Avant même qu'Internet ne soit une chose, les réseaux informatiques existaient. Ces réseaux utilisaient des adresses IP identiques à celles utilisées aujourd'hui. Ces réseaux étaient interconnectés via ARPANET, qui a finalement évolué pour devenir ce qui est aujourd'hui Internet. À ces débuts des réseaux informatiques, l'ampleur et la popularité d'Internet étaient essentiellement inconcevables. Bon nombre des technologies modernes que nous tenons pour acquises n'existaient tout simplement pas. Pour cette raison et les hypothèses de l'époque, de vastes lots d'adresses IP ont été distribués.
Au fur et à mesure que l'ARPANET continuait de croître, il a été déterminé que le système contemporain de distribution d'adresses allait rencontrer des problèmes d'épuisement de l'espace d'adressage dans un proche avenir. Le réseautage de classe a été la première tentative pour retarder le problème de l'épuisement de l'espace. Pour comprendre ce qu'est la mise en réseau par classe et son fonctionnement, il est important de comprendre les systèmes qui la sous-tendent, principalement les adresses IPv4.
Structure de l'adresse IP
Une adresse IP est l'adresse de protocole Internet unique utilisée pour diriger le trafic réseau sur Internet. IPv4 est le schéma d'adressage principal. Les adresses IPv4 sont généralement affichées dans la notation quadruple pointée pour être lisibles par l'homme. Par exemple, une adresse IP peut ressembler à ceci "192.168.0.1". Chaque adresse IP comporte quatre sections, séparées par des points, d'où le terme – quad pointillé. Cependant, il est également appelé notation décimale par points.
En réalité cependant, les ordinateurs n'utilisent pas réellement ce format. Comme tout ce que les ordinateurs traitent, les adresses IP sont utilisées en binaire. Dans le cas des adresses IPv4, chacune des quatre sections, appelée octet, est représentée par 8 chiffres binaires. L'adresse ci-dessus est vraiment "11000000.10101000.00000000.00000001" en binaire.
L'un des éléments clés à ce sujet est que, comme chaque octet n'est représenté que par 8 bits binaires, les nombres lisibles par l'homme doivent être compris entre 0 et 255. Cela signifie qu'il y a au plus 255*255*255*255 ou 4 294 967 296 adresses IP possibles. Alors que quatre milliards d'adresses IP possibles semblent probablement beaucoup, c'est moins d'une adresse IP par personne actuellement en vie. La plupart des gens dans le monde occidental ont plus d'un appareil connecté à Internet.
Réseaux de classe A et premières hypothèses
Au début des réseaux informatiques, on supposait qu'il n'y aurait pas beaucoup de réseaux. Il n'y avait pas de connexions Internet à domicile ni même d'ordinateurs personnels. Les grandes entreprises, les établissements d'enseignement et les ministères étaient les seuls endroits dotés de réseaux. Tous ces réseaux étaient censés connaître une croissance significative. En revanche, le nombre total de réseaux resterait relativement faible. Cette hypothèse n'était même pas erronée avec les informations de l'époque car l'IBM PC, le premier ordinateur domestique, n'était pas encore sorti.
Des entreprises comme Apple, Ford et AT&T ont obtenu de gros lots d'adresses. Le DOD américain a obtenu plus d'une douzaine de gros lots d'adresses. Apple a obtenu 17.0.0.0, Ford a obtenu 19.0.0.0, AT&T a obtenu 12.0.0.0, tandis que le DOD a obtenu 6.0.0.0, 7.0.0.0, 11.0.0.0, et plus encore. Chacun de ces réseaux a attribué chaque adresse IP commençant par le premier chiffre (17, 7, 19, etc.) aux entreprises respectives. Cela signifiait que chaque réseau pouvait prendre en charge 16 777 216 adresses IP individuelles. Cela signifiait également qu'il y avait un total de 255 réseaux possibles.
C'était le gros problème, à mesure que les réseaux informatiques gagnaient en popularité, il est devenu évident que 255 réseaux ne suffiraient pas à satisfaire la demande. Heureusement, ce problème a été repéré suffisamment tôt pour qu'un correctif soit développé. Le premier correctif s'appelait la mise en réseau par classe et il a été introduit en 1981. Soit dit en passant, c'est la même année que l'IBM PC est sorti. L'ordinateur personnel et les connexions Internet à domicile augmenteraient bientôt la pression sur l'espace d'adressage.
Les classes
L'idée de la mise en réseau par classe est de diviser ces réseaux massifs en plusieurs réseaux plus petits. Les énormes réseaux d'origine ont été reclassés en réseaux de classe A. Les nouvelles classes B et C ont également été créées, tandis qu'une autre section a été réservée pour une utilisation future. Le moyen le plus simple de séparer les classes est que la classe A occupe la première moitié de toutes les adresses. La classe B prend alors la moitié des adresses restantes et la classe C obtient la moitié des adresses après la classe B. Le reste de l'espace d'adressage est réservé.
En pratique, cela signifie que toute adresse IP où le premier octet avait un nombre inférieur à 128 est un réseau de classe A. Un réseau de classe B est une adresse dont le premier octet est compris entre 128 et 191. Tout réseau dont le premier octet est compris entre 192 et 223 est un réseau de classe C. Et tout ce qui commence par 224 ou plus est réservé. En termes binaires, chaque adresse IP de classe A commence par un 0. Chaque adresse de classe B commence par 10, chaque adresse de classe C commence par 110 et l'espace réservé commence par 111. Cela permet de déterminer facilement les limites de chaque réseau.
Cela signifie que l'espace global pour les réseaux de classe A est réduit de moitié par rapport aux 256 d'origine à 128. Fait important, cela signifie également qu'il existe désormais 16 384 réseaux de classe B, qui prennent en charge jusqu'à 65 536 adresses IP chacun, et 2 097 152 réseaux de classe C qui prennent en charge 256 adresses IP chacun. L'espace réservé à la fin de l'espace d'adressage a ensuite été divisé en classe D et classe E.
Espace réservé
Un certain nombre d'adresses au début et à la fin de chaque cours étaient réservées, certaines sections au milieu étant également réservées. Certains, comme 0.0.0.0 à 0.255.255.255 n'étaient pas spécifiquement utilisés pour quoi que ce soit, étant plutôt réservés pour une utilisation future. D'autres sections réservées ont été affectées à une destination spécifique. Par exemple, toute adresse IP qui commence par 127 est traitée comme une adresse de bouclage. Le trafic réseau n'est jamais transmis et revient simplement à l'expéditeur sans être envoyé.
Les adresses commençant par 192 étaient réservées, les adresses 192.168 étant réservées pour une utilisation dans les réseaux internes, permettant à tout réseau interne de l'utiliser. Ceci est utilisé dans presque tous les réseaux domestiques, par exemple, car il fournit 256 adresses possibles. Pour les cas d'utilisation plus importants, toute adresse commençant par 172.16 à 172.31 est également réservée à un usage interne, de même que tout réseau commençant par 10.
Ces espaces d'adressage privés sont réservés à un usage interne uniquement. Tous les équipements de mise en réseau sont conçus pour empêcher tout trafic destiné à l'une de ces adresses réservées de passer par un routeur vers un autre réseau. Les adresses sont spécifiques au réseau, ce qui signifie que tout le monde peut les utiliser sur ses propres réseaux internes. Pour que cela fonctionne, le routeur doit avoir une adresse IP publique, savoir quel périphérique interne est demander quelles données d'un autre réseau et s'assurer que la réponse revient au bon dispositif. Cette technique est appelée NAT ou Network Address Translation.
Succès et échec du réseautage de classe
La mise en réseau de classe permet une utilisation beaucoup plus efficace de l'espace que de simplement attribuer un 256e de l'espace d'adressage possible à toute entreprise qui en fait la demande. La grande majorité des entreprises, des ministères, etc., n'ont pas besoin de 16 777 216 adresses IP. Ils peuvent obtenir un nombre beaucoup plus petit d'adresses IP qui leur sont attribuées et s'en sortir très bien.
Bien que le système de mise en réseau par classe ait l'air bien sur le papier et soit certainement soigné, malheureusement, il se heurte à des problèmes similaires à une échelle différente. La plupart des entreprises sont également plus petites qu'un réseau de classe B, n'ayant pas besoin de 65 536 adresses IP possibles. Même au milieu des années 80 et au début des années 90, de nombreuses entreprises étaient trop grandes pour un réseau de classe C avec seulement 256 adresses IP. Cela signifiait que les entreprises avaient souvent besoin de réseaux de classe B même si elles n'avaient besoin que de 300 adresses IP. Encore une fois, cela signifiait que l'espace d'adressage était utilisé de manière inefficace avec de vastes étendues d'adresses attribuées à des entreprises qui ne l'utiliseraient jamais entièrement.
Successeurs du Classful Networking
Ce problème a été rapidement identifié, et donc en 1993, 12 ans seulement après l'introduction du réseau de classe, il a été remplacé. Son remplacement s'appelait Classless Inter-Domain Routing, ou CIDR (cidre prononcé). CIDR a permis beaucoup plus de configurabilité dans le nombre d'adresses émises. Permettre aux réseaux d'être définis par chaque bit binaire plutôt que par chaque octet. Cette solution est toujours utilisée aujourd'hui, bien que la croissance massive des appareils connectés à Internet ait maintenant complètement épuisé l'espace d'adressage IPv4, même avec cette technique d'adressage plus efficace.
La solution à cela est le passage à IPv6 qui fournit un espace d'adressage beaucoup plus grand, 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 adresses possibles pour être exact. Cela représente environ 340 000 milliards de milliards de milliards, soit bien plus que les 4,3 milliards d'adresses IPv4 impaires. Malheureusement, malgré l'urgence suscitée par l'épuisement imminent et actuel de l'espace d'adressage IPv4, le support IPv6 est encore sommaire. Cependant, cela est principalement dû au matériel hérité.
Conclusion
La mise en réseau par classe a été l'une des premières tentatives pour améliorer l'efficacité de l'attribution des adresses IP. Il a réussi à retarder l'épuisement de l'espace d'adressage IPv4, pendant les 12 années où il était en place. Il a été remplacé par le CIDR, qui était une solution à long terme plus efficace.
Certains héritages de réseaux de classe perdurent, de nombreuses entreprises ayant encore des réseaux de classe B ou même quelques-uns ayant des réseaux de classe A qui leur sont attribués et dont ils ne peuvent pas faire un usage efficace. En effet, même tenter de le faire présente un certain risque de sécurité car toute machine utilisant l'une de ces adresses IP serait adressable publiquement sans pare-feu en place. Dans la notation CIDR, un réseau de classe A est un /8, un réseau de classe B est un /16 et un réseau de classe C est un /24.