Rappel Définir le réseau Donnez les différents types de réseaux Donnez les différentes architectures de réseaux Donnez les différents types de toptologies

Chapitre 5 Protocole Réseau Séance 1

Plan Rappel Présentation du modèle OSI Le modèle TCP/IP

I. Rappel Le bit L’octet Le binaire Conversion de la base décimale (base 10) à la base binaire (base 2) Conversion de la base binaire à la base décimale

Activité Définir le bit & l’octet

1. Le bit (Binary Digit) C’est la plus petite unité manipulée par la machine Elle peut prendre comme valeur 0 ou 1

2. L’octet 1 octet=8 bits Il permet de stocker une lettre ou un chiffre Exemple d’octet : 0001 1101 8 bit

Activité Combien de chiffre utilise-t-on pour écrire Un chiffre binaire Un chiffre décimal Peut-on transformer un nombre décimal en nombre binaire?

3. Le binaire Un nombre décimal ne peut s’écrire qu’en utilisant 10 chiffres (de 0 à 9) Un nombre binaire ne peut s’écrire qu’en 2 chiffres (1 ou 0) On peut transformer un nombre décimal en nombre binaire Exemple: le nombre décimal 140 s’écrit en binaire 10001100

Activité Combien de valeur peut-on avoir avec 1 bit 2 bits 3 bits n bit

3. Le binaire Avec 1 bit on va avoir 2 valeurs 0 ou 1 Avec 2 bits on va avoir 4 valeurs : Avec 3 bits on va avoir 8 valeurs … Avec n bits on va avoir 2n valeurs

Activité Rappelez les règles de conversion De la base décimale (base 10) à la base binaire (base 2) Conversion de la base binaire à la base décimale

4. Conversion de la base décimale (base 10) à la base binaire (base 2) Pour convertir un nombre décimal en un nombre binaire : Faire la division euclidienne du nombre décimal jusqu’à ce que le quotient devient 0 Concaténer les restes en commençant de bas vers le haut Exemple : (140)10

4. Conversion de la base décimale (base 10) à la base binaire (base 2) 140 2 Le résultat (140)10 = 2 70 1 1 1 2 35 2 1 17 2 1 8 2 4 2 2 On s’arrête 2 1 1

5. Conversion de la base binaire à la base décimale Pour convertir un nombre binaire en un nombre décimal : Multiplier chaque chiffre binaire par 2 à la puissance de son poids sachant que : Le 1er chiffre à droite est de poids=0 Le 2ième chiffre à droite est de poids=1 …. Le Nième chiffre à droite est de poids=N-1 Exemple Additionner les résultats obtenus

5 Conversion de la base binaire à la base décimale Soit le nombre binaire suivant: Résultat = 1*27+ 1*26 + 1*25 + 0*24 + 1*23 + 0*22 + 1*21 + 1*20 = 128 + 64 + 32 + 0 + 8 + 0 + 2 + 1 = (235)10 POIDS = 7 6 5 4 3 2 1 Nombre binaire = 1 1 1 1 1 1

Activité 2 personnes de nationalité différentes parlent entre eux. Quelle est la première difficulté qu’ils rencontrent? Faîte l’analogie avec 2 machines dans un réseau.

II Présentation du modèle OSI Définition Couches OSI Avantages de découpage en couches

1. Définition Le but du réseau c’est de lier des machines entre elles. Le problème c’est que toutes les machines ne possèdent pas forcément la même configuration matérielle et logicielle (le même système d’exploitation…)

1. Définition Ainsi pour résoudre ce problème, l’ISO (Organisation international de normalisation) a mis en place un modèle réseau pour toutes les machines appelé OSI permettant ainsi de créer des réseaux capable de communiquer entre eux.

Activité Trouver les différences qu’ils peut y avoir entre 2 machines sur plusieurs réseaux Trouver les difficultés rencontrés pour la communications entre 2 machines

Solution Le matériel Les adresses des machines Le réseau des machines Comment communiquer (envoie des données : en regroupant et découpant les données) Comment gérer la coordination des envoies Comment coder les données (en binaire) Comment présenter tout ceci à l’utilisateur (à travers des applications)

2. Les couches OSI Le modèle OSI se compose de sept couches Chaque couche possède une fonction du réseau bien précise C’est ce qu’on appelle une organisation en couche

A. Couche 1 : Matériel Elle permet de transformer un signal binaire en un signal compatible avec le support choisi (cuivre, fibre optique, HF etc.) et réciproquement. Elle permet de résoudre des problèmes matériels Matériel 1

B. Couche 2 : Liaison (Qui ?) Elle permet d’identifier Deux stations sur le même support (adressage physique) Les erreurs de transmission des données sur le même support Le mode d’accès sur le support : Ethernet ou Token Ring Liaison 2 1 Matériel

C. Couche 3 : Réseau (Comment ?) Elle permet de connecter des machines qui ne se trouvent pas dans le même réseau indiquer le chemin à suivre pour aller d’un point à un autre d’un réseau Réseau 3 Liaison 2 1 Matériel

D. Couche 4 : Transport (Où ?) Elle permet de masquer la complexité des couches inférieurs aux couches supérieurs communiquer directement avec la machine destinataire : en regroupant les données reçus en découpant les données envoyés Transport 4 Réseau 3 Liaison 2 1 Matériel

E. Couche 5 : Session Elle permet d’ouvrir et de fermer des sessions en se connectant sur le réseau. Elle permet de gérer et de coordonner la communication Session 5 Transport 4 Réseau 3 Liaison 2 1 Matériel

F. Couche 6 : Présentation La couche présentation est chargée du codage des données de la couche supérieure Présentation 6 Session 5 Transport 4 Réseau 3 Liaison 2 1 Matériel

G. Couche 7 : Application C’est la couche la plus proche de l’utilisateur. On y trouve des applications comme le courrier électronique (SMTP) ou le transfert de fichiers (FTP) Elle fournit des services comme le navigateur… Application 7 Présentation 6 Session 5 Transport 4 Réseau 3 Liaison 2 1 Matériel

Activité Donner des avantages pour le découpage en couche

3. Avantages de découpage en couches Le découpage en couche permet : De diviser les communications sur le réseau en élément plus petits et plus simple D’empêcher les changements apportés à une couche d’affecter les autres couches

Activité Rappeler la définition d’un protocole Quelle est le protocole d’Internet? Rappeler ces composants Que remarquez-vous? Peut-on faire l’analogie avec les couches OSI?

III Le modèle TCP/IP Présentation Couches TCP/IP Identification des machines Passage des adresses IP en adresses physiques Passage des adresses physiques en adresses IP Routage

1. Présentation Le modèle TCP/IP est inspiré du modèle OSI. Mais cet acronyme désigne en fait 2 protocoles étroitement liés : Un protocole réseau : IP (Internet Protocol) qui permet d’envoyer des données d’une machine à une autre Un protocole de transport : TCP (Transmission Control Protocol) qui permet d’envoyer des applications d’une machine à une autre Exemple de réseau qui utilise le modèle TCP/IP : le réseau Internet

2. Couche TCP/IP Il se décompose en 4 couches

A. Couche 1 : Matériel Correspond à la couche 1 et 2 du modèle OSI Modèle TCP/IP Application 7 Présentation 6 Session 5 Transport 4 Réseau 3 Liaison 2 Matériel 1 1 Matériel

B. Couche 2 IP : Interconnexion et interface avec le réseau Correspond à la couche 3 du modèle OSI Modèle OSI Modèle TCP/IP Application 7 Présentation 6 Session 5 Transport 4 Interconnexion et interface avec le réseau 2 Réseau 3 Liaison 2 1 Matériel 1 Matériel

C. Couche 3 TCP : Transport Correspond à la couche 4 du modèle OSI Modèle OSI Modèle TCP/IP Application 7 Présentation 6 Session 5 Transport 4 Transport 3 Interconnexion et interface avec le réseau 2 Réseau 3 Liaison 2 1 Matériel 1 Matériel

Interconnexion et interface avec le réseau D. Couche 4 : Application Correspond à la couche 5, 6 et 7 du modèle OSI Modèle TCP/IP Modèle OSI Application 7 Présentation 6 Application 4 Session 5 Transport 4 Transport 3 Interconnexion et interface avec le réseau 2 Réseau 3 Liaison 2 1 Matériel 1 Matériel

3. Identification des machines Présentation Décomposition de l’adresse IP Masque du réseau

Activité Comment identifié les maisons dans un quartier? Faites l’analogie avec un réseau informatique?

A. Présentation Chaque machine possède une adresse unique Sur un réseau utilisant le modèle TCP/IP, chaque machine possède une adresse IP unique sur le réseau. Une adresse IP est codée sur 4 octets Exemple d’adresse en mode binaire : 10001100 10001101 10001100 0001100 En mode décimal, on obtient 4 nombres compris entre 0 et 255  Exemple d’adresse en mode décimal : 140.141.140.12

Activité Comment est décomposé votre adresse (celle de votre maison) Faites l’analogie avec le réseau informatique

B. Décomposition de l’adresse IP La partie gauche de l’adresse correspond au code du réseau Net-id et la partie droite au code de la machine Host-id Net-Id Host-Id

Activité Comment on peut savoir quelle est la partie du réseau et celle de la machine?

B. Décomposition de l’adresse IP On doit juste savoir sur combien d’octet le réseau est codés : Exemple si le réseau est codé sur 2 octets dans ce cas : L’adresse du Net-Id (du réseau)=x.y.0.0 x.y. w.z Net-Id Host-Id

B. Décomposition de l’adresse IP Pour connaître sur combien d’octets un réseau est codé, il suffit de connaître la classe de ce réseau :

Activité Que remarquez-vous concernant ces classes et les adresses? Est-ce que toutes les adresses possibles sont représentées?

B. Décomposition de l’adresse IP Il existe pour chaque plage des adresses réservées pour des réseaux locaux : Les adresses suivantes: L’adresse 127.0.0.1 est l’adresse de la propre machine

Activité On va jouer à un jeu: On va représenter Le réseau par le chiffre binaire 1 La machine par le chiffre binaire 0 Pour l’@ suivantes : 140.141.140.12 Trouver l’adresse du réseau Représenter cette adresse avec des 0 et 1 selon la première supposition: En chiffre binaire En chiffre décimale

C. Masque du réseau Pour identifier le Host-id du Net-id, on utilise le masque. Le bit représentant le réseau=1 Le bit représentant la machine=0.

C. Masque du réseau Exemple Soit l’adresse suivant : 140.141.140.12 140.141.140.12  classe B donc deux premiers octets sont réservé au réseau L’@ du réseau : 140.141.0.0 Le masque en binaire : 11111111. 11111111.00000000.00000000 Le masque en décimal : 255.255.0.0

Activité Combien d’@ une machine possède-t-elle dans un réseau utilisant le protocole TCP/IP?

4. Passage des adresses IP en adresses physiques Chaque machine possède dans un réseau local une adresse physique unique : @MAC attribué lors de la création de la machine qui dépend du matériel qu’on ne peut jamais modifié Dans un réseau TCP/IP chaque machine possède une adresse IP unique qui est une adresse logique (ne dépendant pas du matériel) que l’administrateur peut modifier.

Activité Peut-on envoyer des données si on ne connaît pas l’@ MAC du destinataire? Que faut-il faire si on a l’@IP du destinataire mais pas l’@MAC?

4. Passage des adresses IP en adresses physiques Dans un réseau, une machine ne peut envoyer des données que si elle connaît l’adresse physique du destinataire. Il faut convertir l’adresse IP en adresse physique  La conversion dynamique ARP

4. Passage des adresses IP en adresses physiques L’ARP fonctionne comme ceci : Si une machine Y veut envoyer des données à un destinataire X:

1er cas @IP @MAC W Y X 1 0001 Envoie direct des données Poste @IP @MAC X Y W 3 0011 1 2 Poste @IP @MAC W Y X 1 0001 W 3 0011 2 0010 0010 X Envoie direct des données Y X connaît l’@ MAC de Y Poste @IP @MAC W X Y 2 0010 3 1

4. Passage des adresses IP en adresses physiques Une machine Y veut envoyer des données à un destinataire X: 1er Cas : Elle connaît l’@ physique de celui-ci Elle envoie directement les données

2ième Cas @IP de Y = 2 @IP de W <> 2 @IP @MAC W Y X 1 0001 Poste @IP @MAC X Y W 3 0011 1 3) Mise à jour de la table de X 2 Poste @IP @MAC W Y X 1 0001 Envoie de demande de résolution Y : @IP=2  @MAC=? W 3 0011 2 0010 @IP de W <> 2 @IP de Y = 2 X 2) Envoie de réponse @MAC de Y= 0010 Y Y : @IP=2  @MAC=? Poste @IP @MAC W 3 X 1 Y 2 0010 X ne connaît pas l’@ MAC de Y

4. Passage des adresses IP en adresses physiques 2ième Cas : Elle ne connaît pas l’@ physique de celui-ci  Elle envoie un mode diffusion (à toutes les machines sur le réseau) une demande de résolution d’adresse Cette demande contient l’adresse IP du destinataire X. Lorsque X reçoit la demande, il envoie une réponse à Y qui contient son adresse physique. Dès que Y reçoit la réponse il met à jour la table de adresses lui permettant d’envoyer directement le message à X sans envoyer une demande de résolution.

Activité Soit une machine A éteinte sur le réseau. Ce réseau contient un serveur qui va le gérer en stockant des applications comme le système d’exploitation utilisé par toutes les machines Après quelques heures, l’utilisateur décide d’utiliser la machine A. Que va faire la machine A dès le démarrage? Connaît-elle son @ IP? Connaît-elle son @ MAC? Que va-t-elle faire?

5. Passage des adresses physiques en adresses IP Parfois, la machine peut ne pas connaître sa propre adresse IP Elle va la retrouver à partir de l’adresse physique. Par exemple, si la machine vient de démarrer et qu’elle va rechercher son système d’exploitation sur le réseau elle ne peut pas connaître son adresse IP La solution est la résolution inverse RARP

5. Passage des adresses physiques en adresses IP Sur le réseau, on va avoir un serveur RARP contenant une table qui contient les adresses physiques de chaque machine & sa correspondance en adresse IP

5. Passage des adresses physiques en adresses IP Poste @IP @MAC W 3 0011 Y 2 0010 X 1 0001 W 1) Envoie de demande RARP @MAC=0001  @IP=? X 2) Envoie de réponse @MAC=0001  @IP=1 Serveur RARP Y

5. Passage des adresses physiques en adresses IP Si une machine veut connaître son adresse IP, il suffit d’envoyer sur le réseau en diffusion une demande RARP contenant son adresse physique. Le serveurs RARP va recevoir cette demande et envoyer une réponse qui contient l’adresse IP de la machine

6. Routage Quand on est sur un même réseau, l’envoie de données est simple, il suffit de connaître l’adresse des 2 machines Mais on peut avoir des machines qui sont sur des réseaux différents qui veulent s’envoyer des données Ces différents réseaux sont reliés entre eux par des routeurs.

6. Routage Réseau 1 Réseau 2 Réseau 3 C B F W G A T Routeur V U

6. Routage Les réseaux ne sont pas reliés directement les uns aux autres. On va passer par d’autres réseaux. Chaque réseau et routeur possèdent une table de route qui contient le chemin pour accéder d’un réseau à un autre