L'adressage IP, pour de vrai

Avant de commencer

Quand deux ordinateurs se parlent sur un réseau, chacun a besoin d'une adresse — comme une adresse postale, pour savoir où envoyer les données. Cette adresse, c'est l'adresse IP. Dans ce TP tu vas : (1) explorer et diagnostiquer le réseau de TA machine, (2) comprendre ce que tu as vu, (3) monter de tes mains un petit réseau à l'agence GSB, et (4) le tester.

Le but final (Partie 3-4) — tes 3 PC dans le réseau 192.168.10.0/24, qui se répondent au ping. Et comprendre pourquoi ça marche (ou pas).

Le déroulé (~4 h)

Partie 1 · Diagnostiquer ta machine

Ch.1 — Lire ta config réseau

Ton Mac est déjà sur un réseau. On commence par regarder sa configuration. Ouvre le Terminal : Cmd + Espace → tape Terminal → Entrée.

networksetup -listallnetworkservices

networksetup -getinfo Wi-Fi
scutil --dns | grep nameserver

DHCP Configuration
IP address: 192.168.1.34              ← adresse IPv4
Subnet mask: 255.255.255.0            ← masque
Router: 192.168.1.1                   ← passerelle
Ethernet Address: a4:bb:6d:2f:10:9c   ← adresse MAC
nameserver[0] : 192.168.1.1           ← DNS (ligne de scutil)

Ch.2 — Pinguer « en escalier »

ping envoie un petit message « tu es là ? » et attend la réponse. C'est le test de base. La méthode des pros : on teste du plus proche au plus loin, pour localiser une panne.

Tape ces 4 commandes, une par une, et note pour chacune si ça répond ou non :

ping -c 4 127.0.0.1     # 1. ma propre carte réseau marche-t-elle ?
ping -c 4 192.168.1.1   # 2. (mets TON Router) le routeur répond-il ?
ping -c 4 8.8.8.8       # 3. Internet par adresse IP (serveur Google)
ping -c 4 google.com    # 4. Internet par NOM (teste aussi le DNS)

Ch.3 — Suivre le chemin : traceroute

Entre ta machine et un site, les données passent par plusieurs routeurs (des « sauts »). traceroute les affiche tous.

traceroute google.com

 1  192.168.1.1 (192.168.1.1)  1.2 ms     ← ta passerelle (1er saut)
 2  80.10.xxx.xxx  8.4 ms                 ← routeur du fournisseur
 3  ...                                   ← ...
 8  142.250.xxx.xxx  15.1 ms              ← serveur Google (destination)

Bonus — qui se cache derrière un nom ? (nslookup)

nslookup google.com

Partie 2 · Comprendre ce que tu as vu

Ch.4 — L'IP et le binaire

Tu as vu des adresses comme 192.168.1.34. Décortiquons. Une adresse IPv4 = quatre nombres (les octets), de 0 à 255, séparés par des points. Derrière, ce ne sont que des 0 et des 1 : chaque octet = 8 bits, donc 4 × 8 = 32 bits.

Pour lire un octet, chaque position vaut une puissance de 2 :

On additionne les positions à 1.

Binaire → décimal

  1 1 0 0 0 0 0 0
128+64             = 192        →  11000000 = 192

Décimal → binaire (on soustrait de gauche à droite)

168 ≥ 128 ? oui → 1, reste 40      40 ≥ 16 ? non → 0
 40 ≥ 64  ? non → 0                  8 ≥  8 ? oui → 1, reste 0
 40 ≥ 32  ? oui → 1, reste 8         0 → 0 0 0
 = 1 0 1 0 1 0 0 0  = 168

Ch.5 — Le masque : réseau vs hôte

Une IP contient deux infos : sur quel réseau tu es (la « rue ») et quelle machine tu es (le « numéro »). Ce qui sépare les deux, c'est le masque que tu as lu au Flag A.

Ch.6 — CIDR, réseau, broadcast, hôtes

Écrire 255.255.255.0 est long : on compte les bits à 1 du masque et on l'écrit après une barre. C'est le CIDR.

Dans un réseau, deux adresses sont réservées (jamais pour une machine) :

nombre de machines = 2^(bits hôte) − 2
pour un /24        = 2^8 − 2 = 254

Ch.7 — Privé, public, spéciales

Il n'y a pas assez d'adresses pour toutes les machines du monde. Chez toi/en entreprise, on utilise des adresses privées (réutilisables), traduites vers une publique unique par la box (le NAT).

Tout le reste est public (ex. 8.8.8.8). Et quelques spéciales : 127.0.0.1 (loopback = moi-même), 169.254.x.x (APIPA = pas de DHCP trouvé).

Ch.8 — L'adresse MAC : le numéro gravé de ta carte

Au Ch.1, tu as recopié une drôle d'adresse : la MAC, du style A4-BB-6D-2F-10-9C. Mais ton PC a déjà une adresse IP… pourquoi en avoir deux ?

Deux adresses, comme toi

La MAC est stockée dans la carte réseau : la puce qui gère ta prise Ethernet (ou ton Wi-Fi). Chaque carte a la sienne. Un portable avec une prise Ethernet et du Wi-Fi a donc deux MAC.

Pourquoi il y a des lettres dedans ?

Une MAC est écrite en hexadécimal : une façon de compter où un seul caractère va de 0 à 15. Après 9, on n'a plus de chiffres, alors on utilise des lettres :

Avec 2 caractères, on écrit un nombre de 0 à 255 — exactement un octet, comme dans une IP. Une MAC = 6 octets écrits en hexadécimal :

   A4-BB-6D    -    2F-10-9C
   └ fabricant ┘    └ numéro de CETTE carte ┘

Qui se sert de la MAC ? Le switch.

Imagine une lettre adressée à « Karim, 12 rue des Lilas ». L'adresse (l'IP) amène la lettre jusqu'au bon immeuble (le bon réseau). Dans l'immeuble, c'est le gardien qui la dépose dans la bonne boîte, en lisant le nom dessus (la MAC).

Ton switch, c'est ce gardien. Il ne lit pas les IP : il ne connaît que les MAC. Au fil du temps, il remplit un carnet, la table MAC : « la MAC B8-27-EB-… est branchée sur mon port 2 ». Comme ça, il envoie chaque message seulement sur le bon port, au lieu de le distribuer à tout le monde.

Ch.9 — ARP : « Qui est Karim ? »

Reprenons ton ping : ping 192.168.10.12. Tu connais l'IP de ton voisin (tu viens de la taper). Mais pour que le switch livre, il faut sa MAC… que tu ne connais pas. Comment ton PC la trouve-t-il ?

L'image : le premier jour en classe

Tu dois rendre un cahier à « Karim », mais tu ne sais pas qui c'est. Tu fais quoi ? Tu demandes à toute la classe : « Qui est Karim ? ». Karim lève la main. Tu retiens où il est assis. La prochaine fois, tu vas directement vers lui, sans redemander.

Ton PC fait exactement ça, avec un protocole appelé ARP (Address Resolution Protocol, « trouver l'adresse ») :

1. La question (requête ARP) — PC 1 envoie un message à tout le monde (à la MAC FF-FF-FF-FF-FF-FF, tu te souviens ?) : « Qui a l'IP 192.168.10.12 ? Réponds à ma MAC. »
2. La réponse (réponse ARP) — Toutes les machines reçoivent la question, mais seul PC 2 se reconnaît. Il répond uniquement à PC 1 : « C'est moi, ma MAC est B8-27-EB-45-1A-03. » PC 3 ignore la question.
3. Le carnet (table ARP) — PC 1 note le couple « 192.168.10.12 = B8-27-EB-45-1A-03 » dans un carnet appelé table ARP (ou cache ARP). Pendant quelques minutes, il ne redemandera plus.

Tout ça est automatique — ça se passe en une fraction de seconde, juste avant ton premier ping. Tu ne le vois pas… sauf si tu ouvres le carnet. C'est ce que tu feras en Partie 5 (Expérience 4).

Partie 3 · Monte ton réseau

Ch.10 — Va chercher le matériel

Fini la théorie : on construit. Mets-toi en trinôme (3 élèves = 3 PC). Un membre du groupe va chercher le matériel pendant que les autres préparent la table.

Reconnaître le matériel

• Le switch : une boîte avec une rangée de prises (ports) RJ45 et des petites LED. C'est lui qui relie les PC d'un même réseau.
• Le câble RJ45 : un gros connecteur transparent avec un clip. Il va de la carte réseau du PC (prise à l'arrière) à un port du switch.

Ch.11 — Câbler le réseau

1. Allume le switch (et les PC si besoin).
2. Branche chaque PC : un câble de la carte réseau du PC à un port du switch. Tu dois entendre un clic.
3. Vérifie la LED du port (côté switch et côté PC) : allumée = le lien physique est bon.

Tu dois voir — une LED allumée par câble branché. Pas de LED = câble mal enfoncé, mauvais port, ou PC éteint : reprends le clic.

Ch.12 — Donner une IP à chaque PC

Le câble ne suffit pas : il faut une adresse. On met les 3 PC dans le réseau 192.168.10.0/24. Répartissez : PC 1 = .11, PC 2 = .12, PC 3 = .13.

Avec les Réglages (le plus simple)

1. Menu Pomme → Réglages Système → Réseau.
2. Clique ta carte filaire (Ethernet ou USB 10/100/1000 LAN) → bouton Détails…
3. Onglet TCP/IP → Configurer IPv4 : choisis Manuellement, et remplis :

Adresse IP          : 192.168.10.11    (TON numéro : .11 / .12 / .13)
Masque de sous-rés. : 255.255.255.0
Routeur             : (laisse vide)

4. Clique OK (le Mac peut demander ton mot de passe de session).

Ou en ligne de commande (Terminal)

sudo networksetup -setmanual "Ethernet" 192.168.10.11 255.255.255.0 192.168.10.1

Vérifie

networksetup -getinfo "Ethernet"

Tu dois voir — Manual Configuration et IP address: 192.168.10.11 (ton numéro).

Partie 4 · Teste ton réseau

Ch.13 — Ça communique ?

1. Teste ta propre carte

ping -c 4 127.0.0.1

2. Pingue tes coéquipiers

ping -c 4 192.168.10.12
ping -c 4 192.168.10.13

64 bytes from 192.168.10.12: icmp_seq=0 ttl=64 time=0.512 ms
...
4 packets transmitted, 4 packets received, 0.0% packet loss

Ch.14 — La preuve ultime : partager un fichier

Un réseau qui marche, c'est fait pour échanger. Faisons passer un fichier du PC 1 au PC 2.

1. Sur PC 1 : crée un dossier Partage, mets-y un petit fichier (ex. bonjour.txt).
2. Réglages Système → Général → Partage → active Partage de fichiers → bouton (i) → + pour ajouter le dossier Partage, droits « Tout le monde : Lecture seule ».
3. Sur PC 2 : dans le Finder, menu Aller → Se connecter au serveur… (Cmd + K) et tape :

smb://192.168.10.11

Partie 5 · Le labo : expériences & pannes

Le labo du réseau

Ton réseau marche : parfait, maintenant on va le maltraiter pour comprendre. Chaque expérience suit le même rythme : tu provoques, tu observes, tu expliques. Entre chaque, remets une config propre (les 3 PC en 192.168.10.11/.12/.13, masque /24).

Expérience 1 — Le conflit d'adresse

1. Mets exprès deux PC sur la même adresse 192.168.10.11.
2. Regarde l'alerte qui s'affiche, puis essaie de pinguer ce .11 depuis le 3e PC.
3. Remets des adresses différentes.

Tu dois voir — le Mac affiche « Un autre appareil du réseau utilise l'adresse IP de votre ordinateur », et des réponses au ping incohérentes. Une adresse doit être unique : sinon le réseau ne sait plus à qui livrer. (C'est pour ça que le DHCP existe : il distribue sans jamais donner deux fois la même.)

Expérience 2 — Changer de réseau

Sur UN seul PC (PC 3), mets 192.168.20.13 (même masque /24). Ne touche pas aux autres.

1. Depuis PC 1, pingue PC 2 (.10.12) → marche encore.
2. Depuis PC 1, pingue PC 3 (192.168.20.13) → échoue, alors qu'il est toujours sur le même switch.

Expérience 3 — APIPA (pas de DHCP)

Sur ton mini-réseau, il n'y a pas de serveur DHCP (juste un switch). Que se passe-t-il si une machine attend une adresse automatique qui ne viendra jamais ?

1. Sur deux machines, repasse la carte en Configurer IPv4 : Via DHCP (ou sudo networksetup -setdhcp "Ethernet").
2. Patiente ~1 minute (le temps que la demande DHCP échoue), puis fais networksetup -getinfo "Ethernet".

DHCP Configuration
Self-Assigned IP address: 169.254.137.88
Subnet mask: 255.255.0.0

3. Pingue un PC APIPA depuis l'autre PC APIPA (leurs 169.254.x.x).

Tu dois voir — ça répond ! Les deux sont dans le même réseau 169.254.0.0/16, donc ils se parlent. Mais ils n'ont ni passerelle ni Internet.

Expérience 4 — ARP en vrai : ouvre le carnet

Au Ch.9, tu as vu comment ton PC trouve la MAC d'un voisin (« Qui est Karim ? »). Maintenant, tu vas le voir et le vérifier.

1. Remets les 3 PC en 192.168.10.x.
2. Depuis PC 1, pingue PC 2 puis PC 3 (ça déclenche les questions ARP).
3. Ouvre le carnet ARP :

arp -a

? (192.168.10.12) at b8:27:eb:45:1a:3 on en7 ifscope [ethernet]
? (192.168.10.13) at 3c:52:82:f:77:d1 on en7 ifscope [ethernet]
? (192.168.10.255) at ff:ff:ff:ff:ff:ff on en7 ifscope [ethernet]

La vérification

4. Demande à PC 2 de taper networksetup -getinfo "Ethernet" et de te lire son « Ethernet Address ».
5. Compare avec la MAC que ton carnet ARP affiche pour 192.168.10.12.

Tu dois voir — c'est la même (aux zéros en tête près, que le Mac retire dans arp -a). ARP a bien trouvé la bonne carte.

Voir l'état du lien en direct

ping 192.168.10.12

Expérience 5 — La tempête de broadcast

Une adresse spéciale, le broadcast, envoie un message « à tout le monde » sur le réseau. Normalement, c'est utile. Mais regarde ce qui se passe si on crée une boucle.

1. Prends un câble réseau et branche-le entre deux ports de TON switch (le câble part du switch… et revient au switch). Tu viens de créer une boucle.
2. Observe les LED du switch pendant 5-10 secondes.
3. Essaie un ping entre tes PC.
4. Retire la boucle immédiatement.

Tu dois voir — toutes les LED se mettent à clignoter frénétiquement et en même temps, le réseau devient très lent, les pings rament ou échouent. Dès que tu retires le câble en boucle, tout revient à la normale.

Partie 5 · Un peu de cyber

Coin cyber — l'ARP spoofing

Souviens-toi de la classe (Ch.9) : « Qui est Karim ? » — et tu crois celui qui lève la main. Et si quelqu'un d'autre levait la main à sa place ? ARP a ce défaut énorme : il croit n'importe qui. Quand une machine reçoit une réponse ARP, elle la gobe sans aucune vérification. Un attaquant sur le même réseau local va exploiter ça.

Comment ça marche

1. L'attaquant envoie à la victime de fausses réponses ARP : « l'adresse de la passerelle (192.168.10.1), c'est MA MAC ».
2. La victime met ça dans son cache ARP (celui que tu as vu avec arp -a). Elle est trompée.
3. Désormais, tout ce que la victime croit envoyer « vers Internet » part en fait chez l'attaquant.
4. L'attaquant relaie vers la vraie passerelle : la victime ne voit rien. Il est au milieu — un man-in-the-middle (MITM).

À partir de là, il peut lire tout le trafic (mots de passe non chiffrés, pages visitées), voire le modifier à la volée.

Se défendre / détecter

• arp -a : repérer deux IP qui pointent vers la même MAC, ou la MAC de la passerelle qui change soudainement = signe d'empoisonnement.
• Entrées ARP statiques pour les machines critiques (la correspondance est figée).
• Sur les switches pro : le Dynamic ARP Inspection (DAI) qui filtre les fausses réponses.
• HTTPS / chiffrement : même intercepté, un trafic chiffré reste illisible. Le cadenas du navigateur, c'est exactement ce qui limite les dégâts d'un MITM.

Défis bonus (pour les rapides)

• Ajoute un 4e PC en .14 et vérifie qu'il pingue tout le monde.
• Forme deux groupes (.10.x et .20.x) et constate qu'ils ne se voient pas → il manque un routeur (la prochaine séance !).
• Teste ping -c 3 192.168.10.255 (le broadcast) et observe les réponses.
• Affiche ta table ARP (arp -a), note la MAC de la passerelle, et explique comment tu repérerais qu'elle a été usurpée.

On range & on vérifie

Remettre en ordre (OBLIGATOIRE)

1. Remets la carte en Configurer IPv4 : Via DHCP (Réglages → Réseau → Détails → TCP/IP), ou : sudo networksetup -setdhcp "Ethernet".
2. Débranche proprement les câbles (clip d'abord), enroule-les.
3. Rapporte le matériel : les 3 PC en salle 4, le switch et les câbles en salle 3.
4. Vérifie avec networksetup -getinfo Wi-Fi (et un ping -c 4 google.com) que ton Mac a retrouvé Internet.

Checklist de fin

• ☐ J'ai lu et compris ma config (IP, masque, passerelle, DNS, MAC).
• ☐ J'ai fait le diagnostic en escalier (loopback → passerelle → Internet).
• ☐ Je sais convertir binaire ↔ décimal et calculer réseau/broadcast/hôtes.
• ☐ J'ai monté un réseau de 3 PC + switch et réussi un ping.
• ☐ J'ai compris pourquoi changer de réseau casse la communication.
• ☐ J'ai testé APIPA (169.254) et vu une tempête de broadcast.
• ☐ Je sais ce qu'est une adresse MAC, comment marche ARP, et en quoi consiste l'ARP spoofing.
• ☐ Mes flags A→N sont remplis, et j'ai remis le DHCP + rapporté le matériel.

Mini-quiz (vérifie-toi)

1. Combien de bits dans une IPv4 ? Combien d'octets ?
2. Quelle est la différence entre une adresse MAC et une adresse IP ?
3. Dans le diagnostic en escalier, si 8.8.8.8 répond mais pas google.com, d'où vient le problème ?
4. Dans 192.168.10.0/24, quelle est l'adresse de broadcast ? Combien de machines ?
5. Deux PC au même switch, en 192.168.10.x et 192.168.20.x : se pinguent-ils ? Pourquoi ?
6. Un PC affiche 169.254.18.4 : que s'est-il passé ?
7. Qu'est-ce qui provoque une tempête de broadcast, et qu'est-ce qui l'empêche dans les vrais réseaux ?
8. Quelle est la différence entre une adresse IP et une adresse MAC ? À quoi sert ARP ?
9. En une phrase : pourquoi l'ARP spoofing est-il possible, et comment s'en protéger ?

(Réponses dans le corrigé.)

Glossaire

Compétences mobilisées (référentiel BTS SIO)

Bloc 1 · Support et mise à disposition de services informatiques
→ C1.5 Mettre à disposition des utilisateurs un service informatique (installer et configurer un réseau local, vérifier sa disponibilité)
→ C1.2 Répondre aux incidents et demandes d'assistance (diagnostic réseau : ping en escalier, traceroute)
→ C1.1 Gérer le patrimoine informatique (recenser le matériel et documenter l'adressage)

Bloc 3 · Cybersécurité des services informatiques
→ C3.3 Sécuriser les équipements et les usages des utilisateurs (identifier une menace réseau — ARP spoofing / MITM — et les défenses associées)