Qu'est-ce qu'une adresse IP ?

Chaque machine présente sur un réseau possède un identifiant unique. Tout comme vous inscririez une adresse sur une lettre pour l'envoyer par la poste, les ordinateurs utilisent cet identifiant unique pour envoyer des données à des ordinateurs précis sur un réseau. La plupart des réseaux actuels, y compris tous les ordinateurs connectés à Internet, utilisent le protocole TCP/IP comme norme de communication sur le réseau. Dans le protocole TCP/IP, l'identifiant unique d'un ordinateur s'appelle son adresse IP.

Il existe deux normes pour les adresses IP : IP version 4 (IPv4) et IP version 6 (IPv6). Tous les ordinateurs disposant d'une adresse IP ont une adresse IPv4, et un nombre croissant d'entre eux commence également à utiliser le nouveau système d'adressage IPv6. Voici ce que signifient ces deux types d'adresses :

• L'IPv4 utilise 32 bits binaires pour créer une adresse unique sur le réseau. Une adresse IPv4 s'exprime sous la forme de quatre nombres séparés par des points. Chaque nombre est la représentation décimale (base 10) d'un nombre binaire (base 2) à huit chiffres, également appelé octet. Par exemple : 216.27.61.137
• L'IPv6 utilise 128 bits binaires pour créer une adresse unique sur le réseau. Une adresse IPv6 s'exprime sous la forme de huit groupes de nombres hexadécimaux (base 16) séparés par des deux-points, comme dans 2001:cdba:0000:0000:0000:0000:3257:9652. Les groupes de nombres composés uniquement de zéros sont souvent omis pour gagner de la place, laissant un séparateur « deux-points » pour marquer l'espace vide (comme dans 2001:cdba::3257:9652).

À l'aube de l'adressage IPv4, Internet n'était pas le phénomène commercial de grande ampleur qu'il est aujourd'hui, et la plupart des réseaux étaient privés et isolés des autres réseaux à travers le monde. Lorsqu'Internet a explosé, le fait de ne disposer que de 32 bits pour identifier une adresse Internet unique a suscité la crainte de manquer d'adresses IP. Avec l'IPv4, il existe 2^32 combinaisons possibles, ce qui offre un peu moins de 4,3 milliards d'adresses uniques. L'IPv6 a porté ce chiffre à 2^128 adresses possibles, de quoi apaiser cette inquiétude. Plus loin, nous verrons plus en détail comment interpréter l'adresse IPv4 ou IPv6 de votre ordinateur.

Comment votre ordinateur obtient-il son adresse IP ? Une adresse IP peut être soit dynamique, soit statique. Une adresse statique est une adresse que vous configurez vous-même en modifiant les paramètres réseau de votre ordinateur. Ce type d'adresse est rare, et son utilisation sans une bonne compréhension du TCP/IP peut créer des problèmes de réseau. Les adresses dynamiques sont les plus courantes. Elles sont attribuées par le protocole DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), un service qui s'exécute sur le réseau. Le DHCP fonctionne généralement sur des équipements réseau tels que des routeurs ou des serveurs DHCP dédiés.

Les adresses IP dynamiques sont attribuées selon un système de location, ce qui signifie que l'adresse IP n'est active que pendant une durée limitée. Si le bail expire, l'ordinateur demande automatiquement un nouveau bail. Parfois, cela signifie que l'ordinateur obtiendra également une nouvelle adresse IP, notamment s'il a été débranché du réseau entre deux baux. Ce processus est généralement transparent pour l'utilisateur, sauf si l'ordinateur signale un conflit d'adresse IP sur le réseau (deux ordinateurs partageant la même adresse IP). Un conflit d'adresse est rare, et les technologies actuelles résolvent généralement ce problème automatiquement.

Les classes d'adresses IP

Vous avez lu plus haut que les adresses IPv4 représentent quatre nombres binaires à huit chiffres. Cela signifie que chaque nombre peut aller de 00000000 à 11111111 en binaire, soit de 0 à 255 en décimal (base 10). En d'autres termes, de 0.0.0.0 à 255.255.255.255. Cependant, certains nombres de cette plage sont réservés à des usages spécifiques sur les réseaux TCP/IP. Ces réservations sont reconnues par l'autorité en matière d'adressage TCP/IP, l'Internet Assigned Numbers Authority (IANA). Quatre réservations spécifiques sont notamment les suivantes :

• 0.0.0.0 -- Cela représente le réseau par défaut, c'est-à-dire le concept abstrait d'être simplement connecté à un réseau TCP/IP.
• 255.255.255.255 -- Cette adresse est réservée aux diffusions réseau (broadcasts), c'est-à-dire aux messages destinés à tous les ordinateurs du réseau.
• 127.0.0.1 -- C'est ce qu'on appelle l'adresse de bouclage (loopback), c'est-à-dire la manière dont votre ordinateur s'identifie lui-même, qu'il possède ou non une adresse IP attribuée.
• 169.254.0.1 à 169.254.255.254 -- Il s'agit de la plage d'adressage IP privé automatique (APIPA), attribuée automatiquement lorsqu'un ordinateur ne parvient pas à obtenir une adresse auprès d'un serveur DHCP.

Les autres réservations d'adresses IP concernent les classes de sous-réseaux. Un sous-réseau est un réseau d'ordinateurs plus restreint, connecté à un réseau plus vaste par l'intermédiaire d'un routeur. Le sous-réseau peut disposer de son propre système d'adressage afin que les ordinateurs d'un même sous-réseau puissent communiquer rapidement sans faire transiter les données par le réseau plus vaste. Un routeur sur un réseau TCP/IP, y compris Internet, est configuré pour reconnaître un ou plusieurs sous-réseaux et acheminer le trafic réseau en conséquence. Voici les adresses IP réservées aux sous-réseaux :

• 10.0.0.0 à 10.255.255.255 -- Cette plage se situe dans la plage d'adresses de classe A, de 1.0.0.0 à 127.0.0.0, où le premier bit est 0.
• 172.16.0.0 à 172.31.255.255 -- Cette plage se situe dans la plage d'adresses de classe B, de 128.0.0.0 à 191.255.0.0, où les deux premiers bits sont 10.
• 192.168.0.0 à 192.168.255.255 -- Cette plage se situe dans la plage de classe C, de 192.0.0.0 à 223.255.255.0, où les trois premiers bits sont 110.
• Multicast (anciennement appelée classe D) -- Les quatre premiers bits de l'adresse sont 1110, avec des adresses allant de 224.0.0.0 à 239.255.255.255.
• Réservée à un usage futur/expérimental (anciennement appelée classe E) -- adresses de 240.0.0.0 à 254.255.255.254.

Les trois premières (au sein des classes A, B et C) sont les plus utilisées pour créer des sous-réseaux. Plus loin, nous verrons comment un sous-réseau utilise ces adresses. L'IANA a défini des usages précis pour les adresses multicast dans le document RFC 5771 de l'Internet Engineering Task Force (IETF). En revanche, elle n'a désigné aucun usage ni projet futur pour les adresses de classe E depuis qu'elle a réservé ce bloc dans son document de 1989, le RFC 1112. Avant l'IPv6, Internet était le théâtre de nombreux débats sur la question de savoir si l'IANA devait libérer la classe E pour un usage général.

Adresses Internet et sous-réseaux

Voici un exemple d'adresse IP de sous-réseau que vous pourriez avoir sur votre ordinateur à la maison si vous utilisez un routeur (sans fil ou filaire) entre votre connexion FAI et votre ordinateur :

• Adresse IP : 192.168.1.102
• Masque de sous-réseau : 255.255.255.0
• Vingt-quatre bits (trois octets) réservés à l'identité du réseau
• Huit bits (un octet) réservés aux nœuds
• Identité du sous-réseau basée sur le masque de sous-réseau (première adresse) : 192.168.1.0
• L'adresse de diffusion réservée pour le sous-réseau (dernière adresse) : 192.168.1.255
• Exemples d'adresses sur le même réseau : 192.168.1.1, 192.168.1.103
• Exemples d'adresses n'appartenant pas au même réseau : 192.168.2.1, 192.168.2.103

Outre la réservation d'adresses IP, l'IANA est également chargée d'attribuer des blocs d'adresses IP à certaines entités, généralement des organisations commerciales ou gouvernementales. Votre fournisseur d'accès à Internet (FAI) peut être l'une de ces entités, ou faire partie d'un bloc plus large placé sous le contrôle d'une de ces entités. Pour que vous puissiez vous connecter à Internet, votre FAI vous attribuera une de ces adresses. Vous pouvez consulter ici la liste complète des attributions et réservations de l'IANA pour les adresses IPv4.

Si vous ne connectez qu'un seul ordinateur à Internet, cet ordinateur peut utiliser l'adresse fournie par votre FAI. Cependant, de nombreux foyers utilisent aujourd'hui des routeurs pour partager une même connexion Internet entre plusieurs ordinateurs. Les routeurs sans fil sont devenus particulièrement populaires ces dernières années, évitant ainsi d'avoir à faire passer des câbles réseau entre les pièces.

Si vous utilisez un routeur pour partager une connexion Internet, le routeur obtient directement l'adresse IP attribuée par le FAI. Il crée et gère ensuite un sous-réseau pour tous les ordinateurs connectés à ce routeur. Si l'adresse de votre ordinateur se situe dans l'une des plages de sous-réseaux réservées mentionnées plus haut, cela signifie que vous passez par un routeur plutôt que de vous connecter directement à Internet.

Les adresses IP sur un sous-réseau comportent deux parties : le réseau et le nœud. La partie réseau identifie le sous-réseau lui-même. Le nœud, également appelé hôte, est un équipement informatique individuel connecté au réseau et nécessitant une adresse unique. Chaque ordinateur sait comment séparer les deux parties de l'adresse IP grâce à un masque de sous-réseau. Un masque de sous-réseau ressemble un peu à une adresse IP, mais il s'agit en réalité simplement d'un filtre permettant de déterminer quelle partie d'une adresse IP désigne le réseau et quelle partie désigne le nœud.

Un masque de sous-réseau se compose d'une série de bits à 1 suivie d'une série de bits à 0. Les bits à 1 indiquent ceux qui doivent masquer les bits du réseau dans l'adresse IP, ne révélant que ceux qui identifient un nœud unique sur ce réseau. Dans la norme IPv4, les masques de sous-réseau les plus couramment utilisés comportent des octets entiers de 1 et de 0, comme suit :

• 255.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000 = huit bits pour les réseaux, 24 bits pour les nœuds
• 255.255.0.0 = 11111111.11111111.00000000.00000000 = 16 bits pour les réseaux, 16 bits pour les nœuds
• 255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000 = 24 bits pour les réseaux, huit bits pour les nœuds

Les personnes qui mettent en place de grands réseaux déterminent le masque de sous-réseau le plus adapté en fonction du nombre de sous-réseaux ou de nœuds souhaités. Pour davantage de sous-réseaux, utilisez plus de bits pour le réseau ; pour davantage de nœuds par sous-réseau, utilisez plus de bits pour les nœuds. Cela peut impliquer l'utilisation de valeurs de masque non standard. Par exemple, si vous souhaitez utiliser 10 bits pour les réseaux et 22 pour les nœuds, la valeur de votre masque de sous-réseau nécessiterait d'utiliser 11000000 dans le deuxième octet, ce qui donnerait une valeur de masque de sous-réseau de 255.192.0.0.

Un autre point important à noter concernant les adresses IP d'un sous-réseau est que la première et la dernière adresses sont réservées. La première adresse identifie le sous-réseau lui-même, et la dernière adresse identifie l'adresse de diffusion pour les systèmes de ce sous-réseau.