Organisation d'Internet (division en réseaux) Eugen Dedu IUT Belfort-Montbéliard, R&T1, France mars 2009.

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1 Organisation d'Internet (division en réseaux) Eugen Dedu IUT Belfort-Montbéliard, R&T1, France http://lifc.univ-fcomte.fr/~dedu mars 2009

2 2 Plan ● Création d'Internet ● Système central ● Systèmes autonomes

3 3 Création d'Internet, début de TCP/IP (comer) ● En 1969, ARPANET, réseau pour recherche en interconnexion de réseaux ● ARPA : (Defense) Advanced Research Projects Agency, États- Unis ● les sites étaient connectés au réseau ARPANET et l'utilisait comme épine dorsale (backbone) ● ~1980, ARPA évolue ses ordinateurs vers TCP et IP ● elle finance l'implémentation de TCP/IP dans Unix 4.2BSD et sa diffusion – => à l'époque, 90 % des universités américaines l'utilisaient – repris par d'autres systèmes d'expl. et longtemps utilisé

4 4 Création d'Internet (2) ● En 1983, ARPA divise ARPANET en deux réseaux : ● ARPANET, pour la recherche ● MILNET, pour les militaires (on n'en parle pas dans ce cours)

5 5 Création d'Internet, idée d'architecture initiale ARPANET ● Routeurs ● ont une vision locale ● ensemble, permettent d'atteindre toutes les destinations ● utilisent des routes par défaut ● gérés par chaque site ● Réseaux locaux ● transmettent leur trafic non local à l'extérieur ● gérés par chaque site route par défaut ● Problème de maintenance : tous les sites devraient s'organiser pour les routes par défaut ● Inefficace : dans le pire des cas, un paquet circulerait dans tous les routeurs avant d'arriver sur le bon routeur => gigantesque cycle

6 6 Création d'Internet, système central ARPANET ● Routeurs centraux (RC) ● ont une vision intégrale de toutes les destinations ● sans route par défaut ● envoi de message direct ● gérés par un organisme central, donc fiabilité, cohérence etc. ● Réseaux locaux ● se dévoilent à un RC ● leurs routeurs transmettent tout message non local à un RC ● gérés par chaque site indépendamment Système central

7 7 Création d'Internet, système central, problèmes ● Gestion lourde, car beaucoup de sites, topologie complexe etc., voir la suite (NSFNET) ● Pas tous les sites peuvent avoir une connexion à un RC ● ex. : une petite entreprise quelque part se crée son réseau => difficile de le relier directement au système central (SC) ● => structure de routage, protocoles complémentaires sont nécessaires ● Taille du SC trop grande pour être maîtrisée ● solution : systèmes autonomes, voir plus tard

8 8 Création d'Internet, croissance ● Croissance d'Internet (comer p. 16) ● AnnéeNb résxNb ordinNb utilisatNb gestionnaires ● 19801010^210^2 1 ● 199010^310^510^610 ● 200010^510^710^810^2 ● En 2001, 50 mil. ordinateurs dans 209 pays (comer p. 10) ● En juillet 2007, 490 mil. ordinateurs (HDR Dabbous)

9 9 Création d'Internet, apparition de NSFNET ● En 1985-1986, NSF (National Science Foundation, États-Unis) créa un réseau fédérateur à grande distance, NSFNET ● plusieurs régions se raccordèrent à NSFNET (avec subvention) ● NSF connecta NSFNET à ARPANET ● au début, une seule liaison avec le SC : un routeur à Pittsburgh ● il était un site comme tous les autres dans ARPANET ● ses routeurs géraient tout le trafic NSFNET, pour les autres, il renvoyaient au SC

10 10 Du SC aux réseaux fédérateurs pairs ● Au fil du temps, dû à son développement, NSFNET est devenu le composant principal d'Internet ● Plusieurs liaisons sont apparues entre NSFNET et ARPANET ● Internet en 1989 (comer p. 297) : ● => l'architecture du SC ne suffisait plus (lorsque plusieurs réseaux pairs existent) ● Les deux réseaux étaient considérés comme des réseaux pairs (équivalents), avec des routes par défaut entre eux

11 11 Réseaux fédérateurs pairs, inefficacité du routage (1) ● La meilleure route de RS diffère, en fonction de la destination (comer p. 297) : ● vers RD1 : passer par R1 (proche géographiquement) ● vers RD2 : passer par R1, R2 ou R3, en fonction des ressources disponibles (qualité du chemin etc.) ARPANET NSFNET R2R2 R1R1 R3R3 RS RD 1 RD 2

12 12 Réseaux fédérateurs pairs, inefficacité du routage (2) ● Solutions : ● RS doit avoir des routes différentes vers RD1 et RD2, même s'ils appartiennent au même réseau fédérateur ● les administrateurs des deux réseaux doivent se concerter pour la cohérence, donc ne pas créer des boucles – ex. : un destinataire inconnu fait boucler le message, à cause des routes par défaut ARPANET NSFNET R2 R1 R3 RS RD1

13 13 Réseaux fédérateurs pairs, difficultés du passage à l'échelle (comer 309-310) ● Difficile de s'adapter à un grand nombre de réseaux ● La plupart des sites comportent plusieurs réseaux locaux, mais les RC connaissent des info. que pour un réseau par site (le réseau auquel le routeur périphérique y appartient) ● Ces réseaux locaux appartiennent à des groupes indépendants, et il faut leur fournir l'autonomie de gérer eux-mêmes le routage et les accès ● => un protocole unique permettant un réseau de plusieurs sites qui soient autonomes

14 14 Problème de passage à l'échelle, saut supplémentaire ● Pour garantir un routage optimum, chaque réseau local doit avoir un RC associé à lui-même ● Fig. 15.1, p. 312 ● L3 (R3) étant un routeur périphérique, il n'a pas une connaissance du SC, donc il utilise une route par défaut pour le SC ● Supposons que la route par défaut de L3 est R1 ● Les paquets vers tous les autres réseaux que 1 ont un saut supplémentaire inutile ● => Pour optimiser le routage, il faut un mécanisme permettant aux routeurs périphériques d'acquérir des informations de routage du SC

15 15 Problème des réseaux cachés (derrière un routeur périphérique) ● Comme c'était le cas de NSFNET, il y a des sites qui ont plusieurs réseaux locaux et routeurs ● Fig. 15.2, p. 313 ● => Il faut que les routeurs périphériques puissent informer le SC des réseaux cachés (l'inverse de l'idée du transparent précédent) ● réseaux cachés : 2, 3 et 4 ● => Créer un mécanisme qui résout les deux problèmes

16 16 Dilemme des réseaux cachés ● Qui est responsable d'informer le SC de l'existence de RL4 ? ● R4 est le plus approprié, car connecté directement au RL4 ● mais il doit passer par R3 pour atteindre R1 ● => R4 ne peut pas, seul, résoudre le dilemme R1, routeur central R4R4 R2R2 R3R3 RL 4

17 17 Concept de système autonome ● Le dilemme apparaît à cause du fait qu'on a considéré que les RL sont indépendants ● En réalité, même si complexe, ils dépendent d'une seule autorité administrative, exemples : ● une entreprise qui a plusieurs réseaux, un par bâtiment ● FAI ● une université qui a plusieurs sites – UFC a 21 sites, ~10 à Besançon, ~4 à Belfort, 1 à Montbéliard,..., mais elle est sous une autre autorité, voir transparent suivant

18 18 Concept de système autonome (2) ● S'agissant d'une seule autorité administrative, son responsable peut charger par ex. R3 d'informer R1 de tous ses réseaux cachés ● Un groupe de réseaux sous une seule autorité administrative s'appelle système autonome (SA) ● Un SA est autonome quant aux mécanismes de routage interne, de leur cohérence etc., mais surtout de la diffusion de ses réseaux cachés au RC ● le SC aussi est un SA ● UFC appartient au SA Ebelin, un rés. régional

19 19 SA, caractéristiques ● Connecté à au moins un RC ● Un ou plusieurs routeurs internes se chargent de propager des informations sur les RL à un RC (visibilité) ● ils peuvent aussi donner des informations à d'autres SA ● Chaque SA a un numéro unique sur 32 bits, NSA ● utile pour identification et pour l'échange d'informations entre les RC ● gérés par une autorité centrale (IANA, Internet Assigned Numbers Authority, la même que adresses IP ?) ● peuvent être alloués sur Internet

20 20 Organisation d'Internet de nos jours ● Généralisation de l'architecture initiale, en remplaçant RL par SA ● comer fig. 15.3, p. 316 DFZ (Default-Free Zone)

21 21 Organisation d'Internet de nos jours (2) ● Exemple complet d'une transmission entre deux SA, fig. 4.11-4.12 kurose ● liaisons physiques et logiques ● Explications : ● supposons A.c comme destinataire (TODO et si c'était A.a qui était meilleur ?)

22 22 Routage entre SA ● Les informations de routage entre les RC sont transmises par le protocole BGP, Border Gateway Protocol, voir cours TR-2 ● Chaque RC contient la table de routage globale ● 200 000 routes (lignes) fin 2006 http://www.cisco.com/web/about/ac123/ac147/ac174/ac176/about_cisco_ipj_archive_article09186a00800c83cc.html

23 23 Types de routeurs (cis-2, p. 34-35, fig. 4.35 kurose, p. 371, 4 types) ● Trois types : ● routeurs intérieurs (interior routers), entre plusieurs réseau d'un SA, utilisent des protocoles internes ● routeurs extérieurs (backbone/exterior routers), qui connectent des SA, utilisent des protocoles externes ● routeurs de frontière (border routers), qui séparent l'AS du SC ● TODO routeurs extérieurs != rout frontière ? ● François : cette division marche QUE pour OSPF (voir cours master) ?

24 24 Organisations impliquées dans Internet ● IAB (Internet Architecture Board) ● donne des orientations techniques ● décide quand un protocole devient standard ● IAB a deux branches : ● IRTF, recherche ● IETF, développement ● Les documents sur les standards d'Internet s'appellent RFC ● disponibles gratuitement sur Internet, par ex. http://www.rfc.net

25 25 Résumé ● Internet = un SC avec les SA qu'il interconnecte ● SA = réseaux sous une même autorité administrative ● ces réseaux se dévoilent au SC