Adressage IP. Eugen Dedu IUT Belfort Montbéliard, R&T1, France fcomte.fr/~dedu mai 2006

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1 Adressage IP Eugen Dedu IUT Belfort Montbéliard, R&T1, France fcomte.fr/~dedu mai 2006

2 Plan Classes d'adressage adresses privées sous adressage masques sur adressage (CIDR) Plan (d'adressage) IP Multicast DHCP (découverte de paramètres réseau) 2

3 Adresses IP, introduction Sur 4 octets Unique par ordinateur connecté à Internet exceptions : NAT, adresses privées etc., voir plus tard Attention : comme déjà dit, deux adresses IP voisines peuvent avoir des noms DNS différents (aucune liaison de groupe) 3

4 Tables de routage, rappel Toute machine a une table de routage Elle spécifie pour chaque destination (adresse IP de destination du paquet) le routeur suivant auquel acheminer le paquet : * *.* *.*.* default Plus d'informations : voir plus tard

5 Décomposition des adresses IP Si les adresses IP n'étaient pas regroupées, les tables de routage seraient très grandes => Décomposition de l'adresse IP en partie réseau et partie machine dans le réseau restriction : toutes les machines dans un réseau doivent avoir la même partie réseau Partie réseau Partie hôte Utilisée pour le routage Utilisée pour identifier la machine à l'intérieur du réseau 5

6 Classes d'adressage A, B, C : unicast (classes générales), à écrire sur papier! D : multicast, voir plus tard E : réservée (usages futurs) network A B C D E

7 Nombre de réseaux et de machines A : de à bits réseau => 2^7 = 128 réseaux 24 bits hôte => 2^24 = 16 Mhôtes / réseau B : de à bits réseau => 2^14 = 4096 réseaux 16 bits hôte => 2^16 = hôtes / réseau C : de à bits réseau => 2^21 = 2 Mréseaux 8 bits hôte => 256 hôtes / réseau 7

8 Classes, exemples Donnez la classe, la partie réseau et la partie hôte de : Erreurs : n'est pas une adresse IP n'est pas une adresse IP utilisable 8

9 Attribution des adresses IP Un organisme central, NIC, gère l'attribution des adresses Acheter : combien, d'où Le responsable d'une adresse IP : ex. : : Proxad / Free SAS, ccs25 1 (montbéliard) 9

10 Adresses spéciales dans un réseau : réseau et diffusion Adresse réseau : tous les bits de l'adresse hôte sont à 0 utilisée seulement dans les tables de routage ne peut pas être adresse d'un hôte (évite les ambiguïtés) Adresse de diffusion (broadcast) : tous les bits de l'adresse hôte sont à 1 toutes les machines du réseau le reçoivent Adresse du routeur, par convention : adr diffusion 1 Ex. : pour l'adresse , classe A : réseau : , diff : et rout :

11 Adresses spéciales : 0, 127, : si rien n'est connu Adresse réseau = 0 : réseau local (s'il n'est pas connu) 127.*.*.* : boucle locale (loopback) => l'hôte lui même utile pour faire des tests sur une seule machine une fois arrivé dans la couche IP, le paquet remonte sans passer par le réseau (TODO dessin) : diffusion sur le réseau local quelle est la différence par rapport à l'adresse diffusion d'un réseau? 11

12 Adresses privées, besoin Besoins, ex. : création d'un grand réseau avec liaison extérieure, mais peu d'adresses IP disponibles, e.g. : 1 classes C achetée, mais 500 ordinateurs à connecter à Internet 32 classes C achetées, mais plus de 32*256 ordinateurs connectés à Internet (notre Université) création d'un réseau inaccessible depuis l'extérieur Solution : utilisation de certaines adresses, privées privées = privées à un organisme, utilisables qu'en interne les mêmes adresses privées peuvent se trouver ailleurs 12

13 Adresses privées, format Existent dans chacune des classes A : 10.*.*.*, donc de à réseau de 2^24 hôtes B : *.*, donc de à réseaux de 2^16 hôtes chacun C : *.*, donc de à réseaux de 256 hôtes chacun 13

14 Adresses privées, caractéristiques Adresse non privée = adresse publique Non routables par les routeurs extérieurs sûreté : si par erreur les paquets vont Internet, ils sont détruits (car non routés) mais on peut configurer les routeurs internes pour les router à l'intérieur du site Problèmes des machines avec adresse IP privée : elles sont inaccessibles depuis l'extérieur mais elles peuvent initier des connexion vers Internet, avec NAT, voir plus tard 14

15 Sous adressage, besoin Besoins : augmentation du nombre de réseaux (doublement tous les 9 mois, comer, p.173) pour beaucoup d'organismes une classe C est trop petite et une classe B trop grande => ils préfèrent utiliser des classes B => gaspillage (50 % des réseaux B avaient moins de 50 hôtes, tanenbaum, p. 476) => raréfaction des classes B, mais disponibilité des A et C IPv6 (voir plus tard) fournit beaucoup plus d'adresses, mais, en attendant, d'autres mécanismes ont vu le jour Solution : sous adressage, apparu début des années 80 15

16 Sous adressage Sous réseau Internet Vers réseau Les routeurs intérieurs au site connaissent le sous adressage Ils utilisent le 3ème octet Sous réseau Les routeurs extérieurs peuvent ne pas connaître le sous adressage Ils utilisent les 2 premiers octets

17 Notion de masque À l'intérieur du site, l'adresse IP seule ne permet plus de trouver la partie réseau et la partie hôte => il faut rajouter un paramètre : le masque Le masque de sous adressage spécifie le nombre de bits de l'adresse IP représentant la partie réseau ex. : 25 signifie que les 25 premiers bits font la partie réseau Inconvénient : un sous réseau contient forcément 1/2^n adresses du réseau original 17

18 Écriture du masque Soit le paramètre lui même (un nombre) utilisé plus en théorie /26 => quelles sont les parties réseau et hôte? /13 Soit 4 octets, que de 1 suivis que de 0, le paramètre étant le nombre de 1 (opération ET logique) utilisé plus en pratique, sur les routeurs : 26 fois : 13 fois 1 18

19 Masque, visualisation Supposons le réseau divisé en : 1 sous réseau /25 de 0 à sous réseaux /26 de 128 à 191 et de 192 à 255 Trouvez : la première adresse la dernière adresse le nombre d'adresses

20 Masque, erreurs /23 (trop peu de bits) (0 entre des 1) n'est pas une adresse de réseau (mais une adresse hôte) /24 n'est pas une adresse réseau non plus (un bit 1 sur les bits 0 du masque) 20

21 Sous adressage, adresse réseau et diffusion Pareil que précédemment, c'est à dire que tous les bits de la partie hôte sont : des bits 0 pour obtenir l'adresse réseau des bits 1 pour obtenir l'adresse de diffusion Pour le routeur, par convention : adresse diffusion 1 Ex. : /17 ( masque : adresse IP : adresse rés : adresse diff :

22 Sous adressage, adresse réseau et diffusion L'adresse réseau du réseau est utilisée par les routeurs extérieurs au site Les adresses réseau des sous réseaux sont utilisées par les routeurs connaissant la division en sous réseaux L'adresse diffusion du réseau ne correspond plus à tout le réseau, mais au sous réseau qui la contient on ne peut pas diffuser à plusieurs sous réseaux en même temps 22

23 Sur adressage Vers 1993 il devient évident que les classes B (même avec sous adressage) ne suffisent plus (TODO graphique avec l'utilisation des classes A, B et C) Un organisme reçoit, au lieu d'une classe B, plusieurs classes C => augmentation de la table de routage globale (des SC) Le sur adressage permet de réduire les tables de routage 23

24 Sur adressage : CIDR CIDR, Classless Inter Domain Routing (adressage sans classe), en 1993, est un tel mécanisme de sur adressage Supposons un organisme avec On ajoute un paramètre (une colonne aux tables de routage extérieures), appelé masque pour l'exemple ci dessus : (derniers deux bits du 3ème octet à 0) Restrictions : classes contiguës nombre de classes = puissance de 2 24

25 Sur adressage vs. sous adressage Même si ressemblants, ne pas confondre les deux types de masque : masque de sous adressage : utilisé par les routeurs intérieurs, pour diviser un réseau masque de sur adressage : utilisé par les routeurs extérieurs, pour regrouper des réseaux et réduire leurs tables de routage 25

26 Plan d'adressage IP Un site a certaines adresses IP à utiliser Faire le plan (d'adressage) IP d'un site = spécifier l'adresse réseau + le masque de chaque (sous )réseau Règle : on peut diviser un réseau en sous réseaux comme on veut, à condition que les sous réseaux ne se chevauchent pas / / 25 Ok / 26 2 erreurs! / 26 Internet / 26 Internet / 27 26

27 Multicast Imaginons un film sur Arte streamé en direct sur des milliers d'ordinateurs (freebox par ex.) Unicast Un paquet par lien => Grande réduction de la charge des liens Multicast 27

28 Multicast Rappel : diffusion (broadcast) = toutes les machines d'un réseau reçoivent le paquet Multicast (diffusion sélective) = que certaines machines reçoivent le paquet les machines peuvent se trouver sur des réseaux distincts utilisé principalement pour la transmission vidéo en direct En multicast un paquet est transporté une seule fois par lien il est multiplié lorsqu'il doit être envoyé sur plusieurs liens => grande réduction de la charge sur le réseau 28

29 Multicast, enregistrement/désabonnement Inscription à une adresse : un hôte (avec une adresse A, B ou C) annonce son inscription à une certaine adresse de classe D à son routeur, qui a son tour annonce les autres routeurs Désabonnement à une adresse : tout routeur scrute régulièrement ses RL ; si aucun hôte ne répond, le routeur cesse d'émettre des informations multicast IGMP, protocole utilisé entre les routeurs multicast 29

30 Multicast, restriction Restriction : les routeurs impliqués doivent activer le multicast ils envoient un paquet multicast sur toutes les interfaces sur lesquelles il y a des machines abonnées À présent, peu de routeurs sur Internet ont le multicast activé 30

31 DHCP, besoins Pour configurer un ordinateur en réseau, les paramètres suivants sont nécessaires : son adresse IP le masque de sous réseau adresse IP du routeur par défaut (nécessaire pour sa table de routage) le serveur de nom (DNS) (l'administrateur peut en rajouter d'autres) 31

32 DHCP, besoins (2) Grand réseau, e.g. 100 ordinateurs : difficile de configurer/modifier les adresses IP, e.g. pour une machine nouvelle Machine qui change souvent d'adresse, e.g. ordinateur portable Connexions temporaires à Internet ex. : étudiants qui viennent avec leurs portables à l'école : 1000 étudiants, mais seulement 200 en même temps 32

33 DHCP, idée DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol extension de BOOTP, qu'on ne présente pas beaucoup flexible que RARP Idée : à partir de son adresse MAC, un ordinateur trouve tous ses paramètres réseau DHCP : au dessus d'udp (couche application), donc haut niveau, ports 67 et 68 33

34 DHCP, échange des messages Client DHCPDISCOVER dest : src : Serveur DHCPREQUEST dest : src : DHCPOFFER dest : src : son adresse DHCPACK dest : src : L'adresse IP qu'il vient d'affecter n'est pas encore connue par le client Si plusieurs serveurs répondent, le client choisit celui qu'il veut Temps 34

35 DHCP, gestion sur le serveur L'administrateur demande à l'utilisateur son adresse MAC mais ce n'est pas obligatoire Il la met dans le serveur, avec tous les paramètres associés serveur de notre pôle : lactel 3 types de configurations sur le serveur : manuelle : adresse spécifique pour chaque ordinateur automatique : adresse nouvelle définitive lors de la 1ère connexion du client dynamique : adresse temporaire quelconque 35

36 DHCP, gestion sur le client Chaque fois que la machine démarre, un client DHCP est lancé qui récupère tous les paramètres client linux : dhclient L'adresse IP obtenue est temporaire le temps est spécifié par le serveur généralement, entre quelques heures et plusieurs jours résiliation avant expiration possible Le client DHCP continue à s'exécuter et, vers la fin de la période, demande au serveur s'il peut continuer à utiliser son adresse IP 36

37 DHCP et le DNS (ne pas faire) DHCP ne fournit pas le nom aussi Il doit être géré manuellement (comer p.524, mais peutêtre cela a changé) Problèmes, voir comer p

38 Résumé Quatre classes : A, B, C, D adresses spéciales : 0, 127, 255 adresses publiques et privées adresses réseau et diffusion Sous adressage : utilisation d'une seule classe pour plusieurs organismes masque : nombre de bits dans la partie réseau de l'adresse Sur adressage : utilisation de plusieurs classes sur une seule entrée dans la table de routage 38

39 Résumé (2) Multicast : optimise les ressources réseau en envoyant un seul exemplaire du paquet pour plusieurs destinations DHCP : retrouve les paramètres réseau à distance, depuis le réseau (pas besoin de configuration manuelle des machines) 39