Archive-Name: fr/comp/reseaux/masques
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---------- Petit cours sur les masques de sous réseau----------
Auteur: Toto <bibi@antionline.org>
Disponible sur <
http://www.lalitte.com/masques>
Dernière mise à jour 11/07/02 (version précédente 02/07/02)
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Les phrases/paragraphes ajoutés et/ou modifiés sont précédés
du caractère "|".
Sommaire
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1 - Introduction
1.1 - Objet de ce cours
1.2 - Réutilisation de ce cours
1.3 - Décharge
1.4 - Votre travail.
2 - Définitions
2.1 - L'identification des machines
2.2 - La segmentation des réseaux
2.3 - Une seule adresse pour le prix de deux
2.4 - Définition empirique du masque
2.5 - Pourquoi maîtriser les masques ?
3 - Adresse IP et masque
3.1 - L'adressage IP
3.2 - Nombre de machines
3.3 - La séparation grâce au masque
3.4 - Le couple adresse IP et masque
4 - Le codage
4.1 - Le codage binaire
4.2 - Pourquoi un codage binaire pour les ordinateurs ?
4.3 - Qu'est-ce qu'un octet ?
4.4 - Ecriture binaire de l'adresse IP
5 - Les masques
5.1 - Récapitulatif
5.2 - Comment représente-t-on un masque ?
5.3 - Comment le masque et l'adresse IP sont ils associés ?
5.4 - Adresses spécifiques (réseau, broadcast)
5.5 - Les bits à 1 et à 0 doivent ils être contigus ?
5.6 - Quelles adresses pour les masques ?
5.7 - Faire fi de l'écriture
5.8 - Quelle est cette notation avec un /, comme /24 ?
6 - Comment bien choisir son masque ?
6.1 - Partir de l'existant
6.2 - En fonction du nombre de machines
6.3 - Comment déterminer la plage d'adresses à partir du
masque et d'une adresse ?
6.4 - Une méthode simple pour trouver les adresses de
réseau possibles
6.5 - Comment définir une plage réseau quelconque comme
somme de plusieurs plages ?
6.6 - Plages réservées (RFC 1918)
7 - Comment découper une plage d'adresses en plusieurs sous
réseaux ?
7.1 - Comment Déterminer les masques pour chacun des
sous-réseaux ?
7.2 - Comment déterminer les plages d'adresses des
sous-réseau ?
7.3 - Le résultat
8 - Que sont les classes d'adresses A, B, C, D... ?
8.1 - Historique
8.2 - Définition
8.3 - Y a-t-il un pénurie d'adresses IPv4 ?
8.4 - Le système d'adressage par classes est-il viable ?
8.5 - Qu'est-ce que l'adressage CIDR ?
9 - Trucs et astuces avec les masques
9.1 - Comment déterminer qu'une machine appartient à mon
réseau ?
9.2 - Des machines sur un même réseau peuvent elles avoir
des masques différents ?
9.3 - Puis-je utiliser un outil qui calcule pour moi ?
9.4 - Tout ça c'est bien, mais quand est ce que je
l'utilise ce masque moi ?
10 - Mini lexique
10.1 - Adresse IP
10.2 - Réseau logique
10.3 - Sous-réseau
10.4 - Le ET logique
11 - Annexes
11.1 - Ressources utilisées
| 11.2 - Remerciements
| 11.3 - Versions latex et pdf disponibles
| 11.4 - Faq sur la NAT
| 11.5 - Faq sur le routage
12 - Conclusion
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1 - Introduction
----------------
1.1 - Objet de ce cours
Dans le monde des réseaux, on utilise souvent des termes
inintelligibles pour le commun des mortels n’ayant pas une
formation informatique poussée. Les masques en font partie,
d’autant plus que leur compréhension et leur utilisation
n’est pas toujours simple (au départ ;-) )
Le but de ce cours est de présenter de façon la plus
compréhensible possible ce que sont les masques, à quoi ils
servent, comment bien les utiliser et se familiariser avec.
Pour cela, nous traiterons aussi quelques sujets annexes
qui nous permettront de mieux comprendre l’utilité des
masques, comme les réseaux logiques, quelques notions de
routage, etc.
1.2 - Réutilisation de ce cours
Vous êtes libre d'utiliser de courts extraits de ce
cours, dans la mesure où vous incluez un lien permettant
d'avoir accès à l'ensemble du document. Ceci dans le but de
permettre à vos lecteurs d'obtenir facilement un complément
d'information.
De même, vous êtes libre de copier ce cours dans son
intégralité, à condition cependant d'en avertir l'auteur,
et que cette utilisation soit exempte de tout caractère
commercial (bannières publicitaires incluses). Cette
restriction étant principalement due au plus élémentaire
des respects : celui du temps que j'ai consacré à la
rédaction de ce cours.
Toute autre utilisation devra faire l'objet d'un accord
préalable avec l'auteur.
1.3 - Décharge
L'auteur décline toute responsabilité concernant la
mauvaise utilisation ou compréhension du document qui
engendrerait l'écroulement de votre réseau ;-)
1.4 - Votre travail
La seule et unique tâche que je vous demanderai
d'accomplir sera de corriger mes erreurs (aussi bien dans
la cohérence des éléments avancés que pour l'orthographe),
me donner des conseils sur ce qui est mal expliqué pour le
rendre plus accessible, ajouter des éléments qui ont
trait aux masques et rendent l'exposé plus complet,
combler tout manque pour améliorer ce cours.
2 - Définitions
---------------
2.1 - L'identification des machines
Pour envoyer du courrier à un ami, vous utilisez son
adresse postale. Ainsi vous êtes sûr que le paquet que vous
envoyez arrivera à la bonne personne.
Et bien pour les ordinateurs, c'est pareil. Quand vous
connectez votre ordinateur à un réseau (Internet par
exemple), il possède une adresse qui l'identifie d'une
façon unique pour que les autres ordinateurs du réseau
puissent lui envoyer des informations.
2.2 - La segmentation des réseaux
Imaginez un énorme réseau comme Internet où chacune des
machines serait obligée de connaître l’ensemble des
millions d’autres machines (et notamment leurs adresses) et
de savoir comment y accéder.
Cela obligerait nos pauvres ordinateurs à avoir des tables
énormes contenant l’ensemble de ces informations.
Cela induirait aussi des temps de réponses très grands pour
parcourir cette table.
Pour répondre à cette problématique, on a segmenté cet
énorme réseau en différents petits réseaux. Et c'est au
sein de ces petits réseaux que l'on donne des adresses aux
machines pour leur envoyer l'information. Ainsi, il suffit
de connaître l'adresse du réseau pour envoyer l'information
à une machine de celui-ci, et c'est à l'intérieur de ce
réseau que l'information sera redirigée vers la bonne
machine.
C'est exactement comme lorsque vous envoyez un paquet par
la poste, vous mettez le nom de la ville, le paquet arrive
à la poste de la ville, et c'est elle qui distribue le
paquet à la bonne adresse.
2.3 - Une seule adresse pour le prix de deux
Comme vous l'avez compris, il nous faut deux adresses pour
identifier une machine, une pour le réseau et une pour la
machine elle-même.
Cependant, l'adressage qui a été choisi pour les machines
ne définit qu'une seule adresse. Vous me direz que ce n'est
pas suffisant. Et bien si !
Il suffit de segmenter cette adresse en deux parties
distinctes, l'une pour le réseau, et l'autre pour la
machine.
C'est là où le masque entre en jeu, c'est lui qui joue le
rôle de séparateur entre ces deux adresses.
2.4 - Définition empirique du masque
Le masque est un séparateur entre la partie réseau et la
partie machine d'une adresse IP.
2.5 - Pourquoi maîtriser les masques ?
L'utilisation et la maîtrise des masques doit pouvoir
vous permettre d'une part, de savoir ce que vous manipulez,
et d'autre part d'optimiser le fonctionnement de votre
réseau.
Effectivement, l'utilisation des masques vous permettra de
segmenter de la façon la plus correcte l'adressage de votre
réseau, et ainsi de séparer les machines sensibles du reste
du réseau, limiter les congestions, et prévoir l'évolution
de votre réseau, etc.
Malheureusement, la séparation d'un réseau en plusieurs
sous-réseaux n'a pas que des avantages. L'un des
désavantages majeurs est notamment la complexification des
tables de routage étant donné le plus grand nombre de
réseaux à router.
3 - Adresse IP et masque
------------------------
3.1 - L'adressage IP
Nous avons parlé d'adresses pour les machines, il est
temps maintenant de définir ces adresses.
On parle d'adresse IP (Internet protocol), car il s'agit du
protocole qui permet d'identifier les machines et de router
les informations sur Internet. Ces adresses sont codées sur
4 octets (voir chapitre 4 sur le codage binaire) et sont la
plupart du temps écrites en numérotation décimale en
séparant les octets par des points.
Ca donne quelque chose comme ça:
192.168.132.24
3.2 - Nombre de machines
En y regardant d'un peu plus près, on peut calculer le
nombre de machines que l'on peut identifier à l'aide de cet
adressage. Ainsi, on utilise 4 octets, soit 32 bits, soit
encore 2^32 adresses (2 exposant 32 adresses)
Or 2^32 = 4 294 967 296, on peut donc définir un peu plus
de 4 milliards d'adresses !!!
3.3 - La séparation grâce au masque
Cependant, nous avons vu qu'il fallait séparer cette
adresse en deux parties pour pouvoir identifier à la fois
le réseau et l'adresse. Mais comment se fait cette
séparation ?
En fait, le masque comme l'adresse IP est une suite de 4
octets, soit 32 bits. Chacun des ces bits peut prendre la
valeur 1 ou 0. Et bien il nous suffit de dire que les bits
à 1 représenteront la partie réseau de l'adresse, et les
bits à 0 la partie machine. Ainsi, on fera une association
entre une adresse IP et un masque pour savoir dans cette
adresse IP quelle est la partie réseau et quelle est la
partie machine de l'adresse.
3.4 - Le couple adresse IP et masque
Le masque servant à faire la séparation en deux parties
sur une adresse IP, il est donc indissociable de celle-ci.
Une adresse seule ne voudra rien dire puisqu'on ne saura
pas quelle est la partie réseau et quelle est la partie
machine. De la même façon, un masque seul n'aura pas de
valeur puisqu'on n'aura pas d'adresse sur laquelle
l'appliquer.
L'adresse IP et le masque sont donc liés l'un a l'autre,
même si l'on peut choisir l'un indépendamment de l'autre.
4 - Le codage
-------------
4.1 - Le codage binaire
Nous utilisons tous les jours un système de numération
décimale. Avec donc 10 symboles (0123456789) qui nous
permettent d'énumérer toute sorte de nombres en les plaçant
dans un certain ordre. Cette place est primordiale
puisqu'elle représente le passage aux dizaines, centaines,
milliers, etc.
Ainsi, tout nombre peut se décomposer en puissances de 10,
par exemple:
324 = 300 + 20 +4 = 3*10^2 + 2*10^1 + 4*10^0
Cependant, il existe d'autres modes selon la base dans
laquelle on se place. Lorsque l'on utilise la base 2, on se
place en numération binaire où seuls deux symboles sont
utilisés (01)
On peut, de la même façon, décomposer tout nombre en
puissance de 2.
324 = 256 + 64 + 4 = 1*2^8 + 0*2^7 + 1*2^6 + 0*2^5 + 0*2^4
+ 0*2^3 + 1*2^2 + 0*2^1 + 0*2^0
4.2 - Pourquoi un codage binaire pour les ordinateurs ?
Pour les ordinateurs, c'est ce choix du codage binaire qui
a été fait. Pourtant, il aurait été plus simple d'utiliser
la base 10 avec laquelle nous sommes familiers.
Cependant, les informations liées aux ordinateurs circulent
sur des fils électriques. Sur ces fils, il est difficile de
distinguer plus de deux états pour le signal, on peut par
exemple choisir un état à 0 volts, et un autre pour 5
volts. On se retrouve donc avec deux valeurs possibles.
C'est pour cela qu'on a choisi un codage binaire avec deux
valeurs possibles, 0 et 1.
4.3 - Qu'est-ce qu'un octet ?
Un octet est une séquence de huit bits. C'est donc un
nombre codé avec huit bits. Ainsi, si on transpose sa
valeur en décimal, on obtient un nombre qui peut varier
entre 0 et 255.
Donc, dans une adresse IP, on ne pourra pas trouver
d'autres nombres que ceux compris entre 0 et 255.
Une adresse comme 192.65.25.428 ne peut pas être une
adresse IP valide vu que son dernier octet n'est pas
compris entre 0 et 255.
4.4 - Ecriture binaire de l'adresse IP
Nous avons vu que l'adresse IP était composée de 4 octets
écrits en notation décimale, séparés par des points, par
exemple:
192.168.25.132
Cette adresse peut aussi bien s'écrire en binaire:
11000000.10101000.00011001.10000100
192 .168 .25 .132
Nous verrons par la suite pourquoi il est utile de revenir
à cette notation pour bien comprendre le fonctionnement des
masques.
5 - Les masques
---------------
5.1 - Récapitulatif
Nous avons déjà vu plusieurs aspects importants des
masques qu'il faudra toujours essayer de garder à l'esprit:
- Codés sur 4 octets, soit 32 bits,
- Ils permettent de faire la séparation entre la partie
réseau et la partie machine de l'adresse IP,
- La partie réseau est représentée par des bits à 1, et la
partie machine par des bits à 0,
- Le masque ne représente rien sans l'adresse IP à laquelle
il est associé.
5.2 - Comment représente-t-on un masque ?
Comme le masque est codé sur 32 bits, voici un exemple
possible de masque:
__________Réseau__________ _Machine
| | | |
11111111.11111111.11111111.00000000
Ce qui s'écrit en décimal 255.255.255.0
Maintenant, plusieurs questions peuvent se poser.
Jusqu'ici je comprends, mais comment je peux associer ce
masque à une adresse IP, et quel sera le résultat ?
Pourquoi les bits à 1 sont séparés de ceux à 0 ?
5.3 - Comment le masque et l'adresse IP sont ils associés ?
Prenons par exemple une machine qui a pour adresse IP
192.168.25.147. Il nous faut lui associer un masque pour
savoir quelle partie de cette adresse représente le réseau.
Associons lui le masque précédent 255.255.255.0.
On remarque que les bits des trois premiers octets sont à
1, ils représentent donc la partie réseau de l'adresse,
soit 192.168.25, le 147 permettant d'identifier la machine
au sein de ce réseau.
Dans cet exemple, on remarque qu'un octet a été réservé
pour l'adresse machine, ce qui nous donne 2^8 = 256
adresses disponibles pour les machines sur le réseau
192.168.25.
Les adresses disponibles pour les machines seront donc:
192.168.25.0 (réservée pour le réseau, voir 5.4)
192.168.25.1
...
192.168.25.254
192.168.25.255 (réservée pour le broadcast, voir 5.4)
On observe donc que c'est le masque qui détermine le nombre
de machines d'un réseau. Ainsi, on verra par la suite qu'on
choisira le masque en fonction du nombre de machines que
l'on veut installer.
5.4 - Adresses spécifiques (réseau, broadcast)
Il existe des adresses spécifiques au sein d'un réseau. La
première adresse d'une plage ainsi que la dernière ont un
rôle particulier. La première adresse d'une plage
représente l'adresse du réseau.
Celle-ci est très importante car c'est grâce à elle qu'on
peut identifier les réseaux et router les informations d'un
réseau à un autre.
La dernière adresse d'une plage représente ce que l'on
appelle l'adresse de broadcast. Cette adresse est celle qui
permet de faire de la diffusion à toutes les machines du
réseau.
Ainsi, quand on veut envoyer une information à toutes les
machines, on utilise cette adresse.
Dans notre exemple, l'adresse de réseau sera donc
192.168.25.0, et l'adresse de broadcast 192.168.25.255.
On remarque donc qu'il ne nous reste plus que 254 adresses
pour identifier nos machines.
Ainsi, à chaque fois que l'on choisira un masque en
fonction du nombre de machines que l'on veut adresser, il
faudra tenir compte de ces deux adresses...
5.5 - Les bits à 1 et à 0 doivent ils être contigus ?
Dans l'exemple de masque que nous avons choisi, nous avons
vu que les bits à 0 et à 1 étaient regroupés. Cela n'est
pas une obligation, mais cela facilite _énormément_
l'exploitation du réseau. En conservant la contigüité des
bits, les adresses de nos machines au sein du réseau se
suivent. Ce ne serait pas le cas si l'on avait choisi un
masque avec des bits non contigus.
Exemple, si on choisit le masque suivant:
11111111.11111111.11111110.00000001
Ici, on a comme précédemment 8 bits qui représentent la
partie machine, par contre, ils ne sont plus à la même
place. Cela se traduit en décimal par le masque suivant
255.255.254.1.
On voit donc que les adresses dont le dernier bit est a 1
ne seront pas dans le même réseau que celles dont le
dernier bit est a 0. Ce qui veut dire que les adresses dont
le dernier octet est impair ne seront pas dans le même
réseau que les adresses paires.
Dans cet exemple, cela reste encore facile de différencier
les adresses paires et impaires, mais lorsque l'on fait des
mélanges plus compliqués entre les bits significatifs, cela
devient très vite inextricable.
On conservera donc toujours la contigüité des bits
significatifs !!!
5.6 - Quelles adresses pour les masques ?
Etant donné que l'on conserve la contigüité des bits, on
va toujours rencontrer les mêmes nombres pour les octets du
masque. Ce sont les suivants:
11111111
11111110
11111100
...
10000000
00000000
Soit en décimal:
255, 254, 252, 248, 240, 224, 192, 128, et 0.
Ainsi, on peut tout de suite dire si un masque semble
valide au premier coup d'oeil. Un masque en 255.255.224.0
sera correct alors qu'un masque en 255.255.232.0 ne le sera
pas (à moins de ne pas vouloir respecter la contigüité des
bits)
Vous pouvez aller voir tous les masques possibles dans la
RFC suivante:
<
http://www.faqs.org/rfcs/rfc1878.html>
5.7 - Faire fi de l'écriture par octets
L'écriture de l'adresse IP selon 4 octets séparés par un
point est facile à utiliser. Mais quand on se penche sur le
problème d'un peu plus près, on se rend compte qu'elle
n'est pas très adaptée...
Elle a deux défauts principaux:
- Ecriture en décimal alors que l'on résonne en binaire
- Séparation des octets par des points
Ainsi, lorsqu'on utilise des masques où la séparation
réseau/machine se fait sur un octet (tous les bits des
octets sont soit à 1, soit à 0) cela est simple.
Prenons par exemple le réseau 192.168.25.0/255.255.255.0.
Toutes les machines commençant par 192.168.25
appartiendront à ce réseau.
Si l'on prend le réseau 192.168.25.32/255.255.255.248 et
que je vous demande si la machine 192.168.25.47 appartient
à ce réseau ? ça devient plus compliqué...
Pour bien comprendre, il faut alors revenir en binaire.
Etant donné que les trois premiers octets du masque ont
tous leurs bits à 1, c'est sur le quatrième que va se faire
la différentiation.
Il s'écrit 248, soit 11111000 en binaire. Donc les 5
premiers bits de cet octet représenteront la partie réseau.
Pour notre réseau, le dernier octet vaut 32, soit 00100000,
pour notre machine, il vaut 47, soit 00101111.
On voit que les 5 premiers bits de ces deux octets ne sont
pas identiques (00100 != 00101) et donc que ces deux
adresses n'appartiennent pas au même réseau.
Cela peut sembler très compliqué, mais on verra par la
suite des méthodes simples pour déterminer rapidement
l'appartenance à un réseau.
5.8 - Quelle est cette notation avec un /, comme /24 ?
Une autre notation est souvent utilisée pour représenter
les masques. On la rencontre souvent car elle est plus
rapide à écrire. Dans celle-ci, on note directement le
nombre de bits significatifs en décimal, en considérant que
la contigüité est respectée. Ainsi, pour notre exemple
192.168.25.0/255.255.255.0, on peut aussi écrire
192.168.25.0/24, car 24 bits sont significatifs de la
partie réseau de l'adresse.
De même, les écritures suivantes sont équivalentes:
10.0.0.0/255.0.0.0 = 10.0.0.0/8
192.168.25.32/255.255.255.248 = 192.168.25.32/29
6 - Comment bien choisir son masque ?
-------------------------------------
6.1 - Partir de l'existant
La plupart du temps, le choix de l'adressage se fait en
fonction des besoins exprimés, et des limites de ce que
l'on a le droit de faire.
Une certaine plage vous est allouée par votre fournisseur
d'accès. Vous pourrez alors découper cette plage en
différents réseaux, mais ne surtout pas dépasser celle-ci.
Ainsi, si vous possédez une plage de 128 adresses et que
vous voulez adresser 500 machines, vous aurez quelques
petits problèmes...
6.2 - En fonction du nombre de machines
Etant donné que le masque détermine le nombre de machines
qu'il pourra y avoir sur un réseau, c'est souvent de cette
information que l'on part pour choisir le masque.
Etant donné que l'on travail en binaire, le nombre de
machines possible au sein d'un réseau sera une puissance de
2. Pour un nombre de machines donné, il faudra donc choisir
la puissance de 2 immédiatement supérieure pour pouvoir
adresser les machines. De plus, il faudra prévoir un
certain nombre d'adresses supplémentaires pour accueillir
de nouvelles machines.
Ainsi, disons que l'on possède le réseau
193.225.34.0/255.255.255.0 et que l'on veut faire un réseau
de 60 machines au sein de celui-ci.
On veut 60 machines, il faut ajouter deux adresses pour le
réseau et le broadcast, ce qui fait 62 adresses au total.
La puissance de 2 supérieure à 62 est 64, mais cela ne nous
laisserait que 2 adresses pour évoluer, ce qui est un peu
juste.
On préfèrera donc un réseau de 128 adresses.
Pour identifier 128 adresses, il nous faut 7 bits
(128 = 2^7) Donc dans notre masque, 7 bits seront à 0 pour
identifier la partie machine, et les 25 bits restants
seront à 1. Ce qui donne:
11111111.11111111.11111111.10000000
et en décimal 255.255.255.128
6.3 - Comment déterminer la plage d'adresses à partir du
masque et d'une adresse ?
Nous avons vu précédemment que le masque devait être
associé à une adresse IP pour avoir une valeur. Le choix de
la plage d'adresses sur laquelle il s'applique est donc
tout aussi important !!
Nous avons choisi un masque qui nous permettra d'identifier
128 machines. Mais nous possédons une plage d'adresses de
256 adresse. Où faut-il placer nos 128 adresses dans cette
plage ? Peut-on les placer n'importe où ?
La réponse est bien sûr non. Nous n'avons que deux
possibilités pour choisir notre plage, les adresses de 0 à
127, et les adresses de 128 à 255. Choisir une plage de 32
à 160 serait une erreur, et le réseau ne fonctionnerait
pas.
Voici l'explication:
La différentiation du réseau va se faire sur le premier bit
du dernier octet (vu que nos trois premiers octets sont
fixés à 193.225.34) Si ce bit est à 0, cela correspond aux
adresses de 0 à 127. S'il est à 1, cela correspond aux
adresses de 128 à 255.
Ainsi, si l'on choisit une plage d'adresses de 32 à 160,
les adresses de 32 à 127 auront le premier bit de leur
dernier octet à 0, alors que les adresses de 128 à 160
auront ce même bit à 1, elles seront alors considérées
comme étant dans deux réseaux différents !!!
Ainsi, quel que soit le nombre de machines à placer dans
une plage, on ne peut pas choisir l'adressage n'importe
comment.
PS: Dans notre cas, les deux choix possibles sont
identiques, mais l'on verra par la suite que ce n'est pas
toujours le cas pour des plages plus petites...
6.4 - Une méthode simple pour trouver les adresses de
réseau
possibles
Il n'est pas toujours évident de savoir si une adresse
correspond bien à celle d'un réseau selon le masque que
l'on a choisi. Avec la méthode suivante, vous devriez
pouvoir vous en sortir.
Il faut avant tout que vous ayez déterminé le masque selon
le nombre de machines dont vous avez besoin. Ensuite, selon
l'octet significatif (qui n'est pas à 0 ou 255) faites
256-cet_octet=X. L'adresse de réseau devra alors être un
multiple de X.
Un petit exemple pour être un peu plus clair.
On veut par exemple 50 machines, on choisit donc un masque
en 255.255.255.192. C'est le dernier octet qui est
significatif, on fait donc 256-192=64. Il faut donc que le
dernier octet de l'adresse de réseau soit un multiple de
64.
Si on prend la plage 10.0.0.0/255.255.255.0, on pourra
choisir les adresses de réseau suivantes:
10.0.0.0, 10.0.0.64, 10.0.0.128, 10.0.0.192.
6.5 - Comment découper une plage réseau quelconque comme
somme de plusieurs plages ?
Nous avons vu qu'une plage réseau ne pouvait pas être
choisie n'importe comment.
Etant donné que les masques et les adresses IP se basent
sur un codage binaire, les chiffres utilisés dans les
adresses résultantes ne pourront être que des multiples de
puissances de 2 en accord avec le masque.
Ainsi, une plage 70.0.0.0 ne pourra pas avoir un masque qui
définisse plus de deux chiffres sur le premier octet, car
70 est un multiple de 2, mais pas de 4.
Ce n'est pas clair ? un exemple devrait vous aider à mieux
comprendre.
Disons que l'on veut décrire la plage d'adresses allant de
69.0.0.0 à 79.255.255.255.
La question est de savoir quel masque associé à quelle
adresse de réseau nous permettra de définir cette plage.
Le premier octet varie de 69 à 79. Il prend donc 11
valeurs.
11 n'étant pas une puissance de 2, on sait d'ores et déjà
que l'on ne pourra pas définir cette plage avec un seul
réseau, mais qu'il va falloir la découper en une somme de
plusieurs réseaux.
Le but est cependant d'optimiser cette somme de réseaux
pour en avoir le moins possible. On pourrait simplement
utiliser 11 réseaux avec des masques 255.0.0.0, mais on
doit surement pouvoir faire plus propre et regrouper
plusieurs de ces réseaux en un seul.
La première puissance de 2 inférieure à 11 est 8. Il faut
maintenant savoir si l'on peut placer un réseau, dont le
premier octet décrira 8 valeurs, dans cette plage. Le seul
multiple de 8 de cette plage est 72. On décrirait alors un
réseau dont le premier octet varierait de 72 à 79, ce qui
est bien compris dans notre plage d'origine.
Le réseau 72.0.0.0/248.0.0.0 est donc bien adapté pour
décrire notre plage, mais il reste encore à décrire les
adresses de 69.0.0.0 à 71.255.255.255.
On effectue le même raisonnement.
(Ici le premier octet prend 3 valeurs, la puissance de 2
inférieure à 3 est 2, et le multiple de 2 de cette plage
est 70)
On trouve donc le réseau 70.0.0.0/254.0.0.0
Il ne nous reste plus qu'à décrire la plage 69.0.0.0 à
69.255.255.255 qui peut être définie par
69.0.0.0/255.0.0.0.
Et voilà !!
Nous avons découpé notre plage d'origine qui allait de
69.0.0.0 à 79.255.255.255 en trois sous réseaux:
69.0.0.0/255.0.0.0
70.0.0.0/254.0.0.0
et 72.0.0.0/248.0.0.0
6.6 - Plages réservées (RFC 1918)
Certaines plages d'adresses ont été réservées pour une
utilisation locale. Ainsi, pour configurer un réseau local
quand on n'a pas de plage d'adresses publiques à
disposition, on _doit_ utiliser ces plages d'adresses
privées.
Si vous voulez avoir plusieurs réseaux, c'est à vous
de faire le découpage au sein de ces plages comme bon vous
semble.
Voici ces plages d'adresses:
10.0.0.0/255.0.0.0 soit plus de 16 millions d'adresses
192.168.0.0/255.255.0.0 soit près de 65000 adresses
172.16.0.0/255.240.0.0 soit plus d'un million d'adresses
Si après vous ne trouvez pas votre bonheur, c'est que vous
avez un sacrément grand réseau, ou que vous vous y prenez
mal...
7 - Comment découper une plage d'adresses en plusieurs sous
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réseaux ?
-------------
7.1 - Détermination des masques pour chacun des réseaux
Il est souvent nécessaire de découper une plage d'adresses
en plusieurs sous-réseaux. Pour celà, il vaut souvent mieux
envisager le découpage des réseaux dans son ensemble plutôt
que de les faire chacun séparément et de se rendre compte
à la fin qu'ils sont incompatibles...
Ainsi nous allons encore partir du nombre de machines dans
chacun des réseaux. Prenons l'exemple précédent du réseau
193.225.34.0/255.255.255.0. On désire comme précédemment
faire un sous réseau de 60 machines, mais aussi un réseaux
de 44 machines et un dernier de 20 machines.
De la même façon que nous l'avons vu précédemment, pour 44
machines, il faudra réserver 64 adresses, soit un masque
255.255.255.192. Pour 20 machines, il faudra réserver 32
adresses, soit un masque 255.255.255.224.
7.2 - Détermination des plages réseau
Nous allons donc devoir placer trois plages de 128, 64 et
32 adresses dans une plage de 256 adresses, cela ne devrait
pas poser de problème.
On commence par la plage la plus grande de 128 adresses. Si
on commençait par la plus petite et qu'on la plaçait
n'importe où, cela pourrait poser problème. Imaginons que
l'on place la plage de 32 adresses de 0 à 31, et celle de
64 adresses de 128 à 192, il ne nous resterai plus de place
pour la plage de 128 adresses !!!
On a donc deux choix pour cette plage de 128 adresses, soit
les adresses de 0 à 127, soit de 128 à 255. A priori, les
deux choix sont possibles et non déterminants. On choisit
de 0 à 127.
Ainsi, notre sous réseau sera caractérisé par
193.225.34.0/255.255.255.128.
Pour la seconde plage de 64 adresses, il nous reste deux
plages d'adresses possibles, de 128 à 191, et de 192 à
255. Là encore le choix n'est pas déterminant. On choisit
de 128 à 191.
Ainsi, notre sous réseau sera caractérisé par
193.225.34.128/255.255.255.192
(ici, la première adresse de notre plage (l adresse du
réseau) est celle en 128 et le dernier octet du masque en
192 nous indique que ce sous-réseau contient 64 adresses)
Enfin, pour la dernière plage de 32 adresses, il nous reste
encore deux possibilités de 192 à 223 ou de 224 à 255. On
choisit de 192 à 223.
Ainsi, notre sous-réseau sera caractérisé par
193.225.34.192/255.255.255.224
7.3 - Le résultat
Nous avons donc découpé notre réseau d'origine
193.225.34.0/255.255.255.0
en trois sous réseaux
193.225.34.0/255.255.255.128
193.225.34.128/255.255.255.192
193.225.34.192/255.255.255.224
Il nous reste même une plage de 32 adresses non utilisées
de 224 à 255.
8 - Que sont les classes d'adresses A, B, C, D... ?
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8.1 - Historique
Comme nous l'avons vu dans le paragraphe 2, le masque de
sous réseau permet de segmenter l'ensemble des adresses de
l'Internet en différents réseaux. Mais cette segmentation
ne s'est pas faite n'importe comment !
On a découpé la plage d'adresses disponible en cinq parties
distinctes. Les classes A, B, C, D et E, que l'on appelle
aussi adresses globales.
8.2 - Définition
Classe A:
premier bit de l'adresse à 0, et masque de sous réseau en
255.0.0.0. Ce qui donne la plage d'adresse
0.0.0.0 à 126.255.255.255
soit 16 777 214 adresses par réseau de classe A
Classe B:
Deux premiers bits de l'adresse à 10 (1 et 0), et masque de
sous réseau en 255.255.0.0. Ce qui donne la plage d'adresse
128.0.0.0 à 191.255.255.255
soit 65 534 adresses par réseau de classe B
Classe C:
Trois premiers bits de l'adresse à 110, et masque de sous
réseau en 255.255.255.0. Ce qui donne la plage d'adresse
192.0.0.0 à 223.255.255.255
soit 255 adresses par réseau de classe C
Classe D:
Quatre premiers bits de l'adresse à 1110, et masque de sous
réseau en 255.255.255.240. Ce qui donne la plage d'adresse
224.0.0.0 à 239.255.255.255
soit 255 adresses par réseau de classe D
Classe E:
Quatre premiers bits de l'adresse à 1111, et masque de sous
réseau en 255.255.255.240. Ce qui donne la plage d'adresse
240.0.0.0 à 255.255.255.255
Les classes A, B et C, sont réservées pour les utilisateurs
d'Internet (entreprises, administrations, fournisseurs
d'accès, etc)
La classe D est réservée pour les flux multicast et la
classe E n'est pas utilisée aujourd'hui (du moins, je n'en
ai pas connaissance...)
Ainsi, une entreprise demandant 80 000 adresses se voyait
attribuer un réseau de classe A, et gâchait par la même
occasion (16 777 214 - 80 000=) 16 697 214 adresses !!!
Inutile alors de vous montrer combien d'adresses étaient
perdues de la sorte...
8.3 - Y a-t-il une pénurie d'adresses IPv4 ?
La réponse est non.
Il n'y a pas aujourd'hui de pénurie d'adresses IP.
Cependant, il est certain qu'étant donné le développement
rapide d'Internet, on va vite arriver à une situation
critique. C'est aussi pour cela qu'une nouvelle version
d'IP a été créée et sera bientôt déployée.
8.4 - Le système d'adressage par classes est-il viable ?
La réponse est encore non, et a déjà été depuis bien
longtemps étudié et transformé.
Nous avons vu qu'en se basant sur ce système de classes,
nous risquons de gâcher un très grand nombre d'adresses.
Les classes d'adresses globales se sont donc rapidement
avérées obsolètes et on a du créer un nouveau modèle,
l'adressage CIDR
8.5 - Qu'est-ce que l'adressage CIDR ?
Etant donné que l'adressage par classes s'est avéré
incompatible avec l'évolution d'Internet, il a fallu
imaginer un nouveau modèle qui simplifie à la fois le
routage et permette un adressage plus fin. Pour cela, on
a créé l'adressage CIDR (Classless Inter-Domain Routing)
Cet adressage ne tient pas compte des classes globales et
autorise l'utilisation de sous-réseaux au sein de toutes
les classes d'adresses.
Ainsi, une entreprise désirant 80 000 adresses ne se verra
plus attribuer une classe A complète, mais un sous réseau
de cette classe A. Par exemple, on lui fournira non plus 16
millions d'adresses, mais 130 000 (la puissance de deux
supérieure à 80 000)
Ainsi les 16 millions d'adresses restantes pourront être
utilisées pour d'autres entités.
L'adressage CIDR ne tient donc plus du tout compte des
masques associés aux classes d'adresses globales.
On s'affranchit ainsi du découpage arbitraire et peu
flexible en classes.
On peut très bien trouver un réseau de classe B avec un
masque de classe C, par exemple 164.23.0.0/255.255.255.0.
9 - Trucs et astuces avec les masques
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9.1 - Comment déterminer qu'une machine appartient à mon
réseau ?
C'est très simple. pour cela, il va falloir déterminer si
l'adresse de la machine appartient à la plage d'adresses
définie par mon adresse et mon masque.
Pour cela, je fais un ET logique entre mon adresse et mon
masque réseau, j'en déduis donc l'adresse de mon réseau
(pour une explication du ET logique, regarder le paragraphe
10.4)
Je fais pareil avec l'adresse de l'autre machine et MON
masque réseau, et j'obtiens une adresse de réseau. Si les
deux adresses de réseau sont les mêmes, ça veut dire que la
machine appartient bien au même réseau.
Disons par exemple que ma machine ait pour adresse
192.168.0.140/255.255.255.128 et je veux savoir si les
machines A et B ayant pour adresses 192.168.0.20(A) et
192.168.0.185(B) sont sur le même réseau ?
Je fais 192.168.0.140 ET 255.255.255.128 = 192.168.0.128
de même avec les deux autres adresses
Pour A 192.168.0.20 ET 255.255.255.128 = 192.168.0.0
et pour B 192.168.0.185 ET 255.255.255.128 = 192.168.0.128
On voit ainsi que les nombres obtenus sont les mêmes pour
ma machine et B. On en déduit donc que B est sur le même
réseau, et que A est sur un réseau différent.
9.2 - Des machines sur un même réseau peuvent elles avoir
des masques différents ?
A priori, la réponse est non. Cependant, il peut y avoir
des cas dans lesquels une telle configuration peut être
utile.
Pour comprendre cela, il faut comprendre ce qui se passe au
niveau de la communication entre machines, et notamment sur
le fonctionnement du modèle TCP/IP. Celui-ci ne faisant pas
partie de l'objet du cours, nous ne ferons que survoler
le sujet.
En fait, ce ne sont pas les mêmes mécanismes qui gèrent une
communication entre deux machines sur un même réseau, et
deux machines sur deux réseaux distincts.
Une communication a lieu dans les deux sens, c'est à dire
que pour communiquer ensemble, une machine A doit voir une
machine B _ET_ la machine B doit voir la machine A.
Prenons l'exemple de trois machines A, B et C et de la
plage d'adresses 192.168.0.0/24.
A doit pouvoir communiquer avec B et C, mais B ne doit pas
pouvoir communiquer avec C.
Pour cela, on peut jouer sur les masques des machines et
les plages d'adresses réseau auxquelles elles
appartiennent.
Grâce aux masques, on peut découper cette plage en deux, et
on obtient ainsi, non plus une plage d'adresses... mais
trois !
La 1ere: 192.168.0.0/255.255.255.0
soit de 192.168.0.0 à 192.168.0.255
la 2ieme: 192.168.0.0/255.255.255.128
soit de 192.168.0.0 à 192.168.0.127
la 3ieme: 192.168.0.128/255.255.255.128
soit de 192.168.0.128 à 192.168.0.255
En fait, la première plage englobe les deux autres, ainsi,
une machine de la première plage pourra voir toutes les
autres machines des autres plages, mais une machine de la
seconde plage ne pourra pas voir toutes les machines de la
première plage (seulement la moitié des adresses...)
Ce n'est pas clair ? regardons alors un exemple:
On donne les adresses suivantes aux machines A, B et C.
A: 192.168.0.129/255.255.255.0
B: 192.168.0.130/255.255.255.128
C: 192.168.0.1/255.255.255.0
D'après ce que l'on a vu précédemment, A et C considèrent
que la machine B est sur leur réseau. Par contre, B
considère que C n'est pas sur son réseau. Ainsi, C peut
envoyer un paquet à B, mais B ne pourra pas lui répondre.
Cette configuration correspond donc bien à ce que l'on
cherchait à faire.
Cependant, une telle configuration n'est pas conseillée et
ne doit être utilisée que s'il n'y a pas d'autres
solutions.
En dehors de cas exotiques comme celui exposé, on ne doit
jamais avoir deux machines appartenant à un même réseau
ayant des masques différents !
9.3 - Puis-je utiliser un outil qui calcule pour moi ?
Non !!!
Enfin si, mais bon, vous me décevriez beaucoup ;-)
Car après ce que nous avons vu, vous devriez être capable
de calculer n'importe quel masque correct aussi vite qu'une
machine. Et il est toujours mieux de bien maîtriser ce
qu'on utilise. A force d'utiliser des automates, on perd
les notions de ce que l'on manipule.
D'autre part, un logiciel ne corrigera pas vos erreurs !
La plupart des logiciels de calcul de masque ne font qu'un
calcul bête et méchant qui peut s'avérer faux.
Prenons l'exemple du 6.3, ou l'on veut une plage commençant
en 192.168.0.32, et une centaine de machines. Un mauvais
logiciel vous sortira le réseau
192.168.0.32/255.255.255.128, et hop, ca marchera pas...
9.4 - Tout ça c'est bien, mais quand est ce que je
l'utilise ce masque moi ?
Effectivement, quand vous allez sur Internet, vous
utilisez un masque sans le savoir. Sous Windows, que vous
soyez connecté à un réseau local, ou directement par un
modem, vous pourrez voir les propriétés de vos interfaces
réseau en allant dans une fenêtre DOS et en entrant la
commande "ipconfig /all"
Vous pouvez aussi modifier ces propriétés en allant dans
les propriétés de votre carte réseau, puis propriétés
TCP/IP, et la, vous devriez voir votre adresse IP, ainsi
que le masque associé, et votre passerelle par défaut.
Vous pouvez modifier ces informations, mais votre réseau
risque de ne plus fonctionner (et en plus il faudra
rebooter sous 98..) donc attention !!
Le masque définit donc les machines (ou plus précisément,
les interfaces) appartenant à un même réseau. Pour
dialoguer avec ces machines, vous utiliserez un des
mécanismes de couche 2 du modèle OSI, alors que pour
dialoguer avec les machines d'un autre réseau, vous aurez
besoin d'utiliser des mécanismes de couche 3 qui
permettent notamment de faire du routage...
Il est donc primordial de ne pas se tromper dans le choix
du masque.
Mais ça, ça ne fait pas partie intégrante du sujet ;-)
10 - Mini lexique
-----------------
10.1 - Adresse IP
L'adresse IP est un numéro codé sur 4 octets permettant
d'identifier une machine de façon unique sur le réseau.
10.2 - Réseau logique
On appelle réseau logique un ensemble d'adresses IP
appartenant à une même plage d'adresses. Cette plage est
notamment définie par l'adresse de réseau et le masque
associé.
10.3 - Sous-réseau
On définit un sous-réseau comme un sous-ensemble d'une
plage d'adresses réseau. C'est grâce au masque que l'on
peut définir un sous-réseau au sein d'un réseau, et ainsi
découper un réseau en plusieurs sous-réseaux.
10.4 - Le ET logique
La fonction de ET logiques est souvent utilisée dans les
masques. Elle se base en binaire sur le principe suivant:
0 ET 0 = 0
1 ET 0 = 0
0 ET 1 = 0
1 ET 1 = 1
On peut donc en déduire au niveau des masques
192.168.0.140 ET 255.255.255.128 décomposé en:
11000000.10101000.00000000.10001100
ET 11111111.11111111.11111111.10000000
--------------------------------------
= 11000000.10101000.00000000.10000000
soit 192.168.0.128
Ici, on voit que les trois premiers octets du masque ont
tous leurs bits à 1, donc les trois premiers octets du
résultat ne seront pas modifiés par rapport à l'adresse
d'origine, et on obtient facilement 192.168.0.
Pour le dernier octet, il faut regarder plus en détail.
11 - Annexes
------------
11.1 - Ressources utilisées
Je n'ai pas utilisé beaucoup de documents aussi bien en
ligne que sur papier. Les réponses et connaissances
apportées proviennent en majeure partie des informations
que j'ai pu glaner en furetant sur le net, et notamment sur
les newgroups fr.comp.reseaux.ip et
fr.comp.reseaux.ethernet.
Je me suis quand même inspiré de quelques documents:
Les RFCs 943, 1517, 1518, 1519, 1878.
Le site
http://www.captage.com/tajan/articles/ip.htm
Et l'excellente faq sur les firewalls de Stéphane Catteau
dont je me suis inspiré pour la mise en forme.
Disponible sur:
<
http://fr.comp.securite.free.fr/firewall.txt>
N'hésitez pas à la consulter, on y apprend plein de choses.
11.2 - Remerciements
Je remercie notamment les personnes suivantes pour leur
lecture assidue du cours durant sa réalisation et leurs
conseils précieux.
Jad Chantiri, Pierrick Vodoz, Laurent de Soras, Stéphane
Catteau, Cédric Blancher, Ohmforce, Franck Bacquet,
Olivier Lamer, Diane Guinnepain, JC, Alain Winestel,
thierry Bellemare, Alex A, Hubert Quarantel-Colombani,
| Tony.
| 11.3 - Versions latex, doc et pdf disponibles
|
| Une version latex de la faq est maintenant disponible grâce
| à Tony.
| Deux fichiers pdf et doc faits à partir de cette version
| sont aussi à votre disposition.
| Ces trois versions sont un peu plus lisibles de par leur
| mise en page.
| Vous les trouverez là:
| <
http://www.lalitte.com/masques02.html>
| et là:
| <
http://www.lalitte.com/masques01.tex>
| et encore là:
| <
http://www.lalitte.com/masques01.pdf>
| Encore merci à Tony pour ces trois versions, si quelqu'un
| se sent l'âme de faire d'autres versions de la faq
| (html, doc...) elle seront les bienvenues !!
11.4 - Faq sur la NAT
Si cette faq vous a plu et que vous avez appris des choses,
j'en ai fait une autre sur la NAT (traduction d'adresses)
disponible là:
<
http://www.lalitte.com/nat>
11.5 - Faq sur le routage
Si cette faq vous a plu et que vous avez appris des choses,
j'en ai fait une autre sur le routage disponible là:
<
http://www.lalitte.com/routage>
12 - Conclusion
---------------
J'ai fait de mon mieux pour rendre la notion de masques la
plus abordable possible et traiter le sujet de la meilleure
façon. Je me rends compte que ce cours est assez fourni en
information et pas toujours facile à digérer. Vos remarques
sont donc encore et toujours les bienvenues, aussi bien
pour y ajouter des idées, que pour enlever le superflu.
Maintenant, si je revois passer des questions sur les
masques, j'aurai au minimum un droit de flagellation sur
les personnes incriminées ;-)
