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IP Routage 1
Protocole IPv4 - routage
Adresses IPv4, Classes de Réseaux, Adresses IPv4 particulières, CIDR, Table
de routage
IUT d'Orsayréseaux
IP Routage 2
Adresses IPv4
format
IP Routage 3
Taille : 4 octetsNotation décimale pointée: xxx.xxx.xxx.xxx où chaque
xxx représente un entier de 0 à 255
Adresses IP servent aux ordinateurs du réseau pour se reconnaître
Il ne doit pas exister deux machines, dans Internet ayant la même adresse IP
Format des adresses IP
10001011 00101001 10010011 00110101
139.41.147.53
IP Routage 4
Composition des adresses IP
200.0.1
12
3 4
5
2 parties (identifiant relatif) :
N° réseau + N° machine dans le réseau
Il ne doit pas exister deux machines dans un réseau ayant le même numéro
IP Routage 5
12
34
5
2 parties (identifiant relatif) :
adresse réseau + adresse machine dans le réseau
Composition des adresses IP
200.0.2
Le même numéro de machine peut être utilisé dans deux réseaux distincts
IP Routage 6
Adresse IP/ machine
12
3 4
5 12
34
5
Routeurs : machines ayant plusieurs interfaces réseaux
A une interface réseau est associée une adresse IP
200.0.1
200.0.2
Routeur a deux adresses IP 200.0.1.5 et 200.0.2.1
IP Routage 7
Classes de réseaux dans IPv4
IP Routage 8
no réseau
Classe des réseaux
0Classe A
1 0Classe B
1 1 0Classe C
1 octet 3 octets
2 octets 2 octets
1 octet3 octets
no réseau
no réseau
no machine
no machine
Les adresses 0.0.0.0 et 255.255.255.255 sont réservées
no machine
IP Routage 9
classe A: 0.0.0.0 à 127.255.255.255
classe B: 128.0.0.0 à 191.255.255.255
classe C: 192.0.0.0 à 223.255.255.255
classe D: 224.0.0.0 à 239.255.255.255
(multicast : diffusion de groupe, diffusion multi-point)
Classe E: 240.0.0.0 à 255.255.255.255
(réservé)
Notation - décimale pointée
IP Routage 10
Interconnexion de réseauxRéseau : 200.0.1.0/24
200.0.1.1 200.0.1.2
200.0.1.3 200.0.1.4
200.0.1.5
Réseau : 200.0.2.0/24
200.0.2.2200.0.2.3
200.0.2.4
200.0.2.5
200.0.2.1
IP Routage 11
Taille d’un réseauRéseau : 200.0.1.0/24
200.0.1.1 200.0.1.2
200.0.1.3 200.0.1.4
200.0.1.5
Adresse de diffusion dans le réseau 200.0.1.0/24: 200.0.1.255
11001000 00000000 10000001 11111111
Réseau de Classe C peut avoir au plus 28 – 2 machines numérotées de 1 à 254
IP Routage 12
Plage d'adressesA un sous-réseaux correspond à une plage d'adresses
exemple :129.175.13.0/24
24 8
10000001.10101111.00001101.0000000110000001.10101111.00001101.00000010...10000001.10101111.00001101.1111110110000001.10101111.00001101.11111110
28-2=254 adresses IP dans cette plage
IP Routage 13
Adresses IPv4 particulières
IP Routage 14
Adresses IP particulièresAdresse “boucle local” (loopback) – communication intra-machine
127.0.0.1, 127.0.0.0/8 =127/8
Adresses des réseaux
ex : 139.41.0.0/16
(tous les bits du no machine à 0)
Adresses de diffusion - broadcast -
ex : 139.41.255.255
(tous les bits du no machine à 1)
IP Routage 15
adresses IP particulières – suiteRéseaux privés (à ne pas utiliser dans Internet)
• 10.0.0.0 – 1 réseau de classe A :• adresse machines de 10.0.0.1 à 10.255.255.254
[224 – 2 (16 Millions) machines]• adr diffusion 10.255.255.255
• 172.16.0.0 à 172.31.0.0 – 16 réseaux de classe B
• 192.168.0.0 à 192.168.255.0 256 réseaux de classe C
IP Routage 16
Classless Inter-Domain Routing IPv4
CIDR, sous-réseaux[RFC 1517, 1518, 1519, 1520]
1993
IP Routage 17
Motivation• Toutes les adresses IP «réseaux de classe A
et B» ont déjà été attribué• Actuellement, il y a des grands réseaux (plus
de 254 machines) qui doivent se connecter à Internet
• Beaucoup de réseaux de classe A n’utilisent qu’une petite fraction de leur plage d’adresses
Il faut plus d’adresses réseau de taille variée
IP Routage 18
Découpage sous-réseaux/machine
Adresse sans classe
n bits 32-n bits
no réseau no machine
Un sous-réseau peut être obtenu soit en groupant plusieurs adresses de classe C soit en divisant une adresse de classe A ou B
Pour des réseau de taille moyenne :13 ≤ n ≤ 27
IP Routage 19
Masque d’un (sous)-réseauDéfinition
• Nombre de bits utilisés pour l’adresse réseau : valeur de n
n bits 32-n bits
no réseau no machine
IP Routage 20
Masque - notation• Forme réduite : nombre de bits utilisés pour
l’adresse réseauex: 129.175.14.0/24 – l’adresse réseau sur
les 24 premiers bits de poids fort• Forme étendue : écrire en notation décimale
pointée le masque (1 pour les bits de l’adresse réseau et 0 pour l’adresse machine)ex: 255.255.255.0
11111111 11111111 11111111 00000000
IP Routage 21
Adresse sous-réseaux - NotationsTraditionnel
129.175.13.0masque 255.255.255.0
Moderne129.175.13.0/24
129.175.13.201no réseau no machine
Adresse d’un sous-réseau : Adresse IP + Masque
IP Routage 22
Exemples : adresses sous-réseaux
• Sous-réseau : 172.20.0.0, masque 255.255.128.0Autre notation plus concis : 172.20.0.0/17[réseau peut contenir jusqu’à 215- 2 machines ≈
500.000]• Sous-réseau : 10.0.0.0, masque 255.248.0.0
ou 10.0.0.0/13 [réseau peut contenir jusqu’à 219- 2 machines]
11111111 11111000 00000000 00000000
IP Routage 23
Adresse machine/adresse sous-réseaux• Adresse 172.20.128.85 masque du sous-réseau :
255.255.128.0 : on peut obtenir l’adresse du sous-réseau
10101100 00010100 10000000 00000000
10101100 00010100 10000000 01010101
11111111 11111111 10000000 00000000
ET logique
IP Routage 24
Plage d'adressesA un sous-réseaux correspond à une plage d'adresses
exemple :129.175.12.0/23
24 910000001.10101111.00001100.0000000110000001.10101111.00001100.00000010...10000001.10101111.00001101.1111110110000001.10101111.00001101.11111110
29-2=510 adresses IP dans cette plage
IP Routage 25
200.0.5.4
200.0.1.2
200.0.1.0/24
200.0.5.0/24
200.0.1.2
200.0.1.3
200.0.1.5
200.0.5.2200.0.5.3
200.0.1.4
200.0.1.1
Exemple
200.0.5.1
200.0.2.0/24
200.0.3.0/24
200.0.4.0/24
200.0.2.2
200.0.2.3
200.0.2.5200.0.4.1
200.0.4.4200.0.4.2
200.0.4.3
200.0.2.4
200.0.3.2200.0.3.3
200.0.3.1200.0.2.1
Masque utilisé par tous les réseaux: 255.255.255.0
IP Routage 26
Interface réseaux
IP Routage 27
Interface RéseauUne interface est entité matériel (carte) qui relie la machine à un réseau
port série
carte Ethernet
carte Token Ring
Sur chaque machine, une adresse IP par interface
IP Routage 28
Nom des interfacesNom des interfaces : ppp0, ppp1, eth0, eth1, eth2, lo, …
lo(boucle local)
eth0
eth1ppp0
IP Routage 29
Nom standard des interfaces
lo - Interface de boucle locale– Utilisée pour tester le fonctionnement des
couches TCP/IP et applications– Obligatoire sur toutes les machines
ethn - Carte Ethernet numéro n sln - Interface SLIP numéro n pppn - Interface PPP numéro nfddin - Interface FDDI numéro n
IP Routage 30
Routeurs
IP Routage 31
Routeurs
12
3 4
5 12
34
5
Routeurs : machines ayant plusieurs interface réseaux
A une interface réseau est associée une adresse IP
200.0.2.0/24
200.0.1.0/24
Passerelle - Gateway
IP Routage 32
200.0.3.0/24
200.0.4.0/24
200.0.5.0/24
12
3 4
5 12
34
2 3
1
1 2 3
4
5
1 2
3
4
3 routeurs dont 1 ayant 3 interfaces réseauRouteurs - suite
200.0.1.0/24
200.0.2.0/24
IP Routage 33
Transmission d’un Paquet IP sur Ethernet
paquet
trame
entête IP (~20 octets)
entête Ethernet
Données IP
Données IP
Paquet IP est envoyé dans une trame
IP Routage 34
Hub
physique
Duplique les signaux sur tous les liens physiques, donnant l’illusion d’un unique support
physiqueliaisonréseau
transportapplication
physiqueliaisonréseau
transportapplication
Hub = Concentrateur
IP Routage 35
Switch
physiqueliaison
Apprend quelle machine (adresse physique) se trouve derrière quel lien, puis ne retransmet les trames seulement sur le bon lien
physiqueliaisonréseau
transportapplication
physiqueliaisonréseau
transportapplication
Switch = Commutateur
IP Routage 36
Gateway
physiqueliaisonréseau
Transmet chaque paquet IP sur la bonne interface en utilisant une table de routage
physiqueliaisonréseau
transportapplication
physiqueliaisonréseau
transportapplication
Gateway = Routeur
IP Routage 37
Rôle du routeurA la réception d’un paquet IP,en fonction du destinataire du paquet IP, le routeur garde le paquet IP ou il l’envoi sur l’une de ses interfaces réseau
Le routeur détermine le choix de l’interface à l’aide de sa table de routage et du destinataire finale
IP Routage 38
Routage et table de routage
IP Routage 39
Routage direct
Si le destinataire est directement accessible par une des interfacesAlors on émet le paquet sur cette interface
IP Routage 40
Routage indirect (via passerelle)
SI le destinataire se trouve derrière un routeurAlors il faut envoyer le paquet vers cette
passerelle (gateway) – la passerelle est un routeur -
IP Routage 41
Contenue Table de routage#format: destination, interface, flag (D=Direct, G=gateway) # si destinataire est dans le réseau 127/8 alors envoyer le #paquet sur interface “lo” (routage direct)127/8 lo D# si destinataire est dans le réseau 200.0.1.0/24 alors #envoyer le paquet sur interface “eth0” (routage direct)200.0.1.0/24 eth0 D# autres cas, le paquet est envoyé sur interface “eth0” #(routage indirect) - la passerelle 200.0.1.5 prendra en #charge le paquetdefault eth0 G 200.0.1.5
IP Routage 42
Format127/8 lo D200.0.1.0/24 eth0 Ddefault eth0 G 200.0.1.5
Ligne « boucle locale » est obligatoire
Destination : adresse IP ou adresse réseau
« G » est suivi de l’adresse IP de la passerelle
au choix de l’adresse
IP Routage 43
Table de routage127/8 lo D200.0.1.0/24 eth0 Ddefault eth0 G 200.0.1.5
Liaison PPP avec un FAI
200.0.1.5
IP Routage 44
Table de routage127/8 lo D200.0.3.0/24 eth0 Ddefault eth0 G 200.0.3.1
Liaison PPP avec un FAI
200.0.3.1
IP Routage 45
Table de routage d’un routeur
eth0 eth1
Etape 1 : « trouver« le nom des interfaces du routeur
Liaison PPP avec un FAI
IP Routage 46
Table d’un routeur127/8 lo D200.0.1.0/24 eth0 D200.0.2.0/24 eth1 D200.0.3.0/24 eth1 G 200.0.2.3default eth1 G 200.0.2.5
eth0 eth1
Liaison PPP avec un FAI
200.0.2.5
200.0.2.3
IP Routage 47
Table d’un routeur127/8 lo D200.0.3.0/24 eth0 D200.0.2.0/24 eth1 D200.0.1.0/24 eth1 G 200.0.2.1default eth1 G 200.0.2.5
eth0eth1
Liaison PPP avec un FAI
200.0.2.5
200.0.2.1
IP Routage 48
Maintenance des tables de routage
● Chaque machine a une et une seule table de routage
● Tables de routage sont gérées manuellement ou automatiquement
Les tables de routage des routeurs peuvent être très longues
IP Routage 49
Réduction des tables de routage
IP Routage 50
Résumé● Adresse IPv4 est codée sur 4 octets (no du
réseau et le no de la machine au sein de ce réseau)
● Le masque de sous-réseau précise la taille du numéro de sous-réseau (en nombre de bits)
● Table de routage associe à chaque destination ● une interface pour émission et ● si routage indirect, le prochain routeur sur le
chemin
IP Routage 51
Internet – Couches Basses
Notion d’encapsulation, ARP, RARP
IUT d'Orsayréseaux
IP Routage 52
MAC et IP–
Medium Acces Protocolencapsulation
IP Routage 53
Adresse Physique
74-29-9C-E8-FF-55
53-8D-F2-0D-17-AB
0A-C3-52-FF-40-38
IP Routage 54
Adresse logique : adresse IP
200.0.1.1 200.0.1.4
200.0.1.3
Niveau IP : 200.0.1.1 veut envoyer un paquet à 200.0.1.3
IP Routage 55
Réalisation
200.0.1.1 200.0.1.4
200.0.1.3
74-29-9C-E8-FF-55 va envoyer une trame contenant le paquet à 53-8D-F2-0D-17-AB
IP Routage 56
Transmission d’un Paquet IP sur Ethernet
paquet
trame
entête IP (~20 octets)
entête Ethernet
Données IP
Données IP
Paquet IP est envoyé dans une trame
IP Routage 57
Quand 200.0.1.5 reçoit une trame sur eth0 (contenant un paquet IP à destination 19.7.5.2) :
Exemple
200.0.1.0/24
Liaison avec un FAI
200.0.2.5
eth0 eth1200.0.1.5
Il transmet le paquet IP à 200.0.2.5.
Explication: 200.0.1.5 envoie une trame sur eth1 à destination de xxx (adr. Physique de 200.0.2.5) contenant le paquet IP
IP Routage 58
Rôle du routeurA la réception d’une tramed’une trame (contenant un paquet IP),(contenant un paquet IP),en fonction du destinataire du paquet IP, le routeur garde le paquet IP ou il envoie une trameune trame (contenant le (contenant le paquet IP) paquet IP) sur l’une de ses interfaces réseauDans dernier cas, il Dans dernier cas, il construit la trameconstruit la trame
IP Routage 59
Ethernet - IP
ARP – Adress Resolution ProtocolAdresse logique Adresse MAC
[RFC 826]
IP Routage 60
ARP – trouver un adr. physique
A TOUT le monde, 200.0.1.3 STP, donne-moi (200.0.1.1, 74-29-9C-E8-FF-55) ton adr. physique
200.0.1.1 200.0.1.4200.0.1.3
53-8D-F2-0D-17-AB
#cache ARP de 200.0.1.1200.0.1.2 0C-18-8A-F3-B7-20 07/09/2004-10h31200.0.1.4 0A-C3-52-FF-40-38 07/09/2004-10h31
IP Routage 61
ARP – trouver une adr. physique
200.0.1.1 200.0.1.4200.0.1.3
53-8D-F2-0D-17-AB
Pour (200.0.1.3, 74-29-9C-E8-FF-55), mon adresse physique est 53-8D-F2-0D-17-AB
IP Routage 62
Cache ARP
200.0.1.1 200.0.1.4200.0.1.3
53-8D-F2-0D-17-AB
#cache ARP de 200.0.1.1200.0.1.2 0C-18-8A-F3-B7-20 07/09/2004-10h31200.0.1.4 0A-C3-52-FF-40-38 07/09/2004-10h31200.0.1.3 53-8D-F2-0D-17-AB 07/09/2004-10h33
IP Routage 63
Cache ARP - suite• Un cache ARP par machine• Un cache a une durée de vie limitée
– Les lignes/enregistrements du cache non utilisés sont détruites
– Une correspondance adresse physique, adresse logique est régulièrement vérifiée
IP Routage 64
ARP – vérification d’adresse
200.0.1.1 200.0.1.4200.0.1.3
53-8D-F2-0D-17-AB
#cache ARP de 200.0.1.1200.0.1.2 0C-18-8A-F3-B7-20 07/09/2004-10h36200.0.1.4 0A-C3-52-FF-40-38 07/09/2004-10h36200.0.1.3 53-8D-F2-0D-17-AB 07/09/2004-10h32
Pour (200.0.1.3, 53-8D-F2-0D-17-AB), STP re-donne-moi (200.0.1.1, 74-29-9C-E8-FF-55) ton adr. physique
IP Routage 65
200.0.1.1 200.0.1.4200.0.1.3
53-8D-F2-0D-17-AB
#cache ARP de 200.0.1.1200.0.1.2 0C-18-8A-F3-B7-20200.0.1.4 0A-C3-52-FF-40-38200.0.1.3 53-8D-F2-0D-17-AB
Pour (200.0.1.1, 74-29-9C-E8-FF-55), mon adresse physique est 53-8D-F2-0D-17-AB
ARP – vérification d’adresse#cache ARP de 200.0.1.1200.0.1.2 0C-18-8A-F3-B7-20 07/09/2004-10h36200.0.1.4 0A-C3-52-FF-40-38 07/09/2004-10h36200.0.1.3 53-8D-F2-0D-17-AB 07/09/2004-10h38
IP Routage 66
Adresse physique/Adresse logique
Chaque machine gère automatiquement son cache de manière indépendante
• chaque machine doit connaître pour chacune de ses interfaces réseaux– L’adresse physique et l’adresse IP
Cette correspondance est donnée «manuellement» par le gestionnaire de réseau
IP Routage 67
Internet
RARP - Reverse Adress Resolution Protocol
Adresse logique Adresse MAC[RFC 903]
IP Routage 68
RARP (Reverse ARP)
A 53-8D-F2-0D-17-AB, Ton numéro d’IP est 200.0.1.3
200.0.1.1 200.0.1.4?
74-29-9C-E8-FF-55
53-8D-F2-0D-17-AB
0A-C3-52-FF-40-38
Serveur RARP
Client (terminal X sans disque)
IP Routage 69
RARP (Reverse ARP)
200.0.1.1 200.0.1.4200.0.1.3
74-29-9C-E8-FF-55
53-8D-F2-0D-17-AB0A-C3-52-FF-40-38
Serveur RARP
Client (terminal X sans disque)
IP Routage 70
DNS BOOTP
IP
Protocoles liés à TCP/IP
TCP
Ethernet
FTP HTTP …SMTP
ARP RARP
UDP