IP Routage 1

Protocole IPv4 - routage

Adresses IPv4, Classes de Réseaux, Adresses IPv4 particulières, CIDR, Table

de routage

IUT d'Orsayréseaux

IP Routage 2

Adresses IPv4

format

IP Routage 3

Taille : 4 octetsNotation décimale pointée: xxx.xxx.xxx.xxx où chaque

xxx représente un entier de 0 à 255

Adresses IP servent aux ordinateurs du réseau pour se reconnaître

Il ne doit pas exister deux machines, dans Internet ayant la même adresse IP

Format des adresses IP

10001011 00101001 10010011 00110101

139.41.147.53

IP Routage 4

Composition des adresses IP

200.0.1

12

3 4

5

2 parties (identifiant relatif) :

N° réseau + N° machine dans le réseau

Il ne doit pas exister deux machines dans un réseau ayant le même numéro

IP Routage 5

12

34

5

2 parties (identifiant relatif) :

adresse réseau + adresse machine dans le réseau

Composition des adresses IP

200.0.2

Le même numéro de machine peut être utilisé dans deux réseaux distincts

IP Routage 6

Adresse IP/ machine

12

3 4

5 12

34

5

Routeurs : machines ayant plusieurs interfaces réseaux

A une interface réseau est associée une adresse IP

200.0.1

200.0.2

Routeur a deux adresses IP 200.0.1.5 et 200.0.2.1

IP Routage 7

Classes de réseaux dans IPv4

IP Routage 8

no réseau

Classe des réseaux

0Classe A

1 0Classe B

1 1 0Classe C

1 octet 3 octets

2 octets 2 octets

1 octet3 octets

no réseau

no réseau

no machine

no machine

Les adresses 0.0.0.0 et 255.255.255.255 sont réservées

no machine

IP Routage 9

classe A: 0.0.0.0 à 127.255.255.255

classe B: 128.0.0.0 à 191.255.255.255

classe C: 192.0.0.0 à 223.255.255.255

classe D: 224.0.0.0 à 239.255.255.255

(multicast : diffusion de groupe, diffusion multi-point)

Classe E: 240.0.0.0 à 255.255.255.255

(réservé)

Notation - décimale pointée

IP Routage 10

Interconnexion de réseauxRéseau : 200.0.1.0/24

200.0.1.1 200.0.1.2

200.0.1.3 200.0.1.4

200.0.1.5

Réseau : 200.0.2.0/24

200.0.2.2200.0.2.3

200.0.2.4

200.0.2.5

200.0.2.1

IP Routage 11

Taille d’un réseauRéseau : 200.0.1.0/24

200.0.1.1 200.0.1.2

200.0.1.3 200.0.1.4

200.0.1.5

Adresse de diffusion dans le réseau 200.0.1.0/24: 200.0.1.255

11001000 00000000 10000001 11111111

Réseau de Classe C peut avoir au plus 28 – 2 machines numérotées de 1 à 254

IP Routage 12

Plage d'adressesA un sous-réseaux correspond à une plage d'adresses

exemple :129.175.13.0/24

24 8

10000001.10101111.00001101.0000000110000001.10101111.00001101.00000010...10000001.10101111.00001101.1111110110000001.10101111.00001101.11111110

28-2=254 adresses IP dans cette plage

IP Routage 13

Adresses IPv4 particulières

IP Routage 14

Adresses IP particulièresAdresse “boucle local” (loopback) – communication intra-machine

127.0.0.1, 127.0.0.0/8 =127/8

Adresses des réseaux

ex : 139.41.0.0/16

(tous les bits du no machine à 0)

Adresses de diffusion - broadcast -

ex : 139.41.255.255

(tous les bits du no machine à 1)

IP Routage 15

adresses IP particulières – suiteRéseaux privés (à ne pas utiliser dans Internet)

• 10.0.0.0 – 1 réseau de classe A :• adresse machines de 10.0.0.1 à 10.255.255.254

[224 – 2 (16 Millions) machines]• adr diffusion 10.255.255.255

• 172.16.0.0 à 172.31.0.0 – 16 réseaux de classe B

• 192.168.0.0 à 192.168.255.0 256 réseaux de classe C

IP Routage 16

Classless Inter-Domain Routing IPv4

CIDR, sous-réseaux[RFC 1517, 1518, 1519, 1520]

1993

IP Routage 17

Motivation• Toutes les adresses IP «réseaux de classe A

et B» ont déjà été attribué• Actuellement, il y a des grands réseaux (plus

de 254 machines) qui doivent se connecter à Internet

• Beaucoup de réseaux de classe A n’utilisent qu’une petite fraction de leur plage d’adresses

Il faut plus d’adresses réseau de taille variée

IP Routage 18

Découpage sous-réseaux/machine

Adresse sans classe

n bits 32-n bits

no réseau no machine

Un sous-réseau peut être obtenu soit en groupant plusieurs adresses de classe C soit en divisant une adresse de classe A ou B

Pour des réseau de taille moyenne :13 ≤ n ≤ 27

IP Routage 19

Masque d’un (sous)-réseauDéfinition

• Nombre de bits utilisés pour l’adresse réseau : valeur de n

n bits 32-n bits

no réseau no machine

IP Routage 20

Masque - notation• Forme réduite : nombre de bits utilisés pour

l’adresse réseauex: 129.175.14.0/24 – l’adresse réseau sur

les 24 premiers bits de poids fort• Forme étendue : écrire en notation décimale

pointée le masque (1 pour les bits de l’adresse réseau et 0 pour l’adresse machine)ex: 255.255.255.0

11111111 11111111 11111111 00000000

IP Routage 21

Adresse sous-réseaux - NotationsTraditionnel

129.175.13.0masque 255.255.255.0

Moderne129.175.13.0/24

129.175.13.201no réseau no machine

Adresse d’un sous-réseau : Adresse IP + Masque

IP Routage 22

Exemples : adresses sous-réseaux

• Sous-réseau : 172.20.0.0, masque 255.255.128.0Autre notation plus concis : 172.20.0.0/17[réseau peut contenir jusqu’à 215- 2 machines ≈

500.000]• Sous-réseau : 10.0.0.0, masque 255.248.0.0

ou 10.0.0.0/13 [réseau peut contenir jusqu’à 219- 2 machines]

11111111 11111000 00000000 00000000

IP Routage 23

Adresse machine/adresse sous-réseaux• Adresse 172.20.128.85 masque du sous-réseau :

255.255.128.0 : on peut obtenir l’adresse du sous-réseau

10101100 00010100 10000000 00000000

10101100 00010100 10000000 01010101

11111111 11111111 10000000 00000000

ET logique

IP Routage 24

Plage d'adressesA un sous-réseaux correspond à une plage d'adresses

exemple :129.175.12.0/23

24 910000001.10101111.00001100.0000000110000001.10101111.00001100.00000010...10000001.10101111.00001101.1111110110000001.10101111.00001101.11111110

29-2=510 adresses IP dans cette plage

IP Routage 25

200.0.5.4

200.0.1.2

200.0.1.0/24

200.0.5.0/24

200.0.1.2

200.0.1.3

200.0.1.5

200.0.5.2200.0.5.3

200.0.1.4

200.0.1.1

Exemple

200.0.5.1

200.0.2.0/24

200.0.3.0/24

200.0.4.0/24

200.0.2.2

200.0.2.3

200.0.2.5200.0.4.1

200.0.4.4200.0.4.2

200.0.4.3

200.0.2.4

200.0.3.2200.0.3.3

200.0.3.1200.0.2.1

Masque utilisé par tous les réseaux: 255.255.255.0

IP Routage 26

Interface réseaux

IP Routage 27

Interface RéseauUne interface est entité matériel (carte) qui relie la machine à un réseau

port série

carte Ethernet

carte Token Ring

Sur chaque machine, une adresse IP par interface

IP Routage 28

Nom des interfacesNom des interfaces : ppp0, ppp1, eth0, eth1, eth2, lo, …

lo(boucle local)

eth0

eth1ppp0

IP Routage 29

Nom standard des interfaces

lo - Interface de boucle locale– Utilisée pour tester le fonctionnement des

couches TCP/IP et applications– Obligatoire sur toutes les machines

ethn - Carte Ethernet numéro n sln - Interface SLIP numéro n pppn - Interface PPP numéro nfddin - Interface FDDI numéro n

IP Routage 30

Routeurs

IP Routage 31

Routeurs

12

3 4

5 12

34

5

Routeurs : machines ayant plusieurs interface réseaux

A une interface réseau est associée une adresse IP

200.0.2.0/24

200.0.1.0/24

Passerelle - Gateway

IP Routage 32

200.0.3.0/24

200.0.4.0/24

200.0.5.0/24

12

3 4

5 12

34

2 3

1

1 2 3

4

5

1 2

3

4

3 routeurs dont 1 ayant 3 interfaces réseauRouteurs - suite

200.0.1.0/24

200.0.2.0/24

IP Routage 33

Transmission d’un Paquet IP sur Ethernet

paquet

trame

entête IP (~20 octets)

entête Ethernet

Données IP

Données IP

Paquet IP est envoyé dans une trame

IP Routage 34

Hub

physique

Duplique les signaux sur tous les liens physiques, donnant l’illusion d’un unique support

physiqueliaisonréseau

transportapplication

physiqueliaisonréseau

transportapplication

Hub = Concentrateur

IP Routage 35

Switch

physiqueliaison

Apprend quelle machine (adresse physique) se trouve derrière quel lien, puis ne retransmet les trames seulement sur le bon lien

physiqueliaisonréseau

transportapplication

physiqueliaisonréseau

transportapplication

Switch = Commutateur

IP Routage 36

Gateway

physiqueliaisonréseau

Transmet chaque paquet IP sur la bonne interface en utilisant une table de routage

physiqueliaisonréseau

transportapplication

physiqueliaisonréseau

transportapplication

Gateway = Routeur

IP Routage 37

Rôle du routeurA la réception d’un paquet IP,en fonction du destinataire du paquet IP, le routeur garde le paquet IP ou il l’envoi sur l’une de ses interfaces réseau

Le routeur détermine le choix de l’interface à l’aide de sa table de routage et du destinataire finale

IP Routage 38

Routage et table de routage

IP Routage 39

Routage direct

Si le destinataire est directement accessible par une des interfacesAlors on émet le paquet sur cette interface

IP Routage 40

Routage indirect (via passerelle)

SI le destinataire se trouve derrière un routeurAlors il faut envoyer le paquet vers cette

passerelle (gateway) – la passerelle est un routeur -

IP Routage 41

Contenue Table de routage#format: destination, interface, flag (D=Direct, G=gateway) # si destinataire est dans le réseau 127/8 alors envoyer le #paquet sur interface “lo” (routage direct)127/8 lo D# si destinataire est dans le réseau 200.0.1.0/24 alors #envoyer le paquet sur interface “eth0” (routage direct)200.0.1.0/24 eth0 D# autres cas, le paquet est envoyé sur interface “eth0” #(routage indirect) - la passerelle 200.0.1.5 prendra en #charge le paquetdefault eth0 G 200.0.1.5

IP Routage 42

Format127/8 lo D200.0.1.0/24 eth0 Ddefault eth0 G 200.0.1.5

Ligne « boucle locale » est obligatoire

Destination : adresse IP ou adresse réseau

« G » est suivi de l’adresse IP de la passerelle

au choix de l’adresse

IP Routage 43

Table de routage127/8 lo D200.0.1.0/24 eth0 Ddefault eth0 G 200.0.1.5

Liaison PPP avec un FAI

200.0.1.5

IP Routage 44

Table de routage127/8 lo D200.0.3.0/24 eth0 Ddefault eth0 G 200.0.3.1

Liaison PPP avec un FAI

200.0.3.1

IP Routage 45

Table de routage d’un routeur

eth0 eth1

Etape 1 :   « trouver« le nom des interfaces du routeur

Liaison PPP avec un FAI

IP Routage 46

Table d’un routeur127/8 lo D200.0.1.0/24 eth0 D200.0.2.0/24 eth1 D200.0.3.0/24 eth1 G 200.0.2.3default eth1 G 200.0.2.5

eth0 eth1

Liaison PPP avec un FAI

200.0.2.5

200.0.2.3

IP Routage 47

Table d’un routeur127/8 lo D200.0.3.0/24 eth0 D200.0.2.0/24 eth1 D200.0.1.0/24 eth1 G 200.0.2.1default eth1 G 200.0.2.5

eth0eth1

Liaison PPP avec un FAI

200.0.2.5

200.0.2.1

IP Routage 48

Maintenance des tables de routage

● Chaque machine a une et une seule table de routage

● Tables de routage sont gérées manuellement ou automatiquement

Les tables de routage des routeurs peuvent être très longues

IP Routage 49

Réduction des tables de routage

IP Routage 50

Résumé● Adresse IPv4 est codée sur 4 octets (no du

réseau et le no de la machine au sein de ce réseau)

● Le masque de sous-réseau précise la taille du numéro de sous-réseau (en nombre de bits)

● Table de routage associe à chaque destination ● une interface pour émission et ● si routage indirect, le prochain routeur sur le

chemin

IP Routage 51

Internet – Couches Basses

Notion d’encapsulation, ARP, RARP

IUT d'Orsayréseaux

IP Routage 52

MAC et IP–

Medium Acces Protocolencapsulation

IP Routage 53

Adresse Physique

74-29-9C-E8-FF-55

53-8D-F2-0D-17-AB

0A-C3-52-FF-40-38

IP Routage 54

Adresse logique : adresse IP

200.0.1.1 200.0.1.4

200.0.1.3

Niveau IP : 200.0.1.1 veut envoyer un paquet à 200.0.1.3

IP Routage 55

Réalisation

200.0.1.1 200.0.1.4

200.0.1.3

74-29-9C-E8-FF-55 va envoyer une trame contenant le paquet à 53-8D-F2-0D-17-AB

IP Routage 56

Transmission d’un Paquet IP sur Ethernet

paquet

trame

entête IP (~20 octets)

entête Ethernet

Données IP

Données IP

Paquet IP est envoyé dans une trame

IP Routage 57

Quand 200.0.1.5 reçoit une trame sur eth0 (contenant un paquet IP à destination 19.7.5.2) :

Exemple

200.0.1.0/24

Liaison avec un FAI

200.0.2.5

eth0 eth1200.0.1.5

Il transmet le paquet IP à 200.0.2.5.

Explication: 200.0.1.5 envoie une trame sur eth1 à destination de xxx (adr. Physique de 200.0.2.5) contenant le paquet IP

IP Routage 58

Rôle du routeurA la réception d’une tramed’une trame (contenant un paquet IP),(contenant un paquet IP),en fonction du destinataire du paquet IP, le routeur garde le paquet IP ou il envoie une trameune trame (contenant le (contenant le paquet IP) paquet IP) sur l’une de ses interfaces réseauDans dernier cas, il Dans dernier cas, il construit la trameconstruit la trame

IP Routage 59

Ethernet - IP

ARP – Adress Resolution ProtocolAdresse logique Adresse MAC

[RFC 826]

IP Routage 60

ARP – trouver un adr. physique

A TOUT le monde, 200.0.1.3 STP, donne-moi (200.0.1.1, 74-29-9C-E8-FF-55) ton adr. physique

200.0.1.1 200.0.1.4200.0.1.3

53-8D-F2-0D-17-AB

#cache ARP de 200.0.1.1200.0.1.2 0C-18-8A-F3-B7-20 07/09/2004-10h31200.0.1.4 0A-C3-52-FF-40-38 07/09/2004-10h31

IP Routage 61

ARP – trouver une adr. physique

200.0.1.1 200.0.1.4200.0.1.3

53-8D-F2-0D-17-AB

Pour (200.0.1.3, 74-29-9C-E8-FF-55), mon adresse physique est 53-8D-F2-0D-17-AB

IP Routage 62

Cache ARP

200.0.1.1 200.0.1.4200.0.1.3

53-8D-F2-0D-17-AB

#cache ARP de 200.0.1.1200.0.1.2 0C-18-8A-F3-B7-20 07/09/2004-10h31200.0.1.4 0A-C3-52-FF-40-38 07/09/2004-10h31200.0.1.3 53-8D-F2-0D-17-AB 07/09/2004-10h33

IP Routage 63

Cache ARP - suite• Un cache ARP par machine• Un cache a une durée de vie limitée

– Les lignes/enregistrements du cache non utilisés sont détruites

– Une correspondance adresse physique, adresse logique est régulièrement vérifiée

IP Routage 64

ARP – vérification d’adresse

200.0.1.1 200.0.1.4200.0.1.3

53-8D-F2-0D-17-AB

#cache ARP de 200.0.1.1200.0.1.2 0C-18-8A-F3-B7-20 07/09/2004-10h36200.0.1.4 0A-C3-52-FF-40-38 07/09/2004-10h36200.0.1.3 53-8D-F2-0D-17-AB 07/09/2004-10h32

Pour (200.0.1.3, 53-8D-F2-0D-17-AB), STP re-donne-moi (200.0.1.1, 74-29-9C-E8-FF-55) ton adr. physique

IP Routage 65

200.0.1.1 200.0.1.4200.0.1.3

53-8D-F2-0D-17-AB

#cache ARP de 200.0.1.1200.0.1.2 0C-18-8A-F3-B7-20200.0.1.4 0A-C3-52-FF-40-38200.0.1.3 53-8D-F2-0D-17-AB

Pour (200.0.1.1, 74-29-9C-E8-FF-55), mon adresse physique est 53-8D-F2-0D-17-AB

ARP – vérification d’adresse#cache ARP de 200.0.1.1200.0.1.2 0C-18-8A-F3-B7-20 07/09/2004-10h36200.0.1.4 0A-C3-52-FF-40-38 07/09/2004-10h36200.0.1.3 53-8D-F2-0D-17-AB 07/09/2004-10h38

IP Routage 66

Adresse physique/Adresse logique

Chaque machine gère automatiquement son cache de manière indépendante

• chaque machine doit connaître pour chacune de ses interfaces réseaux– L’adresse physique et l’adresse IP

Cette correspondance est donnée «manuellement» par le gestionnaire de réseau

IP Routage 67

Internet

RARP - Reverse Adress Resolution Protocol

Adresse logique Adresse MAC[RFC 903]

IP Routage 68

RARP (Reverse ARP)

A 53-8D-F2-0D-17-AB, Ton numéro d’IP est 200.0.1.3

200.0.1.1 200.0.1.4?

74-29-9C-E8-FF-55

53-8D-F2-0D-17-AB

0A-C3-52-FF-40-38

Serveur RARP

Client (terminal X sans disque)

IP Routage 69

RARP (Reverse ARP)

200.0.1.1 200.0.1.4200.0.1.3

74-29-9C-E8-FF-55

53-8D-F2-0D-17-AB0A-C3-52-FF-40-38

Serveur RARP

Client (terminal X sans disque)

IP Routage 70

DNS BOOTP

IP

Protocoles liés à TCP/IP

TCP

Ethernet

FTP HTTP …SMTP

ARP RARP

UDP