B2-02 Adressage IPv4, VLSM et plan d'adressage

1. Ce que dit une adresse IPv4

Une adresse IPv4 est un nombre de 32 bits. Pour le lire plus facilement, on le coupe en quatre octets écrits en décimal et séparés par des points : c'est la notation décimale pointée, par exemple 172.16.20.15. Chaque octet vaut donc entre 0 et 255.

Cette adresse contient deux informations à la fois : le réseau auquel l'équipement appartient et son numéro dans ce réseau. Le masque indique où passe la frontière entre les deux.

2. Le binaire sans douleur

Un ordinateur ne voit pas « 172 » mais 10101100. Pour comprendre le masque, il faut savoir passer d'une écriture à l'autre. Dans un octet, chaque bit a un poids : de gauche à droite 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2 et 1. La valeur de l'octet est la somme des poids des bits à 1.

2.1 À toi de jouer : les interrupteurs

Chaque case est un bit : clique pour l'allumer (1) ou l'éteindre (0). Relève les défis : compose la valeur demandée.

2.2 La méthode pour convertir de tête

1. Décimal → binaire : on parcourt les poids de 128 à 1. Si le poids « rentre » dans ce qui reste, on écrit 1 et on le retire ; sinon on écrit 0. Pour 99 : 64 rentre (reste 35), 32 rentre (reste 3), 16, 8 et 4 non, 2 rentre (reste 1), 1 rentre : 01100011.
2. Binaire → décimal : on additionne les poids des bits à 1. 11100000 = 128 + 64 + 32 = 224.
3. Contrôle : un nombre impair finit toujours par 1 ; un octet supérieur ou égal à 128 commence toujours par 1.

3. Le masque et la notation CIDR

Le masque de sous-réseau est lui aussi un nombre de 32 bits : une suite de 1 (la partie réseau) suivie d'une suite de 0 (la partie hôte). Deux écritures existent pour le même masque : la forme décimale 255.255.255.0 et la notation CIDR /24, qui compte simplement les bits à 1.

3.1 Comment le poste trouve l'adresse de son réseau

Le poste applique un ET logique bit à bit entre son adresse et son masque : là où le masque vaut 1, on garde le bit de l'adresse ; là où il vaut 0, on obtient 0. Le résultat est l'adresse du réseau. Il fait la même opération avec l'adresse du destinataire : si les deux résultats sont égaux, le destinataire est dans son réseau ; sinon, il envoie le paquet à sa passerelle.

3.2 Les adresses d'un réseau

Dans chaque réseau, deux adresses sont réservées et ne peuvent pas être données à un équipement. Toutes les autres sont utilisables.

• Adresse du réseauPartie hôte entièrement à 0 (172.16.20.0). Elle désigne le réseau lui-même, dans les tables de routage et la documentation.
• Adresse de diffusion (broadcast)Partie hôte entièrement à 1 (172.16.20.255). Un paquet envoyé à cette adresse est reçu par tous les équipements du réseau.
• Plage utilisableTout ce qui se trouve entre les deux : de 172.16.20.1 à 172.16.20.254. La passerelle, les serveurs et les postes y prennent leur adresse.
• Nombre d'hôtesAvec h bits d'hôte : 2^h adresses, moins les deux réservées, soit 2^h − 2. Pour un /24 : 2⁸ − 2 = 254.

3.3 Le décodeur d'adresse

Écris une adresse suivie de son masque (en CIDR ou en décimal), ou choisis un exemple : le décodeur affiche les deux en binaire, colore la partie réseau et la partie hôte, puis donne toutes les adresses utiles. Fais d'abord le calcul de tête, et sers-t'en pour vérifier.

3.4 Les masques les plus utilisés

4. Adresses privées, publiques et spéciales

Toutes les adresses ne se valent pas. Les adresses publiques sont uniques sur Internet et attribuées par les opérateurs. Les adresses privées, définies par la RFC 1918, peuvent être utilisées librement à l'intérieur de chaque entreprise ; elles ne circulent pas sur Internet : le routeur de sortie les traduit (NAT, fiche B2-07).

5. Découper un réseau en sous-réseaux

Découper un réseau, c'est emprunter des bits à la partie hôte pour allonger la partie réseau. Chaque bit emprunté double le nombre de sous-réseaux et divise par deux leur taille.

5.1 La méthode en quatre questions

1. Combien de sous-réseaux ? Cherche la plus petite puissance de 2 qui suffit : 5 services → 2³ = 8, donc 3 bits empruntés.
2. Combien d'hôtes au plus par sous-réseau ? Vérifie que 2^h − 2 suffit, avec une marge pour la croissance : 3 bits empruntés sur un /24 laissent 5 bits d'hôte, soit 30 hôtes.
3. Quel masque ? /24 + 3 = /27, soit 255.255.255.224 ; le pas vaut 256 − 224 = 32.
4. Quelles adresses ? Liste les réseaux de 32 en 32 (.0, .32, .64…), puis pour chacun : diffusion = réseau suivant − 1, plage entre les deux.

6. VLSM : des sous-réseaux sur mesure

Découper en blocs égaux gaspille des adresses quand les besoins sont très différents : un bloc de 62 hôtes pour une liaison entre deux routeurs, qui n'en utilise que 2, est un gâchis. Le VLSM (Variable Length Subnet Mask) donne à chaque sous-réseau son propre masque, adapté à son besoin. C'est indispensable quand les adresses sont rares : adresses publiques, espace imposé par un opérateur ou par le groupe.

Exemple : l'entrepôt de Vitré, racheté par Brocéliande Logistique, doit tenir dans le seul bloc 192.168.50.0/24 fourni par l'ancien propriétaire. Besoins : entrepôt 100 postes, bureaux 50, Wi-Fi invités 20, imprimantes 10, et deux liaisons entre routeurs.

7. Agréger : résumer plusieurs réseaux en un seul

L'opération inverse du découpage s'appelle l'agrégation (ou résumé de routes, supernetting) : plusieurs réseaux contigus sont annoncés par une seule route au masque plus court. Les tables de routage restent petites, et un routeur distant n'a pas besoin de connaître le détail de chaque service.

8. Concevoir un plan d'adressage

Le plan d'adressage est le document qui fixe, pour toute l'entreprise, quels réseaux existent, à quoi ils servent et quelle adresse reçoit chaque équipement. Bien conçu, il se lit sans effort, laisse de la place pour grandir et facilite le routage, le filtrage et le dépannage.

1. Recenser les besoins : services, sites, types d'équipements (postes, serveurs, imprimantes, téléphones, bornes Wi-Fi, caméras), nombre actuel, et une marge de croissance d'au moins 50 %.
2. Choisir un bloc privé assez grand pour tout le projet (ici 172.16.0.0/16) et y réserver un bloc aligné par site, pour pouvoir résumer les routes.
3. Fixer des conventions lisibles : un sous-réseau par VLAN, le numéro de VLAN dans le 3^e octet, la même adresse de passerelle partout, des zones fixes dans chaque réseau.
4. Calculer et documenter chaque réseau : adresse, masque, passerelle, plage DHCP, usage. Le tableau devient la référence de l'équipe.
5. Faire vivre le plan : toute nouvelle adresse fixe y est notée avant d'être configurée (outil d'IPAM, GLPI ou simple tableur partagé).

8.1 Les conventions retenues chez Brocéliande Logistique

À l'intérieur de chaque réseau /24, les adresses sont rangées par zones. Ainsi, un technicien sait qu'une adresse en .10 est un serveur et qu'une adresse en .254 est la passerelle, sans ouvrir la documentation.

8.2 Le plan d'adressage de Brocéliande Logistique

8.3 Quel masque pour ce réseau ?

9. Configurer, vérifier et dépanner

9.1 Régler et lire une adresse

9.2 Pannes fréquentes

9.3 Entraîne-toi : les tickets du support

Tu es de permanence au support de Brocéliande Logistique. Six tickets arrivent les uns après les autres : lis le message, observe le relevé, puis choisis la cause. Pense à calculer l'adresse du réseau de chaque côté.

Adresse IPv4. . . . . . . . . : 172.16.20.31
Masque de sous-réseau . . . . : 255.255.255.0
Passerelle par défaut . . . . : 172.16.21.254

Adresse IPv4. . . . . . . . . : 172.16.10.105
Masque de sous-réseau . . . . : 255.255.255.128
Passerelle par défaut . . . . : 172.16.10.254

Adresse fixe . . . : 172.16.30.120 / 24
Passerelle . . . . : 172.16.30.254
Plage DHCP du VLAN 30 : 172.16.30.100 à 172.16.30.199

R3(config-subif)# ip address 192.168.50.224 255.255.255.240
Bad mask /28 for address 192.168.50.224

R1# show ip interface brief | include 0/2
GigabitEthernet0/2   10.0.0.1     up      up
R2# show ip interface brief | include 0/1
GigabitEthernet0/1   10.0.0.5     up      up
(les deux interfaces sont en /30)

VLAN 70 INVITES : 172.32.70.0/24, passerelle 172.32.70.254

10. À l'examen et en entreprise

11. L'essentiel

1. Une adresse IPv4 fait 32 bits, écrits en 4 octets de 0 à 255.
2. Le masque sépare la partie réseau (bits à 1) de la partie hôte (bits à 0) ; /24 = 255.255.255.0.
3. Adresse ET masque = adresse du réseau ; le poste compare son réseau à celui du destinataire avant chaque envoi.
4. Partie hôte à 0 : adresse du réseau ; à 1 : adresse de diffusion ; les deux sont inutilisables.
5. Nombre d'hôtes : 2^h − 2 ; pas entre deux réseaux : 256 − octet du masque.
6. Blocs privés : 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 (jusqu'à 172.31), 192.168.0.0/16. 169.254.x.x signale un échec DHCP.
7. Découper : chaque bit emprunté double les sous-réseaux et divise leur taille par deux.
8. VLSM : un masque par besoin, attribués du plus grand au plus petit ; /30 pour une liaison entre routeurs.
9. Agréger : garder les bits communs ; 172.16.60.0 à 172.16.63.0 → 172.16.60.0/22.
10. Un bon plan : un réseau par VLAN, conventions fixes (.254 passerelle, zones fixe et DHCP séparées), marge de croissance, document à jour.

Les commandes clés

Tout cela tient sur une page : utilise le bouton Mémo à imprimer en haut de la fiche.

12. Quiz noté

13. Exercices : à toi de répondre

Écris ta réponse sous chaque énoncé et envoie-la à ton professeur. Quand il l'a validée, le corrigé s'affiche à la place du cadenas ; s'il te la renvoie « à revoir », lis son commentaire et corrige. Montre ton calcul (octet en binaire, pas), pas seulement le résultat.

14. Fil rouge : le plan d'adressage de Brocéliande Logistique