Adressage et réseau

Pour fonctionner dans un écosystème connecté, chaque terminal IoE doit être identifiable sur le réseau. La compréhension de l'adressage IP, MAC et des mécanismes comme le DHCP est indispensable pour intégrer correctement un terminal — mais tous les réseaux IoT n'utilisent pas TCP/IP directement au niveau du terminal. Certains, comme LoRaWAN ou Zigbee, disposent de leur propre pile protocolaire et rejoignent le réseau IP uniquement via une passerelle.

Objectifs

À la fin de ce chapitre, vous serez capable de :

• Expliquer les notions d'adresse IP, d'adresse MAC et de sous-réseau.
• Distinguer l'adressage DHCP de l'adressage statique et justifier le choix.
• Situer un terminal IoE dans un schéma réseau existant.
• Préparer l'intégration réseau d'un terminal IoE.
• Reconnaître les piles protocolaires non-IP (Zigbee, LoRaWAN) et comprendre leur mode de connexion au réseau IP.

Rappels réseau essentiels

Adresse MAC

L'adresse MAC (Media Access Control) est un identifiant unique et physique attribué à chaque interface réseau lors de sa fabrication.

• Format : AA:BB:CC:DD:EE:FF (6 octets en hexadécimal)
• Ne change pas (sauf cas de spoofing)
• Fonctionne au niveau de la couche liaison (couche 2)

Adresse IP

L'adresse IP est un identifiant logique attribué à un appareil sur un réseau.

• IPv4 : 192.168.1.100 (4 octets, le plus courant en réseau local)
• IPv6 : fe80::1 (16 octets, adressage étendu)
• Fonctionne au niveau de la couche réseau (couche 3)
• Peut être attribuée dynamiquement (DHCP) ou manuellement (statique)

Différence MAC / IP

Critère	Adresse MAC	Adresse IP
Type	Physique (matériel)	Logique (réseau)
Attribution	Usine (fixe)	Réseau (configurable)
Portée	Réseau local uniquement	Réseau local ou étendu
Couche OSI	Couche 2 (liaison)	Couche 3 (réseau)

Sous-réseau

Le sous-réseau permet de segmenter un réseau en groupes logiques. Le masque de sous-réseau (ex. 255.255.255.0 ou /24) détermine quelles adresses font partie du même réseau local.

Nom d'hôte

Chaque terminal peut recevoir un nom d'hôte (hostname) pour faciliter son identification. Par exemple : capteur-salle-201, gateway-etage-2.

DHCP vs IP statique

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

Le serveur DHCP attribue automatiquement une adresse IP aux appareils qui se connectent au réseau.

Avantages	Inconvénients
Configuration automatique	L'adresse peut changer au renouvellement
Pas de gestion manuelle	Moins prévisible pour les accès distants
Adapté aux appareils « de passage »	Nécessite un serveur DHCP fonctionnel

IP statique

L'administrateur attribue manuellement une adresse fixe au terminal.

Avantages	Inconvénients
Adresse toujours identique	Configuration manuelle nécessaire
Idéal pour les accès distants et les règles pare-feu	Risque de conflit si mal gérée
Plus facile à identifier et surveiller	Ne s'adapte pas automatiquement

Réservation DHCP

Compromis entre les deux : le serveur DHCP réserve toujours la même adresse IP pour une adresse MAC donnée. Le terminal utilise le DHCP normalement, mais reçoit systématiquement la même IP.

Recommandation en IoE

Les terminaux IoE critiques (passerelles, caméras, serveurs) bénéficient d'une IP statique ou d'une réservation DHCP. Les capteurs temporaires peuvent utiliser le DHCP standard.

Intégration réseau d'un terminal

Éléments nécessaires

Pour intégrer un terminal IoE dans un réseau existant, il faut déterminer :

1. Adresse IP (statique ou DHCP)
2. Masque de sous-réseau
3. Passerelle par défaut (gateway réseau)
4. Serveur DNS (si résolution de noms nécessaire)
5. Identifiants Wi-Fi (SSID et mot de passe, si sans fil)

Place du terminal dans le réseau

Un schéma réseau typique en IoE inclut :

Élément	Rôle
Routeur / Box	Accès Internet et passerelle par défaut
Switch	Connexion filaire des terminaux
Point d'accès Wi-Fi	Connexion sans fil
Gateway IoE	Pont entre les terminaux (Zigbee, LoRa…) et le réseau IP
Terminaux IoE	Capteurs, actionneurs, objets hybrides

Découverte d'équipements

Sur un réseau local, plusieurs méthodes permettent de découvrir les terminaux connectés :

• Scan réseau (ex. nmap, arp -a)
• Consultation de la table DHCP du routeur
• Protocoles de découverte (mDNS, UPnP)

Piles protocolaires alternatives (non-IP)

Tous les terminaux IoE ne parlent pas IP

Les sections précédentes décrivent l'adressage TCP/IP classique. Cependant, de nombreux terminaux IoE — notamment ceux à très faible consommation ou longue portée — ne disposent pas d'une pile IP complète. Ils utilisent des piles protocolaires propres et rejoignent le réseau IP uniquement via une passerelle.

Pourquoi certains terminaux évitent TCP/IP ?

Contrainte	Problème avec TCP/IP
Très faible mémoire (quelques kB)	Une pile IP complète est trop lourde
Batterie longue durée (années)	L'overhead TCP/IP consomme trop d'énergie
Longue portée, très faible débit	TCP/IP est surdimensionné pour quelques octets
Réseau maillé à grande échelle	IP nécessite une infrastructure plus complexe

Exemples de piles non-IP

Zigbee (IEEE 802.15.4)

Zigbee repose sur la norme radio IEEE 802.15.4 et définit ses propres couches réseau et application.

Couche	Protocole Zigbee
Application	Zigbee Cluster Library (ZCL)
Réseau	Zigbee Network Layer
MAC / PHY	IEEE 802.15.4

• Adressage : adresse EUI-64 (unique, similaire au MAC) + adresse 16 bits dans le réseau
• Topologie : maillage (mesh) — les terminaux relaient les messages entre eux
• Passerelle : le coordinateur Zigbee fait le pont vers le réseau IP

LoRaWAN

LoRaWAN utilise la modulation radio LoRa et définit sa propre couche MAC et réseau.

Couche	Protocole LoRaWAN
Application	Application Server (cloud)
Réseau / MAC	LoRaWAN
PHY	LoRa (modulation radio)

• Adressage : chaque terminal a un DevEUI (64 bits, unique, attribué en usine) et un DevAddr (32 bits, attribué lors de la jonction au réseau par OTAA)
• Topologie : étoile — les terminaux transmettent à des gateways LoRaWAN, qui relaient vers un Network Server via IP
• Portée : jusqu'à plusieurs kilomètres en zone dégagée

La passerelle comme traducteur de pile

Dans ces architectures, la passerelle ne se contente pas de router des paquets IP : elle effectue une traduction complète de pile protocolaire.

Capteur Zigbee  ──Zigbee──▶ Coordinateur/Gateway ──MQTT/IP──▶ Broker
Capteur LoRaWAN ──LoRa───▶ Gateway LoRaWAN       ──UDP/IP───▶ Network Server
Capteur Wi-Fi   ──MQTT───▶ Switch / Routeur       ──IP──────▶ Broker

Le terminal n'a pas d'adresse IP, mais est identifié par son adresse propre à sa pile. C'est la passerelle qui l'expose comme ressource IP vers le reste du système.

Comparaison de l'adressage selon la pile

Technologie	Identifiant unique (≈ MAC)	Identifiant réseau (≈ IP)	Attribué par
IPv4	Adresse MAC	Adresse IP	Usine / DHCP ou statique
Zigbee	EUI-64	Adresse réseau 16 bits	Coordinateur Zigbee
LoRaWAN	DevEUI (64 bits)	DevAddr (32 bits)	Network Server (OTAA)

Logique universelle d'adressage

Dans toutes ces piles, on retrouve la même logique : un identifiant unique physique (similaire au MAC) et un identifiant de réseau attribué dynamiquement (similaire à l'IP via DHCP). La logique est universelle — seule l'implémentation change.

Résumé

L'adressage réseau est un prérequis fondamental pour l'intégration des terminaux IoE. Dans les réseaux TCP/IP, chaque terminal est identifié par une adresse MAC (physique) et une adresse IP (logique), attribuée par DHCP ou manuellement. Cependant, de nombreux protocoles IoE « comme Zigbee ou LoRaWAN » disposent de leur propre pile protocolaire et de leur propre mécanisme d'adressage : ils rejoignent le réseau IP uniquement via une passerelle qui effectue la traduction de pile. Comprendre ces deux modes d'adressage et la topologie réseau associée est une compétence essentielle pour tout technicien IoE.