Introduction aux réseaux

Un réseau : pour quoi faire ? Partager : les fichiers, les applications, les bases de données … Communiquer : Mail, chat, téléphonie, vidéoconférence, web ... Mutualiser les ressources : Puissance de calcul Matériels couteux Travail en commun Accès à Internet …

La tâche n’est pas simple ! Utilisateur Japonais: écriture avec des idéogrammes de bas en haut et de droite à gauche, codage 7 bits par caractère, Windows, processeur Intel Utilisateur Français: écriture alphabétique de gauche à droite, horizontale, codage 8 bits par caractère, Linux, processeur AMD

Comment faire ? Trouver une méthode indépendante du matériel et du système d’exploitation pour les relier et communiquer C’est-à-dire : Trouver un langage commun pour toutes les machines Trouver une route de l’une vers l’autre ?

Comment relier deux points ? Aller d’un point A vers un point B Nœud de commutation Voie de communication (câble, fibre optique, voie hertzienne …) La commutation est le processus qui permet aux données de traverser un nœud de commutation

Comment relier deux points ? Les deux grandes manières de transmettre des données entre deux points sont : La commutation de circuits la liaison est exclusive 1 circuit = 2 utilisateurs La commutation de paquets la liaison est Non-exclusive 1 circuit = plusieurs utilisateurs

La commutation par paquets Elle permet le partage du réseau de communication avec le plus grand nombre d’utilisateurs. 0110101010011010111

Trouver un langage commun Il a été défini un modèle général d’organisation des tâches à effectuer pour faire communiquer plusieurs machines C’est le modèle OSI (Open Systems Interconnexion) Sa structure générale se présente sous la forme de 7 couches.

Le modèle ISO Chaque couche effectue des opérations et les transmet à la couche du dessous qui les « encapsule » avec ses propres données (Données Application) (Données Présentation (Données Application)) (Données Session (Données Présentation (Données Application))) (Données Transport (Données Session (Données Présentation (Données Application)))) (Données Réseau (Données Transport (Données Session (Données Présentation (Données Application))))) (Données Liaison de données (Données Réseau (Données Transport (Données Session (Données Présentation (Données Application)))))) (Données Physique (Données Liaison de données (Données Réseau (Données Transport (Données Session (Données Présentation (Données Application))))))

Le réseau local : LAN Local Area Network C’est un réseau informatique qui n’utilise pas d’accès à internet. Généralement constitué de quelques machines rapprochées raccordées en étoile à l’aide d’une carte réseau sur chaque machine et d’un commutateur réseau (switch). Seulement deux couches sont mises en œuvre :

Le réseau local : L’adresse MAC Comment distinguer les différentes machines ? Chaque carte réseau possède une adresse MAC (Media Access Control) unique inscrite dans la carte par le constructeur (adresse physique). C’est cette adresse qui est utilisée par le réseau local (Ethernet) pour identifier les différentes machines.

Le réseau local : Notion de TRAMES Les données sont découpées puis encapsulées dans des trames qui contiennent les informations indispensables pour acheminer les données sur le réseau.

Communication vers l’extérieur Quand on doit sortir du réseau local, d’autres couches du modèle OSI sont mises en œuvre La couche 4 – Transport : elle donne l’illusion à l’émetteur et au récepteur qu’ils se trouvent en liaison point à point (local). La couche 3 – Réseau : elle assure le routage des données et fait disparaître les différences de technologie. On utilise alors le protocole TCP/IP pour aller sur INTERNET

Le réseau INTERNET Ensemble de machines qui communiquent en utilisant le protocole TCP/IP (TCP : Transmission Control Protocol et IP : internet Protocol) TCP/IP est une suite de protocoles mis au point à partir de 1964 aux USA pour assurer une transmission par commutation de paquets Pour qu’un réseau local (LAN) puisse communiquer vers l’extérieur avec le réseau INTERNET, il faut mettre entre les deux réseaux un ROUTEUR.

INTERNET : Le routeur et l’adresse IP Un ROUTEUR relie plusieurs réseaux entre eux. Chaque machine sur INTERNET doit avoir une adresse non ambiguë C’est l’adresse : IP Le routeur installé sur votre réseau local possède lui aussi une adresse IP. C’est la passerelle par défaut du réseau local

INTERNET : Le routeur Un ROUTEUR possède au moins deux cartes réseaux (donc au moins deux adresses MAC et deux adresses IP)

INTERNET : Le routeur et les tables Grace à un protocole spécifique le routeur établit une table de routage par réseau. Cette table de routage liste tous les ordinateurs ainsi que les autres routeurs connectés au réseau.

INTERNET : L’adresse IP Le « nom » du réseau ainsi que le numéro de la machine sont contenu dans l’adresse IP L’adresse IP est « un peu » la somme des deux ! Exemple : 192.168.0.9 = 192.168.0.0 « + » 0.0.0.9 192.168.0.0 = nom du réseau 0.0.0.9 = numéro de la machine sur le réseau 192.168.0.0 Une machine peut communiquer uniquement avec d’autres machines du même réseau. Pour relier deux réseaux, il faut utiliser un routeur !

Faire communiquer deux machines en utilisant les adresses MAC et IP L'adresse MAC est unique et identifie de façon sûre une machine mais en aucun cas elle ne donne la position de la machine dans le monde. Ex : avec votre ordinateur portable, vous vous connectez à internet de chez vous ou de chez un ami dans la même ville ou à l’autre bout du monde! Chaque fois que vous connecter votre machine à un réseau, celui-ci attribue à votre machine une adresse IP contenant le « nom » du réseau ainsi que le numéro de votre machine sur ce réseau. L’adresse IP de votre machine change donc régulièrement alors que l’adresse MAC ne change jamais !

Fonctionnement La machine 192.168.0.1 veux « s’adresser » à la machine 192.168.1.2 (sans passer par Internet)

Fonctionnement L’information « bonjour » de la machine 192.168.0.1 va traverser les différentes couches du modèle OSI pour être encapsulée.

Fonctionnement Une fois au niveau de la couche 3 (réseau) l’ordinateur sait grâce à l’adresse IP du destinataire que celle-ci n’appartient pas à son réseau. Il faut faire sortir le message à l’extérieur du réseau en donnant comme adresse de destination l’adresse du ROUTEUR.

Il confectionne alors la trame qui va circuler sur le réseau. Fonctionnement L’ordinateur source envoie une requête ARP afin d’obtenir l’adresse MAC du routeur (s’il ne la connait pas déjà). Il confectionne alors la trame qui va circuler sur le réseau. Voici la partie de la trame qui nous intéresse : La première machine qui va la recevoir est... le switch du réseau 192.168.0.0/24. Il reçoit la trame et lit l'adresse MAC de destination. Il va voir sa table CAM pour savoir s'il connaît cette adresse MAC, et voir sur lequel de ses ports il faut renvoyer la trame. Si jamais il ne trouve pas l'adresse MAC, il la renverra sur tous ses ports actifs ! Il peut donc maintenant renvoyer la trame sur son port de sortie, qui est connecté au routeur. Le routeur reçoit la trame. @MAC DST de 192.168.0.254 @MAC SRC de 192.168.0.1 IP SRC: 192.168.0.1 IP DST: 192.168.1.2 Données à envoyer

Fonctionnement La trame arrive à la couche 2 du routeur qui lit l'adresse MAC de destination. C'est la sienne ! Il va donc finir de lire l'en-tête de couche 2, enlever l'en-tête Ethernet et envoyer le datagramme IP qu'il reste au protocole de couche 3 indiqué dans l'en-tête. La couche 3 va lire tout l'en-tête de couche 3, et notamment l'adresse IP de destination. Le routeur voit alors que ce n'est pas son adresse, il sait donc qu'il va devoir renvoyer ce datagramme vers la machine de destination. Il va donc chercher dans sa table de routage à quelle passerelle envoyer le paquet afin de joindre la machine 192.168.1.2. Dans cet exemple, cette adresse appartient à l'un de ses propres réseaux, il va donc pouvoir lui envoyer le paquet directement. Cependant, pour envoyer la trame sur le réseau, il va avoir besoin de l'adresse MAC de 192.168.1.2. Il va donc faire une requête ARP. Une fois l'adresse MAC de 192.168.1.2 reçue, il va pouvoir former la trame et l'envoyer sur le réseau. @MAC DST de 192.168.0.254 @MAC SRC de 192.168.0.1 IP SRC: 192.168.0.1 IP DST: 192.168.1.2 Données à envoyer @MAC DST de 192.168.1.2 @MAC SRC de 192.168.2.254 IP SRC: 192.168.0.1 IP DST: 192.168.1.2 Données à envoyer

Fonctionnement @MAC DST de 192.168.1.2 @MAC SRC de 192.168.2.254 IP SRC: 192.168.0.1 IP DST: 192.168.1.2 Données à envoyer La trame va arriver au switch, mais cette fois il s'agit du switch du réseau 192.168.1.0/24 qui n'est pas le même que le premier. Il va regarder l'adresse MAC de destination et aiguiller la trame vers la machine 192.168.1.2. La machine 192.168.1.2 va recevoir la trame en couche 2 et va lire l'adresse MAC de destination. C'est la sienne. Elle va donc lire la suite de l'en-tête et renvoyer le datagramme contenu dans la trame à la couche 3, c'est-à-dire au protocole IP. La couche 3 reçoit le datagramme et lit l'en-tête. L'adresse IP de destination est la sienne, elle va donc envoyer les informations à la couche 4, qui va elle-même envoyer les informations à la couche 7 applicative.