Masque de sous-réseau

Masque de sous-réseau

Les adresses IPv4 sont composées de deux parties : le sous-réseau et l'hôte.

On considérait autrefois que l'adresse du réseau était définie par sa classe, et obtenue en appliquant l'opérateur booléen ET bit à bit entre le masque par défaut associé et l'adresse IPv4. La notion de classe est cependant considérée comme désuète depuis l'avènement du routage sans classe. Ni les protocoles de routages actuels (BGP, OSPF, IS-IS), ni les RIR n'en tiennent plus compte dans l'assignation des adresses IP publiques.

Un masque de sous-réseau (désigné par subnet mask, netmask ou address mask en anglais) est un masque indiquant le nombre debits d'une adresse IPv4 utilisés pour identifier le sous-réseau, et le nombre de bits caractérisant les hôtes (ce qui indique aussi le nombre d'hôtes possibles dans ce sous-réseau).

L'adresse du sous-réseau est obtenue en appliquant l'opérateur ET binaire entre l'adresse IPv4 et le masque de sous-réseau. L'adresse de l'hôte à l'intérieur du sous-réseau est quant à elle obtenue en appliquant l'opérateur ET entre l'adresse IPv4 et le complément à un du masque.

Les masques de sous-réseau utilisent la même représentation que celles des adresses IPv4. En IPv4, une adresse IP est codée sur 4octets, soit 32 bits (représentés en notation décimale à point). Un masque de sous-réseau possède lui aussi 4 octets. Bien que la norme IPv4 n'interdise pas que la partie significative du masque contienne des bits à 0, on utilise en pratique des masques constitués (sous leur forme binaire) d'une suite de 1 suivis d'une suite de 0, il y a donc 32 masques réseau possibles.

Exemple 

adresse 192.168.1.2 et masque 255.255.255.0

192.168.1.2 & 255.255.255.0 = 192.168.1.0
192.168.1.2 & 0.0.0.255     = 0.0.0.2

soit en binaire :

  11000000.10101000.00000001.00000010         11000000.10101000.00000001.00000010
& 11111111.11111111.11111111.00000000       & 00000000.00000000.00000000.11111111
= 11000000.10101000.00000001.00000000       = 00000000.00000000.00000000.00000010

Autrement dit, il suffit pour obtenir l'adresse du sous-réseau de conserver les bits de l'adresse IPv4 là où les bits du masque sont à 1 (un certain nombre de bits en partant de la gauche de l'adresse). La partie numéro d'hôte est, elle, contenue dans les bits qui restent (les plus à droite).

Une forme plus courte est connue sous le nom de « notation CIDR » (Classless Inter-Domain Routing). Elle donne le numéro du réseau suivi par une barre oblique (ou slash, « / ») et le nombre de bits à 1 dans la notation binaire du masque de sous-réseau. Le masque 255.255.224.0, équivalent en binaire à 11111111.11111111.11100000.00000000, sera donc représenté par /19 (19 bits à la valeur 1, suivis de 13 bits 0).

La notation 91.198.174.2/19 désigne donc l'adresse IP 91.198.174.2 avec le masque 255.255.224.0, et signifie que les 19 premiers bits de l'adresse sont dédiés à l'adresse du sous-réseau, et le reste à l'adresse de l'ordinateur hôte à l'intérieur du sous-réseau.

Deux adresses IP appartiennent à un même sous-réseau si elles ont en commun les bits du masque de sous-réseau.

À partir de la connaissance de l'adresse IPv4 et du masque de sous-réseau il est possible de calculer le nombre d'interfaces que l'on peut numéroter à l'intérieur d'un sous-réseau. Le nombre de sous-réseaux possibles est donné par 2^r-n, où n représente le nombre de bits à 1 dans le masque réseau et r le nombre de bits du masque de sous-réseau. Le nombre d'hôtes est 2^32-r-2, deux adresses de ce sous-réseau étant réservées au sous-réseau lui-même et au broadcast et ne peuvent pas être utilisées pour numéroter une interface.

/32 désigne un réseau qui ne comporte qu'une seule adresse IP, c'est-à-dire une adresse IP individuelle.

Le masque /31 était autrefois considéré comme inutilisable, car ce réseau ne comporte que deux adresses, dont l'adresse du sous-réseau et l'adresse de broadcast. Pour numéroter des adresses de liens point à point, on utilisait donc des /30, soit quatre adresses dont deux utilisables pour adresser des interfaces. Le RFC 3021 permet cependant d'utiliser plus efficacement l'espace d'adressage en permettant le /31 (il n'y a dans ce cas pas d'adresse de broadcast et l'adresse du sous-réseau est utilisée pour numéroter une interface).

Liste des masques de sous-réseaux

CIDR	bits disponibles	Masque de sous-réseau	Nombre d'hôtes par sous-réseau
/1	31	128.0.0.0	231-2 = 2147483646
/2	30	192.0.0.0	230-2 = 1073741822
/3	29	224.0.0.0	229-2 = 536870910
/4	28	240.0.0.0	228-2 = 268435454
/5	27	248.0.0.0	227-2 = 134217726
/6	26	252.0.0.0	226-2 = 67108862
/7	25	254.0.0.0	225-2 = 33554430
/8	24	255.0.0.0	224-2 = 16777214
/9	23	255.128.0.0	223-2 = 8388606
/10	22	255.192.0.0	222-2 = 4194302
/11	21	255.224.0.0	221-2 = 2097150
/12	20	255.240.0.0	220-2 = 1048574
/13	19	255.248.0.0	219-2 = 524286
/14	18	255.252.0.0	218-2 = 262142
/15	17	255.254.0.0	217-2 = 131070
/16	16	255.255.0.0	216-2 = 65534
/17	15	255.255.128.0	215-2 = 32766
/18	14	255.255.192.0	214-2 = 16382
/19	13	255.255.224.0	213-2 = 8190
/20	12	255.255.240.0	212-2 = 4094
/21	11	255.255.248.0	211-2 = 2046
/22	10	255.255.252.0	210-2 = 1022
/23	9	255.255.254.0	29-2 = 510
/24	8	255.255.255.0	28-2 = 254
/25	7	255.255.255.128	27-2 = 126
/26	6	255.255.255.192	26-2 = 62
/27	5	255.255.255.224	25-2 = 30
/28	4	255.255.255.240	24-2 = 14
/29	3	255.255.255.248	23-2 = 6
/30	2	255.255.255.252	22-2 = 2
/31	1	255.255.255.254	21
/32	0	255.255.255.255	20

Un autre exemple :

Préfixe	Masque	Nb de sous-réseaux	Nb d'hôtes
/24	255.255.255.0	1	254
/25	255.255.255.128	2	126
/26	255.255.255.192	4	62
/27	255.255.255.224	8	30
/28	255.255.255.240	16	14
/29	255.255.255.248	32	6
/30	255.255.255.252	64	2

Masque de sous-réseau variable

On parle de masque de sous-réseau variable (variable-length subnet mask, VLSM) quand un réseau est divisé en sous-réseaux dont la taille n'est pas identique, ceci permet une meilleure utilisation des adresses disponibles. Les protocoles de routage BGP, OSPF, IS-IS,EIGRP et RIPv2 supportent le VLSM car ils indiquent toujours un masque réseau associé à une route annoncée.