Activité 10  : Notion d'adressage

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Le protocole IP (Internet Protocol) assure l'acheminement des paquets d'un bout à un autre du réseau selon un principe de transfert en mode message (également couramment appelé mode datagramme). Dans ce mode d'acheminement, chaque unité de données (paquet également appelé datagramme dans le contexte IP) est autonome et transite à travers le réseau indépendamment des autres paquets, à l'instar d'une lettre dans le réseau de courrier postal (cf analogie du réseau postal de la séquence "Bienvenue").

L'adresse IP

L'adressage est un élément fondamental de l'acheminement des paquets. C'est la fonction qui va servir à identifier les noeuds dans l'Internet. Reprenons l'analogie sur service postale pour présenter la fonction d'adressage utilisé dans l'Internet.

• Une adresse IP est un identifiant unique attribué à chaque nœud du réseau (boite aux lettres) qui désigne sans ambiguïté le destinataire afin que le message (le courrier) soit remis à la bonne interface de communication (boîte aux lettres du destinataire).
• L'adresse IP a une taille fixe et une notation standard, acceptée et reconnue par l'ensemble des protagonistes de la communication : émetteur, relais intermédiaires d'acheminement, destinataire (le cadre destinataire d'une enveloppe doit respecter un ensemble de normes établies : nom, N°, rue, code postal, ville,...).
• L'adresse IP est structurée de manière que chaque relais, tels que les routeurs du réseau (bureaux de poste ou centres de tri) sur le parcours d'acheminement, dispose des éléments nécessaires et suffisants à la sélection du prochain relais vers le destinataire. Le détail des mécanismes d'acheminement des paquets sera présenté dans la prochaine séquence.

Hiérarchisation de l'adressage

L'infrastructure globale des grands réseaux en général, et de l'Internet en particulier, est organisée hiérarchiquement en plusieurs niveaux. En périphérie se trouvent les réseaux "terminaux", connectant les équipements personnels d'un réseau domestique ou l'ensemble des équipements d'une structure ou d'une entreprise. Ces réseaux périphériques sont connectés à un premier niveau d'opérateurs de services réseaux (également appelés FAI Fournisseurs d'Accès Internet) qui prendra en charge l'acheminement des paquets de et vers l'Internet en les relayant vers le (ou les) niveau(x) supérieur(s). Le niveau supérieur le plus élevé, de cette architecture, constitue le coeur de l'Internet (couramment dénommé sous le terme anglais "backbone" qui signifie épine dorsale). Il assure l'acheminement entre les grandes régions de l'Internet. Les relais de ces opérateurs de différents niveaux (routeurs IP) assurent la sélection du prochains relais d'acheminement vers la destination.

Cette hiérarchisation organisationnelle de l'infrastructure se traduit dans la structuration des adresses. Ainsi dans le cœur du réseau, les relais des opérateurs en charge de l'infrastructure du "backbone" de l'Internet prennent leur décision d'aiguillage sur la partie de l'adresse identifiant les grandes régions du réseau (à l'instar de l'aérospostale qui ne s'intéresse qu'au code international de l'adresse pour acheminer les lettres entre les différents continents). Les opérateurs intermédiaires ont, quant à eux, besoin d'agréger des informations plus précises de localisation (le code pays est complété par le code postal de ville ou de métropole urbaine de destination) pour assurer leur part d'acheminement. Le distributeur local agrégera la totalité des informations d'adresse pour déposer le paquet à la bonne interface de destination (le facteur de quartier quant à lui se conformera à la totalité des indications de l'adresse pour distribuer le courrier dans la boite du destinataire).

Ces informations de localisation du réseau de destination du paquet, prises en compte par les relais des différents niveaux d'acheminement, constituent le préfixe de l'adresse. Le préfixe d'une adresse de destination identifie le réseaux vers lequel on doit acheminer le paquet. Le préfixe est donc un identificateur de réseau. La longueur du préfixe utile s'allonge au fur et à mesure que les informations de localisation s'agrègent dans les différents niveaux de l'infrastructure pour préciser la destination. Ainsi, selon sa position dans la hiérarchie, un relais appuie sa décision de sélection du prochain relais sur un préfixe court dans le cœur du réseau et un préfixe de plus en plus long au fur et à mesure que le paquet approche du réseau périphérique de destination.

Portée d'une adresse IP

Selon le type de l'adresse, la portée de distribution peut être globale ou limitée : * Une adresse de type global permet d'envoyer un paquet à n'importe quel destinataire du réseau mondial Internet sans restriction (l'adresse globale peut être utilisée pour envoyer un courrier à une administration, tout aussi bien qu'à son voisin de pallier ou à un ami expatrié aux antipodes).

• Une adresse de type local ne permettra, quant à elle, d'acheminer les paquets que sur son espace de validité (l'adresse locale de distribution de l'invitation personnelle à la soirée karaoké d'un centre de vacances ou l'adresse locale de distribution de la navette de courrier interne d'un campus universitaire n'est valide que dans son périmètre local, à savoir respectivement, le centre de vacances et le campus universitaire). En dehors de leur périmètre respectif ces adresses de type local ne sont pas reconnues et ne permettent pas l'acheminement des paquets. Ainsi, l'usage d'adresses de portée locale permet de confiner la distribution des paquets dans un espace exclusivement privatif.

Introduction de la séquence 1

L'adresse IP est l'élément le plus directement et concrètement visible de la nouvelle version du protocole IP pour l'administrateur système et réseaux, chargé de la configuration et de l'administration de l'infrastructure de communication. Avant d'aborder la présentation du protocole et de son fonctionnement, il est important de comprendre les fonctions de l'adresse et de se familiariser avec le formalisme adopté pour sa représentation. C'est l'objectif que nous vous proposons, au travers des différentes activités de cette séquence.

• A11 : la première activité aborde le format d'une adresse IPv6, les fonctions d'une adresse, ainsi que le cycle des différents états d'une adresse lorsqu'elle est allouée à une interface de communication.
• A12 : l'activité suivante vous permettra de vous familiariser avec le format de notation des adresses IPv6.
• A13 : nous enchaînerons avec les différentes déclinaisons des adresses unicast et leurs usages associés.
• A14 : cette activité abordera ensuite l'utilisation de ces adresses sur une interface de communication "réseau".
• A15 : Une activité sera consacrée aux adresses de multi-diffusion dénommées adresses de multicast.
• A16 : vous pourrez découvrir IPv6 au travers d'une première activité de travaux pratiques. Vous profiterez d’une machine virtuelle intégrant un simulateur réseau très réaliste qui vous permettra de tester, observer et des communications en IPv6..