 et leur premier octet est 0-127. L'adresse 10.52.36.11 est une adresse de classe A. Son premier octet est 10, lequel est compris entre 1 et 126 inclus.
  • Les réseaux de la classe B utilisent, par défaut, un masque de sous-réseau 255.255.0.0 et leur premier octet est 128-191. L'adresse 172.16.52.63 est une adresse de classe B. Son premier octet est 172, lequel est compris entre 128 et 191 inclus.
  • Les réseaux de la classe C utilisent, par défaut, un masque de sous-réseau 255.255.255.0 et leur premier octet est 192-223. L'adresse 192.168.123.132 est une adresse de classe C. Son premier octet est 192, lequel est compris entre 192 et 223 inclus.
Dans certains cas, les valeurs du masque de sous-réseau par défaut ne répondent pas aux besoins de l'organisation, en raison de la topologie physique du réseau ou parce que le nombre de réseaux (ou d'hôtes) ne correspond pas aux restrictions du masque de sous-réseau par défaut. La section suivante décrit comment vous pouvez diviser les réseaux à l'aide de masques de sous-réseau.

Mise en sous-réseau

Un réseau TCP/IP de classe A, B ou C peut encore être divisé, ou mis en sous-réseau, par un administrateur système. Cela devient nécessaire lorsque vous rapprochez le schéma d'adresse logique d'Internet (le monde abstrait des adresses IP et des sous-réseaux) avec les réseaux physiques utilisés dans le monde réel.

Un administrateur système qui dispose d'un bloc d'adresses IP peut administrer des réseaux qui ne sont pas organisés d'une manière qui facilite la prise en charge de ces adresses. Par exemple, vous disposez d'un réseau étendu (WAN) de 150 hôtes sur trois réseaux (dans des villes différentes) qui sont connectés par un routeur TCP/IP. Chacun de ces trois réseaux est constitué de 50 hôtes. Vous recevez le réseau de classe C 192.168.123.0. (À des fins d'illustration, cette adresse ne correspond à aucune plage allouée sur Internet.) Cela signifie que vous pouvez utiliser les adresses 192.168.123.1 à 192.168.123.254 pour vos 150 hôtes.

Deux adresses ne peuvent pas être utilisées dans votre exemple (les adresses 192.168.123.0 et 192.168.123.255) car les adresses binaires avec une partie hôte composée uniquement de 1 et de 0 ne sont pas valides. L'adresse zéro n'est pas valide car elle est utilisée pour spécifier un réseau sans spécifier d'hôte. L'adresse 255 (dans la notation binaire, adresse d'hôte composée uniquement de 1) sert à transmettre un message à tous les hôtes du réseau. Retenez simplement que la première et la dernière adresse d'un réseau ou d'un sous-réseau ne peuvent pas être attribuées à un hôte individuel.

Vous devriez à présent pouvoir donner une adresse IP à 254 hôtes. Cela fonctionne bien si les 150 ordinateurs sont sur un seul réseau. Toutefois, vos 150 ordinateurs résident sur trois réseaux physiques distincts. Au lieu de demander d'autres blocs d'adresses pour chaque réseau, vous divisez votre réseau en sous-réseaux, ce qui vous permet d'utiliser un bloc d'adresses sur plusieurs réseaux physiques.

Dans ce cas, vous divisez votre réseau en quatre sous-réseaux à l'aide d'un masque de sous-réseau qui augmente l'adresse réseau et réduit la plage d'adresses d'hôtes possible. En d'autres termes, vous « empruntez » quelques bits qui sont normalement utilisés pour l'adresse d'hôte et vous les utilisez pour la partie réseau de l'adresse. Le masque de sous-réseau 255.255.255.192 vous donne quatre réseaux composés chacun de 62 hôtes. Cela fonctionne puisqu'en notation binaire 255.255.255.192 équivaut à 1111111.11111111.1111111.11000000. Les deux premiers chiffres du dernier octet deviennent les adresses réseau ; vous obtenez donc les réseaux supplémentaires 00000000 (0), 01000000 (64), 10000000 (128) et 11000000 (192). (Certains administrateurs exploitent uniquement deux des sous-réseaux en utilisant 255.255.255.192 comme masque de sous-réseau. Pour plus d'informations à ce sujet, reportez-vous document RFC 1878.) Dans ces quatre réseaux, les six derniers chiffres binaires peuvent être utilisés pour les adresses d'hôtes.

Avec un masque de sous-réseau de 255.255.255.192, votre réseau 192.168.123.0 devient alors les quatre réseaux 192.168.123.0, 192.168.123.64, 192.168.123.128 et 192.168.123.192. Ces quatre réseaux devraient présenter les adresses d'hôtes valides suivantes :
   192.168.123.1-62
   192.168.123.65-126
   192.168.123.129-190
   192.168.123.193-254
				
N'oubliez pas que les adresses d'hôtes binaires ne comportant que des 1 ou des 0 ne sont pas valides ; vous ne pouvez donc pas utiliser des adresses avec pour dernier octet 0, 63, 64, 127, 128, 191, 192 ou 255.

Vous pouvez voir comment cela fonctionne en examinant les deux adresses d'hôtes 192.168.123.71 et 192.168.123.133. Si vous utilisez le masque de sous réseau par défaut de classe C 255.255.255.0, les deux adresses apparaissent sur le réseau 192.168.123.0. En revanche, si vous utilisez le masque de sous-réseau de 255.255.255.192, ils apparaissent sur des réseaux différents : 192.168.123.71 se trouve sur le réseau 192.168.123.64, 192.168.123.133 sur le réseau 192.168.123.128.

Passerelles par défaut

Lorsqu'un ordinateur TCP/IP doit communiquer avec un hôte sur un autre réseau, il communique en général par le biais d'un périphérique appelé routeur. En termes TCP/IP, un routeur spécifié sur un hôte, et qui relie le sous-réseau de l'hôte à d'autres réseaux, est appelé passerelle par défaut. Cette section explique comment TCP/IP détermine s'il doit envoyer ou non des paquets à sa passerelle par défaut pour atteindre un autre ordinateur ou périphérique sur le réseau.

Lorsqu'un hôte tente de communiquer avec un autre périphérique via le protocole TCP/IP, il effectue un processus de comparaison avec le masque de sous-réseau défini et l'adresse IP de destination d'une part et le masque de sous-réseau et sa propre adresse IP d'autre part. Le résultat de cette comparaison indique à l'ordinateur si l'hôte de destination est un hôte local ou distant.

Si le résultat de ce processus détermine qu'il s'agit d'un hôte local, l'ordinateur envoie alors simplement le paquet sur le sous-réseau local Si le résultat indique qu'il s'agit d'un hôte distant, l'ordinateur transmet le paquet à la passerelle par défaut définie dans ses propriétés TCP/IP. Le routeur est alors chargé de transmettre le paquet au sous-réseau correct.

Résolution des problèmes

Les problèmes réseau TCP/IP sont souvent liés à une mauvaise configuration des trois principales entrées dans les propriétés TCP/IP d'un ordinateur. En analysant la manière dont les erreurs de configuration TCP/IP affectent les opérations de réseau, vous pouvez résoudre de nombreux problèmes TCP/IP courants.

Masque de sous-réseau incorrect : si un réseau utilise un masque de sous-réseau autre que le masque défini par défaut pour sa classe d'adressage et si un client est toujours configuré avec le masque de sous-réseau défini par défaut pour cette classe d'adressage, la communication échoue avec certains réseaux proches mais pas avec les réseaux distants. Par exemple, si vous créez quatre sous-réseaux (comme dans l'exemple de mise en sous-réseau) mais utilisez le masque de sous-réseau incorrect de 255.255.255.0 dans votre configuration TCP/IP, les hôtes ne pourront pas déterminer que certains ordinateurs se trouvent sur d'autres réseaux. Quand cela se produit, les paquets destinés à des hôtes sur différents réseaux physiques appartenant à la même adresse de classe C ne sont pas transmis à une passerelle par défaut. Un ordinateur capable de communiquer avec des hôtes sur son réseau local et de contacter tous les réseaux distants hormis les réseaux proches de lui et munis de la même adresse de classe A, B ou C est un symptôme courant de cette situation. Pour résoudre ce problème, il vous suffit d'entrer le masque de sous-réseau correct dans la configuration TCP/IP de cet hôte.

Adresse IP incorrecte : si vous installez des ordinateurs avec des adresses IP censées se trouver dans des sous-réseaux distincts sur un réseau local, ils ne pourront pas communiquer. Ils essaieront de s'envoyer des paquets les uns aux autres par l'intermédiaire d'un routeur qui ne pourra pas les transmettre correctement. Ce problème vient notamment du fait qu'un ordinateur capable de communiquer avec des hôtes sur des réseaux distants ne peut pas communiquer avec certains ou tous les ordinateurs du réseau local auquel il appartient. Pour résoudre ce problème, assurez-vous que tous les ordinateurs sur le même réseau physique disposent d'adresses IP sur le même sous-réseau IP. Si vous manquez d'adresses IP sur un segment réseau unique, il existe des solutions applicables hors du cadre de cet article.

Passerelle par défaut incorrecte : un ordinateur configuré avec une passerelle par défaut incorrecte peut communiquer avec des hôtes sur son propre segment réseau mais ne peut pas communiquer avec des hôtes sur certains ou sur l'ensemble des réseaux distants. Si un seul réseau physique dispose de plusieurs routeurs et que le routeur configuré comme passerelle par défaut n'est pas le bon, un hôte peut communiquer avec certains réseaux distants mais pas avec d'autres. Ce problème est courant si une organisation utilise un routeur sur un réseau TCP/IP interne et un autre routeur connecté à Internet.

Références

Voici deux ouvrages de référence (en anglais) traitant de TCP/IP :

« TCP/IP Illustrated, Volume 1: The Protocols », Richard Stevens, Addison Wesley, 1994

« Internetworking with TCP/IP, Volume 1: Principles, Protocols, and Architecture », Douglas E. Comer, Prentice Hall, 1995

Il est fortement conseillé aux administrateurs système chargés des réseaux TCP/IP de disposer au moins de l'un de ces ouvrages.

Glossaire

Adresse de diffusion : adresse IP avec une partie hôte composée uniquement de 1.

Hôte : ordinateur ou autre périphérique sur un réseau TCP/IP.

Internet : ensemble mondial de réseaux interconnectés partageant une plage d'adresses IP commune.

InterNIC : organisation chargée de l'administration des adresses IP sur Internet.

IP : protocole réseau employé pour la transmission de paquets réseau sur un réseau TCP/IP ou sur Internet.

Adresse IP : adresse 32 bits unique d'un hôte sur un réseau TCP/IP ou un réseau d'interconnexion.

Réseau : ce terme a deux significations dans cet article. Il peut désigner un groupe d'ordinateurs sur un segment réseau physique unique ou bien une plage d'adresses réseau IP allouée par un administrateur système.

Adresse réseau : adresse IP avec une partie hôte composée uniquement de 0.

Octet : nombre 8 bits dont 4 forment une adresse IP 32 bits. Ils ont une plage 00000000-11111111 qui correspond aux valeurs décimales 0 à 255.

Paquet : unité de données transmise à un réseau TCP/IP ou un réseau étendu.

RFC (Request for Comment) : document utilisé pour la définition des normes Internet.

Routeur : périphérique chargé de transmettre le trafic réseau entre différents réseaux IP.

Masque de sous-réseau : nombre 32 bits utilisé pour distinguer les parties réseau et hôte d'une adresse IP.

Sous-réseau : réseau de moindre taille créé par la division d'un plus grand réseau en parties égales.

TCP/IP : d'une façon générale, désigne l'ensemble des protocoles, des normes et des utilitaires couramment utilisés sur Internet et sur des réseaux de taille importante.

Réseau étendu (WAN) : réseau de grande taille regroupant un ensemble de réseaux plus petits séparés par des routeurs. Internet est un exemple de réseau WAN très étendu.
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Propriétés

Numéro d'article: 164015 - Dernière mise à jour: vendredi 31 janvier 2014 - Version: 1.0
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