Tentatives de bonnes réponses à des questions qui peuvent ne pas l'être

À quoi sert le masque de sous-réseau IP ?

Avant toute chose précisons ici qu'il ne sera question ici que du protocole IP V4 qui demeure encore le plus largement utilisé notamment par les particuliers.

Nous utiliserons le terme "station" pour tout appareil disposant d'une adresse IP, qu'il s'agisse d'un ordinateur, d'une tablette, d'une caméra, d'une imprimante, d'un réfrigérateur, d'une cafetière ou de tout autre objet dit connecté.

Pour commencer, un exemple

Quand on ouvre une fenêtre console (cmd dans Exécuter ou icône Invite de commandes) et que l'on passe la commande ipconfig on obtient une réponse telle que celle figurant de la copie d'écran ci-dessous :

Tentons d'expliquer ce que nous apprend chacune des données figurant dans cette réponse.

Adresse IP

Cette expression arrive quotidiennement à nos oreilles, trop souvent prononcée par des personnes n'ayant pas forcément la maîtrise de la notion qu'elle recouvre.

De la même manière que pour qu'une lettre arrive à bon port, des données envoyées à une station doivent comporter l'adresse du destinataire. Pour une lettre il s'agit de l'adresse postale pour des données il s'agit de l'adresse IP (internet protocol).

L'adresse IP est un numéro pris dans l'intervalle 0 à 4 294 967 295. La borne supérieure de cette plage peut sembler bizarre mais les adresses IP sont contenues dans une zone de 4 octets et c'est le nombre maximum que cette taille permet d'accueillir (232-1).

Pour rendre les adresses IP plus lisibles on les écrit, comme dans l'exemple ci-dessus, sous la forme d'une suite de 4 nombres séparés par un point, chacun représentant le contenu d'un des 4 octets et pouvant donc prendre toutes les valeurs de 0 à 255.

L'analogie de s'arrête pas là. L'adresse postale est structurée d'une manière hiérarchique : le code postal qui désigne à la fois le département et la ville, le nom de la rue dans cette ville et enfin le numéro du bâtiment dans la rue. Ceci permet qu'il existe plusieurs bâtiments portant le numéro 10 mais qui, même à l'intérieur d'une ville, sont parfaitement identifiés s'ils sont dans des rues différentes. Il en est de même pour les adresses IP. Toutefois il ne s'agit que d'une hiérarchie à 2 niveaux (comme le code postal) mais à géométrie variable.

Le numéro unique d'une adresse IP se décompose en deux parties : le numéro du sous réseau IP indiqué par les chiffres de gauche et le numéro de la station dans ce sous-réseau constitué par les chiffres de droite. Cependant si pour le code postal les deux chiffres de gauche représentent toujours le numéro du département, dans une adresse IP la limite entre gauche et droite est variable. Pour savoir où elle se situe il faut avoir recours à une deuxième information, le masque de sous-réseau.

Masque de sous-réseau

Comme l'adresse IP la valeur du masque de sous-réseau est contenue dans une zone de 4 octets. La plage des valeurs possibles est donc la même et on la représente aussi par une suite de 4 nombres séparés par un point. Dans l'exemple ci-dessus le masque de sous-réseau a pour valeur 255.255.255.0. Que cela signifie-t-il ?

Un tel masque indique que les 3 premiers nombres de l'adresse IP constituent le sous-réseau IP et que le dernier est le numéro de l'ordinateur dans ce sous-réseau. Dans notre exemple toutes les stations qui y appartiennent auront une adresse IP de la forme 192.168.1.n.

Conventionnellement l'adresse la plus basse n'est jamais utilisée. Elle identifie le sous réseau IP lui-même, 192.168.1.0 dans notre cas.

L'adresse IP des stations appartenant à ce sous-réseau IP peut donc aller en théorie de 192.168.1.1 à 192.168.1.255. Toutefois, comme on réserve traditionnellement le numéro le plus haut, 255 dans ce cas, à l'adresse de diffusion (toutes les stations sont destinataires) il ne reste plus que 254 possibilités, de 192.168.1.1 à 192.168.1.254.

Ce qui vaut pour le sous-réseau IP 192.168.1.0 vaut pour n'importe quel autre ayant le même masque. Derrière une Freebox par exemple, le sous-réseau IP est 192.168.0.0 avec 255.255.255.000 pour masque. Toutes les stations auront donc une adresse IP de la forme 192.168.0.n.

Nous n'avons évoqué ici que l'exemple d'un sous-réseau IP capable d'accueillir 254 stations. En jouant sur la valeur du masque de sous-réseau on peut obtenir toutes les tailles souhaitées en fonction de son besoin. Il existe pléthore de sites de la toile décrivant le fonctionnement de ce masque et expliquant comment choisir sa valeur. Nous nous contenterons de deux exemples :
   - le masque 255.255.254.000 associé au sous-réseau 192.168.0.0 permet de disposer de 2 fois plus d'adresses IP (de 192.168.0.1 à 192.168.1.254) ;
   - le masque 255.255.255.128 associé au sous-réseau 192.168.1.0 réduit ce nombre de moitié (de 192.168.1.1 à 192.168.1.126).

Passerelle et sous-réseau IP

La notion de sous-réseau IP est intimement liée au processus d'acheminement des données. Une station accède directement à toutes celles appartenant au même sous-réseau IP. Pour communiquer avec une station dépendant d'un autre sous-réseau IP il faut passer par un routeur. Un routeur sert de passerelle entre plusieurs sous-réseaux IP. Il contient une table de routage qui lui indique où envoyer les données. Cette destination est un autre routeur qui lui même les enverra éventuellement vers un autre, et ainsi de suite jusqu'à l'arrivée sur un routeur voyant le sous-réseau IP cible.

Ceci nous permet de comprendre la signification de la 3e donnée figurant dans la réponse à la commande ipconfig : l'adresse IP de la passerelle par défaut.

Chez le particulier, le plus souvent, toutes les stations appartiennent au même sous-réseau IP. Elles peuvent donc communiquer entre elles, pour échanger des fichiers par exemple, même s'il n'y a pas de routeur connecté au réseau local. Mais pour accéder à un site de la toile il faut transiter par le sous-réseau IP de son FAI et donc passer par un routeur, rôle joué par la supermagicbox.

C'est là qu'intervient l'adresse IP de la passerelle qui est toujours, en principe, celle de son modem routeur. La table de routage du routeur est simplissime. Toutes les données qui ne sont pas à destination du sous-réseau IP aval sont envoyées sur celui du FAI, à charge pour lui de les faire parvenir à destination.

Dans une entreprise l'architecture peut être plus complexe. Plusieurs sous-réseaux IP pourront éventuellement cohabiter en fonction des besoins et les tables de routages seront alors plus sophistiquées.