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TCP/IP V.Barreaud (d’après une œuvre originale de T. Jeandel)

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1 TCP/IP V.Barreaud (d’après une œuvre originale de T. Jeandel)

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

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

4 Internet = inter-networks Concept 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 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 Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique

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

12 Encapsulation Données utilisateur Entête applicatif Données applicatives Entête TCP Entête IP Données applicatives Entête TCP Entête IP Données applicatives Entête TCP Entête Ethernet Remorque Ethernet Segment TCP datagramme IP Trame Ethernet Application TCP IP Driver 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 Trame ETHERNET Préam bule 7 octets Délimite ur de début de trame (1 octet) Adresse MAC Destination (généralement 6 octets) Adresse MAC Source (généralemen t 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)

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 est importante. Notion de table de correspondance 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 Sommaire 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

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 source 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 : 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 Net-id 024 Host-id Classe A 1 Net-id Host-id Classe B Net-id Host-id Classe C Multicast Classe D Réservé Classe E 10111

24 Adressage IP : Classe A [1.x.x.x ; 126.x.x.x] = 126 réseaux = 16,7 millions d'hôtes / réseau Classe B [128.x.x.x ; 191.x.x.x] 2 14 = réseaux = hôtes / réseau Classe C [192.x.x. ; 223.x.x.x] 2 21 = 2 millions de réseaux = 254 hôtes / réseau

25 Adressage IP : Exemples C B C A C Impossible !

26 Adressage IP : Adresses "spéciales" Host-Id = 00000…000 -> Réseau Host-Id = 11111…111 -> Broadcast 127.x.x.x ->loopback à > privé à > privé à > 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 – Les décisions ne tiennent compte que de Manipulation des champs de la couche rezo de chaque datagramme

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

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

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

31 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) Routage IP (routage dynamique) Etats de liens (Open Shortest Path First)

32 Sous réseaux Subneting Pourquoi fragmenter un réseau ? Optimisation des tables de routage – 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 Sous réseaux : Principe Net-id Host-id Net-id Host-id Sous réseau Masque de sous réseau C’est un séparateur entre la partie réseau et la partie machine IP. Une fonction ET Logique pour déterminer réseau. Il est recommandé d’avoir des bits à 1 contiguës dans ses masques.

34 Sous réseau : Principe (2) Mon adresse IP: Traduit en binaire: Le masque de mon réseau: Traduit en binaire: réseau: Soit: Conclusion: on peut supposer que les machines de mon réseau local ont pour adresse: 128 à 254…

35 Sous réseaux : Les choix Net-id Sous réseau Net-id Host-id 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 : Classe B : Classe A :

37 Sous réseaux : Masques Classe C capa de : 253 machines capa de : 64 machines capa de : 32 machines capa de : 16 machines … Sous Réseau = 0….0 et Sous réseau = 1….1 INTERDIT

38 Résumé: Un exemple de plan d’adressage IP Ethernet ARPANET Passerelle 1 Token-Ring Machine 1 Machine 4Machine 2Machine 3Passerelle

39 Exercices: Soit le réseau de masque La machine appartient-elle à ce réseau? Soit le réseau de masque Nous voulons installer 60 machines… Quel masque utiliser?

40 ARP : Résolution d'adresse Adress 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 ARP Reverse Adress 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 message Internet 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 Sommaire Présentation générale Modèle OSI La couche Réseau La couche transport Résolution de noms DHCP Utilitaires TCP/IP  TCP  UDP

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 ? J'ai le cours réseau Je vais te l'envoyer Tu l'as reçu ? Oui, je t'écoute OK Oui, c'est bon ! Salut TCP Transport Control Protocol

46 TCP : Acquitements Source Réseau 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

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

48 TCP : Fenêtrage Octets émis et acquittés Octets non émissibles tout de suite. Octets émis et non acquittés Octets émissibles Optimisation de la bande passante Gestion du contrôle de flux (même par le destinataire) Fenêtrage au niveau de l'octet

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

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

51 La résolution de noms ? Résolution de noms

52 La résolution de noms Machine rechn2 du sous domaine univ-nancy2 Sous domaine univ-nancy2 Domaine français

53 La résolution de noms Organisation Base de données distribuée au niveau mondial INTERNic (AfNic)AfNic Pour enregistrer son nom de domaine Un domaine est un sous- arbre de l’espace nom de domaine fr inria centralweb m1 Domaine complet Domaine fr Domaine centralweb noeud m1.centralweb.fr Des noeuds peuvent avoir les mêmes noms dans des domaines différents : ns.centralweb.fr et ns.renault.fr

54 La résolution de noms Les Top Level Domain – 7 domaines racines prédéfinis : com : organisations commerciales ; ibm.com edu : organisations concernant l’education ; mit.edu gov : organisations gouvernementales ; nsf.gov mil : organisations militaires ; army.mil net : organisations réseau Internet ; worldnet.net org : organisations non commerciales ; eff.org int : organisations internationales ; nato.int – organisations nationales : fr, uk, de, it, us, au, ca, se, etc.

55 La résolution de noms Les solutions Fichier HOSTS (internes à la machine) localhost spmi1 #Serveur réseau péda saphir pasteur Adapté à la résolution locale, maintenance nécessaire Serveur DNS

56 La résolution de noms Serveurs de noms (name servers) fr bcab ca onqbqb domaine zone Un serveur de noms enregistre les données propres à une partie de l’espace nom de domaine dans une zone Serveurs de noms primaires Serveurs de noms secondaires

57 La résolution de noms Le principe DNS Serveur Racine Serveur DNS DNS

58 La résolution de noms NetBios Développé par IBM (protocole pour réseaux locaux) Répandu sur les réseaux Windows (NetBeui) Nom NetBios = Machine (Explorateur,Voisinage réseau) LMHosts (fichier du même type que le fichier Hosts, mais permet de spécifier des ressources ne faisant pas partie du même sous-réseau) Serveur WINS (Windows Internet Naming Service convertie les noms NetBios et inversement)

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

60 DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Attribution dynamique d'adresses IP Inconvénient des adresses IP statiques : – "Gaspillage" d'adresses – Rigidité – Configuration personnalisée La solution : DHCP

61 Adresse IP, svp ! broadcast , ça va ? broadcast DHCP Client DHCP Serveur DHCP OK pour IP = broadcast + masque + passerelle + DNS + Bail

62 DHCP La notion de "bail" But : ne pas monopoliser une adresse Principe Durée totale d'allocation Attribution d'une adresse par S1 Demande de renouvellement vers S1 Demande de renouvellement vers un serveur DHCP T1 T2 Demande de renouvellement vers S1 Demande de renouvellement vers un serveur DHCP Un petit complément sur DHCPcomplément

63 Sommaire Présentation générale Modèle OSI La couche Réseau La couche transport Résolution de noms DHCP Utilitaires TCP/IP  Telnet  FTP  ….

64 Couche Application IPConfig Ping Arp Traceroute Route NetStat NBTStat Hostname Connexion FTP Tftp Rcp Transfert de fichiers Navigateurs Clients News Client Mail Utilitaires internet Telnet Rexec Rsh Finger Accès réseau éloigné

65 Utilitaires de connectivité Les problèmes Dysfonctionnement ou mauvaise configuration d'un protocole Problème de média Résolution de nom incorrecte Trafic excessif

66 IPConfig

67 Ping Packet Internet Groper ping adresse_IP | nom de machine Utilise une requête ICMPICMP Utilise les couches "Accès réseau" et "Internet" TTL : Time To Live.Un paquet est toujours émis avec une durée de vie. Cette durée de vie est décrémentée à chaque nœud qui traite le paquet (d'une durée minimum d'une seconde, ou du temps qu'a mis la paquet à traverser le nœud).

68 Ping Scénario de débogage Ping sur l'adresse de bouclage ( ) Fonctionnement correct de TCP/IP Ping sur l'adresse de l'hôte Fonctionnement correct de l'interface réseau Ping sur une adresse du réseau (ou du sous réseau) Problèmes de médias Ping sur la passerelle par défaut Problèmes de masques, d'adresse de passerelle Ping au delà de la passerelle Problèmes de routeurs Ping avec noms de machine Configuration de DNS

69 ARP : Résolution d'adresse Adress Resolution Protocol Faire correspondre les adresses IP aux adresses physiques Table ARP (durée de vie limitée) Trame de requête ARP (broadcast)

70 ARP : Résolution d'adresse arp –a Toutes les entrées du cache arp – s C7-E0-7E-C5 Entrer une nouvelle adresse IP / MAC arp –d Supprime une adresse IP du cache

71 Traceroute Tracer le chemin emprunté par les datagrammes Chemin à un instant t Commande lente Utilise ICMPICMP Calcul du Round Trip Time 3 essais Calcul pessimiste : ICMP priorité faible

72 Traceroute TTL = 1 Rejet TTL = 0 TTL = 1 Rejet TTL = 0 TTL = 2 Rejet TTL = 1 Rejet TTL = 0 TTL = 2 Rejet TTL = 3 Rejet

73 Route Affichage / Mise à jour de la table de routage

74 Pour joindre cette adresse Je passe par ce routeur J'utilise cette interface Test boucle locale Les hôtes de mon réseau Moi Broadcast sur mon réseau

75 Netstat Statistiques relatives à IP, TCP, UDP, ICMP Datagrammes émis, reçus, erreurs éventuelles

76 -a affichage toutes les informations sur l'état des connexions, -i affichage des statistiques, -c rafraîchissement périodique de l'état du réseau, -n affichage des informations en mode numérique sur l'état des connexions, -r affichage des tables de routage, -t informations sur les sockets TCP -u informations sur les sockets UDP. Netstat

77 Transfert de fichiers FTP File Transfer Protocol Serveur FTP Client FTP fichiers Protocole TCP Identification Transfert de fichiers Création de répertoires Déplacement Suppression Renommage

78 Client FTP

79 UDP Pas d'identification Démarrage de station "diskless" Transfert de fichiers TFTP Trivial File Transfer Protocol

80 NFS Network File Sytem Développé par SUN Disques virtuels Remote Procedure Call

81 Accès réseau Telnet : émulation d'accès terminal Rlogin, rcp, rsh, rexec, rwho Applications d'accès à distance : pcAnywhere

82 TCP/IP et la sécurité Interception d'un paquet de données – Solution : Cryptage : rendre les données illisibles Authentification (signature numérique) : connaître la source Vérification de l'intégrité : pas de falsification pendant le transit

83 TCP/IP et la sécurité SSL : Secure Sockets Layer Couche de sécurité entre sockets de la couche transport et l'application Exemple : https IPSec Utilisé dans les réseaux virtuels (VPN)

84 Serveurs PROXY Proxy Cache Server = "Serveur par procuration" – Cache des pages Web – Filtrage – Fichiers de Log

85 Firewall Parefeu Protection d'un réseau local connecté à Internet Filtrage des paquets Filtrage applicatif : blocage de certains ports (23 = telnet) Filtrage utilisateur

86 IP v6 Pénurie d'adresses Adresses sur 128 bits Diffusion anycast Priorité de flux (temps réel) Amélioration de l'authentification et sécurité

87 Ports / Socket Port : Adresse interne prédéterminée = chemin d'accès bidirectionnel ftp : 21 telnet : 23 smtp : 25 http : 80 Socket : Adresse IP + N° de port Exemple :

88 Accès réseau : Connexion au réseau téléphonique SLIP : Serial Link Internet Protocol PPP : Point to Point Protocol

89 SLIP Transmission de datagrammes via modem Aucun contrôle d'adresse adressage fixe : incompatible avec les FAI Aucun contrôle d'erreurs Réalisés par la couche supérieure

90 PPP Transmission de datagrammes via modem Encapsulation de datagrammes multiprotocoles Contrôle liaison (LCP) Dialogue sur les paramètres de connexion : Contrôle réseau (NCP) Authentification de messages (PAP) Compression de l'entête IP


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