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TCP/IP. V.Barreaud (d’après une œuvre originale de T. Jeandel). barreaud@loria.fr www.loria.fr/~barreaud. Sommaire. Présentation générale Modèle OSI La couche réseau La couche transport Résolution de noms DHCP Utilitaires TCP/IP. Présentation générale Modèle OSI

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    Presentation Transcript
    1. TCP/IP V.Barreaud (d’après une œuvre originale de T. Jeandel) barreaud@loria.fr www.loria.fr/~barreaud

    2. Sommaire • Présentation générale • Modèle OSI • La couche réseau • La couche transport • Résolution de noms • DHCP • Utilitaires TCP/IP

    3. Présentation générale Modèle OSI La couche réseau La couche transport Résolution de noms DHCP Utilitaires TCP/IP Concept Historique Organisation Sommaire

    4. Internet = inter-networksConcept d’interconnexion

    5. Réseau: une économie d’échelle Minimisation de la structure: utilisation d’adresses Une connexion continue entre Compiègne et Bordeaux empêche Une connexion entre Lille et Lyon Utilisation de paquets

    6. Présentation générale • TCP/IP = suite de protocoles "réseau" • Protocoles publics • Adressage logique • Protocole "routable" • Service de "nommage" • Contrôle des erreurs et flots de données • Support applicatif (ports)

    7. Historique • 1974 Vinton CERF et Robert KAHN - ARPA (Advanced Research Project Agency) Interconnexion d'ordinateurs. Transfert de fichiers, limité au monde de la recherche • NSFNet • Unix Berkeley • 1989 Création du World Wide Web. • 1993 Premier navigateur MOSAIC

    8. Organisation TCP/IP = protocole ouvert, public ISOC (Internet Society) • IAB (Internet Architecture Board)Gestion et fonctionnement d'internet • IETF (Internet Engineering Task Force)Spécifications techniques d'internet • IRTF (Internet Research Task Force)Recherches autour de TCP/IP RFC : Request For Comments

    9. Sommaire • Présentation générale • Modèle OSI • La couche Réseau • La couche Transport • Résolution de noms • DHCP • Utilitaires TCP/IP

    10. Le Modèle OSI

    11. Dépannage réseau • Transfert de fichiers • Internet • Contrôle des flots de données • Accusés de réception • Adressage logique • Correspondanceavec l'adressage physique • Interface physique avec le réseau • Contrôle d'erreurs TCP/IP et le modèle OSI Couches applicatives (Application, Présentation,Session) Transport Internet (Réseau) Accès réseau (Liaison de données, Physique)

    12. Segment TCP Entête TCP Données applicatives datagramme IP Entête IP Entête TCP Données applicatives Trame Ethernet Encapsulation Données utilisateur Application Entête applicatif Données utilisateur TCP Entête TCP Données applicatives IP Entête IP Driver Ethernet Entête Ethernet Remorque Ethernet

    13. Couche Physique: "Accès au réseau" • Accès au réseau physique • Envoyer et recevoir des datagrames IP • Interface avec la carte réseau • Coordination de la transmission des données • Formatage des données • Conversion des signaux analogiques/numériques • Contrôle d'erreurs des trames (ajout d'infos, contrôle à l'arrivée, accusés de réception,..) Ethernet, Token Ring, FDDI, SLIP, PPP,…

    14. Préambule7 octets Délimiteurde début detrame (1 octet) Adresse MACDestination(généralement 6 octets) Adresse MACSource(généralement 6 octets) Longueur du champ de données(2 octets) Champ de données(Trame LLC 802.2) Bourrage(Complément pour obtenir 64 octets) Code de contrôle de la trame (4 octets) Trame ETHERNET

    15. Couche Liaison:Transmission sans erreur de codage • Transmission sans erreur des datagrammes entre 2 systèmes adjacents. • Masque aux couches supérieurs les imperfections du moyen de transmission. • Moyen: codage redondant (parité, …) • Le protocole de correction n’est pas forcément le même entre deux nœuds adjacents.

    16. Couche réseau:crée la « base » du réseau. • C’est la « couche IP ». • Permet à 2 systèmes non-adjacents de communiquer en se servant de relais. • Notion d’@ est importante. • Notion de table de correspondance entre @ et fils pour aiguiller les messages. • Routage: voir plus loin.

    17. Couche transport:Délivrer un message complet entre deux machines non-adajacentes. • C’est la « couche UDP/TCP » • Permet d’offrir un service constant, quelque soit les qualités du réseau utilisé. • Permet de gérer la perte d’un paquet • Réorganise les paquets à l’arrivée.

    18. Couches supérieures:Session, présentation et application • La couche session permet d’établir une relation durable entre deux applications souhaitant coopérer (visio conférence…) (pas obligatoire) • La couche présentation permet de résoudre les problèmes de codage des données hétérogènes (big/little endians). • La couche application fournit les services de communication qux utilisateurs (mail, transfert de fichier, …)

    19. Présentation générale Modèle OSI La couche Réseau La couche transport Résolution de noms DHCP Utilitaires TCP/IP Le protocole IP L’adressage IP Le routage Les sous masques ARP, RARP, ICMP Sommaire

    20. IP Internet Protocol • But: Acheminement des datagrames d'une machine à une autre par des intermédiaires . • Adressage logique, indépendant du matériel (distribution supervisée des adresses) • Routage (comment ces adresses sont elles traitées?) • Correspondance entre adresse physique et adresse logique (DNS et DHCP: voir plus loin)

    21. IP Internet Protocol (2) • Le protocole IP définie • La taille de l’unité de donnée, sa structure. • La fonction de routage, comment les machines et les passerelles doivent traiter les paquets. • Les messages d’erreur et leurs traitement. • L’entête IP contient • Version, longueur, priorité, durée de vie, @ source et @ destination. • Options de routage, de traçage, …

    22. Adressage IP • Système de communication universel : établir une méthode générale d’identification des machines. • Adresse = 32 bits = 4 octets = 4 entiers < 256 Exemple : 192.14.28.32 • Adresse en 2 parties : • Net ID : Identifiant du réseau • Host ID : Identifiant de la "machine" • 5 classes de réseaux

    23. Adressage IP : Classes d'adresses 0 8 16 24 31 Net-id Host-id 0 Classe A Net-id Host-id 1 0 Classe B Net-id Host-id 1 1 0 Classe C Multicast 1 1 1 0 Classe D Réservé 1 1 1 1 0 Classe E

    24. Adressage IP : • Classe A [1.x.x.x ; 126.x.x.x] 27 - 2 = 126 réseaux 224 - 2 = 16,7 millions d'hôtes / réseau • Classe B [128.x.x.x ; 191.x.x.x] 214 = 16 384 réseaux 216 - 2 = 65534 hôtes / réseau • Classe C [192.x.x. ; 223.x.x.x] 221 = 2 millions de réseaux 28 - 2 = 254 hôtes / réseau

    25. Adressage IP : Exemples • C • B • C • A • C • Impossible ! • 201.14.26.55 • 130.255.14.18 • 198.14.231.0 • 101.14.12.56 • 193.34.45.250 • 193.256.14.28

    26. Adressage IP : Adresses "spéciales" • Host-Id = 00000…000 -> Réseau • Host-Id = 11111…111 -> Broadcast • 127.x.x.x ->loopback • 10.0.0.0 à 10.255.255.255 -> privé • 172.16.0.0 à 172.31.255.255 -> privé • 192.168.0.0 à 192.168.255.255 -> privé

    27. Routage IP • Dépend de la hiérarchie des réseaux et sous réseaux • Permet un filtrage du trafic, un ré-équilibrage • Masque les détails du réseau physique • Routage statique ou routage dynamique • L’algo de routage est géré par une table d’@IP • Les décisions ne tiennent compte que de l’@rezo. • Manipulation des champs de la couche rezo de chaque datagramme

    28. Routage IP (routage statique) • Pour quel réseau ? • Table de routage • Même réseau ? • Adresse de la passerelle (routeur)

    29. Routage IP (routage dynamique) • Dialogue entre routeurs • Construction des tables de routage • Vecteur de distance : RIP • Etats de liens : OSPF

    30. Routage IP (routage dynamique)Vecteur de distance (Routing Information Protocol) • Minimise les communications entre routeurs • Dans quelle direction envoyer l'information • Compteur de saut: distance (pas bande passante) 1 2 3

    31. Routage IP (routage dynamique)Etats de liens(Open Shortest Path First) • Chaque routeur se construit une vision du réseau (par l’intermédiaire des retours erreurs qu’il reçoit….) • Identificateur de routeur • Arbre des routeurs • Vitesse et fiabilité (charge)

    32. Sous réseaux Subneting Pourquoi fragmenter un réseau ? • Optimisation des tables de routage • Connaître @ rezo pour envoyer dans une direction générale • Ce n’est qu’une fois arrivé près de la machine que l’on résout son adresse. • Métaphore du colis de la Poste. (Code postal: département, centre de tri, puis : rue, numéro, nom) • Limiter les congestions. • Séparer les machines sensibles.

    33. Host-id Net-id Net-id Sous réseau Host-id Sous réseaux : Principe • C’est un séparateur entre la partie réseau et la partie machine d’une @ IP. • Une fonction ET Logique pour déterminer l’@ réseau. • Il est recommandé d’avoir des bits à 1 contiguës dans ses masques. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Masque de sous réseau

    34. Sous réseau : Principe (2) • Mon adresse IP: 192.168.25.132 Traduit en binaire: 11000000.10101000.00011001.10000100 • Le masque de mon réseau: 255.255.255.128 Traduit en binaire: 11111111.11111111.11111111.10000000 • @ réseau: 11000000.10101000.00011001.10000000 Soit: 192.168.25.128 • Conclusion: on peut supposer que les machines de mon réseau local ont pour adresse: 128 à 254…

    35. Net-id Sous réseau Net-id Host-id Sous réseaux : Les choix • Le choix se fait en fonction des besoins et des limites: • Une plage est allouée par le fournisseur d’accès. • Un nombre de machines qui peut croître.

    36. Sous réseaux : Masques par défaut • Classe C : 255.255.255.0 • Classe B : 255.255.0.0 • Classe A : 255.0.0.0

    37. Sous réseaux : Masques Classe C • 255.255.255.0 capa de : 253 machines • 255.255.255.192 capa de : 64 machines • 255.255.255.224 capa de : 32 machines • 255.255.255.240 capa de : 16 machines • 255.255.255.248 …. • 255.255.255.252 Sous Réseau = 0….0 et Sous réseau = 1….1 INTERDIT

    38. Résumé:Un exemple de plan d’adressage IP Ethernet 128.10.0.0 128.10.2.3 128.10.2.8 128.10.2.70 128.10.2.26 Machine 4 Machine 2 Passerelle 2 Machine 3 192.5.48.3 192.5.48.2 10.2.0.37 Passerelle 1 Token-Ring 192.5.48.0 Machine 1 192.5.48.6 ARPANET 10.0.0.0 192.5.48.1

    39. Exercices: • Soit le réseau d’@ 192.168.25.32 de masque 255.255.255.248 La machine 192.168.25.47 appartient-elle à ce réseau? • Soit le réseau d’@ 193.225.34.0 de masque 255.255.255.0 Nous voulons installer 60 machines… Quel masque utiliser?

    40. ARP : Résolution d'adresseAdress Resolution Protocol • Faire correspondre les adresses IP aux adresses physiques • Table ARP (durée de vie limitée) • Trame de requête ARP (broadcast)

    41. RARP : Inverse de ARPReverseAdress Resolution Protocol • Adresse physique -> adresse IP • Utilisé avec les stations diskless • BOOTP (Boot PROM) : Chargement de l'OS à partir d'un serveur • Requete RARP : Quelle est mon adresse IP ?

    42. ICMP : Contrôle de messageInternet Control Message Protocol • Rendre compte des problèmes "routeurs" • Datagramme ne peut pas atteindre sa destination • Manque de réserve de mémoire • Utilisation d'une route alternative pour optimiser le trafic.

    43. Présentation générale Modèle OSI La couche Réseau La couche transport Résolution de noms DHCP Utilitaires TCP/IP TCP UDP Sommaire

    44. Couche Transport • Interface entre lP et les applications • Contrôle d'erreurs : TCP / UDP • Multiplexage : données issues de plusieurs applications

    45. TCP :Protocole orienté connexion • Etablissement et maintien d'une connexion entre 2 machines Hé, tu m'écoutes ? Oui, je t'écoute J'ai le cours réseau OK TCPTransport Control Protocol Je vais te l'envoyer OK Tu l'as reçu ? Oui, c'est bon ! Salut Salut

    46. Réseau Source Destination Emission de Mi Temporisation armée Mi n‘est pas reçu Ai non envoyé Ai n’est pas reçu Tempo. echue Réemission de Mi Réception de Mi Emission de Ai Réception de Aj TCP :Acquitements

    47. Réseau Source Destination Emission de Mi Emission de Mi+1 Réception de Mi Emission de Ai Emission de Mi+2 Reception de Ai Fenêtrage de taille 3 TCP :Fenêtrage

    48. TCP :Fenêtrage • Optimisation de la bande passante • Gestion du contrôle de flux (même par le destinataire) • Fenêtrage au niveau de l'octet 1 23 4 56 7 8 910 11 . . . Octets émis et acquittés Octets non émissibles tout de suite. Octets émis et non acquittés Octets émissibles

    49. UDP :Protocole non orienté connexion • Expédition des données Je t'envoie le cours réseau UDPUser Datagram Protocol • Moins fiable que TCPContrôles d'erreurs, ordonnancement • + rapide

    50. Présentation générale Modèle OSI La couche Réseau La couche transport Résolution de noms DHCP Utilitaires TCP/IP Domaines Noms DNS Sommaire