RAPPELS : La pile « TCP/IP » Application (Application) (~osi: application, présentation, session) Transport (Transport) (~osi: Transport) Réseau (Internet)

RAPPELS : La pile « TCP/IP »

Application (Application)(~osi: application, présentation, session)

Transport (Transport)(~osi: Transport)

Réseau (Internet)(~osi: Réseau)

Accès au Réseau (Network Access)(~osi: liaison de données, physique)

Le modèle ARPA / Introduction

La pile « TCP/IP »

NFS, SNMP TELNET, FTP, SMTP,...

UDP TCP

IP, ICMP, ARP, GGP,…

Ethernet, Token Ring, PPP, SLIP,…


Exemple

Réseau 1 Réseau 2 Réseau 3

Hôte A Hôte BRouteur 1/2 Routeur 2/3

messages identiques

paquets identiques

datagrammes identiquesdatagrammes identiques

Routeur 1/2

mess

messTH

IP messTH

DH1 DT1IP messTH

DH1 DT1IP messTH DH2 IP messTH DT2

IP messTH IP messTH

DH2 IP messTH DT2 DH3 IP messTH DT3

mess

DH3 IP messTH DT3

messTH

IP messTH

Routeur 2/3

TH: Transport Header IP: IP HeaderDHx: Datalink Header réseau x DTx: Datalink Terminator réseau x


La Couche Réseau

Adressage IP Protocole IP Routage IP Protocole ICMP Synthèse de fonctionnement

Généralités

1 interface réseau = 1 adresse IP Adresse IP (v4): 32 bits = 4 Octets Représentation décimale pointée:

11000001 00110111 11011101 00111110

193.55.221.62

Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Généralités

Structure d’une adresse IP:

Identifiant réseau: UNIQUE pour un même réseau

Identifiant machine: Localise une machine sur LE réseau

Identifiant MachineIdentifiant Réseau

0 31


Généralités

Une adresse IP d’un équipement permet de définir précisément: LE réseau sur lequel est connecté l’équipement L’adresse de l’équipement sur le réseau

PB: Où situer la limite entre les deux champs ?


Classes d’Adresses

Adresses de CLASSE A:

Adresses de 0.X.X.X à 127.X.X.X

128 réseaux possibles

~ 16 777 214 équipements sur un même réseau

Identifiant MachineId Réseau

0 31

0

71 8



Adresses de CLASSE B:

Adresses de 128.0.X.X à 191.255.X.X

16384 réseaux possibles

~ 65 534 équipements sur un même réseau …

Identifiant MachineIdentifiant Réseau

0 31

1

151 16

0



Adresses de CLASSE C:

Adresses de 192.0.0.X à 223.255.255.X

2 097 152 réseaux possibles

~ 254 équipements sur un même réseau …

Id MachineIdentifiant Réseau

0 31

1

231 24

1

2

0



Adresses de CLASSE D:


Utilisation pour diffusion limitée (multi-cast)

Adresse multidestinataire

0 31

1

1

1

2

1 0

3



Adresses de CLASSE E:


Plage réservée pour utilisation ultérieure

0 31

1

1

1

2

1 1

3


Adresses spéciales

Adresses de réseau: Un ou plusieurs champs à 0 (en partie droite) Exemples:

193.55.221.0: adresse réseau de l’IUT (classe C)

141.115.0.0: adresse réseau de l’IRIT (classe B)

62.0.0.0: adresse réseau du CSC (Classe A) (Computer Sciences Corporation)

Attention: 141.115.0.12 est une @ d’équipement ( le 0 n’est pas à « droite » de l’adresse )


Adresses spéciales

Adresses d’équipement incomplètes: Un ou plusieurs champs à 0 (en partie gauche) Exemples:

0.0.0.12: équipement 12 du réseau local (de classe C)

0.0.12.12: équipement 12.12 du réseau local (de classe B)

0.12.12.12: équip. 12.12.12 du réseau local (de classe A) Attention: 0.0.0.0 est une @ spéciale désignant

l’équipement local en « recherche » d’adresse


Adresses spéciales

Adresse de rebouclage:

127.0.0.1 Désigne l’équipement local Existe toujours Simule un accès réseau (même sans réseau) Utilisation: communications locales ou tests


Adresses spéciales

Adresses non routées (non attribuées): classe A: 10.0.0.0 (1 adresse) classe B: 172.16.0.0 - 172.31.0.0 (32 adresses) classe C: 192.168.0.0 - 192.168.255.0 (256 adresses)

Utilisation: Réseaux non reliés à l’Internet (réseau privé) Réseaux masqués (derrière un garde-barrière)

Ces adresses ne seront jamais attribuées


Adresses spéciales

Adresses de diffusion (brodcast): 255.255.255.255: Diffusion limitée

Diffusion sur le réseau local: bloquée par les routeurs IDENTIQUE quelque soit le réseau

193.55.221.255: Diffusion cibléeDiffusion sur un réseau donné: routée jusqu’au réseau concernéSPECIFIQUE à chaque réseau


Adresses spéciales

Adresses de diffusion (multicast): 224.0.0.1: ~ Diffusion limitée

Diffusion à tous les hôtes d’un réseau local IGMP Query (Routeur Hôtes , toutes les 60 secondes)

224.0.0.2: Routeurs locauxDiffusion à tous les routeurs d’un réseau local IGMP lease (Hôte Routeur)


Limites

Pénurie d’adresses Augmentation incessante du nombre d’équipements

Contrainte géographique des adresses IP Une adresse est liée au réseau

(comme pour le téléphone) Déplacement d’équipementchangement d’@ IP


Evolutions

Techniques de « subnetting » (sous réseaux) Ex: Subdivision des adresses de classe B

Techniques de « supernetting » (sur réseaux) Ex: Regroupement de plusieurs classes C

Techniques de masquage de réseau « masquerading » Objectif: 1 réseau = 1 adresse IP Utilisation d’un garde-barrière (« firewall »)

Nouvelle technologie: IPv6


La Couche Réseau


Généralités

RFC 760 – RFC 791 Service en mode non connecté

Pas d’établissement de connexion Chaque PDU est traité indépendamment

Service non fiable Perte, duplication, déséquencement, …possibles

Modèle ARPA / Couche Réseau / Protocole IP

Généralités

PDU IP: datagramme 1 datagramme = En-tête IP + données (TPDU)

Rappel:PDU= Protocol Data Unit

En-tête IP Données(TPDU)

datagramme


Généralités

Rôles: Fonctionnalités de routage

Quel chemin à emprunter pour aller de EXP à DEST ?Selon quels critères ? (rapidité, trafic, coût,… coût)

Adaptation aux performances du réseauAdaptation au MTU (notion de couche 2)Notion de Fragmentation / Réassemblage


Format d’un datagramme IP

Deux parties:

Taille totale maximale: 64 Koctets (216bits)

En –Tête IPLongueur: 20 octets (partie fixe) + partie optionnelle

Rôle: informations à destination de l’entité paire

Données (TPDU)Longueur: variableRôle: aucun pour IP


Format de l’en-tête IP

Version IHLType de service

(ToS)Longueur totale datagramme

Identification Flags Numéro de fragment

Durée de vieProtocole niveau

4Contrôle d’en-tête

Adresse IP Source

Adresse IP Destination

Options IP Bourrage

0 4 8 16 20 24 31


La Couche Réseau


Table de routage IP

Détermination du routeur intermédiaire: Consultation d’une TABLE DE ROUTAGE IP Présente sur toutes les machines IP Ne contient que des adresses IP (pas de MAC !!!) La plus compacte possible ( temps de recherche) Doit permettre de résoudre tous les cas possibles

Modèle ARPA / Couche Réseau / Routage IP

Masque de réseau IP

Un masque de réseau permet de statuer « arithmétiquement » sur l’appartenance d’un

équipement à un réseau donné. Un réseau est donc pleinement défini par:

Son adresse IP (adresse réseau) Son masque

Naturel (classes A, B ou C 0 ou 255 pour chaque octet) Non Naturel (valeur différente possible pour un des quatre octets)



Q: 1 équipement appartient-il à 1 réseau donné ? R: On utilise le « masque » du réseau

Masque: valeur binaire sur 32 bits appliqué avec un « et » logique sur l’@IP, pour forcer l’@ machine à 0. un 0 dans le masque force un 0 dans l’@

un 1 dans le masque laisse le bit correspondant de l’@ inchangé



Ex: 193.55.221.12 appartient elle à 193.55.221.0 ? On applique le masque du réseau

ici: 255.255.255.0 (masque naturel de classe C)

Réponse OUI (on obtient l’adresse du réseau)

1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1

1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0

1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

193 55 221 0



Masques « naturels » de classes: Classe A: 255.0.0.0 Classe B: 255.255.0.0 Classe C: 255.255.255.0


Sous réseaux IP

« Subnetting », subdivision de classe: On attribue des bits supplémentaires à l’@ réseau Exemple: 141.115.0.0

(@ de classe B 16 bits @rzo + 16bits @machine) On attribue deux bits de plus pour l’@ réseau 18 bits Le masque devient 255.255.192.0 A partir d’une @ de classe B, on crée 4 sous réseaux distincts:

141.115.0.0 (comprenant les @ machine de 0.0 à 63.255)141.115.64.0 (comprenant les @ machine de 64.0 à 127.255) 141.115.128.0 (comprenant les @ machine de 128.0 à 191.255)141.115.192.0 (comprenant les @ machine de 192.0 à 255.255)


Sous réseaux IP

141.115.00xxxxxx.xxxxxxxx@ machines théoriques de 0.0 à 63.255





Sous réseaux IP

Dans la pratique: On n’utilise pas les adresses « extrêmes » de chaque sous réseau:

L’adresse « tout à 1 » correspond à la diffusion ciblée L’adresse « tout à 0 » correspond à l’adresse réseau

On n’utilise pas les deux sous réseau « extrêmes »: L’adresse de sous réseau « tout à 1 » à cause de l’@ de diffusion limitée générale L’adresse de sous réseau « tout à 0 » correspond au « subnet 0 » … que Cisco permet

d’utiliser ! Exemple précédent: 141.115.0.0 / 16

141.115.0.0: subnet 00, par principe141.115.64.0 subnet 01, de 141.115.64.1 au 141.115.127.254141.115.128.0 subnet 10, de 141.115.128.1 au 141.115.191.254141.115.192.0: subnet 11, non utilisé à cause du

141.115.255.255 qui est l’adresse de diffusion limitée générale

à tous les subnets


Sous réseaux IP

L’indication du masque devient indispensable jusque là implicite …(fonction de la classe) maintenant rigoureusement indispensable Autre notation possible:

141.115.128.0 avec 255.255.128.0 devient:

141.115.128.0/17 (17: nb de bits à 1 dans le masque)


La Couche Transport

Introduction TCP/UDP: mécanismes communs Le protocole UDP Le protocole TCP

Objectifs

Transfert de bout en bout (host to host) Pas de pb d’acheminement Pas de visibilité d’hétérogénéité de réseaux

Utilise les services de IP (client de IP) Fournit des services à ses clients

Généralement des services de niveau applicatif

Modèle ARPA / Couche Transport / Introduction

Architecture

IP

UDP TCP

DHCPNTP

FTP

SNMPSMTP

HTTP

Coucheréseau

Couchetransport

Applications


Protocoles

Deux protocoles: User Datagram Protocol (UDP - rfc 768)

Service en mode non connectéRemise non fiable

Transmission Control Protocol (TCP – rfc 793)Service en mode connectéRemise fiable


Notion de « Port »

Rôle: Identifier les applications clientes de Transport 1 @ IP = 1 équipement = X applications

nécessité d’une adresse complémentaire

1 port = 1 @ d’application

Modèle ARPA / Couche Transport / Mécanismes communs


Mise en œuvre: 1 port = 1 nbre entier = 1 processus applicatif réseau De 0 à 1023: ports réservés

applications standardisées (rfc 1700)Droits « superviseur » nécessaires

Association « Service/Port »:Statique: cas des processus serveur (/etc/services sous Unix)Dynamique: cas des processus clients. Port attribué par le

mécanisme des « sockets ».



Conséquences: Association d’applications: une association entre deux

processus d’application (souvent client et serveur) peut être décrite par 5 paramètres:@ IP source@ IP destination@ appli source (Port source)@ appli destination (Port Destination)Protocole de transport (UDP ou TCP)


Encapsulation des messages

Message UDP ou TCP encapsulé dans un dtgme IP.

Différence: champs « protocole » de l’en-tête IP UDP: 17 TCP: 6

En-têteUDP ou TCP Données

En-têteIP

Données


Multiplexage / Démultiplexage

IP

UDP TCP

DHCPNTP

FTP

SNMPSMTP

HTTP

Coucheréseau

Couchetransport

Applications

Multiplexage/Démultiplexage par numéro de protocole

Multiplexage/Démultiplexage par numéro de port


Le protocole UDP

Caractéristiques générales: Faible complément de services à IP:

Identification de l’application (port)Calcul de checksum (un plus pour IPv6)

élément essentiel pour le démultiplexage sur port Les faiblesses de IP se retrouvent:

Pertes, duplications, retard, déséquencement possibles

les applications clientes doivent les prendre en charge

Modèle ARPA / Couche Transport / Protocole UDP

Le protocole TCP

Caractéristiques générales Importants compléments de services à IP

Transfert fiable de bout en boutTransfert en mode connecté (circuit virtuel)

Mode connectéÉtablissement de connexionExploitation de la connexionRelâchement de la connexion

Modèle ARPA / Couche Transport / Protocole TCP

Le protocole TCP

Caractéristiques générales Message TCP = segment TCP Transfert fiable

Contrôle de la fiabilité des données (altération, dupli)Numérotation et acquittement (reséquencement, pertes)

De bout en boutTransport n’agit que sur les équipements terminaux. Le

routage et le réseau deviennent transparents Full Duplex

Echange simultané de deux flux bidirectionnels

Modèle ARPA / Couche Transport / Protocole TCP

Documents

RAPPELS : La pile « TCP/IP » Application (Application) (~osi: application, présentation, session) Transport (Transport) (~osi: Transport) Réseau (Internet)