IP et réseaux

L'essentiel ...

Dans cet onglet, nous allons voir les adresses IP statiques et dynamiques ainsi que les bases de réseaux simples avec ou sans DHCP.
Le but sera de pouvoir utiliser les caméras Panasonic PTZ 130 et PTZ150 en réseau.

Les adresses IP

Qu’est-ce qu’une adresse IP ?

Une adresse IP permet d’identifier chaque équipement connecté à un réseau informatique ou autre utilisant le protocole IP. (Internet Protocol)

Elle permet à l’équipement de communiquer sur le réseau auquel il est connecté soit en RJ45 filaire ou en Wi-Fi.

Exemple :

 - Un PC connecté en Wi-Fi sur une Box de votre domicile
 - Une Smart TV connectée en câble sur la Box de votre domicile
 - Un Smartphone connecté en Wi-Fi à La RTBF
 - Un serveur connecté à un réseau d’entreprise
 - Une caméra PTZ connectée à sa télécommande …

Cela permet également de communiquer entre des équipements qui sont sur des réseaux différents grâce à un router qui va permettre de faire le lien entre ces différents réseaux.

Il y a deux types d’adresses IP : IPv4 (version 4) et IPv6 (version 6)

La version 4 reste la plus utilisée alors que la version 6 devrait un jour la remplacer.

 Adresse IPv4 : (maison et entreprise)

Notation décimale avec 4 valeurs comprises entre 0 et 255, séparée par des points : 192.168.1.11 ou 192.168.0.64, elle atteint ses limites.

 Adresse IPv6

  - Notation hexadécimale avec 8 valeurs séparées par « : »
  - Exemple : 1987 :0c02 :0000 :84c2 :0000 :0000 :cf2a :9077
  - Longueur de 128 bits c’est-à-dire de 16 octets

   De 0 à 9
   De a à f

Chaque adresse IP appartient à une classe qui correspond à une plage d’adresses.

Il y a cinq classes différentes : A,B,C,D et E.

  - La classe A de l’adresse IP 0.0.0.0 à 126.255.255.255
  - La classe B de l’adresse IP 128.0.0.0 à 191.255.255.255
  - La classe C de l’adresse IP 192.0.0.0 à 239.255.255.255
  - La classe D de l’adresse IP 224.0.0.0 à 239.255.255.255
  - La classe E de l’adresse IP 240.0.0.0 à 255.255.255.255

A,B,C contiennent des adresses de type privé et publique.
D pour le multicast ; multi diffusion (flux réseau) à partir d’un serveur pour des abonnés à ce flux.
E pour des tests ou autres.

Un réseau qui a cette adresse « 192.168.1.1 est un réseau privé qui appartient à la classe C.
Les adresses IP privées sont les adresses IP que l’on peut utiliser pour les équipements sur un réseau local.
Une adresse IP Privée ne peut pas être utilisée sur Internet, pour un site Web par exemple, car elle n'est pas routées sur Internet.
Le choix d’une adresse réseau s’effectue en fonction de l’usage, notamment le nombres d’hôtes à connecter sur le réseau.
Cette adresse IP ne sera pas visible depuis Internet.

  Classe A : 10.0.0.0 à 10.255.255.255.255
  Classe B : 172.16.0.0 à 172.31.255.255
  Classe C : 192.168.1.0 à 192.168.255.255

  On peut également utiliser : 192.168.0.0 à 192.168.255.255

Les adresses IP Publiques, à l’inverse, sont utilisées exclusivement sur Internet : votre Box Internet, un site Web, etc …
Une adresse IP publique est unique contrairement à une adresse privée qui peut changer régulièrement !!!
C’est justement cela qui crée la pénurie d’adresses IPv4 malgré le nombre de possibilités 4.294.967.296 d'adresses différentes.

Exceptions :

Le réseau 127.0.0.0 est réservé pour la boucle locale.
Le réseau 0.0.0.0 est réservé pour définir une route par défaut sur un serveur.

La notion de CIDR (Classless InterDomain Routing, nouvelle façon de parler du masque)

Internet est tellement énorme qu’il n’y a pas assez d’adresses IPv4 : on le sait depuis depuis les années 90 …
C’est là qu’est intervenu le CIDR pour augmenter le nombre d’adresses IPv4 disponibles pour éviter le gaspillage !
Le masque de sous-réseau va permettre de découper un réseau précisément en fonction du nombre d’hôtes à connecter.
Comme l’adresse IPv4, sa notation s’établit sur quatre octets et la valeur maximale est 255.255.255.255
La notation CIDR s’effectue sous cette forme :

255.0.0.0 = /8
255.255.254.0 = /23
255.255.255.0 = /24
255.255.255.255 = /32

Le masque détermine la limite entre la partie réseau et la partie hôte dans le découpage de l’adresse IPv4.

Un exemple :

Avec le réseau 10.10.10.0/24 c’est-à-dire le masque de sous réseau 255.255.255.0
Dans la notation de CIDR, « /24 » donnne le nombre de bits à « 1 » d’où l’intérêt d’écrire le masque en bits pour bien comprendre.
Puisqu’un octet est égal à 8 bits, cela donne :
11111111.11111111.11111111.00000000
Il reste 8 bits à « 0 » à la fin donc ce réseau dispose de 2 puissance 8 adresses IP pour les hôtes … soit 256 adresses IP.
En réalité, le réseau ne va pas disposer de 256 adresses IPv4 disponibles pour les hôtes mais 256-2 = 254 adresses IP.

Pourquoi ? Il y a toujours deux adresses IPv4 réservées :

- L’adresse réseau pour identifier le réseau (10.10.10.0)
- L’adresse de diffusion (10.10.10.255)

Il y a des calculateurs en ligne pour vous aider à trouver la bonne adresse de réseau et le bon masque de sous-réseau en fonction du nombre d’adresses IP dont vous avez besoin !
Pratique : Manipuler l’adresse IP dans Windows :

Taper « invite de commande » dans la barre de recherche (loupe sur Windows 10)
Ou PowerShell

Invite de commande (Powershell)

Console PowerShell apparait (pour connaître les différentes adresses IP des cartes résaux Wi-fi, Ethernet 10-100-1000 …)

- Commande IP config
- Get-NetIPAddress

L’adresse MAC

Rôle et utilisation de l'adresse MAC

L’adresse MAC (pour Media Access Control) est l’adresse physique d’un périphérique réseau. Chaque adresse MAC est sensée être unique au monde.
On peut donc considérer qu’elle constitue une sorte de plaque d’immatriculation des appareils électroniques.
L’adresse MAC peut être modifiée dans certains cas. Cependant, cela reste assez rare car elle est activée dès la fabrication en usine.

Comment se présente une adresse MAC ?

Elle se présente sous la forme suivante : XX.XX.XX.XX.XX.XX. Les 12 caractères utilisés sont alphanumériques : de 0 à 9 et de A à F. Les 6 premiers chiffres (XX.XX.XX) permettent d’identifier le fabricant de l’appareil.

Quelle est l’utilité d’une adresse MAC ?

La fonctionnalité première d’une adresse MAC est l’identification de chaque périphérique.
Elle est utilisée sur la plupart des types de réseaux en vogue de nos jours, traditionnels (ethernet par exemple) ou mobile (Wi-Fi, Bluetooth…).
L’adresse MAC étant unique, elle est souvent utilisée dans le filtrage de connexion à une borne WiFi par exemple.
C’est en effet le moyen le plus efficace de bloquer l’accès à un appareil, plutôt que de bloquer une adresse IP qui pourra facilement être modifiée.
Adressage IP et Mac, quelle différence ?

Une adresse IP permet d’identifier votre appareil de connexion sur internet. Toutefois, elle est amenée à changer.
Si vous utilisez le même appareil pour vous connecter à internet depuis un autre endroit, votre adresse IP ne sera plus la même car l’adresse IP dépend du réseau utilisé.
Elle permet d’identifier une machine connectée à internet.
En revanche, l’adresse MAC ne change jamais et permet quant à elle d’identifier chacun des périphériques réseau, notamment sur un réseau local.

Comment connaître son adresse MAC ?

Il existe plusieurs façons d’obtenir son adresse MAC.
Selon le système d’exploitation, la procédure est différente.

Windows

Sur Windows, cliquez sur le bouton “Démarrer”, puis tapez “cmd” dans “Rechercher” pour atteindre l’Invité de Commande.
Saisissez la fonction ipconfig /all (ou getmac /v) et vous verrez l’adresse MAC s’afficher sur votre écran.

MAC

Sur MAC, sélectionnez le “Menu Pomme” puis “A propos de ce Mac”.
Choisissez le menu “Réseau” puis “Configurations” et vous verrez apparaître votre adresse MAC.

Les réseaux

Un réseau informatique est un ensemble d'ordinateurs reliés entre eux qui échangent des informations.
À cela près qu'outre des ordinateurs, un réseau peut aussi contenir des équipements spécialisés, comme des hubs, des routeurs, et bien d'autres équipements.
Dans notre cas, le but est de connecter des caméras PTZ, une commande RP et éventuellement un ou plusieurs PC.

On peut utiliser deux réseaux voir trois :

• Le LAN filaire basé sur la technologie et les câbles Ethernet (cuivre UTP ou fibre) ;
• Le LAN sans fil (WLAN) basé sur la technologie Wi-Fi reliant les terminaux sans câble physique entre eux;
• Le CPL basé sur la combinaison d’un réseau LAN et du réseau de distribution électrique privé.

Pour bâtir un réseau LAN robuste, il convient de disposer des éléments suivants :

• Câblage Ethernet haut débit (cuivre cat5e au minimum ou fibre) qui couvre toutes les zones nécessaires;
• Des switches avec POE+, des Ports d’accès Gigabits (au minimum) et des uplinks à 10Gbps ainsi que suffisamment de puissance POE+ voir POE++;
• Des mécanismes de sécurité de réseau.

Le câblage

Le câblage du réseau local n’est pas à négliger, car les composants doivent être qualitatifs, performants et répondre à des normes.

Le câble Ethernet cuivre (UTP)

Un câble Ethernet UTP RJ45 est constitué de manière assez classique par 4 paires de fils électriques.
Chaque paire est torsadée sur elle-même pour éviter les interférences.
Ce type de câblage peut être utilisé pour des distances allant jusqu’à 100 mètres.

Ethernet : normes de câble UTP

Les câbles Ethernet obéissent à différentes catégories et normes, permettant des performances de transmission de plus en plus élevées (débits théoriques) :
• Cat. 5 à 100 Mbps (désormais désuet)
• Cat. 5E à 1 Gbps
• Cat. 6, 6A/E de 1 Gbps à 10 Gbps (250 Mhz)
• Cat. 7 à 10 Gbps (600 Mhz)
Le standard actuel est le CAT 6A ou CAT 6E.

Le rôle du PoE (Power On Ethernet)

L'alimentation électrique par câble Ethernet, permet de faire passer une alimentation électrique (initialement seulement un courant continu d'une puissance maximale de 15,4 watts avec une tension d'environ 48 V), en plus des données à 100 Mbit/s ou 1 Gbit/s.





Dans un bâtiment, les prises de courant ne sont pas toujours disponibles pour alimenter les appareils connectés.
C'est ici que cette solution intervient au sein du réseau LAN.
Elle permet de partager le câble Ethernet pour d'un côté alimenter en électricité, de l'autre assurer la transmission des données.
Cette technologie est également indispensable pour installer des équipements IP dans des endroits où il est difficile ou inutile d'amener une alimentation électrique.
Parfois, cela peut poser un problème esthétique.(Scène, simplification d'installation...)

Il existe aujourd'hui plusieurs normes PoE:

• PoE jusqu'à 15,4W
• PoE+ jusqu'à 30W
• PoE++ jusqu'à 60W (type 3) ou 100W (type 4)

La norme PoE est suffisante pour les appareils peu énergivores, comme les téléphones IP, les points d'accès sans fil de base, les lecteurs de badge ou les compteurs.
On recommande PoE+ pour des dispositifs comme les caméras avancées, les points d'accès sans fil avec plusieurs antennes, les caméras IP ou encore certains appareils de visioconférence.
La norme PoE++ vient soutenir le développement de systèmes de vidéoconférence, de vidéosurveillance plus complexes ou des mini-ordinateurs, les caméras PTZ de dernières générations.

La vitesse du réseau wifi

La vitesse d'un réseau local sans fil (LAN) dépend de plusieurs facteurs, dont le type de technologie sans fil utilisée, la proximité de l'appareil sans fil au routeur et s'il y a des interférences avec le signal sans fil.
La vitesse sans fil LAN varie largement entre 20 mégabits par seconde (Mbps) à une partie théorique de 300 Mbps, ce qui est aussi rapide qu'une connexion haut débit filaire.

Contexte

L'objectif de la mise en place d'un réseau local sans fil est d'étendre une connexion Ethernet câblée pour ordinateurs portables, appareils mobiles, consoles de jeux, lecteurs de disques Blue-ray et autres appareils avec connectivité sans fil pour donner aux utilisateurs plus de flexibilité et la liberté des fils.
Un réseau local sans fil typique offre une connectivité Wi -Fi pour une maison ou au bureau.

Filaire comparaisons

Malgré les avantages de la mobilité, les connexions réseau Wi- Fi sont généralement plus lentes que les connections filaires.

Fréquences radio

La technologie Wi -Fi communique sur deux bandes de fréquences radio différentes : 2,4 gigahertz (GHz), 3,6 GHz et 5 GHz.
Beaucoup d'autres appareils sans fil, tels que les moniteurs de bébé, des fours à micro-ondes, téléphones sans fil et télécommandes de télévision, utilisent également la bande des 2,4 GHz, ce qui signifie qu'il y a plus de concurrence pour les signaux sans fil.
La bande 5 GHz a moins de concurrence, mais la puissance du signal est plus limitée, ce qui signifie qu'un dispositif situé deux chambres loin d'un routeur sans fil peut ne pas atteindre les meilleures vitesses.
Les utilisateurs peuvent souvent obtenir des vitesses plus rapides Wi- Fi en changeant simplement le canal de leur réseau local.

Technology Standards

Le Wi-Fi utilise une famille de normes connues sous le nom IEEE 802.11.
Les quatre grands standards utilisent des suffixes de lettres a, b , g et n.
Le plus lent d'entre eux est 801.11b, qui a été d'abord développé en 1999, et a été la première norme LAN sans fil pour les ordinateurs portables.
vitesses typiques avec 802.11b y a 11 Mbps.
La norme 802.11a peut transmettre des données à des vitesses allant jusqu'à 54 Mbps.
L'une des normes les plus largement utilisée était la norme 802.11g, développée en 2003, qui a offert des vitesses allant jusqu'à 54 Mbps.
De nombreux dispositifs sont désignés comme 802.11b /g, parce que les deux normes utilisent la bande des 2,4 GHz et sont compatibles les uns avec les autres.
Au moment de l'écriture de ce chapître, le plus rapide Wi -Fi norme 802.11n est disponible, il utilise plusieurs antennes pour augmenter la portée et la vitesse.
Avec la norme 802.11n, les appareils peuvent envoyer quatre flux de données à la fois, atteindre des vitesses théoriques allant jusqu'à 300 Mbps.