TD n° 4 : Adressage et routage IP

Ce document présente un TD portant sur l’adressage et le routage IP, destiné aux étudiants en Master CCI. Il évalue les compétences en classification des adresses IP, calcul des sous-réseaux, compréhension des masques, élaboration de tables de routage et analyse de topologies réseau à partir de tables de routage.

Exercice 1

Identifier la classe des adresses IP données et calculer le nombre d’adresses machines utilisables dans chaque réseau.

• 204.160.241.93 : Le premier octet est 204, soit en binaire 11001100. Le préfixe 110 indique une adresse de classe C.
• En classe C, le masque réseau est sur 24 bits, donc 8 bits pour les machines.
• Nombre d’adresses machines = 2^8 - 2 = 256 - 2 = 254 (on enlève l’adresse réseau et l’adresse de diffusion).
• Réponse : Classe C, 254 adresses machines utilisables.

• 138.96.32.3 : Premier octet 138, binaire 10001010, le préfixe 10 indique une adresse de classe B.
• En classe B, masque réseau sur 16 bits, donc 16 bits pour les machines.
• Nombre d’adresses machines = 2^16 - 2 = 65536 - 2 = 65534.
• Réponse : Classe B, 65 534 adresses machines utilisables.

• 18.181.0.31 : Premier octet 18, binaire 00010010, le préfixe 0 indique une adresse de classe A.
• En classe A, masque réseau sur 8 bits, donc 24 bits pour les machines.
• Nombre d’adresses machines = 2^24 - 2 = 16 777 216 - 2 = 16 777 214.
• Réponse : Classe A, 16 777 214 adresses machines utilisables.

• 226.192.60.40 : Premier octet 226, binaire 11100010, le préfixe 1110 indique une adresse de classe D (multidiffusion).
• Les adresses de classe D ne sont pas utilisées pour des machines individuelles mais pour la diffusion restreinte.
• Le nombre d’adresses de diffusion restreinte est 2^28 - 2 = 268 435 454.
• Réponse : Classe D, 268 435 454 adresses de diffusion restreinte.

Exercice 2

Calculer le nombre de sous-réseaux possibles si, dans une adresse IP de classe B, on utilise 22 bits pour la partie réseau au lieu de 16, puis donner le masque de sous-réseau correspondant.

• Initialement, la partie réseau est sur 16 bits. En passant à 22 bits, on utilise 6 bits supplémentaires pour le sous-réseau.
• Nombre de sous-réseaux possibles = 2^6 - 2 = 64 - 2 = 62 (on retire les sous-réseaux 000000 et 111111 par convention).
• Le masque de sous-réseau a donc 22 bits à 1, puis 10 bits à 0.
• En notation binaire : 11111111.11111111.11111100.00000000
• En notation décimale : 255.255.252.0

Réponse : 62 sous-réseaux possibles avec le masque 255.255.252.0.

Exercice 3

Pour un réseau de classe B avec un masque de sous-réseau 255.255.240.0, déterminer le nombre maximum d’ordinateurs par sous-réseau et le nombre total de sous-réseaux.

• Le masque 255.255.240.0 correspond en binaire à 11111111.11111111.11110000.00000000.
• Les 16 premiers bits sont pour la partie réseau (classe B), 4 bits supplémentaires pour la partie sous-réseau (car 240 = 11110000), et le reste (12 bits) pour les machines.
• Nombre d’ordinateurs par sous-réseau = 2^12 - 2 = 4096 - 2 = 4094 (on enlève l’adresse réseau et l’adresse de diffusion).
• Nombre de sous-réseaux = 2^4 - 2 = 16 - 2 = 14 (on retire les sous-réseaux 0000 et 1111 par convention).

Réponse : 4094 ordinateurs par sous-réseau, 14 sous-réseaux au total.

Exercice 4

Étudier l’acheminement d’un datagramme IP entre deux machines MA et MB situées sur des sous-réseaux différents, via deux routeurs R1 et R2, dans un réseau composé de trois réseaux physiques Ethernet de classe C.

1. Adresses source et destination du paquet IP préparé sur MA

La machine MA a l’adresse IP 193.2.2.2, la machine MB a l’adresse IP 193.8.8.8.

Adresse source : 193.2.2.2

Adresse destination : 193.8.8.8

2. Tables de routage minimales sur MA, R1, R2 et MB

Machine	Destinataire	Coût	Masque	Prochain routeur	Interface
MA	193.2.2.0	0	255.255.255.0	-	eth0
MA	default	-	0.0.0.0	193.2.2.3 (R1)	eth0
R1	193.2.2.0	0	255.255.255.0	-	eth0
R1	193.5.5.0	0	255.255.255.0	-	eth1
R1	193.8.8.0	1	255.255.255.0	193.5.5.5 (R2)	eth1
R2	193.5.5.0	0	255.255.255.0	-	eth0
R2	193.8.8.0	0	255.255.255.0	-	eth1
R2	193.2.2.0	1	255.255.255.0	193.2.2.3 (R1)	eth1
MB	193.8.8.0	0	255.255.255.0	-	eth0
MB	default	1	0.0.0.0	193.8.8.6	eth0

3. Étapes successives de l’acheminement avec adresses Ethernet

1. MA compare l’adresse IP de MB avec son propre réseau en appliquant le masque 255.255.255.0. Le résultat est négatif (193.2.2.0 ≠ 193.8.8.0), donc MB est sur un autre réseau.
2. MA consulte sa table de routage et décide d’envoyer le paquet via son routeur R1.
3. MA encapsule le paquet IP dans une trame Ethernet avec :
   • @MAC_src = 00:11:22:33:44:AA (MA)
   • @MAC_dest = 00:11:22:33:44:C1 (R1)
   • @IP_src = 193.2.2.2 (MA)
   • @IP_dest = 193.8.8.8 (MB)
4. R1 reçoit la trame, décapsule le paquet IP, constate qu’il n’est pas destinataire final et consulte sa table de routage. Il trouve que le réseau 193.8.8.0 est accessible via R2 sur son interface eth1.
5. R1 encapsule le paquet dans une nouvelle trame Ethernet avec :
   • @MAC_src = 00:11:22:33:44:C2 (R1)
   • @MAC_dest = 00:11:22:33:44:C3 (R2)
   • @IP_src = 193.2.2.2 (MA)
   • @IP_dest = 193.8.8.8 (MB)
6. R2 reçoit la trame, décapsule le paquet IP, constate qu’il n’est pas destinataire final et consulte sa table de routage. Il trouve que le réseau 193.8.8.0 est directement accessible sur son interface eth1.
7. R2 encapsule le paquet dans une trame Ethernet destinée directement à MB avec :
   • @MAC_src = 00:11:22:33:44:C4 (R2)
   • @MAC_dest = 00:11:22:33:44:BB (MB)
   • @IP_src = 193.2.2.2 (MA)
   • @IP_dest = 193.8.8.8 (MB)
8. MB reçoit la trame, décapsule le paquet IP, constate qu’il lui est destiné et le traite.

Réponse : Le paquet IP est transmis successivement de MA à R1, puis de R1 à R2, puis de R2 à MB, avec encapsulation/décapsulation aux niveaux Ethernet et IP, en respectant les adresses MAC et IP indiquées.

Exercice 5

Analyser la topologie réseau à partir de la table de routage donnée par la commande show ip route sur un routeur LAB-B.

LAB-B#show ip route
Les codes : C - connecté, S - statique, I - IGRP, R - RIP, M -
mobile, B - BGP
D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, * - candidate
default
U - per-user static route
Gateway of last resort is not set
R 204.204.7.0/24 [120/1] via 199.6.13.2, 00:00:09, Serial0
R 223.8.151.0/24 [120/1] via 199.6.13.2, 00:00:09, Serial0
C 201.100.11.0/24 is directly connected, Serial1
C 219.17.100.0/24 is directly connected, Ethernet0
R 192.5.5.0/24 [120/1] via 201.100.11.1, 00:00:04, Serial1
C 199.6.13.0/24 is directly connected, Serial0
R 210.93.105.0/24 [120/2] via 199.6.13.2, 00:00:09, Serial0

• Le routeur LAB-B a trois interfaces principales :
  • Serial0 connecté directement au réseau 199.6.13.0/24
  • Serial1 connecté directement au réseau 201.100.11.0/24
  • Ethernet0 connecté directement au réseau 219.17.100.0/24

Le réseau 199.6.13.0/24 est un point d’accès vers plusieurs réseaux distants :

• 204.204.7.0/24 via 199.6.13.2 (probablement un routeur voisin)
• 223.8.151.0/24 via 199.6.13.2
• 210.93.105.0/24 via 199.6.13.2

Le réseau 192.5.5.0/24 est accessible via 201.100.11.1 sur Serial1.

On peut en déduire que le routeur LAB-B est un point central connecté à trois réseaux locaux (201.100.11.0, 219.17.100.0, 199.6.13.0) et qu’il utilise des routes RIP (code R) pour atteindre d’autres réseaux via des routeurs intermédiaires.

Réponse : La topologie montre LAB-B connecté directement à trois réseaux locaux (201.100.11.0/24, 219.17.100.0/24, 199.6.13.0/24). Le réseau 199.6.13.0/24 sert de point de passage vers plusieurs réseaux distants (204.204.7.0/24, 223.8.151.0/24, 210.93.105.0/24) via un routeur à l’adresse 199.6.13.2. Le réseau 192.5.5.0/24 est accessible via 201.100.11.1.

Méthode

Ce TD récompense la maîtrise des notions fondamentales d’adressage IP, notamment la classification des adresses en classes A, B, C et D, ainsi que le calcul des plages d’adresses machines utilisables en tenant compte des adresses réseau et diffusion.

Le travail sur les sous-réseaux exige une bonne compréhension des masques binaires et de leur traduction en notation décimale, ainsi que la capacité à déduire le nombre de sous-réseaux et d’hôtes par sous-réseau en fonction du nombre de bits utilisés.

La conception des tables de routage demande de savoir associer chaque destination à une interface et un prochain saut, en respectant la hiérarchie des réseaux et sous-réseaux, et en utilisant les notions de coût et masque.

Enfin, l’analyse de la topologie à partir d’une table de routage impose de reconnaître les réseaux directement connectés, les routes apprises par protocole (ici RIP), et d’interpréter les adresses des routeurs voisins pour comprendre la structure globale.

Les erreurs pénalisées sont notamment :

• Confusion entre classes d’adresses et calculs de plages d’adresses machines.
• Erreur dans la conversion binaire/décimale des masques.
• Omission du retrait des adresses réseau et diffusion dans le calcul des hôtes.
• Tables de routage incomplètes ou incohérentes avec la topologie.
• Manque de rigueur dans la description des étapes d’acheminement et des adresses utilisées.