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Annexe – Masques et adressage IPv4

Application directe du ET bit à bit (S03, S10) et de la numération binaire (S01).

1. Adresse et masque

Une adresse IPv4 est un nombre de 32 bits, écrit en 4 octets séparés par des points. Le masque est une suite de bits à 1 suivie de bits à 0 : les bits à 1 désignent la partie réseau, les bits à 0 la partie machine. Le préfixe /n donne le nombre de bits à 1.

Préfixe Masque en binaire Masque décimal Machines utilisables
/8 11111111.00000000.00000000.00000000 255.0.0.0 16777214
/16 11111111.11111111.00000000.00000000 255.255.0.0 65534
/20 11111111.11111111.11110000.00000000 255.255.240.0 4094
/24 11111111.11111111.11111111.00000000 255.255.255.0 254
/26 11111111.11111111.11111111.11000000 255.255.255.192 62
/27 11111111.11111111.11111111.11100000 255.255.255.224 30
/28 11111111.11111111.11111111.11110000 255.255.255.240 14
/30 11111111.11111111.11111111.11111100 255.255.255.252 2

Le nombre d'adresses d'un réseau est \(2^{32-n}\). Deux sont réservées : l'adresse du réseau (bits de machine tous à 0) et l'adresse de diffusion (tous à 1). Il reste \(2^{32-n} - 2\) adresses pour les machines.

2. Calculer les adresses d'un réseau

  • Adresse réseau = adresse ET masque.
  • Adresse de diffusion = adresse réseau OU (complément du masque), c'est-à-dire les bits de machine mis à 1.
  • Première machine = réseau + 1 ; dernière machine = diffusion − 1.

Exemple. 192.168.10.77/26. Seul le dernier octet est concerné (les trois premiers sont couverts par le masque) : \(77 = 01001101_2\), masque \(192 = 11000000_2\).

Opération Résultat en binaire
ET (réseau) 11000000.10101000.00001010.01000000
OU avec 00111111 (diffusion) 11000000.10101000.00001010.01111111
Information Valeur
Masque 255.255.255.192
Réseau 192.168.10.64
Première machine 192.168.10.65
Dernière machine 192.168.10.126
Diffusion 192.168.10.127
Machines 62

Deux machines sont dans le même réseau si leur adresse ET le masque donne le même résultat. Sinon, elles communiquent par une passerelle (routeur).

3. Plages privées

Ces plages ne sont pas routées sur Internet (RFC 1918) :

Plage Écriture CIDR Adresses
10.0.0.0 à 10.255.255.255 10.0.0.0/8 16777216
172.16.0.0 à 172.31.255.255 172.16.0.0/12 1048576
192.168.0.0 à 192.168.255.255 192.168.0.0/16 65536

4. Découper en sous-réseaux de même taille

On emprunte des bits de la partie machine pour en faire des bits de réseau. Pour \(k\) sous-réseaux égaux, on ajoute \(\lceil \log_2 k \rceil\) bits au préfixe.

Exemple. 192.168.1.0/24 en 4 sous-réseaux : on ajoute 2 bits, soit /26, avec 62 machines chacun.

Sous-réseau Première machine Dernière machine Diffusion
192.168.1.0/26 192.168.1.1 192.168.1.62 192.168.1.63
192.168.1.64/26 192.168.1.65 192.168.1.126 192.168.1.127
192.168.1.128/26 192.168.1.129 192.168.1.190 192.168.1.191
192.168.1.192/26 192.168.1.193 192.168.1.254 192.168.1.255

5. Découper selon les besoins (VLSM)

Quand les besoins diffèrent, on utilise des masques de longueurs variables (VLSM, Variable Length Subnet Mask). Méthode :

  1. classer les besoins du plus grand au plus petit ;
  2. pour chaque besoin \(h\), prendre le plus petit entier \(b\) tel que \(2^b - 2 \ge h\) ; le préfixe est alors \(32 - b\) ;
  3. attribuer les sous-réseaux à la suite, en commençant par le plus grand, sans chevauchement.

Exemple. Réseau 192.168.1.0/24 ; besoins : 100, 50, 20 et 2 machines (la dernière pour une liaison entre deux routeurs).

Besoin (hôtes) Préfixe Adresse réseau Première hôte Dernière hôte Diffusion
100 /25 192.168.1.0 192.168.1.1 192.168.1.126 192.168.1.127
50 /26 192.168.1.128 192.168.1.129 192.168.1.190 192.168.1.191
20 /27 192.168.1.192 192.168.1.193 192.168.1.222 192.168.1.223
2 /30 192.168.1.224 192.168.1.225 192.168.1.226 192.168.1.227

Chaque ligne commence juste après la précédente ; le dernier bloc se termine à 192.168.1.227, bien avant la fin du /24 (192.168.1.255). Il reste 28 adresses libres.

Note

En pratique, on prévoit une marge de croissance et on documente l'attribution dans un tableau (plan d'adressage). Les sous-réseaux doivent commencer à une adresse multiple de leur taille : l'algorithme du plus grand au plus petit garantit cette propriété.

À retenir

  • Réseau = adresse ET masque ; diffusion = réseau OU complément du masque.
  • Machines utilisables = \(2^{32-n} - 2\).
  • Découpage égal : on ajoute des bits au préfixe ; VLSM : du plus grand au plus petit.