RAPPELS La pile TCPIP Application Application osi application

RAPPELS : La pile « TCP/IP » Application (Application) (~osi: application, présentation, session) Transport (Transport) (~osi: Transport) Réseau (Internet) (~osi: Réseau) Accès au Réseau (Network Access) (~osi: liaison de données, physique) Le modèle ARPA / Introduction

La pile « TCP/IP » NFS, SNMP TELNET, FTP, SMTP, . . . UDP TCP IP, ICMP, ARP, GGP, … Ethernet, Token Ring, PPP, SLIP, … Le modèle ARPA / Introduction

Exemple TH: Transport Header IP: IP Header DHx: Datalink Header réseau x DTx: Datalink Terminator réseau x Le modèle ARPA / Introduction

La Couche Réseau w Adressage IP w Protocole IP w Routage IP w Protocole ICMP w Synthèse de fonctionnement

Généralités w 1 interface réseau = 1 adresse IP w Adresse IP (v 4): 32 bits = 4 Octets w Représentation décimale pointée: 11000001 00110111 1101 00111110 193. 55. 221. 62 Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Généralités w Structure d’une adresse IP: 0 Identifiant Réseau 31 Identifiant Machine w Identifiant réseau: n UNIQUE pour un même réseau w Identifiant machine: n Localise une machine sur LE réseau Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Généralités w Une adresse IP d’un équipement permet de définir précisément: n n LE réseau sur lequel est connecté l’équipement L’adresse de l’équipement sur le réseau w PB: Où situer la limite entre les deux champs ? Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Classes d’Adresses w Adresses de CLASSE A: 01 7 8 0 Id Réseau 31 Identifiant Machine Adresses de 0. X. X. X à 127. X. X. X 128 réseaux possibles ~ 16 777 214 équipements sur un même réseau Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Classes d’Adresses w Adresses de CLASSE B: 0 1 1 0 15 16 Identifiant Réseau 31 Identifiant Machine Adresses de 128. 0. X. X à 191. 255. X. X 16384 réseaux possibles ~ 65 534 équipements sur un même réseau … Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Classes d’Adresses w Adresses de CLASSE C: 0 1 2 1 1 0 23 24 Identifiant Réseau 31 Id Machine Adresses de 192. 0. 0. X à 223. 255. X 2 097 152 réseaux possibles ~ 254 équipements sur un même réseau … Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Classes d’Adresses w Adresses de CLASSE D: 0 1 2 3 1 1 1 0 31 Adresse multidestinataire Adresses de 224. X. X. X à 239. X. X. X Utilisation pour diffusion limitée (multi-cast) Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Classes d’Adresses w Adresses de CLASSE E: 0 1 2 3 1 1 31 Adresses de 240. X. X. X à 255. X. X. X Plage réservée pour utilisation ultérieure Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Adresses spéciales w Adresses de réseau: n n Un ou plusieurs champs à 0 (en partie droite) Exemples: 193. 55. 221. 0: adresse réseau de l’IUT (classe C) 141. 115. 0. 0: adresse réseau de l’IRIT (classe B) 62. 0. 0. 0: adresse réseau du CSC (Classe A) (Computer Sciences Corporation) n Attention: 141. 115. 0. 12 est une @ d’équipement ( le 0 n’est pas à « droite » de l’adresse ) Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Adresses spéciales w Adresses d’équipement incomplètes: n n Un ou plusieurs champs à 0 (en partie gauche) Exemples: 0. 0. 0. 12: équipement 12 du réseau local (de classe C) 0. 0. 12: équipement 12. 12 du réseau local (de classe B) 0. 12. 12: équip. 12. 12 du réseau local (de classe A) n Attention: 0. 0 est une @ spéciale désignant l’équipement local en « recherche » d’adresse Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Adresses spéciales w Adresse de rebouclage: 127. 0. 0. 1 n n Désigne l’équipement local Existe toujours Simule un accès réseau (même sans réseau) Utilisation: communications locales ou tests Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Adresses spéciales w Adresses non routées (non attribuées): n n n classe A: 10. 0 (1 adresse) classe B: 172. 16. 0. 0 - 172. 31. 0. 0 (32 adresses) classe C: 192. 168. 0. 0 - 192. 168. 255. 0 (256 adresses) w Utilisation: n n Réseaux non reliés à l’Internet (réseau privé) Réseaux masqués (derrière un garde-barrière) Ces adresses ne seront jamais attribuées Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Adresses spéciales w Adresses de diffusion (brodcast): n 255: Diffusion limitée Diffusion sur le réseau local: bloquée par les routeurs l IDENTIQUE quelque soit le réseau l n 193. 55. 221. 255: Diffusion ciblée Diffusion sur un réseau donné: routée jusqu’au réseau concerné l SPECIFIQUE à chaque réseau l Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Adresses spéciales w Adresses de diffusion (multicast): n 224. 0. 0. 1: ~ Diffusion limitée Diffusion à tous les hôtes d’un réseau local l IGMP Query (Routeur Hôtes , toutes les 60 secondes) l n 224. 0. 0. 2: Routeurs locaux Diffusion à tous les routeurs d’un réseau local l IGMP lease (Hôte Routeur) l Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Limites w Pénurie d’adresses n Augmentation incessante du nombre d’équipements w Contrainte géographique des adresses IP n n Une adresse est liée au réseau (comme pour le téléphone) Déplacement d’équipement changement d’@ IP Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

Evolutions w Techniques de « subnetting » (sous réseaux) n Ex: Subdivision des adresses de classe B w Techniques de « supernetting » (sur réseaux) n Ex: Regroupement de plusieurs classes C w Techniques de masquage de réseau « masquerading » n n Objectif: 1 réseau = 1 adresse IP Utilisation d’un garde-barrière ( « firewall » ) w Nouvelle technologie: IPv 6 Modèle ARPA / Couche Réseau / Adressage IP

La Couche Réseau w Adressage IP w Protocole IP w Routage IP w Protocole ICMP w Synthèse de fonctionnement

Généralités w RFC 760 – RFC 791 w Service en mode non connecté n n Pas d’établissement de connexion Chaque PDU est traité indépendamment w Service non fiable n Perte, duplication, déséquencement, …possibles Modèle ARPA / Couche Réseau / Protocole IP

Généralités w PDU IP: datagramme n 1 datagramme = En-tête IP + données (TPDU) Rappel: l PDU= Protocol Data Unit En-tête IP Données (TPDU) datagramme Modèle ARPA / Couche Réseau / Protocole IP

Généralités w Rôles: n Fonctionnalités de routage Quel chemin à emprunter pour aller de EXP à DEST ? l Selon quels critères ? (rapidité, trafic, coût, … coût) l n Adaptation aux performances du réseau Adaptation au MTU (notion de couche 2) l Notion de Fragmentation / Réassemblage l Modèle ARPA / Couche Réseau / Protocole IP

Format d’un datagramme IP w Deux parties: En –Tête IP Longueur: 20 octets (partie fixe) + partie optionnelle Rôle: informations à destination de l’entité paire Données (TPDU) Longueur: variable Rôle: aucun pour IP w Taille totale maximale: 64 Koctets (216 bits) Modèle ARPA / Couche Réseau / Protocole IP

Format de l’en-tête IP 0 4 Version 8 IHL 16 Type de service (To. S) Identification Durée de vie 20 24 31 Longueur totale datagramme Flags Protocole niveau 4 Numéro de fragment Contrôle d’en-tête Adresse IP Source Adresse IP Destination Options IP Bourrage Modèle ARPA / Couche Réseau / Protocole IP

La Couche Réseau w Adressage IP w Protocole IP w Routage IP w Protocole ICMP w Synthèse de fonctionnement

Table de routage IP w Détermination du routeur intermédiaire: Consultation d’une TABLE DE ROUTAGE IP n Présente sur toutes les machines IP n Ne contient que des adresses IP (pas de MAC !!!) n La plus compacte possible ( temps de recherche) n Doit permettre de résoudre tous les cas possibles Modèle ARPA / Couche Réseau / Routage IP

Masque de réseau IP Un masque de réseau permet de statuer « arithmétiquement » sur l’appartenance d’un équipement à un réseau donné. w Un réseau est donc pleinement défini par: n n Son adresse IP (adresse réseau) Son masque l l Naturel (classes A, B ou C 0 ou 255 pour chaque octet) Non Naturel (valeur différente possible pour un des quatre octets) Modèle ARPA / Couche Réseau / Routage IP

Masque de réseau IP w Q: 1 équipement appartient-il à 1 réseau donné ? R: On utilise le « masque » du réseau w Masque: valeur binaire sur 32 bits appliqué avec un « et » logique sur l’@IP, pour forcer l’@ machine à 0. un 0 dans le masque force un 0 dans l’@ un 1 dans le masque laisse le bit correspondant de l’@ inchangé Modèle ARPA / Couche Réseau / Routage IP

Masque de réseau IP w Ex: 193. 55. 221. 12 appartient elle à 193. 55. 221. 0 ? On applique le masque du réseau ici: 255. 0 (masque naturel de classe C) 11000001 001101110100001100 111111110000 11000001 00110111010000 193 55 221 0 Réponse OUI (on obtient l’adresse du réseau) Modèle ARPA / Couche Réseau / Routage IP

Masque de réseau IP w Masques « naturels » de classes: n n n Classe A: 255. 0. 0. 0 Classe B: 255. 0. 0 Classe C: 255. 0 Modèle ARPA / Couche Réseau / Routage IP

Sous réseaux IP w « Subnetting » , subdivision de classe: On attribue des bits supplémentaires à l’@ réseau w Exemple: 141. 115. 0. 0 (@ de classe B 16 bits @rzo + 16 bits @machine) On attribue deux bits de plus pour l’@ réseau 18 bits Le masque devient 255. 192. 0 A partir d’une @ de classe B, on crée 4 sous réseaux distincts: 141. 115. 0. 0 (comprenant les @ machine de 0. 0 à 63. 255) 141. 115. 64. 0 (comprenant les @ machine de 64. 0 à 127. 255) 141. 115. 128. 0 (comprenant les @ machine de 128. 0 à 191. 255) 141. 115. 192. 0 (comprenant les @ machine de 192. 0 à 255) Modèle ARPA / Couche Réseau / Routage IP

Sous réseaux IP 141. 115. 00 xxxxxx @ machines théoriques de 0. 0 à 63. 255 141. 115. 01 xxxxxx @ machines théoriques de 64. 0 à 127. 255 141. 115. 10 xxxxxx @ machines théoriques de 128. 0 à 191. 255 141. 115. 11 xxxxxx @ machines théoriques de 192. 0 à 255 Modèle ARPA / Couche Réseau / Routage IP

Sous réseaux IP w Dans la pratique: n On n’utilise pas les adresses « extrêmes » de chaque sous réseau: l l n L’adresse « tout à 1 » correspond à la diffusion ciblée L’adresse « tout à 0 » correspond à l’adresse réseau On n’utilise pas les deux sous réseau « extrêmes » : l l L’adresse de sous réseau « tout à 1 » à cause de l’@ de diffusion limitée générale L’adresse de sous réseau « tout à 0 » correspond au « subnet 0 » … que Cisco permet d’utiliser ! w Exemple précédent: 141. 115. 0. 0 / 16 141. 115. 0. 0: subnet 00, par principe 141. 115. 64. 0 subnet 01, de 141. 115. 64. 1 au 141. 115. 127. 254 141. 115. 128. 0 subnet 10, de 141. 115. 128. 1 au 141. 115. 191. 254 141. 115. 192. 0: subnet 11, non utilisé à cause du 141. 115. 255 qui est l’adresse de diffusion limitée générale à tous les subnets Modèle ARPA / Couche Réseau / Routage IP

Sous réseaux IP w L’indication du masque devient indispensable jusque là implicite …(fonction de la classe) maintenant rigoureusement indispensable w Autre notation possible: 141. 115. 128. 0 avec 255. 128. 0 devient: 141. 115. 128. 0/17 (17: nb de bits à 1 dans le masque) Modèle ARPA / Couche Réseau / Routage IP

La Couche Transport w Introduction w TCP/UDP: mécanismes communs w Le protocole UDP w Le protocole TCP

Objectifs w Transfert de bout en bout (host to host) n n Pas de pb d’acheminement Pas de visibilité d’hétérogénéité de réseaux w Utilise les services de IP (client de IP) w Fournit des services à ses clients n Généralement des services de niveau applicatif Modèle ARPA / Couche Transport / Introduction

Architecture DHCP NTP SNMP Applications Couche transport Couche réseau FTP SMTP HTTP UDP TCP IP Modèle ARPA / Couche Transport / Introduction

Protocoles w Deux protocoles: n User Datagram Protocol (UDP - rfc 768) Service en mode non connecté l Remise non fiable l n Transmission Control Protocol (TCP – rfc 793) Service en mode connecté l Remise fiable l Modèle ARPA / Couche Transport / Introduction

Notion de « Port » w Rôle: Identifier les applications clientes de Transport n 1 @ IP = 1 équipement = X applications nécessité d’une adresse complémentaire 1 port = 1 @ d’application Modèle ARPA / Couche Transport / Mécanismes communs

Notion de « Port » w Mise en œuvre: n n 1 port = 1 nbre entier = 1 processus applicatif réseau De 0 à 1023: ports réservés applications standardisées (rfc 1700) l Droits « superviseur » nécessaires l n Association « Service/Port » : Statique: cas des processus serveur (/etc/services sous Unix) l Dynamique: cas des processus clients. Port attribué par le mécanisme des « sockets » . l Modèle ARPA / Couche Transport / Mécanismes communs

Notion de « Port » w Conséquences: n Association d’applications: une association entre deux processus d’application (souvent client et serveur) peut être décrite par 5 paramètres: @ IP source l @ IP destination l @ appli source (Port source) l @ appli destination (Port Destination) l Protocole de transport (UDP ou TCP) l Modèle ARPA / Couche Transport / Mécanismes communs

Encapsulation des messages w Message UDP ou TCP encapsulé dans un dtgme IP. En-tête UDP ou TCP En-tête IP Données w Différence: champs « protocole » de l’en-tête IP n n UDP: 17 TCP: 6 Modèle ARPA / Couche Transport / Mécanismes communs

Multiplexage / Démultiplexage DHCP NTP SNMP Applications FTP SMTP HTTP Multiplexage/Démultiplexage par numéro de port Couche UDP TCP transport Multiplexage/Démultiplexage par numéro de protocole Couche réseau IP Modèle ARPA / Couche Transport / Mécanismes communs

Le protocole UDP w Caractéristiques générales: n Faible complément de services à IP: Identification de l’application (port) l Calcul de checksum (un plus pour IPv 6) élément essentiel pour le démultiplexage sur port l n Les faiblesses de IP se retrouvent: l Pertes, duplications, retard, déséquencement possibles applications clientes doivent les prendre en charge Modèle ARPA / Couche Transport / Protocole UDP

Le protocole TCP w Caractéristiques générales n Importants compléments de services à IP Transfert fiable de bout en bout l Transfert en mode connecté (circuit virtuel) l n Mode connecté Établissement de connexion l Exploitation de la connexion l Relâchement de la connexion l Modèle ARPA / Couche Transport / Protocole TCP

Le protocole TCP w Caractéristiques générales n n Message TCP = segment TCP Transfert fiable Contrôle de la fiabilité des données (altération, dupli) l Numérotation et acquittement (reséquencement, pertes) l n De bout en bout l n Transport n’agit que sur les équipements terminaux. Le routage et le réseau deviennent transparents Full Duplex l Echange simultané de deux flux bidirectionnels Modèle ARPA / Couche Transport / Protocole TCP