I. Architecture des réseaux informatiques

Cours

A. Les composants d'un réseau

On veut faire communiquer entre eux des ordinateurs. Le moyen de le faire va dépendre du nombre de machines à connecter.

A.1. Réseau local

• Avec deux ordinateurs : ils peuvent être simplement connectés avec un câble Ethernet, ayant des prises RJ45 (rajouter la légende ci-dessous):
  

Les machines doivent être équipées de carte (interface) réseau : un ensemble de composants électroniques reliés ensemble pour permettre la connexion de l'ordinateur à un réseau.

• Avec quelques ordinateurs : on utilise un commutateur ou switch en anglais, auquel tous les ordinateurs sont connectés.

Les machines sont alors connectées au sein d'un réseau local ou LAN (pour Local Area Network). Les machines peuvent s'envoyer des informations sans utiliser d'accès à Internet.

A.2. Plusieurs réseaux locaux

Pour connecter plusieurs réseaux entre eux, il faut utiliser un autre type de machines : des routeurs. Elles permettent de faire le lien entre différents réseaux locaux.

B. Identification des composants d'un réseau

B.1. Les adresses IP

Définition

Chaque machine connectée à un réseau est identifiée par une adresse IP (pour Internet Protocol). C'est une suite de symboles (chiffres ou lettres) qui identiife de manière unique une machine sur un réseau.

Le format IPv4 est pris comme standard dans tout le cours, mais on utilise aujourd'hui 2 formats :

Nom	IPv4	IPv6
Forme	4 valeurs codées sur 1 octet (les valeurs vont de 0 à 255), écrites en décimal, séparées par des .	8 champs de 2 octets écrits en hexadécimal, séparées par des :
Exemple	178.160.1.0	2a03:2890:f145:82:face:b00c:0:25de

Une partie de l’adresse IP identifie le réseau auquel appartient la machine, et une partie identifie la machine (l'"hôte") elle-même sur le réseau. Deux machines d’un même réseau devront avoir une adresse IP avec la même partie réseau pour pouvoir communiquer.

La partie réseau de l'adresse IP est identifiée grâce à un masque de sous-réseau, de la forme a.b.c.d, indiquant quels bits de l'adresse IP sont dans la partie réseau (ils sont à un dans le masque) et lesquels ne le sont pas (ils sont à zéro). On peut aussi noter, après l'adresse IP, le nombre de bits à 1 dans le masque, après un /.

Exemple

Une machine M1 a l'adresse IP 192.168.1.1 et son masque de sous-réseau est 255.255.255.0 (ou bien 192.168.1.1/24). On veut savoir quelle est l'adresse de son sous-réseau. On l'obtient en convertissant les adresses en binaire et en calculant le ET logique entre les deux.

Adresse IP
Masque
Adresse IP ET Masque

B.2. Les adresses MAC

Les adresses IP identifient les machines sur un réseau : cela signifie que si on les connecte sur un autre réseau (local), cette adresse peut varier.

Définition

Pour identifier une machine physique à coup sûr, on utilise en plus une adresse MAC, unique à chaque interface réseau et fournie par son fabriquant.

Elle est constituée de 6 octets (48 bits), représentés en général en hexadécimal, séparés par des :.

Exemple

5C:FA:CE:D2:CF:36 est une adresse MAC valide.

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TD

Exercice 1 : adresses valides

Pour chacune des adresses suivantes, identiquer si elle correspond à une adresse IP, une adresse MAC, ou bien si c'est une adresse non-valide. Dans ce cas, identifier quel est le problème.

Adresse	Adresse IPv4 valide	Adresse MAC	Adresse non-valide
a. 20.1.13.10
b. 7D:A9:C5:67:E6:F3
c. 128.252.2.257
d. 200.200.200.200.200
e. 6A:A9:G4:10:EF:67
f. 4.5.6.7

Exercice 2 : adressage IP

On considère le réseau suivant :

1. L'adresse IP 172.128.1.1 est attribuée à M1, et son masque de sous-réseau est 255.255.255.0.

   1.a. En faisant un ET logique entre l'adresse IP et le masque, obtenir l'adresse du sous-réseau.

   1.b. On donne à M2 l'adresse IP 172.128.2.2. Les machines pourront-elles communiquer ? Justifier.

   1.b. On donne à M3 l'adresse IP 172.128.1.10. Les machines pourront-elles communiquer ? Justifier.

2. On attribue à M4 l'adresse IP 16.0.0.1/16.
   2.a. Quel est le masque du sous-réseau ?
   2.b. Quelle est l'adresse du sous-réseau ?
   2.c. Quelle adresse IP peut-on attribuer à M5 ?

3. L'adresse IP du dernier sous-réseau (avec M7, M8, R3 et RB) est 172.128.3.0/24. Cette adresse n'est pas attribuable à une machine (c'est celle du réseau), ce qui est aussi le cas de l'adresse dans laquelle tous les bits de la machine (hôte) sont à 1 (c'est l'adresse de diffusion, permettant d'atteindre toutes les machines d'un sous-réseau).

   3.a. Quelle est cette adresse de diffusion ?
   3.b. En déduire le nombre de machines qu'il est possible de connecter à ce réseau.