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Exercices de la semaine 4

Administration d'un réseau universitaire​

Vous êtes administrateur réseau pour la Faculté des sciences et de génie de l’Université Laval. L’Université réorganise son réseau et vous assigne le préfixe 10.1.128.0/19. Votre collègue gère le réseau du Vachon et vous fait part qu’il lui faut 4000 adresses en tout pour desservir ses départements. De votre côté, vous êtes informés des contraintes suivantes :

  • 2023 adresses doivent être disponibles pour les ordinateurs personnels et téléphones intelligents des étudiants.
  • Le département de génie électrique et informatique a besoin de 1020 adresses.
  • Les départements d’informatique et de génie logiciel ainsi que de génie mécanique ont besoin de 500 adresses chacun.

Comment allez-vous partager votre préfixe entre les différents pavillons / départements? Dressez un plan d’adressage qui respecte ces contraintes.

Réponse

Votre plan d’adressage est bon s’il suit une recette similaire à la suivante :

La représentation binaire de votre préfixe est la suivante. Les bits soulignés sont ceux ne faisant pas partie du masque (donc ceux qui vous sont disponibles).

00001010 00000001 10000000 00000000 
                     ----- --------

Le premier facteur des 4000 adresses au Vachon est assez restreignant. En effet, à partir du moment où 20 bits sont alloués au masque sous-réseau, il ne reste que 12 bits pour la partie de l’adresse assignée aux hôtes. 212=40962^{12}= 4096, puis deux adresses sont réservées donc 40944094 adresses assignables. Le 20e bit (^) doit donc absolument être utilisé pour séparer les adresses du Vachon de celles du Pouliot.

00001010 00000001 10000000 00000000 
                     ^-------------

Les facteurs suivants se révèlent alors tout aussi contraignants. Le bit suivant (^) doit être utilisé pour séparer les adresses disponibles aux étudiants des autres adresses.

00001010 00000001 10000000 00000000 
                      ^------------

Ensuite, le département GEL-GIF à lui seul nécessite un masque sous réseau d’au plus 22 bits. Le 22e bit (^) est alors utilisé pour séparer le réseau GEL-GIF des deux autres.

00001010 00000001 10000000 00000000 
                       ^-----------

Finalement, le 23e bit (^) est utilisé pour séparer les réseaux IFT-GLO et GMC.

00001010 00000001 10000000 00000000 
                        ^----------

Vous aurez alors un préfixe réseau de 23 bits pour chacun des départements, soit 232−23−2=29−2=5102^{32-23} - 2 = 2^9 - 2 = 510 adresses.

Plan d'adressage IPv4​

Vous devez établir un plan d’adressage IPv4 en tenant compte des contraintes suivantes :

  • Votre plan d’adressage doit utiliser le préfixe 10.1.1.0/24.
  • Un seul préfixe par sous-réseau ;
  • La quantité d’adresses IPv4 nécessaires par sous-réseaux (où se retrouve les postes A, B et C) est dans le schéma suivant :

Quantité d'interfaces par réseau.

Le préfixe assigné au sous-réseau sous forme a.b.c.d/x. Pour chaque préfixe, identifiez la première et la dernière adresse utilisable (pouvant être assignée à une interface réseau).

Réponse

Sous-réseauPréfixe IPv4Adresses utilisables
A10.1.1.0/2510.1.1.1 à 10.1.1.126 (126 adresses)
B10.1.1.128/2710.1.1.129 à 10.1.1.158 (30 adresses)
C10.1.1.160/2710.1.1.161 à 10.1.1.190 (30 adresses)

Établissez un plan d'adressage en utilisant les mêmes contraintes, mais avec le nombre de postes suivant par réseau:

  • Réseau A: 48 postes
  • Réseau B: 65 postes
  • Réseau C: 10 postes
Réponse

Sous-réseauPréfixe IPv4Adresses utilisables
A10.1.1.0/2610.1.1.1 à 10.1.1.62 (62 adresses)
B10.1.1.128/2510.1.1.129 à 10.1.1.254 (126 adresses)
C10.1.1.64/2810.1.1.65 à 10.1.1.78 (14 adresses)

Plusieurs solutions sont possibles.

attention

Il est important de ne pas avoir de chevauchement d'adresse IP entre les préfixes choisi pour chaque sous-réseaux.

Solutions au manque d'adresses IPv4​

Dans les années 1980, l’architecture d’adressage IPv4 était basée sur les classes d’adresses (A, B, C, etc.). Un impact important de cette approche était la consommation rapide des adresses IPv4 disponible.

Outre le début des travaux sur le protocole IPv6, quelles stratégies ont été mises en place au début des années 1990 pour tenter d’atténuer le problème d’épuisement des adresses IPv4?

Réponse

L’élimination des classes d’adresses (CIDR, section2.4) et l’introduction de masque sous-réseau de taille variable (VLSM section 2.3.4) ont fortement contribué à réduire le taux d’épuisement des adresses IPv4.

VLSM (Variable Length Subnet Mask) a permis l'utilisation de masque de sous-réseau de longueur variable au sein d'un même réseau. Cette fonctionnalité a considérablement accru la flexibilité de la conception des réseaux en permettant de sous-réseaux de tailles différentes, adaptées aux besoins spécifiques de chaque segment réseau.

CIDR et VLSM ont fait leur apparition dans le contexte de l'évolution du routage interdomaine sans classe (CIDR), qui est devenu la norme en 1993.

Nous allons également voir que l’introduction des adresses IPv4 privées (RFC 1918) et de la translation d’adresses (NAT, chapitre 7) ont également contribué au déploiement d’IPv4 dans un contexte d’épuisement des adresses disponibles.

Utilité des adresses anycast​

Nommez une application typique des adresses de type anycast.

Réponse

Déployer un service DNS distribué sur Internet, et permettre aux clients de rejoindre le serveur « le plus près » est un bon exemple (section 2.5.5). L’utilisation d’anycast est bien adapté pour des services utilisant UDP comme protocole (sans connexion).

Anycast et CDNs​

Pourquoi utiliser anycast pour rejoindre des services de fournisseurs de contenu (CDN)?

Réponse

Si vous développez une application qui télécharge beaucoup de contenu, il est commun d’utiliser des « points de présence » plus près de vos utilisateurs pour fournir ce contenu. Ces points de présence permettent de réduire la latence ainsi que de répartir la charge de travail entre une multitude de points géographiques.

Anycast permet de rejoindre un service vers le point de présence (serveur) le plus près. Lorsque l’on change de position (sur Internet), les paquets sont automatiquement acheminés vers le point de présence le plus près (routage IP).

Allocation de préfixes IP et aggrégation​

Comment les préfixes IP sont-ils alloués d’un fournisseur de service Internet vers ses clients? Comment cette approche offre une topologie permettant de réduire la taille de tables de routage sur Internet?

Réponse

Les préfixes IP sont assignés dans une topologie hiérarchique : un préfixe sera attribué par un fournisseur de service Internet vers les clients et entreprises (Provider Aggregatable). Cette topologie permet une agrégation des préfixes réseau, et ainsi diminuer le nombre de préfixes qui doivent être annoncés par le routeur vers les réseaux extérieurs/Internet.

L'agrégation de route consiste à combiner plusieurs préfixes de réseau adjacents en un seul préfixe plus court. Cela permet de réduire la taille des tables de routage et d'améliorer l'évolutivité du routage Internet. En agrégeant les routes, les routeurs peuvent prendre des décisions de routage plus efficaces et éviter de stocker un grand nombre d'entrées de routage individuelles.

Désavantages de l'allocation par ISP​

Quels sont les désavantages d’une allocation de préfixe IP d’un fournisseur de service Internet (Provider Aggregatable)?

Réponse

Ce type d’allocation est associé au fournisseur de service Internet (FSI). Si le réseau du client désire changer de FSI, le client ne peut pas conserver le préfixe IP, et devra renuméroter son réseau IP.