Les réseaux 2007.

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1 Les réseaux 2007

2 VI - La couche Transport
Fiabilité: contrôle d’erreurs et de flux Multiplexage L’expression « Qualité de Service » définie l’objectif de cette couche

3 Le contrôle d’erreur Erreurs de transmission Pertes Ajouts
Dysfonctionnement des communicants

4 Le contrôle de flux Eviter les problèmes: Améliorer le rendement
Famine Congestion Améliorer le rendement Réagir en cas d ’erreurs

5 Le contrôle de flux et pertes
L ’exemple du cuisinier ... Utilisation de la poste Pas de numérotation, ni contrôle des pertes Acheter les ingrédients : Œufs Beurre sel ... Prendre un récipient : Casser les œufs Battre Ajouter sel, ... Prendre la poêle Mettre du beurre Chauffer Mettre les œufs Cuire ...

6 Le contrôle de flux et pertes
ex. de problèmes liés aux pertes Acheter les ingrédients : Œufs Beurre sel ... Prendre la poêle Mettre du beurre Chauffer Mettre les œufs Cuire ...

7 Le contrôle de flux et pertes
? Ordre de réception Acheter les ingrédients : Œufs Beurre sel ... Prendre la poêle Mettre du beurre Chauffer Mettre les œufs Cuire ... Prendre un récipient : Casser les œufs Battre Ajouter sel, ... Et aussi, taille de la boite, vitesse de lecture ...

8 Le contrôle de flux et pertes
Solutions : Numéroter Ok pour l ’ordre Pertes ? Demander un Accusé Envoyer plusieurs lettres

9 Le contrôle de flux et pertes
Deux protocoles Simple, avec accusé de réception à chaque trame Un peu plus compliqué, avec fenêtres d ’anticipation/acquittement

10 Le contrôle de flux Protocole simple
Détection d ’erreur (CRC) Un mécanisme d ’acquittement Une transmission s’effectue donc de la manière suivante : A émet sa trame de données 0 (DATA 0). B reçoit la trame et la vérifie. B émet une trame d’acquittement (ACK 0) A reçoit la trame ACK 0 et émet sa 2ème trame ...

11 Le contrôle de flux Protocole simple
A B

12 Le contrôle de flux Protocole simple
Peu efficace : Attentes Mais existe (ex : Kermit) Ne gère pas le flux ! (Ajouter Xon, Xoff) Gestion des erreurs par NACK Gestion des pertes par temporisation Autres solutions ? Double émission ...

13 Notion de Fenêtre Considérons une « Fenêtre de taille n » qui se déplacera le long de la suite ordonnée des trames de données de la station émettrice A. A va émettre les n trames de la fenêtre les unes après les autres sans attendre d’acquittement Pour chaque trame reçue sans erreur, B émet les trames d’acquittement correspondantes. Lorsque A reçoit l ’ACK de la1ère trame de la fenêtre, elle décale la fenêtre d’une trame et émet donc la n+1 ème trame….

14 Le contrôle de flux par fenêtre
2 types de trames Trames de contrôle S Trames de données I (Data) Chaque Trame I comporte (outre les données), deux compteurs : N : Numéro de la trame R : Nombre de trames bien reçues Bidirectionnel

15 Le contrôle de flux par fenêtre
Les compteurs sont modulo (par ex.) N commence impérativement à 0 !!! Une trame I reçue par A en provenance de B contient: des données de l ’échange B -> A un compteur qui accuse réception de toutes les trames I de l ’échange A -> B, portant un numéro < à R

16 Le contrôle de flux par fenêtre
Les trames S contiennent deux infos R, comme précédemment Type : RR : Receive Ready RNR : Receive Not Ready REJ SREJ ...

17 Le contrôle de flux par fenêtre
échange unidirectionnel - fenêtre de taille 3 A N R N R B

18 Le contrôle de flux par fenêtre
Bidirectionnel - fenêtre de taille 3 A N R N R B

19 Le contrôle de flux par fenêtre
Reprise sur erreur par rejet classique On envoie une Trame REJ, qui porte un R Accuse réception des R trames inférieures Demande la reprise à partir de la trame R Reprise sur erreur par Rejet sélectif On envoie une trame SREJ Demande la réémission de la trame R

20 Le contrôle de flux par fenêtre
REJ Provoque la re-émission de toute la fenêtre Perte de temps Occupation de la BP Intéressant si plusieurs erreurs successives Intéressant si les fenêtres sont petites SREJ Conserve les trames bien reçues ( > R) Efficaces : si peu d ’erreurs si on a des grandes fenêtres

21 VII – Les Equipements d’interconnexion
Interconnexion dans les réseaux Interconnexion de réseaux

22 Interconnexion dans les réseaux Le répéteur: unité de couche 1
Amplifie et resynchronise les signaux N’agit qu’au niveau du bit il ne regarde aucune autre information, d’où son appartenance à la couche physique Permet de raccorder plusieurs segments éloignés d’un réseau local, mais ne permet pas de dépasser certains paramètres de délai maximun

23 Interconnexion dans les réseaux Le concentrateur:unité de couche 1
Terminologie anglo-saxonne : HUB Prend un signal entrant et le répète sur chaque port C’est un répéteur multiports Permet de connecter simplement un grand nombre d’ordinateurs du réseau L’information est transmise à tous

24 Interconnexion dans les réseaux port, carte réseau:unité de couche 2
Fait le lien avec le média du réseau par ses connecteurs: RJ45,AUI,BNC,… Convertit le signal électrique du média en bits. Reconnaît une adresse qui est l’adresse physique de l’ordinateur dans le réseau Organise la mise en trame Contrôle l’accès au média

25 Carte réseau Ethernet

26 Interconnexion dans les réseaux Le pont: unité de couche 2
Filtre le trafic sur un réseau en regardant l’adresse physique de destination de la trame Permet de segmenter un réseau en sous-réseaux En éliminant le trafic inutile, les ponts réduisent les congestions et les collisions

27 Fonctionnement des ponts
Un pont crée, pour chacun des segments qu’il contrôle une table de toutes les adresses physiques situées sur ce segment; il possède donc une table par segment Quand un trame arrive d’un segment, le pont compare son adresse physique de destination à celles contenues dans la table de ce segment Si l’adresse de destination concerne un ordinateur du même segment de réseau que l’ordinateur source, le pont achemine cette trame sur ce segment mais ne la propage pas aux autres segments du réseau Sinon, il achemine la trame à tous les autres segments Donc,si une trame n’est pas locale à un segment, le pont l’émet sur tous les autres segments du réseau; il est comme un répéteur. Ceci n’est pas très efficace dans les réseaux ayant beaucoup de segments.

28 Interconnexion dans les réseaux

29 Interconnexion dans les réseaux Le commutateur:unité de couche 2
Terminologie anglo-saxonne : Switch C’est un pont multiport; chaque port du commutateur est un pont Contrairement au pont, si l’information n’est pas locale à un segment, le commutateur cherche le bon segment grâce à ses tables Il permet d’atténuer la congestion des réseaux

30 Le Commutateur

31 Le commutateur

32 La Commutation en parallèle
Une révolution venue de la téléphonie Lignes intérieures Lignes extérieures Permet n connexions simultanées Limité uniquement par la bande passante interne (le nombre de « fils » Puissance = nombre de liaisons internes

33 Interconnexion dans les LAN L’étoile et la paire torsadée
Un câble par station Câbles bon marché (type téléphone) Fonctionnement équivalent à un segment unique (bus) Facilité d ’affectation des prises RJ45 Concentrateur Réseau

34 L’étoile et la paire torsadée
Détection immédiate des pannes Les autres stations ne sont pas perturbées

35 Le cablage Hub ou Switch Prises banalisées Bureau Répartiteur
Un système de câble pour tout type d ’équipement Des prises banalisées dans les bureaux Les prises sont ramenées à un Répartiteur général Un panneau de brassage fait les liaisons Répartiteur téléphonique Répartiteur Général Prises banalisées

36 Interconnexion de réseau Le Routeur: unité de niveau 3
C’est un dispositif qui recherche la meilleure route pour la transmission Utilisé pour la connexion de réseaux hétérogènes ou à travers des liaisons à distance Alors que le pont travaille avec les adresses physiques (niveau 2), le routeur utilise les adresses logiques (niveau 3) qui sont indépendantes de la nature du réseau A cause de cela, il est plus lent que le pont ou le commutateur Il peut aussi faire du filtrage

37 Le routeur

38 Interconnexion de réseau le routeur : filtrage
Données Emetteur * Destinataire Serveur Mail Service Mail Consultation de la table des autorisations Transfert autorisé (ou demande rejetée) Autorisé ? Oui

39 Récapitulatif historique
Le besoin d'accroître la distance entre les ordinateurs a mené au développement du répéteur (un concept emprunté à d'autres technologies de télécommunications). Le besoin d'une connectivité accrue dans un groupe de travail ont mené au concentrateur. En tant qu'unités de couche 1, les répéteurs et les concentrateurs n'examinent pas l'information qui passe par eux.Les limites du concentrateur, soit le fait qu'il ne filtre pas du tout le trafic réseau, sont devenues apparentes avec l'augmentation des PC connectés aux concentrateurs se partageant la largeur de bande. Le pont a alors été introduit comme moyen de filtrer le trafic réseau en trafic local et non local; comme ce filtrage est accompli au moyen des adresses de couche physique, le pont est considéré comme une unité de couche 2. Les ponts ont été introduits pour segmenter les réseaux en plus petits domaines de collision. L'idée de base des ponts a été combinée à la connectivité (densité de ports) des concentrateurs, donnant ainsi naissance au commutateur, un pont multiport. Le commutateur, qui est aussi une unité de couche 2 dont les décisions d'acheminement reposent sur les adresses physiques, offre une grande densité de ports (connectivité) et une largeur de bande spécialisée entre deux PC en communication. Avec la croissance des réseaux, la diversité de plates-formes, de protocoles et de médias, la distance géographique entre les ordinateurs, le nombre d'ordinateurs désirant communiquer, tous ces éléments ont mené au développement du routeur – une unité de couche 3 qui sélectionne la meilleure route et prend des décisions de commutation fondées sur les adresses logiques des réseaux.

40 Interconnexion de réseau

41 Bibliographie Installer et configurer un routeur Cisco Chris Lewis Eyrolles Cisco Installation Configuration Utilisation George C Sackett Eyrolles IP Routing Fundamentals Mark Sportack Cisco Press Configuration IP des routeurs Cisco Innokenty Rudenko Eyrolles

42 VIII – TCP / IP Transmission Control Protocol et Internet Protocol
C’est un ensemble de conventions pour l’interconnexion des réseaux et le routage des informations au sein de ces réseaux Cette technique a prouvée sa viabilité à grande échelle dans Internet TCP et IP sont des protocoles de communication pour échanger des messages. Ils décrivent: - la structure des messages - le comportement des ordinateurs - la gestion des erreurs

43 TCP/IP et OSI

44 Couches Liaison & Physique
Vue générale de TCP-IP Rlogin Telnet FTP X SMTP SNMP HTTP Appli XDR Trans. UDP TCP IP , ARP, RARP, ICMP … Res. Couches Liaison & Physique (Ethernet par ex.)

45 Les adresses Internet ou IP
L’internet TCP/IP est un réseau virtuel constitué d’un ensemble de réseaux interconnectés par des routeurs L’adressage logique est donc l’élément essentiel pour masquer les différences physiques

46 Les adresses Internet ou IP

47 Les adresses Internet ou IP

48 Les types d ’adresses de IPV4
réseau sur 7 bits machine sur 24 bits 126 réseaux de 16 millions de machines B(10) de 128 à 191 réseau sur 14 bits machine sur 16 bits environ réseaux de machines C(110) de 192 à 223 réseau sur 21 bits machine sur 8 bits 2 millions de réseaux de machines D -> le multicast (adresses de groupe)

49 L’adresse de réseau et de diffusion
Une adresse IP se terminant par des 0 dans le champ « hôtes » est l’adresse du réseau complet Une adresse IP se terminant par des 1 dans le champ « hôtes » est l’adresse de diffusion; elle permet d’envoyer des données à toutes les unités du réseau Adresse d’hôte: Adresse du réseau: Adresse de diffusion:

50 Les adresses Internet ou IP
Les problèmes - adressage mondial géré par un organisme - saturation du nombre d’adresses Les solutions - sous-adressage par masque - la translation d’adresse:NAT - l’extension de l’espace adressable:IPV6

51 Sous réseaux En plus du gaspillage des adresses IP, la création de sous-réseaux permet la réduction de la taille des domaines de diffusion qui occasionne des congestions dans les réseaux

52 Sous-réseau et masque Seul le champ « Hôte » de l’adresse IP peut-être découpé en « sous-réseau » + « hôte » Un masque de sous-réseau utilise le même format que celui de l’adresse IP: 32 bits La portion réseau et sous réseau du masque contient des 1 et la portion « hôte » des 0 Par défaut si aucun sous-réseau n’est crée, le masque contient des 1 dans la portion « réseau »

53 Masque de sous-réseau

54 Adresse de sous-réseau
adresse du sous-réseau = adresse hôte . masque

55 Adresse de sous-réseau
adresse du sous-réseau = adresse hôte . masque

56 Adressage dans les sous-réseaux

57 Optimiser le choix de répartition hôtes / sous-réseaux
Des blocs entiers d’adresses IP commençant par les identificateurs d’adresses de réseau ou de diffusion sont gaspillées. Il faut un compromis acceptable

58 Les adresses privées Certaines plages d’adresses IP dans les 3 classes ne sont pas attribuées Cela permet d’augmenter le nombre de machines d’un réseau, lorsque le nombre d’adresses publiques est limité; bien sur, ces machines ne peuvent pas sortir du réseau, mais elles peuvent communiquer avec les autres selon le même protocole TCP/IP

59 Mappage: adresses IP - adresses MAC
Une adresse IP est affectée à tout ordinateur faisant partie d’un internet TCP/IP A terme les données sont encapsulées dans les trames de la couche 2 qui ne connaît que les adresses physiques (MAC) La mise en correspondance de l’adresse IP et de l’adresse MAC est le mappage Cette correspondance est notée dans une table de façon statique ou dynamique.On l’appelle table ARP (protocole de résolution d’adresses)

60 Protocole de Résolution d’Adresses
Pour trouver l’adresse MAC d’une unité de destination, la source consulte sa table ARP Si elle ne trouve pas cette adresse, elle déclenche une requête ARP C’est un paquet qui est envoyer à toutes les unités du réseau avec l’adresse IP de destination et une adresse MAC de diffusion (FF.FF.FF.FF.FF.FF) Si l’adresse IP d’un ordinateur correspond à l’adresse IP de destination, il répond en envoyant son adresse MAC à la source qui complète ainsi sa table ARP

61 Requête ARP locale

62 Requête ARP pour un réseau distant
Un ordinateur ne peut pas envoyer une requête ARP a un réseau distant car comme se sont des adresses de diffusion, elles ne sont pas acheminées par les routeurs

63 Tables ARP des routeurs
Les tables ARP des routeurs présentent deux différences par rapport à celles d'autres tables ARP. Premièrement, les tables ARP des routeurs contiennent les paires d'adresses MAC - IP de plusieurs réseaux (alors qu'un hôte donné tient des tables ARP uniquement des autres hôtes de son réseau). Deuxièmement, la table ARP du routeur conserve la trace de l'interface par laquelle passe la voie vers une paire Adresse MAC - Adresse IP donnée. Le routeur a besoin de cette information pour choisir la meilleure voie et commuter les paquets.

64 La couche réseau de TCP/IP
IP assure le routage des messages ICMP transmet et contrôle les messages ARP détermine les adresses MAC pour les adresses IP RARP fait l’inverse

65 Protocole IP: les datagrammes

66 Protocole IP: les datagrammes
VER - numéro de version HLEN - longueur de l'en-tête, en mots de 32 bits type de service de traitement du datagramme longueur totale - longueur totale (en-tête + données) identification, repères, fragmentation TTL - durée de vie minimum protocole de couche 4 ou 3 qui envoie le datagramme. contrôle de l'en-tête  - contrôle d‘erreur sur l'en-tête. adresse IP source et adresse IP destination 2x32 bits options IP - vérification de réseau, de sécurité.

67 Protocole IP: le routage
Il existe des protocoles de routage: RIP, IGRP, OSPF,….

68 Protocole de routage : RIP
Routage à vecteur de distance Métrique = sauts, maximum 15 Mise à jour diffusée toutes les 30 secondes

69 Protocole ICMP: erreurs-supervision
Ce sont des messages qui sont délivrés par le routeur en cas d’erreurs

70 Protocole ICMP Si un routeur reçoit un paquet qu'il est incapable de livrer à sa destination finale, le routeur envoie à la source un message ICMP: « destination inaccessible»

71 Protocole ICMP La commande PING permet de connaître la présence d’un ordinateur.Elle génère un message ICMP Une réponse d’écho est alors attendue Mais les messages peuvent être tout autre

72 Protocole RARP L’adresse physique de l’ordinateur est l’élément unique l’identifiant Un ordinateur peut obtenir son adresse IP ou celle d’un autre en s’adressant à un serveur RARP RARP est dérivé du protocole ARP

73 La couche transport de TCP/IP
- Fiable Divise les messages sortants Assemble les messages entrants Renvoie un message non reçu UDP - absence de fiabilité - sans confirmation

74 Notion de port TCP et UDP utilisent des numéros de port (ou de prise) pour transmettre de l'information aux couches supérieures. Les numéros de port servent à distinguer les différentes conversations qui circulent simultanément sur le réseau Les numéros inférieurs à 255 sont réservés aux applications publiques. Les numéros de 255 à 1023 sont attribués aux entreprises pour les applications à commercialiser.

75 TCP Mode connecté Fiable Contrôle de flux/pertes/erreurs Ouverture
Fermeture Contrôle de flux/pertes/erreurs Fenêtres au niveau octet Négociation de la taille des fenêtres Pas de trame de supervision, pas de rejet

76 Segment TCP

77 Segment TCP port source - numéro du port demandeur
port de destination - numéro du port demandé numéro de séquence - numéro utilisé pour assurer la bonne séquence des données entrantes. numéro d'accusé de réception - prochain octet TCP attendu HLEN - nombre de mots de 32 bits contenus dans l’en-tête réservé - réglé à zéro bits de code – qui détermine la nature du segment fenêtre - nombre d'octets que l'émetteur est prêt à accepter total de contrôle – erreur calculée sur l’en-tête et les données pointeur d'urgence - indique la fin des données urgentes option un - taille maximale d'un segment TCP données - données du protocole de couche supérieure

78 Segment TCP Les bits de code
URG=1 si le champ »pointeur urgent est positionné ACK=1 si le champ « n° d’acquitement est significatif EOM=1 indique la fin du message RST sert à réinitialiser la connexion SYN sert à établir la connexion FIN indique que l’émetteur n’a plus de données

79 Etablir une connexion TCP

80 UDP Datagramme Contrôle d’erreurs sur les données reçues
Pas de contrôle des pertes Pas de contrôle de flux Simple, Rapide Ce n ’est pas un protocole de niveau 4 ...

81 Segment UDP Le protocole UDP n'offre pas de numérotation, ni d'accusés de réception; il n’y a pas non plus de retransmission.C’est la couche application qui doit assurer la fiabilité au besoin.