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r chalon protocoles tcp/ip mastère réseaux 2000 1 concepts et modèle d un internet 2 adressage ip 3 protocoles ip 4 protocoles de transport 5 ipv6 r chalon protocoles tcp/ip 1 1ère partie concepts et modèle d un internet u u problème comment faire communiquer des ordinateurs sur des réseaux hétérogènes 2 modèles d interconnexion u interconnexion au niveau application n les applications établissent directement les connexions aux réseaux pour communiquer entre elles è supporter tous les réseaux possibles n les applications coopèrent entre elles pour acheminer les informations sur les réseaux hétérogènes è passerelle d application exemple de la messagerie électronique u interconnexion au niveau réseau n séparer la communication des données de l application n offrir un mécanisme de transmissions de paquets indépendant des applications r chalon protocoles tcp/ip 2 protocoles tcp/ip 1

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r chalon interconnexion au niveau réseau u deux considérations u u un seul réseau ne peut satisfaire tous les besoins des utilisateurs n lan rapides mais distances faibles n wan plus lents n satellites pour la multi-diffusion n etc les utilisateurs souhaitent un moyen d interconnexion universel n ne pas être limité aux bornes physiques du réseau n ne pas utiliser des applications différentes selon les réseaux utilisés interconnecter les réseaux hétérogènes de manière transparente aux applications en masquant les détails des réseaux système de communication abstrait u solution d un internet u u r chalon protocoles tcp/ip 3 propriétés d un internet u cacher l architecture sous-jacente è les applications ne doivent pas connaître les détails des connexions physiques l ajout d un nouveau réseau ne doit pas impliquer sa connexion à un ordinateur central ou sa connexion à tous les réseaux existants u ne pas imposer de topologie particulière de réseau è u possibilité d envoyer des informations à travers des réseaux intermédiaires è notion de réseaux relais u tous les ordinateurs doivent partager un ensemble d identificateurs qui est universel è notions d adresses et/ou de noms les actions pour établir une communication restent indépendantes des réseaux sous-jacents et du type d ordinateur destinataire protocoles tcp/ip 4 u indépendance de l interface utilisateur vis-à-vis du réseau è r chalon protocoles tcp/ip 2

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r chalon architecture d un internet u interconnexion de 2 réseaux différents u u machine spécialisée connectée à chaque réseau passerelle ip [internet gateway ou routeur ip [internet router u le routeur permet d acheminer les paquets d informations au travers de l internet u exemple r prend sur le réseau 1 les blocs de données destinés aux ordinateurs du réseau 2 et vice-versa réseau 1 r réseau 2 u cf cours sur le routage r chalon protocoles tcp/ip 5 point de vue de l utilisateur u réseau vu par l utilisateur u u réseau réel u chaque ordinateur semble être raccordé à un réseau unique ordinateurs les divers réseaux et routeurs qui constituent l internet réseaux sous-jacents rrrrrr routeurs r chalon protocoles tcp/ip 6 protocoles tcp/ip 3

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r chalon famille de protocoles tcp/ip 1/3 u la famille tcp/ip se situe aux niveaux 3 et 4 du modèle osi osi internet 7 application ftp smtp dns snmp telnet 5 4 transport 3 2 matériel 1 r chalon autres messages segments datagrammes trames tcp arp rarp ip ethernet liaison token-ring spécialisée udp icmp réseau x25 autres protocoles tcp/ip 7 famille de protocoles tcp/ip 2/3 u niveau réseau uuuu ip [internet protocol protocole assurant le service de base de remise de paquets non-fiable en mode non-connecté arp [address resolution protocol protocole permettant de faire le lien entre une adresse ip et une adresse du réseau sous-jacent rarp [reverse arp protocole permettant à une machine d obtenir automatiquement une adresse ip au démarrage icmp [internet control message protocol protocole permettant d échanger des informations d administration tcp [transmission control protocol protocole assurant un service de transport fiable en duplex intégral en mode connecté et de bout en bout udp [user datagram protocol protocole assurant un service de transport non-fiable en duplex intégral en mode non-connecté protocoles tcp/ip 8 u niveau transport u u r chalon protocoles tcp/ip 4

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r chalon famille de protocoles tcp/ip 3/3 u niveau application uuuuu ftp [file transfer protocol protocole de transfert de fichier entre 2 ordinateurs smtp [simple mail transfer protocol protocole de transfert de message pour le service de messagerie électronique dns [domain name server protocole permettant de faire correspondre à un nom de machine son adresse ip telnet protocole permettant de fournir un service de terminal virtuel pour un accès interactif à des ordinateurs snmp [simple network management protocol protocole pour l administration de réseaux cf cours sur les applications sur tcp/ip u r chalon protocoles tcp/ip 9 notes sur la normalisation 1/2 u normalisation uuuu un document est écrit par un groupe souhaitant proposer une idée sous la forme d un rfc si cela présente suffisamment d intérêt alors il lui est donné l état de proposed standard ps pour devenir ds draft standard il faut qu une implémentation ait été testée sur 2 sites différents pendant au moins 4 mois si l iab est convaincu que l idée est bonne et si le logiciel fonctionne bien alors le rfc devient un internet standard is nnnnnu les normes ont ensuite des statuts exigé [required toute machine utilisant ip doit implémenter ce rfc recommandé [recommanded facultatif [elective usage limité [limited use protocole expérimental usage déconseillé non recommandé [not recommended protocole périmé internet intranet et les applications sur tcp/ip 10 r chalon protocoles tcp/ip 5

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r chalon notes sur la normalisation 2/2 u les rfc contiennent donc u u u è les normes réseau exemple ip rfc 791 les normes des applications exemple ftp rfc 959 des informations générales numérotées par ordre croissant lorsqu il y a une nouvelle version d un standard elle porte un nouveau numéro mais elle garde le même titre différent de l osi u u il existe aussi les fyi [for your information qui sont une sélection de rfc d intérêt général les rfc sont disponibles gratuitement sur l internet contrairement à l osi où les normes sont payantes et chères è http www.pasteur.fr/other/computer/rfc u u aujourd hui plus de 2700 rfc rfc 2795 1er avril 2000 le document std1 contient la liste des standards et est régulièrement ré-édité actuellement rfc 2600 mars 2000 protocoles tcp/ip 11 r chalon 2ème partie adressage ip u adresses de 4 octets 32 bits notées www.xxx.yyy.zzz u 2 parties numéro de réseau numéro d hôte 01234 8 16 24 31 128 réseaux de 16 millions d hôtes u classe a classe b classe c classe d classe e 0 réseau 10 110 1110 11110 réseau réseau hôte hôte hôte adresses de 1.0.0.0 à 126.0.0.0 u 16384 réseaux de 64536 hôtes plus de 2 millions de réseaux de 256 hôtes plus de 250 millions de groupes de diffusion adresses de 128.0.0.0 à 191.255.0.0 u adresses de 192.0.0.0 à 223.255.255.0 u adresse multicast réservé pour usage futur protocoles tcp/ip adresses de 224.0.0.0 à 239.255.255.255 u r chalon 12 protocoles tcp/ip 6

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r chalon adresses particulières u adresse d un réseau u n° réseau n° réseau tout à 0 tout à 1 exemple 156.18.0.0 réseau de l ecole centrale permet de s adresser à tous les hôtes d un réseau exemple 156.18.255.255 tous les hôtes de l ecl u adresse de diffusion dirigée u u u adresse de diffusion locale u tout à 1 tout à 0 tout à zéro n° hôte ne sort pas du réseau utilisable au boot seulement pour rarp utilisable au boot seulement pour rarp u cet ordinateur u u ordinateur sur ce réseau u u rebouclage u 127 nb quelconque souvent 1 ne doit jamais apparaître sur un réseau protocoles tcp/ip 13 r chalon attribution des adresses 1/2 u icann [internet corporation for assigned names and numbers est le nouvel organisme chargé de l allocation des adresses ip n de la gestion des noms de domaine n de l homologation des protocoles et de leurs paramètres n de la gestion des serveurs racines organisme international indépendant et qui se veut géré par la communauté internet plus d info sur www.icann.org n u è u provisoirement les adresses sont toujours gérées par l iana [internet assigned number authority www.iana.org u u organisme dépendant du gouvernement américain règle d attribution fixée par le rfc 2050 r chalon protocoles tcp/ip 14 protocoles tcp/ip 7

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r chalon attribution des adresses 2/2 u l attribution est délèguée à un rir [regional internet registry u u u arin [american registry for internet numbers www.arin.net ripe [réseaux ip européens www.ripe.net apnic [asia pacific network information center www.apnic.net u u les fournisseurs d accès ont eux-mêmes délégation pour attribuer les groupes d adresses de leurs clients attribution des adresses des machines dans le réseau u par l administrateur du réseau toutes les classes a sont allouées ou réservées les classes b sont presque toutes épuisées plus de la moitié des classes c sont attribuées u aujourd hui il y a tendance à la pénurie uuuu solutions transitoires en attendant ip v6 protocoles tcp/ip 15 r chalon sous-réseaux ip u découpage d un réseau en entités plus petites u u création de sous -réseaux par l administrateur du site les sous-réseaux ne sont pas visibles à l extérieur du site les routeurs sont chargés de l interconnexion u les équipements hôtes et routeurs doivent savoir les gérer u u utilisation d un masque masque u réseau ss-rés hôte tout à 0 tout à 1 u exemple ecole centrale 156.18.0.0 classe b découpé en 255 sous-réseaux de 255 hôtes n 156.18.22.0 masque=255.255.255.0 sous-réseau du sri n 156.18.36.0 masque=255.255.255.0 sous-réseau de ictt on note aussi le nb de bits à 1 n 156.18.22.0/24 masque avec 24 bits à 1 255.255.255.0 protocoles tcp/ip 16 r chalon protocoles tcp/ip 8

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r chalon faiblesses de l adressage internet u les adresses ne font pas références à des ordinateurs mais à des points d accès au réseau u u u un ordinateur connecté à plusieurs réseaux possède plusieurs adresses un ordinateur doit changer d adresse s il change de réseau solution utiliser dhcp [dynamic host configuration protocol les classes c sont trop petites les classes b trop grandes solution faire l agrégation de classes c consécutives et utiliser cidr [classless inter-domain routing solution utiliser des adresses privées en interne et les ré-écrire avec nat [network address translation u les classes sont mal découpées uuupénurie d adresses u u solutions à ces faiblesses ipv6 protocoles tcp/ip 17 r chalon correspondance adresse ip adresse réseau u les adresses ip sont indépendantes des adresses des réseaux sous-jacents u u mise en relation directe n table statique de correspondance avec x25 ipóx121 rfc 877 n la partie hôte est l adresse dans le réseau sous-jacent mise en relation dynamique protocole arp rfc 826 u principe de arp sur réseau ethernet axbyaxby de [ipa etha a [tous tous quelle est l adresse eth de l hôte ipb r chalon protocoles tcp/ip de [ipb ethb a [ipa etha c est moi 18 protocoles tcp/ip 9

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r chalon protocole arp sur ethernet u u utilise des trames ethernet ii type 080616 format du datagramme arp 1 pour ethernet 080016 pour ip 0 lg adr phy 8 type réseau lg adr prot 16 24 type d adresse de proto opération adr ip émetteur oct 0 1 adr eth récepteur oct 0 1 31 adr eth émetteur octets 0 à 3 adr eth émetteur oct 4 5 adr ip émetteur oct 2 3 adr eth récepteur octets 2 à 5 adr ip récepteur oct 0 à 3 longueur des adresses en octets 6 et 4 r chalon protocoles tcp/ip 1=demande 2=réponse 19 3ème partie protocole ip u ip assure les fonctionnalités de la couche 3 de l osi u il permet le transfert de paquets appelés datagrammes entre deux ordinateurs éventuellement en traversant plusieurs réseaux mode non-connecté transfert non fiable des données la fiabilité des réseaux traversés ip fait au mieux best effort protocol taille maximale d un datagramme 64 ko il peuvent être fragmentés en fonction de la nature des réseaux traversés adressage tout équipement ordinateur et routeur dispose d une ou plusieurs adresses routage acheminement des paquets entre deux réseaux sousjacents u caractéristiques uuuu services assurés u u u version actuelle version 4 appelée ipv4 rfc 791 std 5 protocoles tcp/ip 20 r chalon protocoles tcp/ip 10

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r chalon datagramme ip 1/3 =4 pour cette version long en-tête en dword =5 si pas d options long en-tête données en octets 0 version lg ent 8 type de service identification ttl protocole 16 indic 19 24 longueur totale décalage fragment 31 somme de contrôle de l en-tête adresse ip source adresse ip destination options ip éventuelles données 3 champs pour la gestion de la fragmentation r chalon bourrage n° protocole de niveau supérieur 6=tcp 17=udp 1=icmp protocoles tcp/ip 21 datagramme ip 2/3 u type de service priorité 0=normale à 7=supervision u 0 prioté 3 4 5 dtr 7 inutilisé 1 fiabilité 1 délai court 1 débit élevé u la priorité permet en cas de congestion que les informations de contrôle du réseau puissent circuler sans être victimes ellesmêmes de la congestion d t et r permettent aux routeurs de choisir le chemin qui correspond à ces critères s ils ont le choix complément à un de la somme de tous les mots de l en-tête ne vérifie que l en-tête pas les données c est aux couches supérieures de vérifier l intégrité des données protocoles tcp/ip 22 u somme de contrôle u u r chalon protocoles tcp/ip 11

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r chalon datagramme ip 3/3 u ttl [time to live durée de vie u u u exprime en secondes la durée maximale de transit d un paquet chaque routeur doit décrémenter la valeur en pratique le ttl compte donc le nb de routeurs traversés le datagramme est détruit quand ttl=0 è évite au datagramme de circuler indéfiniment en cas de boucle routage par la source enregistrement de routes etc 0 1 3 c classe n° d option u options u u u 0=datagramme ou supervision 2=mise au point et mesures 1,3=réservés usage ultérieur 7 paramètres éventuels long dépend de l option bourrage éventuel 1=copier dans chaque fragment r chalon protocoles tcp/ip 23 fragmentation des datagrammes ip 1/2 u problème un datagramme ip peut être plus grand que la taille maximale de trame admise par le réseau sous-jacent n n ethernet 1500 octets fddi 4470 octets mtu [maximum transfer unit exprimé en données utiles u solution un routeur peut fragmenter un datagramme pour qu il respecte le mtu du réseau sous-jacent en-tête en-tête f1 en-tête f2 données 600 octets données 1400 octets réseau 3 mtu=1500 r2 r1 b données 600 octets réseau 2 mtu=620 en-tête f3 données 200 octets r chalon protocoles tcp/ip a réseau 1 mtu=1500 24 protocoles tcp/ip 12

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r chalon fragmentation des datagrammes ip 2/2 u u le champ identification contient un n° unique de datagramme le champ décalage fragment contient la localisation du fragment par rapport au début du bloc initial de données u u exprimé sous la forme d un multiple de 8 octets donc les fragments doivent être des multiples de huit 0 1 2 1 fragment à suivre à 0 dans dernier fragment u champ indicateurs inutilisé df mf 1 ne pas fragmenter u ré-assemblage du datagramme initial u u utilisation du champs identification les fragments sont ré-assemblés par l ordinateur destinataire et non par les routeurs r chalon protocoles tcp/ip 25 fonctions non assurées par ip u ip n assure pas uuuuu le multiplexage è plusieurs flux de donnés simultanés la vérification du séquencement è les paquets peuvent arriver en désordre voire dupliqués la détection de perte è doit être assurée par les couches supérieures la retransmission en cas d erreur è doit être assurée par les couches supérieures le contrôle de flux è assuré en partie par icmp r chalon protocoles tcp/ip 26 protocoles tcp/ip 13

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r chalon protocole icmp rfc 792 u u icmp [internet control message protocol gère les messages d erreurs et de contrôle entre les différents systèmes caractéristiques uuuu utilise ip champ protocole=1 permet de palier au manque de services d ip protocole obligatoire sur tous les équipements ip il ne demande pas de réponse un message icmp ne doit pas engendrer un autre message icmp u message renvoyé à l expéditeur par l équipement destinataire ou le routeur intermédiaire u u quand il s aperçoit d un problème dans le datagramme è par exemple ttl expiré pour avertir l émetteur afin qu il modifie son comportement è par exemple demande de ralentir l émission protocoles tcp/ip 27 r chalon message icmp u format du message 0 type 8 code 16 données icmp 24 somme de contrôle du message 31 u chaque type de message a un format particulier u 22 types définis u les messages icmp qui rendent compte d erreurs renvoient toujours les 64 premiers bits du datagramme ip fautif è permet de localiser facilement les problèmes provenant de protocoles de plus haut niveau r chalon protocoles tcp/ip 28 protocoles tcp/ip 14

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r chalon exemples de messages icmp u messages d echo cf commande ping u u permet de tester la connectivité entre 2 machines demandes type=8 code=0 réponses type=0 code=0 permet de renvoyer des erreurs sur l en-tête ip ou les options code=0 réseau inaccessible code=1 ordinateur inaccessible code=3 port tcp ou udp inaccessible etc 13 codes en tout demande de ralentissement de l émission [source quench 4,0 u compte-rendu de pb de paramètres type=12 code=0 ou 1 u u destination inaccessible type=3 uuuuu contrôle de flux u u u durée de vie dépassée type=11 code=0 demande de modifications de routes type=5 code=0 à3 protocoles tcp/ip 29 r chalon 4ème partie protocoles de transport u deux protocoles pour la communication entre applications u u tcp [transmission control protocol udp [user datagram protocol u u ils sont placés fonctionnellement au niveau 4 de l osi comparaison tcp udp orienté connexion circuit virtuel fiabilité contrôle d erreur contrôle de flux multiplexage taille des messages oui oui oui oui oui illimitée non non non non oui 64 ko r chalon protocoles tcp/ip 30 protocoles tcp/ip 15

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