IPv4 : adressage, classes historiques et CIDR

IPv4, défini par la RFC 791 en 1981, reste le protocole d'adressage majoritaire dans les réseaux d'entreprise. Ses 32 bits offrent environ 4,3 milliards d'adresses, un nombre devenu insuffisant à l'échelle mondiale, ce qui explique l'usage massif des adresses privées, du NAT et l'adoption progressive d'IPv6.

Objectif : lire une adresse IPv4 avec son masque, identifier son type (privée, publique, spéciale) et comprendre pourquoi la notation CIDR a remplacé les classes.

Structure d'une adresse IPv4

Une adresse IPv4 est un nombre de 32 bits, écrit en notation décimale pointée : quatre octets séparés par des points, chacun compris entre 0 et 255.

192.168.10.37
11000000.10101000.00001010.00100101

Une adresse seule ne suffit pas : il faut savoir quelle partie désigne le réseau et quelle partie désigne l'hôte. C'est le rôle du masque de sous-réseau :

Adresse : 192.168.10.37    11000000.10101000.00001010.00100101
Masque  : 255.255.255.0    11111111.11111111.11111111.00000000
Réseau  : 192.168.10.0     (ET logique bit à bit)

Les bits à 1 du masque couvrent la partie réseau, les bits à 0 la partie hôte. Un masque est toujours une suite continue de 1 suivie de 0.

Les classes historiques

Avant 1993, la partie réseau était déduite des premiers bits de l'adresse : c'est l'adressage par classes (classful).

Ce système gaspillait énormément d'adresses : une organisation qui avait besoin de 2 000 adresses recevait une classe B de 65 536 adresses, car une classe C (256) était trop petite. Les tables de routage d'Internet grossissaient aussi très vite.

CIDR : la fin des classes

Le CIDR (Classless Inter-Domain Routing), aujourd'hui décrit par la RFC 4632, supprime le lien entre premiers bits et taille du réseau. La longueur de la partie réseau est indiquée explicitement par un préfixe :

192.168.10.0/24   = masque 255.255.255.0
10.0.0.0/8        = masque 255.0.0.0
172.16.4.0/22     = masque 255.255.252.0

Le CIDR apporte deux avantages majeurs :

• Une allocation au plus juste : on peut attribuer un /22 (1 024 adresses) à qui en a besoin.
• L'agrégation de routes (supernetting) : quatre réseaux 172.16.4.0/24 à 172.16.7.0/24 peuvent être annoncés comme un seul 172.16.4.0/22, ce qui allège les tables de routage.

Le nombre d'adresses d'un préfixe /n vaut 2⁽³²⁻ⁿ⁾. Un /24 contient 256 adresses, un /26 en contient 64. Le convertisseur masque et CIDR donne la correspondance complète.

Adresses privées (RFC 1918)

Trois plages sont réservées aux réseaux internes et ne sont pas routées sur Internet :

Les postes utilisant ces adresses accèdent à Internet grâce au NAT, qui remplace l'adresse privée par une adresse publique en sortie.

Erreur fréquente : croire que 172.16.0.0/12 couvre toutes les adresses commençant par 172. La plage s'arrête à 172.31.255.255 ; 172.32.0.1 est une adresse publique.

Adresses spéciales à connaître

Une adresse en 169.254.x.x sur un poste est un indice précieux : le client n'a pas obtenu de bail DHCP. Voir DHCP : fonctionnement et attribution des adresses IP.

Adresse réseau, diffusion et hôtes

Dans un sous-réseau classique :

• l'adresse réseau a tous les bits d'hôte à 0 ;
• l'adresse de diffusion a tous les bits d'hôte à 1 ;
• les adresses intermédiaires sont attribuables aux hôtes, soit 2ⁿ − 2 adresses pour n bits d'hôte.

Pour 192.168.10.0/24 : réseau 192.168.10.0, diffusion 192.168.10.255, hôtes de .1 à .254.

Deux exceptions : le /31, utilisable sur les liaisons point à point (RFC 3021), où les deux adresses sont attribuables, et le /32, qui désigne un hôte unique. Le calculateur de sous-réseau IPv4 traite ces cas correctement.

Vérifier la configuration IPv4 d'un poste

Sous Linux :

ip -4 addr show
ip route show

Sous Windows :

ipconfig /all
Get-NetIPConfiguration

Vérifiez systématiquement trois éléments : l'adresse, le masque (ou préfixe) et la passerelle par défaut. Une passerelle qui n'appartient pas au même sous-réseau que l'adresse du poste est une erreur de configuration.

Erreurs courantes

• Masque incohérent entre deux machines du même segment : l'une se croit sur un /24, l'autre sur un /16 ; certaines communications échouent de façon déroutante.
• Attribuer l'adresse réseau ou de diffusion à un hôte.
• Utiliser des plages de documentation ou des adresses publiques arbitraires en interne : en cas de connexion à Internet, certaines destinations légitimes deviennent injoignables.
• Écrire des octets avec des zéros initiaux (192.168.010.001) : certains outils interprètent ces valeurs en octal.

Implications de sécurité

Les adresses privées ne sont pas un mécanisme de sécurité : le NAT masque la topologie interne mais ne filtre rien par lui-même. Le filtrage repose sur un pare-feu. Pensez aussi au filtrage anti-usurpation en bordure : un paquet entrant depuis Internet avec une adresse source privée ou de bouclage doit être rejeté (bonne pratique décrite dans le BCP 38 / RFC 2827).

Conclusion

Maîtriser IPv4, c'est savoir lire une adresse avec son préfixe, reconnaître les plages privées et spéciales, et calculer les limites d'un sous-réseau. La suite logique consiste à découper un réseau en sous-réseaux : c'est l'objet de Calcul de sous-réseaux IPv4 avec des exemples pratiques.

Références

• RFC 791 — Internet Protocol
• RFC 4632 — Classless Inter-domain Routing (CIDR)
• RFC 1918 — Address Allocation for Private Internets
• RFC 6890 — Special-Purpose IP Address Registries
• RFC 3021 — Using 31-Bit Prefixes on IPv4 Point-to-Point Links