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Synthèse sur les réseaux informatiques⚓︎

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Vocabulaire

  • Réseau : Ensemble de machines (ou hôtes) pouvant communiquer entre elles, via des technologies filaires (Ethernet) ou sans fil (Wi-Fi).
  • Sous-réseau : Groupe d'hôtes connectés ensemble, souvent via un switch. Deux hôtes du même sous-réseau peuvent échanger directement des paquets.
  • Routeur : Équipement permettant de relier plusieurs sous-réseaux.
  • Interface réseau : Point de connexion d'un hôte au réseau (ex. : carte Ethernet ou Wi-Fi).
  • Protocole : Ensemble de règles permettant la communication entre machines (ex. : TCP, IP, HTTP).
  • Service réseau : Application (ex. : serveur web, mail...) disponible sur le réseau, accessible par des clients.

Adresses MAC et IP

  • Adresse MAC (Media Access Control) :

    • Adresse physique, propre à chaque carte réseau.
    • Format : 48 bits, souvent écrit en hexadécimal : fc:f8:ae:31:cb:67.
    • Fixe, attribuée par le constructeur.

  • Adresse IP (Internet Protocol) :

    • Adresse logique, modifiable.
    • Version courante : IPv4, écrite en notation décimale pointée : 192.168.0.3.
    • Composée de :
      • Préfixe réseau (partie commune dans un sous-réseau).
      • Partie hôte (identifie chaque machine du sous-réseau).
    • Associée à un masque de sous-réseau (ex. : /24 pour 255.255.255.0).

Modèle en couches simplifié

Couche Exemple de protocole Adressage Rôle
Application HTTP, SMTP, IMAP URL, adresse mail Gère les applications réseau (navigateur, messagerie...)
Transport TCP Port Assure la fiabilité (découpage, réassemblage, accusé de réception)
Internet IP Adresse IP Acheminement des paquets (routage)
Liaison Ethernet, Wi-Fi Adresse MAC Transfert local entre machines reliées physiquement

Chaque couche ajoute ses informations de contrôle autour des données. Ce principe est appelé encapsulation et permet d'allier souplesse et robustesse.

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Configuration IP

La configuration IP d'un hôte comporte quatre éléments :

  • Adresse IP : 192.168.1.10
  • Masque de sous-réseau : 255.255.255.0 (ou /24)
  • Passerelle : 192.168.1.1 (routeur vers l'extérieur)
  • Serveur DNS (Domain Name System) : convertit les noms de domaine (ex. www.example.com) en adresses IP. Par exemple : 8.8.8.8 est le serveur DNS public de Google.

Masque de sous-réseau

Un masque de sous-réseau est une adresse au format IP spécifique dont la représentation en binaire est constituée d'une séquence de 1 suivie d'une séquence de 0. Le nombre de 1 définit la longueur du masque.

Par exemple un masque de \(24\) bits se note 255.255.255.0 au format d'adresse IP.

La longueur \(n \leqslant 32\) d'un masque de sous-réseau détermine la longueur du préfixe réseau, commun à toutes les adresses IP d'un même sous-réseau. Deux adresses sont réservées : la plus basse pour le sous-réseau lui-même et la plus haute comme adresse de diffusion (broadcast en anglais) à tous les hôtes.

Longueur du masque (préfixe réseau) Longueur de la partie hôte Nombre d'adresses disponibles dans le sous-réseau
\(n\) \(32-n\) \(2^{32-n}-2\)

On peut extraire le préfixe réseau à partir d'une adresse IP et d'un masque de sous-réseau. Il faut effectuer un ET logique entre les représentations binaires de l'adresse IP et du masque de sous-réseau.

IP SUBNET

  1. Si le nombre de bits du masque de sous-réseau est un multiple de 8 : 255.0.0.0, 255.255.0.0, ou 255.255.255.0 il suffit de masquer la partie de l'adresse IP correspondant aux 0 du masque. Le passage en binaire n'est pas nécessaire.

    Adresse Binaire Décimal
    adresse IP 11000000.10101000.00010111.00000010 192.168.23.2
    masque 11111111.11111111.11111111.00000000 255.255.255.0
    adresse réseau 11000000.10101000.00010111.00000000 192.168.23.0

  2. Sinon, le passage en binaire est nécessaire.

    Adresse Binaire Décimal
    adresse IP 11000000.10101000.00010111.00000010 192.168.23.2
    masque 11111111.11111111.11110000.00000000 255.255.112.0
    adresse réseau 11000000.10101000.00010000.00000000 192.168.16.0

Pour savoir si un hôte destinataire est dans le même sous-réseau que l'hôte émetteur :

  1. On effectue un ET logique entre l'IP du destinataire et le masque de l'émetteur.
  2. Si le résultat est identique pour deux hôtes, ils sont dans le même sous-réseau.

Exemple 1

  • Emetteur : 192.168.1.10
  • Destinataire : 192.168.1.50

  • Masque émetteur : 255.255.255.0

  • 192.168.1.10 & 255.255.255.0 = 192.168.1.0

  • 192.168.1.50 & 255.255.255.0 = 192.168.1.0 ✅

L'émetteur et le destinataire sont dans le même sous-réseau. Le paquet est envoyé directement.

Exemple 2

  • Emetteur : 192.168.1.10
  • Destinataire : 192.168.2.20

  • Masque émetteur : 255.255.255.0

  • 192.168.1.10 & 255.255.255.0 = 192.168.1.0

  • 192.168.2.20 & 255.255.255.0 = 192.168.2.0 ❌

L'émetteur et le destinataire ne sont pas dans le même sous-réseau. Le paquet est envoyé à la passerelle.