Les Réseaux Informatiques DEUST AMMILoR Les Réseaux Informatiques Couche Réseau Protocoles IP,… Questions sur les cours précédents ? Laurent JEANPIERRE 2002 - 2003

Rôles de la couche OSI.3 Couche réseau Couche abstraite Donnée  Paquet 2 modes Connecté X25 Non connecté IP Inter réseaux Routage Fragmentation Réseau Couche 3 Abstraction totale de la partie physique Mode Connecté (X25) Mode Non-connecté (IP) Communication inter réseau Routage des messages Fragmentation / Réassemblage LLC MAC Couche Physique

Fondations et Besoins La couche 2 permet : MAIS : Transfert de données entre machines Adressage d’une ou plusieurs machines précises Qualité de service (temps de réponse & débit) MAIS : MTU limité Et les données volumineuses ? Round Trip Delay limité Longueur du réseau limitée Nombre de stations limité Une seule trame par réseau à chaque instant

Une solution ? Fragmenter le réseau Avantages Inconvénients Plusieurs réseaux physiquement séparés Liens permettant de communiquer d’un réseau à un autre Avantages Une trame par réseau à chaque instant Chaque réseau a une taille petite Inconvénients Ne résout pas les problèmes du MTU Diffusion active des données Comment atteindre une machine donnée ?

Fragmentation des réseaux Réseau locaux : Adresse MAC unique au monde Diffusion passive Réseau fragmenté Séparation physique Avantages des réseaux locaux Pas de communication de réseau en réseau Séparation logique Qui appartient à quel réseau ?

Adresses Logiques Besoin d’adresses  Adresses IP Non liées au matériel Des équipements différents sur un même réseau Des équipements identiques sur différents réseaux Identifiant un équipement de façon unique Regroupant logiquement les machines  Adresses IP Adressage Logique Adresse non liée au matériel Permet le routage inter-réseaux

Adresses IP Adresses uniques au Monde Délivrées par le Network Information Center 32 bits, 4 294 967 296 adresses uniques XXX.XXX.XXX.XXX Regroupement logique : @ = N° réseau + N° machine Même réseau  Même préfixe Combien de réseaux, combien de machines ?

Classes d’adresses Besoins différents 5 classes définies Réseaux de 3-4 machines Réseaux de 1000+ machines 5 classes définies A : 0yyyyyyy.x.x.x B : 10yyyyyy.yyyyyyyy.x.x C : 110yyyyy.yyyyyyyy.yyyyyyyy.x D : 1110yyyy.Y.Y.Y E : 11110yyy.Y.Y.Y 5 classes A : 0yyyyyyy.x.x.x : 127*16,7.106 B : 10yyyyyy.yyyyyyyy.x.x :16382*65534 C : 110yyyyy.yyyyyyyy.yyyyyyyy.x : 2.106 *254 D : 1110yyyy.Y.Y.Y : 128.106 groupes multicast E : 11110yyy.Y.Y.Y : 64.106 adresses réservées x / y = 11…11 ou 00…00 non légales !

Le NIC Attribution centralisée Adresses Web Fournit des numéros de réseaux Numéros uniques garantis Réseaux privés Jeux d’adresses libres Numéros de machines non donnés… Charge de l’administrateur du réseau Adresses Web www.internic.net, www.inana.org Le Nic a évolué progressivement. Aujourd’hui, on a l’interNIC (DNS) et l’iana (IP) Adresses privées : RFC 1918, Février 1996 10.x.x.x : Réseau de classe A 172.0001yyyy.x.x : 16 réseaux de classe B 192.168.y.x : 256 réseaux de classe C

Identification IP d’une machine Envoi d’un message à une machine @ IP fournie Même réseau Comment joindre cette machine ? Réseau ethernet / token ring  @ MAC Address Request Protocol Traduit IP  MAC

Protocole ARP Broadcaste un appel à l’aide… Réponse : @source.ethernet = @émetteur @destination.ethernet = FF-FF-FF-FF-FF-FF Type = 0806H Données = Matériel 2 Protocole 2 Taille Matériel 1 Taille Protocole 1 OP 2 @Matériel Source @Protocole Source @Matériel Cible @Protocole Cible Réponse : Même trame, champs remplis par machine cible

Exemple ARP Emission de la trame en Broadcast Matériel 0001 Protocole 0800 6 Taille Matériel 4 Taille Protocole 1 OP 02-60-8C D9-D8-D2 @Matériel Source 192.168. 223.208 @Protocole Source @Matériel Cible @Protocole Cible 192.168. 223.207 2 2 1 1 2 6 4 6 4 Emission de la trame en Broadcast La machine 192.168.223.207 répond 2 02-60-8C D9-E3-ED Recopie de l’entête de la trame Inversion des champs source & destination Ajout de l’adresse matérielle Marque la ‘réponse ARP’ Envoi de la trame - réponse

Protocole RARP Reverse Address Request Protocol Trames identique à ARP Convertit @ MAC en @ IP Utile pour initialiser une machine sans disque Nécessite un serveur spécifique Trames identique à ARP OP=3 : demande RARP OP=4 : réponse RARP

Outrepasser les MTUs Fragmentation des données  Paquets de taille <= MTU Envoi de chaque paquet individuellement Problèmes : Comment différencier un fragment d’un paquet complet ? Comment remettre en ordre les morceaux Ajout de données en en-tête

Format de trame IP Version Longueur entête Type de Service 4 8 16 32 Version Longueur entête Type de Service Version 4  0100 Version 6  0110 En nombre de mots de 32 bits XXX N’est plus utilisé X Minimise le délai X Maximise le débit X Maximise la fiabilité X Minimise le coût X Réservé Longueur totale Identification 16 bits, nombre d’octets du datagramme IP complet 16 bits, nombre de datagrammes envoyés entre ces deux machines

Décalage du paquet de données Format de trame IP 4 8 16 19 32 Version Longueur entête Type de Service Longueur totale Identification Flags Fragment Offset X Réservé X Fragmentation interdite X Encore des fragments Décalage du paquet de données En mots de 64 bits Time To Live Nombre de sauts à vivre

Contrôle d’erreur entête Format de trame IP 4 8 16 19 32 Version Longueur entête Type de Service Longueur totale Identification Flags Fragment Offset Time To Live Protocole supérieur Contrôle d’erreur entête @ IP source @ IP destination Options éventuelles Données

Routage des paquets Comment trouver son chemin ? Seule donnée disponible : @ IP Utilisation des routeurs Appareils spécialisés dans le routage Plusieurs interfaces réseaux « Plan » du réseau : Table de routage Et si plusieurs routeurs disponibles ? Table de routage locale nécessaire

Tables de routage Plusieurs solutions différentes Carte complète du réseau TRES imposante, plusieurs milliers d’entrées Mise à jour ? Carte locale du réseau Principe retenu par IP « Pour joindre xxx, envoyer à yyy » Beaucoup plus simple !

Méthodes de routage Problème : Création des tables de routage 2 grandes approches Routage Dynamique Les routeurs calculent les meilleures voies Complètement autonome Très compliqué Routage Statique La table est écrite manuellement Relativement simple ( informatiquement parlant )

Routage statique Entrée manuelle des directives Trois classes de directives IP Machine  IP routeur IP Réseau  IP routeur IP routeur par défaut Commande « route » add, print, delete

Algorithme de routage Si @ IP  mon_réseau Envoi à @ IP Lecture table de routage par machine Si correspondance, envoi à @ IP routeur Lecture table de routage par réseau Lecture du chemin par défaut Envoi @ IP routeur par défaut

Loi des grands nombres Les classes contiennent trop de machines Classe A : 126 réseaux de 16 777 214 postes Classe B : 16382 réseaux de 65534 postes Pas raisonnable ! Les tables de routage sont saturées Chaque routeur doit maintenir SA carte 1 entrée par réseau joignable Classes A,B,C : 2 113 658 réseaux

Masque de sous-réseau Fractionnement logique Subdiviser un réseau Créer des groupes de taille raisonnable Faire des groupes cohérents Rassembler plusieurs sous-réseaux Regrouper plusieurs réseaux dans 1 entrée Structure hiérarchique Masque de sous-réseau Permet de subdiviser les classes importantes Permet d’alléger tables de routage 1 entrée  1 réseau

Masque de sous-réseau (2) Forme binaire : 111…1 000…0 Interprétation : La première partie (‘1’)  ID du réseau La seconde partie (‘0’)  ID des machines Exemple : Loria : 152.81.x.x Classe B  65 534 postes Masque : 255.255.240.0 15 sous-reseaux accessibles sans routage (bâtiment) + Machines « kiosque » accessibles par routeur uniquement

Masque de sous-réseau (3)  RENATER 152.81.1.1 152.81.37.18 152.81.144.15 152.81.7.163 152.81.1.10

Bilan Envoi de données de couche 3 : Fragmentation en paquets <= MTU Consultation table routage  @ IP prochain destinataire Requête ARP  @ MAC prochain destinataire Envoi de chaque paquet individuellement  Couche 2 Réassemblage après réception Parler du cache ARP

Le protocole ICMP Internet Control Message Protocol 15 messages utilisés 10 informations Ping Messages de routeurs Horodatage 5 erreurs Destination inaccessible Temps dépassé Divers Redirection

Erreurs ICMP Ne provoquent pas d’erreurs ICMP Ne concernent que le premier fragment Ne concernent pas les multicasts Reprennent l’entête IP posant problème Reprennent les 8 premiers octets du paquet de données du datagramme

ICMP redirect Routage hybride Chaque erreur  ICMP Redirect A partir d’une table de routage vide Régler uniquement une route par défaut Laisser ICMP corriger la table Chaque erreur  ICMP Redirect Mise à jour de la table de routage Cette erreur ne se reproduira plus

ICMP redirect Informe d’une erreur de routage Routeur 1 Routeur 2 192.168.223 local 192.33 Routeur2 défaut Routeur1 ICMP Redirect 192.33  Routeur2 Routage 192.168.223 local défaut Routeur1 Routage 192.168.223 local 192.168.200 VERT 192.33 Routeur2 défaut VERT Routage 192.168.223 local 192.168.200 Routeur1 192.33 VERT Défaut VERT Message pour CHARON 192.33.169.252

Le protocole IPX Concurrent de IP Structure de trame : CRC (16 bits) Longueur (16 bits, 30  576) Transport Control (8 bits) Type de paquet (8 bits, 0  31) Réseau cible (4 octets) Machine cible (6 octets) Port cible (2 octets) Réseau source (4 octets) Machine source (6 octets) Port source (2 octets) Données (0  546 octets) Le protocole IPX se base sur les travaux de Xerox. Types de paquets : 0 : inconnu 1 : Routing Information Packet 2 : Echo 3 : Erreur 4 : Paquet Exchange Packet 5 : Sequenced Packet Protocol Packet (SPX) 16-31 : Expérimental N° de réseau : Fixé par l’administrateur des réseaux Netware 0 si LAN Doit être unique sur le réseau N° de machine = adresse MAC N° de port < 3000  réservé <=3  service IPX Pour plus d’infos, voir www.brillianet.com/programming/ipxnetwork