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La couche réseau

Index de l'article

Couche réseau : niveau 3 du model OSI.

 
 

00
Le modèle Internet a quatre couches alors que le modèle OSI a 7 couches. Le protocole le plus utilisé est le protocole IP. La couche réseau permet la conversion de l'adresse physique (liée au matériel : carte réseau) en un adressage logique (indépendant du matériel ; adresse logique : transmise dans le réseau).
Le protocole le plus utilisé est IP, on trouve aussi deux protocoles ARP et RARP qui font la conversion.

  • RARP: Adresse physique (MAC) en adresse logique
  • ARP: Adresse logique (IP) en adresse physique.

Pour visualiser l'adresse logique de la carte réseau dans Windows il faut : entrer en commande MS-DOS, puis taper dans la commande ipconfig /all, puis s'affichera toutes les informations concernant la carte réseau.


Avantages de l'adressage logique

  • L'adressage logique permet de faire transiter les données sur des réseaux donc les architectures physiques sont très diverses, car l'adressage logique est indépendante du matériel.
  • Mise en place des routages qui tempèrent le trafic et permet l'acheminement des messages vers les réseaux interconnectés.

01

 

Ici, le routeur permet l'interconnexion de deux réseaux LAN différents.

  • La création des sous réseaux: il s'agit des sous réseaux au niveau logique.

02

Le routeur aura deux adresses IP, une première adresse appelée adresse publique qui sera reconnue par le réseau Internet et une deuxième adresse IP appelée adresse privée qui sera reconnue par les machines travaillant dans le réseau local.
Le routeur ici va aussi jouer un troisième rôle: conversion des adresses IP du sous réseau N°1 et celle du sous réseau N°2 et vis vers ça afin que ces deux réseaux locaux différents communiquent entre eux.

 
 

03
Le sous réseau N°1 a des adresses logiques (numéro IP) qui permettent de le distinguer du sous réseau N°2.

 
 

04
Le routeur effectue une limitation ou un contrôle logiciel des accès.

  • Ici le routeur joue le rôle de passerelle par défaut lorsque A veut communiquer avec F.
  • Lorsque le routeur fait communiquer A et C, il joue ainsi le rôle de routeur de partage de connexion.


Identification des machines appartenant au même sous réseau

 

On peut avoir:

  • IP de C : 211 - 14 - 16 - 42
  • IP de D : 211 - 14 - 16 - 6
  • IP de E : 211 - 14 - 16 - 99

Classe A: 8 bits destinées au réseau et 24 bits destinés aux machines.
Classe B: 16 bits destinées au réseau et 16 bits destinés aux machines.
Classe C: 24 bits destinées au réseau et 8 bits destinés aux machines.
Les numéros IP statiques sont attribués manuellement par l'administrateur et les numéros IP dynamiques sont attribués automatiquement par les serveurs DHCP.
Avantages de l'adressage dynamique: Ajout et retrait de machines dans le réseau sans conflit d'adressage. (Le DHCP utilisera la classe C 192.168.0.0)
Avantage de l'adressage statique: L'administrateur choisit l'adressage qu'il veut.
Dans la topologie dynamique, on configure d'abord le serveur et après le routeur.
Chaque machine d'un réseau local a une mémoire cache dans laquelle se trouve toutes les adresse ARP des machines connectées. On peut faire des requêtes ARP d'une machine à une autre. Pour cela on peut faire le "ping"

 


SourireOn continue?

 

Le protocole IP est indépendant du type de matériel.

Le routeur peut être:

  • Passerelle par défaut.
  • Partage de connexion.

Couche réseau : sous réseau logique : masque de sous réseau: classe d'adresse A, B, C.
En cas de difficulté de passage des paquets émis au travers d'un routeur, la machines source est informée du problème à l'aide du protocole ICMP (Internet Control Message Protocol)

 
 

05
DHCP : Dynamic Host Configuration Protocol; peut être réalisé par:

  • Un routeur.
  • Un système d'exploitation orienté réseau + disposant des fonctionnalités serveur. Exemple: Linux

Dans un réseau local, on ne peut avoir qu'un seul serveur DHCP, cette fonctionnalité peut être réalisé soit par le routeur, soit par la machine serveur.
Il est toujours possible d'attribuer un numéro IP au serveur à condition de le signaler au routeur.
Les adresses IP dynamiques ont une durée de location définie par le serveur DHCP.
Le serveur DHCP fournit aux machines clientes:

  • Masque de sous réseau: identification du sous réseau
  • Numéro IP : Identification de la machine
  • Le numéro IP de la passerelle par défaut
  • Le numéro IP du serveur DNS, WINS (chez Microsoft)

Le masque de sous réseau dit à la machine cliente, le sous réseau auquel il appartient.
Le serveur DNS convertit les adresses des sites Internet en adresse logique et vis vers ça.
Le numéro IP de la passerelle par défaut permet d'avoir accès au réseau Internet.
Le teste de fonctionnement de la carte réseau de la propre machine se fait de la manière suivante: ping 127.0.0.1
ipconfig /all : Donne toutes les caractéristiques de toutes les cartes réseaux installées sur la machine.
ipconfig /release : Libère les différents numéros IP attribués à la machine par le serveur DHCP.
ipconfig /renew : Permet soit de reprendre l'ancienne configuration au travers du serveur DHCP soit la nouvelle configuration.


 


Les différentes fonctions d'un routeur

 

Le routeur

  • Peut jouer le rôle de passerelle par défaut grâce à son numéro IP publique (externe)
  • Peut jouer le rôle de partage de connexion grâce à son numéro IP privée (interne)
  • Peut jouer le rôle de serveur DHCP (attribution automatique des numéros IP)
  • Peut jouer le rôle d'adaptation et gestion du trafic au niveau du réseau (contrôle de flux)

Datagramme que prennent les informations au niveau de la couche réseau.

 


Masque de sous réseau

 

La création d'un sous réseau est un processus consistant à diviser un bloc d'adresse IP assigné à un réseau de classe plus petite. Le sous réseau apparaît ainsi comme une division logique de l'espace d'adressage. Les routeurs peuvent délivrer un datagramme à un adresse de sous réseau (correspondant en général à un seul segment de réseau) et dès lors que le datagramme atteint un sous réseau il peut être transmis à une adresse physique grâce à ARP.

 


Sourire Pause et on continue!

 

Datagramme: c'est la forme que prennent les informations au niveau de la couche réseau.
Datagramme : couche réseau (3)
Trame : couche liaison de donnée (2)
Succession de bits (niveau de tension) : couche physique (1)

Le datagramme possède:

  • L'adresse du sous réseau
  • L'adresse du réseau source.
  • L'adresse du réseau destinataire
  • Les trames du niveau 2 (couche 2)


Masque de sous réseau suite

 

Pour ce faire les concepteurs de TCP/IP ont trouvé un moyen d'emprisonner certains bits de l'identificateur de machine pour constituer une adresse de sous réseau. Ce moyen est le masque de sous réseau.
A l'exemple de l'adresse IP, un masque de sous réseau est un nombre de 32 bits, ces bits sont disposés de telle sorte qu'ils indiquent l'identificateur de sous réseau et l'adresse IP à laquelle le masque de sous réseau est associée.

 
 

06
Les bits de valeur logique "1" du masque de sous réseau donnent les identificateurs de réseau et du sous réseau ainsi que la plage des adresses IP associées.

 

07

 

Toutes les machines du sous réseau ont le même masque de sous réseau. Ce masque de sous réseau est comme l'adresse IOP exprimée en notation décimale quinté. Ainsi tout octet dont tous les bits du masque de sous réseau sont à 1 apparaissent sous la forme 255 (11111111). De même tout octet dont les bits du masque du sous réseau sont égaux à 0 apparaîtrons sous la forme 0.

Exemple 1:

Masque de sous réseau : 11111111 11111111 11111111 00000000 = 255.255.255.0 (notation décimale quinté).

Exemple 2:

Masque de sous réseau : 11111111 11111111 00000000 00000000 = 255.255.0.0 (notation décimale quinté)

 


CompliceConstat

 

Si notre réseau comprend beaucoup de sous réseau, nous serons limités en nombre de machine sur chaque sous réseau.
Si nous avons peu de sous réseau et que nous n'avons besoin que de quelques bits pour l'identification de sous réseau nous pouvons alors placer plus de machines sur un sous réseau.
Notons aussi que le nombre de bit disponible pour l'identificateur de sous réseau est fonction de la classe.
Soit le masque de sous réseau ci-après:
11111111 11111111 11110000 00000000
Il y'a 19 bits pour l'identificateur de réseau et de sous réseau réunis. Si ce masque est utilisé avec une adresse de classe B donc l'identificateur de machine est de 16 bits et l'identificateur de machine est de 16 bits. Il ne reste que 3 bits pour les sous réseaux.
Les sous réseau de la classe A peut obtenir 28 réseaux et 224 machines.

Exemple

Avec la classe A et le même masque ci-dessus:
11111111 11111111 11100000 00000000
11 bits permettant d'identifier le sous réseau.
Écriture décimale quinté sera: 255.255.224.0 (masque en écriture quinté)

 


ContentExercice d'application

 

En classe "C" on aura 224 réseaux différents contenant chacun 28 machines.
En classe C, il y'a peut de chance d'avoir un sous réseau avec ce masque de sous réseau:
11111111 11111111 111000000 00000000
Un réseau de classe "B" donc le troisième octet est réservé pour le numéro de sous réseau constitue un exemple d'utilisation de sous réseau.

 
 

08
Ce réseau est divisé en 4 sous réseaux, les adresses IP du réseau ont 255.255.255.0 Comme masque de sous réseau. Ceci signifie que l'identificateur de réseau et le masque de sous réseau utilise 3 octets de l'adresse IP. Il s'agit d'une adresse de classe "B", les deux premiers octets de l'adresse identifient le réseau, ainsi le sous réseau "A" a les paramètres ci-après:
identificateur de réseau : 129.100.0.0
identificateur de sous réseau : 0.0.128.0


Les identificateurs de machine dont tous les bits sont de valeur "1" ou de valeur "0" ne peuvent être assignés.
Ainsi la configuration ci-dessus peut supporter 254 sous réseaux et 254 adresses par sous réseau.


 


Quelques tableaux

 

En classe A

 

 

Notation décimale

Chaîne binaire

Masque par défaut

255.0.0.0

11111111.00000000.00000000.00000000

1 bit de sous réseau

255.128.0.0

11111111.10000000.00000000.00000000

2 bits de sous réseau

255.192.0.0

11111111.11000000.00000000.00000000

3 bits de sous réseau

255.224.0.0

11111111.11100000.00000000.00000000

4 bits de sous réseau

255.240.0.0

11111111.11110000.00000000.00000000

5 bits de sous réseau

255.248.0.0

11111111.11111000.00000000.00000000

- - -

- - -

- - - - - -

 

En classe B

 

 

Notation décimale

Chaîne binaire

Masque par défaut

255.255.0.0

11111111.11111111.00000000.00000000

1 bit de sous réseau

255.255.128.0

11111111.11111111.10000000.00000000

2 bits de sous réseau

255.255.192.0

11111111.111111111.11000000.00000000

3 bits de sous réseau

255.255.224.0

11111111.11111111.11100000.00000000

4 bits de sous réseau

255.255.240.0

11111111.11111111.11110000.00000000

5 bits de sous réseau

255.255.248.0

11111111.11111111.11111000.00000000

- - -

- - -

- - - - - -

 

En classe C

 

 

Notation décimale

Chaîne binaire

Masque par défaut

255.255.255.0

11111111.11111111.11111111.00000000

1 bit de sous réseau

255.255.255.128.

11111111.11111111.11111111.10000000

2 bits de sous réseau

255.255.255.192.

11111111.111111111.11111111.11000000

3 bits de sous réseau

255.255.255.224.

11111111.11111111.11111111.11100000

4 bits de sous réseau

255.255.255.240.

11111111.11111111.11111111.11110000

5 bits de sous réseau

255.255.255.248.

11111111.11111111.11111111.11111000

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