Comprendre les concepts de base de l’adressage TCP/IP et des sous-réseaux

Cet article est destiné à être une introduction générale aux concepts de réseaux IP et de sous-réseaux. Un glossaire est inclus à la fin de l’article.

Version du produit d’origine :   Windows 10-toutes les éditions
Numéro de la base de connaissances initiale :   164015

Résumé

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

Pour configurer TCP/IP correctement, il est nécessaire de comprendre comment les réseaux TCP/IP sont traités et divisés en réseaux et sous-réseaux.

La réussite de TCP/IP en tant que protocole réseau d’Internet est largement due à sa capacité à connecter ensemble des réseaux de différentes tailles et systèmes de types différents. Ces réseaux sont définis de manière arbitraire dans trois classes principales (en plus de quelques autres) qui ont des tailles prédéfinies, chacune pouvant être divisée en sous-réseaux plus petits par les administrateurs système. Un masque de sous-réseau est utilisé pour diviser une adresse IP en deux parties. Une partie identifie l’hôte (ordinateur), l’autre partie identifie le réseau auquel elle appartient. Pour mieux comprendre le fonctionnement des adresses IP et des masques de sous-réseau, examinez une adresse IP (Internet Protocol) et observez son organisation.

Adresses IP : réseaux et hôtes

Une adresse IP est un nombre de 32 bits qui identifie de manière unique un hôte (ordinateur ou autre périphérique, tel qu’une imprimante ou un routeur) sur un réseau TCP/IP.

Les adresses IP sont normalement exprimées au format décimal, avec quatre chiffres séparés par des points, tels que 192.168.123.132. Pour comprendre comment les masques de sous-réseau sont utilisés pour faire la distinction entre les hôtes, les réseaux et les sous-réseaux, examinez une adresse IP en notation binaire.

Par exemple, l’adresse IP décimale en points 192.168.123.132 est (en notation binaire) le numéro 32 110000000101000111101110000100. Ce nombre peut être difficile à trouver, donc divisez-le en quatre parties de huit chiffres binaires.

Ces sections huit bits sont appelées octets. L’adresse IP de l’exemple devient alors 11000000.10101000.01111011.10000100. Ce nombre n’est guère plus judicieux, donc pour la plupart des utilisations, convertissez l’adresse binaire en format décimal (192.168.123.132). Les nombres décimaux séparés par des points sont les octets convertis de la notation binaire à la notation décimale.

Pour qu’un réseau étendu (WAN) TCP/IP fonctionne efficacement en tant qu’ensemble de réseaux, les routeurs qui passent des paquets de données entre les réseaux ne connaissent pas l’emplacement exact d’un hôte auquel un paquet d’informations est destiné. Les routeurs connaissent uniquement le réseau dont l’hôte est membre et utilisent les informations stockées dans leur table d’itinéraires pour déterminer comment obtenir le paquet vers le réseau de l’hôte de destination. Une fois que le paquet est remis au réseau de la destination, le paquet est remis à l’hôte approprié.

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

Masque de sous-réseau

Le deuxième 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 utilisées en tant qu’adresses réseau et hôte ne sont pas fixes, de sorte que les adresses réseau et hôte ne peuvent pas être déterminées, sauf si vous disposez de davantage d’informations. Ces informations sont fournies dans un autre numéro 32 bits appelé masque de sous-réseau. Dans cet exemple, le masque de sous-réseau est 255.255.255.0. Ce nombre n’est pas évident, sauf si vous êtes conscient que 255 en notation binaire est égal à 11111111 ; par conséquent, le masque de sous-réseau est 11111111.11111111.11111111.0000000.

Le masquage de l’adresse IP et du masque de sous-réseau, les parties réseau et hôte de l’adresse peuvent être séparés :

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 uns du masque de sous-réseau) sont identifiés comme adresse réseau, avec les 8 derniers bits (le nombre de zéros restants dans le masque de sous-réseau) identifiés comme adresse d’hôte. Vous disposez ainsi des éléments suivants :

11000000.10101000.01111011.00000000--adresse réseau (192.168.123.0) 00000000.00000000.00000000.10000100--adresse d’hôte (000.000.000.132)

Maintenant, vous êtes conscient, pour cet exemple, à l’aide d’un masque de sous-réseau 255.255.255.0, que l’ID réseau est 192.168.123.0 et l’adresse de l’hôte est 0.0.0.132. Lorsqu’un paquet arrive sur le sous-réseau 192.168.123.0 (à partir du sous-réseau local ou d’un réseau distant) et qu’il a une adresse de destination 192.168.123.132, votre ordinateur le reçoit du réseau et le traite.

Presque tous les masques de sous-réseau décimal sont convertis en nombres binaires qui sont tous les uns à gauche et tous les zéros à droite. Voici quelques autres masques de sous-réseau courants :

Binaire décimal 255.255.255.192 1111111.11111111.1111111.11000000 255.255.255.224 1111111.11111111.1111111.11100000

Internet RFC 1878 (disponible à partir de InterNIC-informations publiques concernant les services d’enregistrement de noms de domaine Internet) décrit les sous-réseaux et les masques de sous-réseau valides qui peuvent être utilisés sur les réseaux TCP/IP.

Classes réseau

Les adresses Internet sont allouées par InterNIC, l’organisation qui administre Internet. Ces adresses IP sont divisées en classes. Les classes A, B et C sont les plus courantes, mais elles ne sont pas utilisées par les utilisateurs finaux. Chacune des classes d’adresses possède un masque de sous-réseau par défaut différent. Vous pouvez identifier la classe d’une adresse IP en examinant son premier octet. Voici les plages d’adresses Internet de classe A, B et C, chacune avec un exemple d’adresse :

  • Les réseaux de classe A utilisent un masque de sous-réseau par défaut de 255.0.0.0 et ont 0-127 comme premier octet. L’adresse 10.52.36.11 est une adresse de classe A. Son premier octet est 10, ce qui est compris entre 1 et 126 inclus.

  • Les réseaux de classe B utilisent un masque de sous-réseau par défaut de 255.255.0.0 et ont 128-191 comme premier octet. L’adresse 172.16.52.63 est une adresse de classe B. Son premier octet est 172, ce qui est compris entre 128 et 191 inclus.

  • Les réseaux de classe C utilisent un masque de sous-réseau par défaut de 255.255.255.0 et ont 192-223 comme premier octet. L’adresse 192.168.123.132 est une adresse de classe C. Son premier octet est 192, ce qui est compris entre 192 et 223 inclus.

Dans certains cas, les valeurs par défaut du masque de sous-réseau 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 explique comment les réseaux peuvent être divisés à l’aide de masques de sous-réseau.

Sous-réseautage

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

Un administrateur système disposant d’un bloc d’adresses IP peut administrer des réseaux qui ne sont pas organisés d’une manière qui s’adapte facilement à ces adresses. Par exemple, vous disposez d’un réseau étendu avec des hôtes 150 sur trois réseaux (dans des villes différentes) connectés par un routeur TCP/IP. Chacun de ces trois réseaux dispose de 50 hôtes. Le réseau de la classe C 192.168.123.0 est alloué. (Par exemple, cette adresse est en fait à partir d’une plage qui n’est pas allouée sur Internet.) Cela signifie que vous pouvez utiliser les adresses 192.168.123.1 vers 192.168.123.254 pour vos hôtes 150.

[ ! Remarque] deux adresses qui ne peuvent pas être utilisées dans votre exemple sont 192.168.123.0 et 192.168.123.255 car les adresses binaires avec une partie hôte de tous les uns et tous les zéros 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 (en notation binaire, une adresse d’hôte de toutes les autres) est utilisée pour diffuser un message à chaque hôte sur un réseau. N’oubliez pas que la première et la dernière adresse de n’importe quel réseau ou sous-réseau ne peuvent pas être affectées à un hôte individuel.

Vous devez maintenant être en mesure de donner des adresses IP aux hôtes 254. Cela fonctionne correctement si tous les ordinateurs 150 sont sur un seul réseau. Toutefois, vos ordinateurs 150 se trouvent sur trois réseaux physiques distincts. Au lieu de demander d’autres blocs d’adresses pour chaque réseau, vous divisez votre réseau en sous-réseaux qui vous permettent 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 la plage d’adresses hôtes possible. En d’autres termes, vous « empruntez » quelques-uns des bits utilisés pour l’adresse de l’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 de 62 hôtes chacun. Ceci fonctionne car en notation binaire, 255.255.255.192 est identique à 1111111.11111111.1111111.11000000. Les deux premiers chiffres du dernier octet deviennent des adresses réseau, de sorte que vous obtenez les réseaux supplémentaires 00000000 (0), 01000000 (64), 10 millions (128) et 11 millions (192). (Certains administrateurs utiliseront uniquement deux des sous-réseaux utilisant 255.255.255.192 en tant que masque de sous-réseau. Pour plus d’informations sur cette rubrique, reportez-vous à RFC 1878.) Dans ces quatre réseaux, les 6 derniers chiffres binaires peuvent être utilisés pour les adresses hôtes.

À l’aide d’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 doivent posséder des adresses hôtes valides :

192.168.123.1-62 192.168.123.65-126 192.168.123.129-190 192.168.123.193-254

N’oubliez pas que cette adresse d’hôte binaire avec tous les uns ou tous les zéros n’est pas valide, de sorte que vous ne pouvez pas utiliser les adresses dont le dernier octet est 0, 63, 64, 127, 128, 191, 192 ou 255.

Vous pouvez voir comment cela fonctionne en examinant deux adresses d’hôte, 192.168.123.71 et 192.168.123.133. Si vous avez utilisé le masque de sous-réseau par défaut de la classe C 255.255.255.0, les deux adresses se trouvent sur le réseau 192.168.123.0. Toutefois, si vous utilisez le masque de sous-réseau de 255.255.255.192, ils se trouvent sur des réseaux différents ; 192.168.123.71 se trouve sur le réseau 192.168.123.64, 192.168.123.133 se trouve sur le réseau 192.168.123.128.

Passerelles par défaut

Si un ordinateur TCP/IP doit communiquer avec un hôte sur un autre réseau, il communique généralement via un appareil appelé routeur. Dans les conditions TCP/IP, un routeur qui est spécifié sur un hôte, qui relie le sous-réseau de l’hôte à d’autres réseaux, est appelé passerelle par défaut. Cette section explique comment TCP/IP détermine si des paquets doivent être envoyés ou non à sa passerelle par défaut pour atteindre un autre ordinateur ou périphérique sur le réseau.

Lorsqu’un hôte tente de communiquer avec un autre appareil utilisant le protocole TCP/IP, il effectue un processus de comparaison à l’aide du masque de sous-réseau et de l’adresse IP de destination par rapport au masque de sous-réseau et à sa propre adresse IP. Le résultat de cette comparaison indique à l’ordinateur si la destination est un hôte local ou un hôte distant.

Si le résultat de ce processus détermine qu’il s’agit d’un hôte local, l’ordinateur envoie le paquet sur le sous-réseau local. Si le résultat de la comparaison détermine qu’il s’agit d’un hôte distant, l’ordinateur transfère le paquet à la passerelle par défaut définie dans ses propriétés TCP/IP. Il est ensuite de la responsabilité du routeur de transférer le paquet au sous-réseau approprié.

Résolution des problèmes

Les problèmes de réseau TCP/IP sont souvent dus à une configuration incorrecte des trois entrées principales dans les propriétés TCP/IP d’un ordinateur. En sachant comment les erreurs dans la configuration TCP/IP affectent les opérations 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 par défaut pour sa classe d’adresses et qu’un client est toujours configuré avec le masque de sous-réseau par défaut pour la classe d’adresses, la communication échouera sur certains réseaux voisins mais pas sur des réseaux distants. Par exemple, si vous créez quatre sous-réseaux (comme dans l’exemple de sous-réseau) mais que vous utilisez le masque de sous-réseau incorrect de 255.255.255.0 dans votre configuration TCP/IP, les hôtes ne seront pas en mesure de déterminer que certains ordinateurs se trouvent sur des sous-réseaux différents. Lorsque cela se produit, les paquets destinés à des hôtes sur des réseaux physiques différents faisant partie de la même adresse de classe C ne seront pas envoyés à une passerelle par défaut pour la remise. Le symptôme commun est lorsqu’un ordinateur peut communiquer avec des hôtes se situant sur son réseau local et peut communiquer avec tous les réseaux distants à l’exception de ceux qui sont à proximité et qui ont la même adresse de classe A, B ou C. Pour résoudre ce problème, entrez simplement le masque de sous-réseau correct dans la configuration TCP/IP de cet hôte.

Adresse IP incorrecte : Si vous placez des ordinateurs dont les adresses IP doivent se trouver sur des sous-réseaux distincts sur un réseau local, ils ne pourront pas communiquer. Ils tentent d’envoyer des paquets à l’aide d’un routeur qui ne sera pas en mesure de les transférer correctement. Le symptôme de ce problème est un ordinateur qui peut communiquer avec des hôtes sur des réseaux distants, mais qui ne peut pas communiquer avec certains ou tous les ordinateurs sur leur réseau local. Pour résoudre ce problème, assurez-vous que tous les ordinateurs du même réseau physique ont des adresses IP sur le même sous-réseau IP. Si vous n’avez plus d’adresses IP sur un seul segment réseau, il existe des solutions qui dépassent le cadre de cet article.

Passerelle par défaut incorrecte : un ordinateur configuré avec une passerelle par défaut incorrecte est capable de communiquer avec des hôtes sur son propre segment réseau, mais ne peut pas communiquer avec des hôtes sur tout ou partie des réseaux distants. Si un seul réseau physique dispose de plusieurs routeurs et qu’un routeur incorrect est configuré comme passerelle par défaut, un hôte pourra communiquer avec certains réseaux distants, mais pas d’autres. Ce problème est courant si une organisation a un routeur vers un réseau TCP/IP interne et un autre routeur connecté à Internet.

Références

Deux références populaires sur TCP/IP sont les suivantes :

  • «TCP/IP illustré, volume 1 : les protocoles, «Richard Stevens, Addison Wesley, 1994
  • « Interconnexion de réseaux avec TCP/IP, volume 1 : principes, protocoles et architecture », Douglas E. Comer, Prentice Hall, 1995

Il est recommandé qu’un administrateur système responsable des réseaux TCP/IP ait au moins une de ces références disponibles.

Glossaire

  • Adresse de diffusion : adresse IP avec une partie hôte qui est tous les hôtes.

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

  • Internet : collection globale de réseaux connectés entre eux et partageant une plage d’adresses IP commune.

  • InterNic : l’organisation responsable de l’administration des adresses IP sur Internet.

  • IP : protocole réseau utilisé pour l’envoi de paquets réseau sur un réseau TCP/IP ou sur Internet.

  • Adresse IP--adresse de 32 bits unique pour un hôte sur un réseau TCP/IP ou un interréseau.

  • Réseau : il existe deux utilisations du terme réseau dans cet article. L’un d’entre eux est un groupe d’ordinateurs sur un seul segment réseau physique ; l’autre est une plage d’adresses réseau IP allouée par un administrateur système.

  • Adresse réseau : adresse IP avec une partie hôte qui contient uniquement des zéros.

  • Octet-un nombre de 8 bits, dont 4 comprend une adresse IP de 32 bits. Elles ont une plage de 00000000-11111111 qui correspond aux valeurs décimales 0-255.

  • Paquet : une unité de données transmise via un réseau TCP/IP ou un réseau étendu.

  • RFC (Request for Comment)--document utilisé pour définir les standards sur Internet.

  • Routeur : appareil qui transmet le trafic réseau entre différents réseaux IP.

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

  • Sous-réseau--un réseau plus petit créé en divisant un réseau de plus grande taille en parties égales.

  • TCP/IP : utilisé de manière générale, l’ensemble des protocoles, des normes et des utilitaires couramment utilisés sur Internet et les réseaux de grande taille.

  • Réseau étendu (WAN) : un réseau de grande taille qui est une collection de réseaux plus petits séparés par des routeurs. Internet est un exemple de vaste réseau étendu (WAN).