Comment fonctionnent les adresses IP?

Chaque périphérique connecté à un ordinateur en réseau, une tablette, un appareil photo, quel que soit le système nécessite un identifiant unique afin que les autres périphériques sachent comment l'atteindre. Dans le monde des réseaux TCP / IP, cet identifiant est l'adresse IP (Internet Protocol).

Si vous avez utilisé des ordinateurs pendant un certain temps, vous avez probablement été exposé à des adresses IP, ces séquences numériques qui ressemblent à 192.168.0.15. La plupart du temps, nous n'avons pas à les traiter directement, car nos appareils et nos réseaux traitent ces problèmes en coulisse. Lorsque nous devons les traiter, nous ne faisons souvent que suivre des instructions sur les numéros à placer où. Mais, si vous avez toujours voulu plonger un peu plus dans la signification de ces chiffres, cet article est pour vous..

Pourquoi devriez-vous vous en soucier? Bien comprendre le fonctionnement des adresses IP est essentiel si vous souhaitez savoir pourquoi votre réseau ne fonctionne pas correctement ou pourquoi un périphérique particulier ne se connecte pas comme vous le souhaiteriez. Et si vous avez besoin de configurer quelque chose d'un peu plus avancé, comme héberger un serveur de jeux ou un serveur multimédia auquel des amis d'Internet peuvent se connecter, vous devez savoir quelque chose sur l'adressage IP. De plus, c'est un peu fascinant.

Remarque: dans cet article, nous allons couvrir les bases de l'adressage IP, le genre de choses que les personnes qui utilisent des adresses IP, mais qui n'y ont jamais vraiment pensé, voudront peut-être savoir. Nous n'allons pas couvrir les niveaux les plus avancés ou les plus professionnels, comme les classes IP, le routage sans classe et les sous-réseaux personnalisés… mais nous indiquerons certaines sources à lire ultérieurement..

Qu'est-ce qu'une adresse IP??

Une adresse IP identifie de manière unique un périphérique sur un réseau. Vous avez déjà vu ces adresses; ils ressemblent à quelque chose comme 192.168.1.34.

Une adresse IP est toujours un ensemble de quatre chiffres comme celui-ci. Chaque numéro peut être compris entre 0 et 255. La plage d'adressage IP complète va donc de 0.0.0.0 à 255.255.255.255..

La raison pour laquelle chaque nombre ne peut atteindre que 255, c'est que chacun des nombres est en réalité un nombre binaire à huit chiffres (parfois appelé un octet). Dans un octet, le nombre zéro serait 00000000, tandis que le nombre 255 serait 11111111, le nombre maximal que l'octet peut atteindre. L'adresse IP mentionnée précédemment (192.168.1.34) en binaire ressemblerait à ceci: 11000000.10101000.00000001.00100010.

Les ordinateurs fonctionnent avec le format binaire, mais nous, les humains, trouvons qu'il est beaucoup plus facile de travailler avec le format décimal. Néanmoins, le fait de savoir que les adresses sont en réalité des nombres binaires nous aidera à comprendre pourquoi certaines choses entourant les adresses IP fonctionnent de la même manière..

Ne vous inquiétez pas, cependant! Dans cet article, nous n'allons pas vous lancer beaucoup de calculs binaires ou mathématiques, alors tenez un peu plus longtemps avec nous..

Les deux parties d'une adresse IP

L'adresse IP d'un appareil est en réalité composée de deux parties distinctes:

Identifiant réseau: L'ID de réseau est une partie de l'adresse IP commençant par la gauche et identifiant le réseau spécifique sur lequel se trouve le périphérique. Sur un réseau domestique typique, où un périphérique a l'adresse IP 192.168.1.34, la partie 192.168.1 de l'adresse correspond à l'ID de réseau. Comme il est coutume de compléter le dernier élément manquant par un zéro, nous pourrions donc dire que l'ID réseau du périphérique est 192.168.1.0..
ID hôte: L'ID hôte est la partie de l'adresse IP non prise en charge par l'ID réseau. Il identifie un périphérique spécifique (dans le monde TCP / IP, nous appelons les périphériques «hôtes») sur ce réseau. En reprenant notre exemple d’adresse IP 192.168.1.34, l’ID hôte serait 34, l’ID unique de l’hôte sur le réseau 192.168.1.0..

Ainsi, sur votre réseau domestique, plusieurs périphériques dotés d'une adresse IP, tels que 192.168.1.1, 192.168.1.2, 192.168.1 30 et 192.168.1.34, peuvent s'afficher. Tous ces appareils sont uniques (avec les ID d’hôte 1, 2, 30 et 34 dans ce cas) sur le même réseau (avec l’ID de réseau 192.168.1.0).

Pour imaginer tout cela un peu mieux, passons à une analogie. C'est assez similaire à la façon dont les adresses de rue fonctionnent dans une ville. Prenez une adresse comme 2013 Paradise Street. Le nom de rue est similaire à l'ID de réseau et le numéro de rue est similaire à l'ID d'hôte. Dans une ville, deux rues ne porteront pas le même nom, tout comme aucun ID de réseau du même réseau ne portera le même nom. Dans une rue donnée, chaque numéro de rue est unique, tout comme tous les iD hôtes d’un ID de réseau particulier sont uniques..

Le masque de sous-réseau

Alors, comment votre appareil détermine-t-il quelle partie de l'adresse IP correspond à l'ID réseau et quelle partie correspond à l'ID hôte? Pour cela, ils utilisent un deuxième numéro que vous verrez toujours en association avec une adresse IP. Ce numéro s'appelle le masque de sous-réseau.

Sur la plupart des réseaux simples (comme ceux des foyers ou des petites entreprises), vous verrez des masques de sous-réseau tels que 255.255.255.0, où les quatre chiffres sont 255 ou 0. La position des modifications de 255 à 0 indique la division entre les ID réseau et hôte. Les 255 «masquent» l’identifiant réseau de l’équation.

Remarque: les masques de sous-réseau de base décrits ici sont appelés masques de sous-réseau par défaut. Les choses deviennent plus compliquées que cela sur de plus grands réseaux. Les gens utilisent souvent des masques de sous-réseau personnalisés (où la position de la pause entre les zéros et les uns change dans un octet) pour créer plusieurs sous-réseaux sur le même réseau. C’est un peu au-delà de la portée de cet article, mais si vous êtes intéressé, Cisco possède un très bon guide sur les sous-réseaux..

L'adresse de passerelle par défaut

Outre l'adresse IP elle-même et le masque de sous-réseau associé, vous verrez également une adresse de passerelle par défaut répertoriée avec des informations d'adressage IP. Selon la plate-forme que vous utilisez, cette adresse peut être appelée quelque chose de différent. On l'appelle parfois «routeur», «adresse du routeur», route par défaut ou simplement «passerelle». Ce sont tous la même chose. Il s’agit de l’adresse IP par défaut à laquelle un périphérique envoie des données réseau lorsque celles-ci sont destinées à un réseau différent (un avec un ID de réseau différent) de celui sur lequel se trouve le périphérique..

L'exemple le plus simple se trouve dans un réseau domestique typique.

Si vous avez un réseau domestique avec plusieurs périphériques, vous avez probablement un routeur connecté à Internet via un modem. Ce routeur peut être un périphérique distinct ou faire partie d'une unité combo modem / routeur fournie par votre fournisseur d'accès Internet. Le routeur se situe entre les ordinateurs et les périphériques de votre réseau et les périphériques plus accessibles au public sur Internet, en passant (ou en acheminant) le trafic dans les deux sens..

Dites que vous lancez votre navigateur et allez à www.howtogeek.com. Votre ordinateur envoie une demande à l'adresse IP de notre site. Puisque nos serveurs sont sur Internet plutôt que sur votre réseau domestique, ce trafic est envoyé de votre PC à votre routeur (la passerelle) et votre routeur transmet la demande à notre serveur. Le serveur renvoie les informations correctes à votre routeur, qui les renvoie ensuite au périphérique qui les a demandées, et notre site s'affiche dans votre navigateur..

En règle générale, les routeurs sont configurés par défaut pour que leur adresse IP privée (leur adresse sur le réseau local) soit le premier ID hôte. Ainsi, par exemple, sur un réseau domestique qui utilise 192.168.1.0 pour un ID réseau, le routeur va généralement être 192.168.1.1. Bien sûr, comme la plupart des choses, vous pouvez configurer cela pour qu'il soit différent si vous voulez.

Serveurs DNS

Une dernière information, attribuée aux côtés de l'adresse IP, du masque de sous-réseau et de l'adresse de passerelle par défaut d'un périphérique, est l'adresse d'un ou deux serveurs DNS (Domain Name System) par défaut. Nous, les humains, travaillons beaucoup mieux avec les noms que les adresses numériques. Taper www.howtogeek.com dans la barre d'adresse de votre navigateur est beaucoup plus facile que de se souvenir et de taper l'adresse IP de notre site.

Le DNS fonctionne un peu comme un annuaire téléphonique, recherchant des éléments lisibles par l'homme, tels que les noms de sites Web, et les convertissant en adresses IP. DNS le fait en stockant toutes ces informations sur un système de serveurs DNS liés sur Internet. Vos appareils doivent connaître les adresses des serveurs DNS auxquels envoyer leurs requêtes..

Sur un réseau domestique ou de petite taille, les adresses IP du serveur DNS sont souvent les mêmes que l'adresse de passerelle par défaut. Les périphériques envoient leurs requêtes DNS à votre routeur, qui les transfère ensuite aux serveurs DNS que le routeur est configuré pour utiliser. Par défaut, il s’agit généralement des serveurs DNS fournis par votre fournisseur de services Internet, mais vous pouvez les modifier pour utiliser des serveurs DNS différents si vous le souhaitez. Parfois, vous aurez peut-être plus de succès avec les serveurs DNS fournis par des tiers, tels que Google ou OpenDNS..

Quelle est la différence entre IPv4 et IPv6?

Vous avez peut-être également remarqué, lors de la navigation dans les paramètres, un type d'adresse IP différent, appelé adresse IPv6. Les types d’adresses IP dont nous avons parlé jusqu’à présent sont les adresses utilisées par le protocole IP version 4 (IPv4) développé à la fin des années 70. Ils utilisent les 32 bits binaires dont nous avons parlé (sur quatre octets) pour fournir un total de 4,29 milliards d'adresses uniques possibles. Bien que cela semble beaucoup, toutes les adresses accessibles au public ont été attribuées il y a longtemps aux entreprises. Beaucoup d'entre eux sont inutilisés, mais ils sont attribués et indisponibles pour une utilisation générale.

Au milieu des années 90, inquiet de la pénurie potentielle d'adresses IP, le groupe IETF (Internet Engineering Task Force) a conçu IPv6. IPv6 utilise une adresse de 128 bits au lieu de l'adresse de 32 bits d'IPv4, de sorte que le nombre total d'adresses uniques est mesuré dans les undecillions - un nombre suffisamment important pour qu'il soit improbable..

Contrairement à la notation décimale à points utilisée dans IPv4, les adresses IPv6 sont exprimées en huit groupes de nombres, divisés par deux points. Chaque groupe a quatre chiffres hexadécimaux qui représentent 16 chiffres binaires (c'est ce qu'on appelle un hextet). Une adresse IPv6 typique pourrait ressembler à ceci:

2601: 7c1: 100: mi69: b5ed: ed57: dbc0: 2c1e

Le problème, c’est que la pénurie d’adresses IPv4 qui a causé toutes les inquiétudes a finalement été atténuée dans une large mesure par l’utilisation accrue d’adresses IP privées derrière les routeurs. De plus en plus de personnes ont créé leurs propres réseaux privés, en utilisant ces adresses IP privées qui ne sont pas exposées publiquement..

Ainsi, même si IPv6 est toujours un acteur majeur et que la transition se fera toujours, cela n’a jamais été aussi complet que prévu - du moins pas encore. Si vous souhaitez en savoir plus, consultez l'historique et la chronologie d'IPv6..

Comment un périphérique obtient-il son adresse IP??

Maintenant que vous connaissez les bases du fonctionnement des adresses IP, voyons comment les appareils obtiennent leurs adresses IP en premier lieu. Il y a vraiment deux types d’assignations IP: dynamique et statique.

Une adresse IP dynamique est attribuée automatiquement lorsqu'un périphérique se connecte à un réseau. La grande majorité des réseaux actuels (y compris votre réseau domestique) utilisent un protocole appelé DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) pour y parvenir. DHCP est intégré à votre routeur. Lorsqu'un périphérique se connecte au réseau, il envoie un message à diffusion générale demandant une adresse IP. DHCP intercepte ce message, puis attribue une adresse IP à ce périphérique à partir d'un pool d'adresses IP disponibles..

Il existe certaines plages d'adresses IP privées que les routeurs utiliseront à cette fin. Ce qui est utilisé dépend de la personne qui a fabriqué votre routeur ou de la manière dont vous avez configuré les choses. Ces plages IP privées incluent:

10.0.0.0 - 10.255.255.255: Si vous êtes un client de Comcast / Xfinity, le routeur fourni par votre FAI attribue des adresses dans cette plage. Certains autres fournisseurs d'accès utilisent également ces adresses sur leurs routeurs, tout comme Apple sur leurs routeurs AirPort..
192.168.0.0 - 192.168.255.255: La plupart des routeurs commerciaux sont configurés pour attribuer des adresses IP dans cette plage. Par exemple, la plupart des routeurs Linksys utilisent le réseau 192.168.1.0, tandis que D-Link et Netgear utilisent tous deux la plage 198.168.0.0.
172.16.0.0 - 172.16.255.255: Cette gamme est rarement utilisée par les vendeurs commerciaux par défaut.
169.254.0.0 - 169.254.255.255: Il s'agit d'une plage spéciale utilisée par un protocole nommé Adressage IP privé automatique. Si votre ordinateur (ou un autre périphérique) est configuré pour récupérer automatiquement son adresse IP, mais ne peut pas trouver un serveur DHCP, il s’assigne une adresse dans cette plage. Si vous voyez l'une de ces adresses, cela vous indique que votre périphérique n'a pas pu atteindre le serveur DHCP au moment de recevoir une adresse IP et que vous avez peut-être un problème de réseau ou de routeur..

Le problème des adresses dynamiques est qu’elles peuvent parfois changer. Les serveurs DHCP louent les adresses IP aux périphériques et, lorsque ces derniers sont en vigueur, ils doivent renouveler le bail. Parfois, les périphériques obtiendront une adresse IP différente du groupe d'adresses que le serveur peut attribuer..

La plupart du temps, ce n’est pas un gros problème et tout va «fonctionner». Cependant, vous pouvez parfois souhaiter attribuer à un périphérique une adresse IP qui ne change pas. Par exemple, vous avez peut-être besoin d'accéder manuellement à un périphérique et vous trouvez qu'il est plus facile de mémoriser une adresse IP qu'un nom. Ou peut-être que vous avez certaines applications qui ne peuvent se connecter aux périphériques réseau en utilisant leur adresse IP.

Dans ces cas, vous pouvez attribuer une adresse IP statique à ces périphériques. Il y a plusieurs façons de faire ça. Vous pouvez configurer manuellement le périphérique avec une adresse IP statique, bien que cela puisse parfois être janky. L’autre solution, plus élégante, consiste à configurer votre routeur pour qu’il attribue des adresses IP statiques à certains périphériques lors de l’attribution dynamique par le serveur DHCP. De cette façon, l’adresse IP ne change jamais, mais vous n’interrompez pas le processus DHCP qui permet que tout fonctionne normalement..