NSI - 1A - Identification d'un ordinateur sur un réseau
Notion de réseau
Une question se pose :
Que se passe-t-il lorsque vous tapez dans la barre d'adresse de votre navigateur l'URL suivant «https://www.google.fr» ?
Votre ordinateur va chercher à entrer en communication avec l'ordinateur distant de Google, le serveur web, se trouvant probablement à des milliers de kilomètres de chez vous.
Pour pouvoir établir cette communication, il faut que les deux ordinateurs soient "reliés".
On dit que ces deux ordinateurs sont en réseau.
Il existe énormément de réseaux dans le monde (les ordinateurs du lycée sont, par exemple, connectés en « réseau »).
Certains réseaux sont reliés à d'autres réseaux ce qui forme des réseaux de réseaux.
Constituants d'un réseau
Voici un exemple de réseau informatique :
Les équipements présents sur ce réseau sont :
ordinateur, imprimante réseau, serveur, ...
Ces équipements disposent d'une carte réseau (interface Ethernet ou interface Wifi) afin de se connecter matériellement au réseau :
Ces équipements possèdent un identifiant unique nommé adresse IP et peuvent héberger certains services réseaux :
- stockage de pages web ;
- serveur d'impression ;
- stockage de fichiers ;
- ...
Switch ou commutateur
Le switch (ou commutateur) relie les équipements, d'un même réseau, entre eux via des câbles Ethernet et achemine les données sur ce réseau.
Il ne possède pas d'adresse IP mais il est capable de lire les adresses matérielles MAC des trames de données numériques circulant sur le réseau afin d'aiguiller correctement l'information entre les équipements présents sur ce réseau.
Routeur
Sur le schéma ci-dessus, le routeur possède plusieurs adresses IP : une adresse IP côté réseau local (LAN : Local Area Network) et une autre adresse IP côté réseau Internet (WAN : Wide Area Network).
Il dispose ici de deux cartes réseau afin de se connecter aux deux réseaux.
De façon générale, un routeur établit la communication entre au moins deux réseaux (il dispose donc d'au moins deux cartes réseau) et route les données entre ces réseaux en utilisant l'adressage IP (contenant le réseau de destination).
Type de connexion
La connexion entre ces différents équipements réseaux utilise donc un support de transmission filaire (ex : câble réseau) ou sans fil (ex : WIFI).
"Carte réseau"
Toutes les cartes réseau possèdent une adresse matérielle MAC, affectée par le constructeur de la carte, afin d’être identifiée de façon unique sur le réseau auquel elle est connectée (parmi toutes les autres cartes réseau).
Adressage IP
Pour que deux équipements, également nommés hôtes, présents sur un réseau puissent échanger des données, il est nécessaire qu'ils soient identifiés parmi les divers équipements du réseau.
Deux types d'adressage IP cohabitent actuellement : la version IPv4 et la version IPv6. On détaille ici la version IPv4.
L'adressage IPv4 connaît une pénurie (le nombre d'équipements étant croissant). L'adressage IPv6 (codage sur 128 bits), permet de palier à cet épuisement des adresses IPv4 (codage sur 32 bits).
Définition
Tout équipement connecté à un réseau est associé à un identifiant logiciel unique nommée adresse IP.
Une adresse IP est codée sur 4 octets (4 valeurs comprises entre 0 et 255) séparés par un point.
L’adresse IP dans sa version la plus courante s’écrit avec des valeurs décimales, exemple :
212.217.0.13 ou 192.49.148.61 ou 87.34.53.13On appelle cette notation le décimal pointé (X représente ici un octet) : X . X . X . X
Chaque nombre X (octet) est compris entre 0 et 255.
Une adresse IP peut aussi être écrite avec des valeurs dites binaires (valeurs constituées uniquement de 0 et de 1) :
Pour plus d'information, lire l'apport de connaissances sur le binaire.
Composition d'une adresse IP
Toute adresse IP est composée de deux parties distinctes :
Définition
Une adresse IP est composée de :
- Une partie nommée identifiant du Réseau (net-ID) : située à gauche, elle désigne le réseau contenant les équipements réseaux ;
- Une autre partie nommée identifiant de l'Hôte (host-ID) : située à droite, elle désigne les équipements de ce réseau.
Exemple
Soit l'adresse : 192.168.0.1
- Partie surlignée : identifiant du Réseau ;
- Partie soulignée : identifiant de l'Hôte.
Rôle du masque de sous-réseau
Pour savoir où se situe la limite entre l’identifiant du Réseau et l’identifiant de l'Hôte, il faut connaître ce qu’on appelle le masque de sous-réseau.
Défintion
Le masque de sous-réseau est paramètre IP supplémentaire qui indique la séparation entre l’identifiant Réseau et l’identifiant Hôte d'une adresse IP.
Exemple 1
| Adresse IP | 192 . 168 . 1 . 125 |
| Adresse IP en binaire | 11000000 . 10101000 . 00000001 . 01111101 |
| Masque de sous-réseau | 255 . 255 . 255 . 0 |
| Masque de sous-réseau en binaire | 11111111 . 11111111 . 11111111 . 00000000 |
| Identifiant du réseau | 192 . 168 . 1 |
| Identifiant de l'hôte | 125 |
| Adresses possibles de : | 192 . 168 . 1 . 0 |
| à | 192 . 168 . 1 . 255 |
Dans ce réseau, les 3 premiers octets du masque de sous-réseau sont à (255)10 soit (11111111)2 en binaire ce qui indique que les 3 premiers octets des adresses IP des équipements du réseau devront être identiques.
Les adresses IP devront commencer par le même identifiant réseau à savoir ici 192.168.1.
Parmi les adresses possibles pour les hôtes, deux sont spécifiques et ne doivent pas être utilisées :
- L’adresse du réseau utilisée pour identifier le réseau : la partie Hôte est à 0.
| Adresse du réseau | 192 . 168 . 1 . 0 |
- L’adresse de diffusion (ou broadcast) utilisée pour communiquer une donnée à tous les hôtes du réseau : la partie Hôte ne comporte que des 1 en binaire (soit ici la valeur 255 en décimal car la partie Hôte est décrite par 1 octet soit 8 chiffres binaires dans ce réseau).
| Adresse de diffusion | 192 . 168 . 1 . 255 |
En résumé
Les adresses IP des équipements réseaux doivent respecter certaines contraintes.
L'identifiant de Réseau doit être commun à tous les équipements du réseau.
L'identifiant de l'Hôte est lui unique pour chaque équipement du réseau.
Les adresses réseau et de diffusion ne peuvent pas être attribuées à un équipement réseau.
- Pour l'adresse du réseau, toute la partie Hôte est à 0 en binaire.
- L’adresse de diffusion, toute la partie Hôte est à 1 en binaire.
Remarque
Le masque de sous-réseau peut apparaître sous différentes formes :
Habituellement :
Adresse IP :
Masque de sous-réseau :
Parfois en notation CIDR :
Cette notation /24 indique le nombre de bits à 1 dans le masque de sous-réseau :
Obtention de l'adresse du réseau
Le masque de sous-réseau permet de déterminer l'adresse réseau sur lequel un équipement est connecté.
Définition
L'adresse du réseau est obtenue en faisant un ET logique bit à bit entre le masque de sous-réseau et une adresse IP du réseau considéré.
Exemple 1
Adresse IP :
soit en binaire :
Masque de sous réseau :
soit en binaire :
Opération ET bit à bit :
soit l'adresse réseau est ici 192.168.2.144.
Il y a ici 4 bits de l’adresse IP disponibles pour identifier les hôtes. Ce réseau pourra accueillir :
Exemple 2
Soit le réseau informatique suivant :
Pour le réseau A, on a :
| Adresse IP du PC1 | 192 . 168 . 1 . 10 |
| Adresse IP en binaire | 11000000 . 10101000 . 00000001 . 00001010 |
| Masque de sous-réseau | 255 . 255 . 255 . 128 |
| Masque de sous-réseau en binaire | 11111111 . 11111111 . 11111111 . 10000000 |
| Identifiant Réseau | 11000000 . 10101000 . 00000001 . 0 |
| Identifiant Hôte | 0001010 |
| Adresses IP possibles de : | 192 . 168 . 1 . (0 0000000)2 |
| à : | 192 . 168 . 1 . (0 1111111)2 |
| Adresse de réseau | 192 . 168 . 1 . 0 |
| Adresse de broadcast | 192 . 168 . 1 . 127 |
| Adresses IP réellement disponibles pour les équipements de : | 192 . 168 . 1 . 1 |
| à : | 192 . 168 . 1 . 126 |
| Nombre d'hôtes maximum | 27 - 2 = 126 |