Couche Réseau. Jean-Luc Damoiseaux IUT Aix-en-Provence Département R&T

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1 Couche Réseau Jean-Luc Damoiseaux IUT Aix-en-Provence Département R&T

2 PLAN Généralités Le paquet IPV4 Acheminement d un paquet IPV4 ARP Adressage IPV4 VLSM DHCP ICMP 2

3 Couche réseau Prise en charge de l acheminement des paquets Encapsulation du segment dans le paquet Routage Adressage 3 Dé-Encapsulation du paquet

4 Routage Processus permettant d'acheminer un paquet à son destinataire Le routage nécessite donc de : Pouvoir localiser la destination Mécanisme d adressage Pouvoir choisir le chemin à emprunter Mécanisme de sélection du chemin 4

5 Adressage (rappel) L adressage est un système d identification permettant de situer les machines dans le réseau adresse physique / adresse logique adressage linéaire / adressage hiérarchique 5

6 Protocoles routés / Protocoles de routage Les protocoles routés sont des protocoles prenant en charge les fonctionnalités de la couche réseau (IPV4, IPV6, IPX, AppleTalk, ) Protocoles de routage : protocole permettant à des routeurs d'établir une cartographie du réseau 6

7 Internet Protocol V4 Définit entre 1970 et 1980 pour le DoD Protocole routé non orienté connexion (RFC 791) Une structure de donnée le paquet IP Un système d adressage hiérarchique et logique Un mécanisme d acheminement au mieux des paquets Nombreux organismes associés (ISOC, IAB, IETF, IRTF, etc.) 7

8 LE PAQUET IPV4

9 Le paquet IP 9

10 VERS : version du protocole IP HLEN : longueur de l en-tête du datagramme en nombre de mots de 32 bits Type de service : spécifie l importance du datagramme Longueur totale : taille du datagramme en octets (<= 65535) 10

11 Identification : numéro du datagramme Indicateur : contrôle de la fragmentation Décalage de fragment : permet le réassemblage des fragment Ethernet : taille de la trame = 1500 octets 11 FDDI : taille de la trame = 4470 octets Fragmentation Assemblage FDDI : taille de la trame = 4470 octets

12 Durée de vie (TTL) : nombre maximal de routeurs que le paquet peut traverser Protocole : protocole de niveau supérieur ayant créé le paquet Somme de contrôle d en-tête : assure l intégrité de l en-tête 12

13 Adresses IP de la source et de la destination codées sur 4 octets utilise la notation décimale pointée Option (rarement utilisées) 13

14 ACHEMINEMENT D UN PAQUET

15 Algorithme de routage pour l envoi d un paquet Passerelle par défaut 15 adrdest <- adresse IP de destination du datagramme dat si adrdest appartient au réseau de la machine émettrice alors envoyer dat vers adrdest sur ce réseau sinon envoyer dat vers la passerelle par défaut qui fera le nécessaire

16 Vers une destination Z dst src src dst Y dst src src dst

17 Vers une destination Z o Y 17

18 Algorithme de routage pour la retransmission d un paquet adrdest <- adresse IP de destination du datagramme dat si adrdest appartient à l un des réseaux directement accessible alors // remise directe envoyer dat vers adrdest sur ce réseau sinon // remise indirecte pour chaque entrée de la table de routage faire comp <- adrdest & Masque du sous réseau si comp == l adresse du sous réseau alors envoyer dat vers cette destination si aucune correspondance n est trouvée alors erreur host unreachable ou unreachable network 18

19 Routage inter-réseaux 19

20 ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL

21 Problématique IPsrc + Ipdst + Paquet..... IPsrc IPdst Trame?. MACsrc..... IPsrc IPdst 21

22 Rôle d ARP Retrouver l'adresse MAC d une machine dont on connaît l adresse IP 22

23 Principe de fonctionnement (I) 23 L hôte Y détermine que l hôte Z est dans le même réseau que lui Il doit donc envoyer le paquet sur son réseau (routage direct) Pour utiliser le service d acheminement de la couche liaison, il a besoin de l adresse MAC de l hôte Z. Il utilise alors ARP la trame contenant la requête ARP est diffusée en mode broadcast, l hôte Z y répond en indiquant dans la réponse ARP son adresse MAC

24 Principe de fonctionnement (II) 24 L hôte Y détermine que l hôte Z n est pas dans son réseau Il doit donc envoyer le paquet à son routeur A (routage indirect) Pour utiliser le service d acheminement de la couche liaison, il a besoin de l adresse MAC du routeur A. Il utilise alors ARP la trame contenant la requête ARP est diffusée en mode broadcast, le routeur y répond en indiquant dans la réponse ARP son adresse MAC

25 ADRESSAGE IPV4

26 Types d adresses (rappel) unicast multicast multicast broadcast 26 unicast

27 Structure d une adresse IP(rappel) Une adresse IP est composée : du numéro de réseau auquel l hôte est connecté du numéro de l hôte dans le réseau 27

28 Masque de réseau (rappel) Rôle : sert à extraire dans une adresse le numéro de réseau (et sous-réseau) Principe de construction : la partie réseau est composée de 1, la partie hôte de Notation /n : n représente le nombre de bits à 1 dans le masque de réseau

29 Adresses Spéciales Désignation du réseau lui-même : tous les bits de la partie hôte sont à 0 Numéro du réseau Boucle locale : en général on utilise La machine en attente d adresse :

30 Adresse de broadcast Tous les bits de la partie hôte sont à 1 Numéro du réseau Broadcast généralisé :

31 Exemples d adresses 31 Unicast / /24 Broadcast / /27 Multicast

32 Adresses privées Adresses qu il est impossible d utiliser en dehors d un réseau local Adresses dites non-routables Trois plages différentes d adresses 32

33 Principe des sous-réseaux Réseau Hôtes Une adresse IP avant la division en sous-réseaux Emprunt de bits à la partie hôte pour coder des sous-reseaux Réseau Sousréseaux Hôtes Une adresse IP après la division en sous-réseaux 33

34 Nombre d hôtes disponibles Si n est le nombre de bits servant à coder les hôtes, alors il y a 2 n - 2 adresses possibles pour les hôtes. n Réseau Sous-réseaux Hôtes 34 n = 3, 2 3 = Le réseau lui même = 6 adresses possibles Le broadcast

35 Nombre de sous-réseaux disponibles Si n est le nombre de bits empruntés pour le codage des sous-réseaux, alors il y a 2 n sousréseaux possibles Réseau n Sousréseaux Hôtes 35 n = 3, 2 3 = le premier sous-réseau 001 le deuxième sous-réseau 010 le troisième sous-réseau 011 le quatrième sous-réseau 100 le cinquième sous-réseau 101 le sixième sous-réseau 110 le septième sous-réseau 111 le huitième sous-réseau

36 Exemple liste des sous-réseaux Soit l adresse / 24, j'emprunte 2 bits pour coder des sous-réseaux (il m'en reste donc 6 pour coder les hôtes) la longueur du masque est 32-6 soit /26 SR /26 SR /26 SR /26 SR /26 36

37 Exemple détail pour SR2 SR le sous-réseau la première machine la deuxième machine : : l'avant dernière machine la dernière machine le broadcast

38 Utilisation des sous-réseaux Soit l adresse / 24, comment satisfaire les besoins exprimés pour les 7 sous-réseaux? SR1 60 Hôtes SR2 SR3 SR4 SR5 SR6 SR Hôtes 28 Hôtes 6 Hôtes

39 SR1 60 Hôtes SR2 SR3 SR4 Mauvaise solution (I-a) SR5 SR6 SR7 60 Hôtes 28 Hôtes 6 Hôtes 7 sous-réseaux => on emprunte 3 bits pour les coder SR /27 SR /27 SR /27 SR /27 SR /27 SR /27 SR /27 SR /27 39

40 Mauvaise solution (I-b) Pour SR1 et SR5 nos besoins ne sont pas satisfaits car il reste 5 bits pour coder les hôtes, ce qui fait 30 adresses possibles (2 5-2) alors qu'ils ont en besoin de 60!!! SR1 60 Hôtes SR2 SR3 SR4 SR5 SR6 SR Hôtes 28 Hôtes 6 Hôtes

41 SR1 60 Hôtes SR2 SR3 SR4 Mauvaise solution (II) SR5 SR6 SR7 60 Hôtes 28 Hôtes 6 Hôtes les plus grands sous-réseaux ont besoin de 60 adresses => on garde 6 bits pour coder les hôtes et il nous reste 2 bits pour coder les sous-réseaux /26 SR /26 SR /26 SR /26 SR7 Et quid des sous-réseaux SR2, SR3, SR4?!!! 41

42 VARIABLE LENGTH SUBNET MASK

43 Utilisation des sous-réseaux Soit l adresse / 24, comment satisfaire les besoins exprimés tout en s assurant que : l adressage des machines soit possible l adressage des machines soit optimisé les performances soient améliorées 43

44 Recette infaillible Vérifier que le nombre d hôtes possibles est supérieur à la somme des hôtes dans l ensemble des sous-réseaux = ( ) Satisfaire les sous-réseaux en commençant par ceux ayant le plus grand nombre d hôtes SR1 60 Hôtes SR5 SR6 SR7 44 SR2 SR3 SR4 60 Hôtes 28 Hôtes 6 Hôtes

45 SR1 60 Hôtes SR5 SR6 SR7 Exemple résolu (II) SR2 SR3 SR4 60 Hôtes 28 Hôtes 6 Hôtes SR1 / 60 adresses nécessaires il faut donc emprunter 6 bits pour les coder, et 2 resteront pour les sous-réseaux la longueur du masque est 32-6 soit / sous-réseau Broadcast

46 SR1 60 Hôtes SR5 SR6 SR7 Exemple résolu (III) SR2 SR3 SR4 60 Hôtes 28 Hôtes 6 Hôtes SR2 / 60 adresses nécessaires il faut donc emprunter 6 bits pour les coder, et 2 resteront pour les sous-réseaux la longueur du masque est 32-6 soit / sous-réseau Broadcast

47 SR1 60 Hôtes SR5 SR6 SR7 Exemple résolu (IV) SR2 SR3 SR4 60 Hôtes 28 Hôtes 6 Hôtes SR3 / 28 adresses nécessaires il faut donc emprunter 5 bits pour les coder, et 3 resteront pour les sous-réseaux la longueur du masque est 32-5 soit / sous-réseau Broadcast

48 SR1 60 Hôtes SR5 SR6 SR7 Exemple résolu (V) SR2 SR3 SR4 60 Hôtes 28 Hôtes 6 Hôtes SR4 / 6 adresses nécessaires il faut donc emprunter 3 bits pour les coder, et 5 resteront pour les sous-réseaux la longueur du masque est 32-3 soit / sous-réseau Broadcast

49 SR1 60 Hôtes SR5 SR6 SR7 Exemple résolu (VI) SR2 SR3 SR4 60 Hôtes 28 Hôtes 6 Hôtes SR5 / 2 adresses nécessaires il faut donc emprunter 2 bits pour les coder, et 6 resteront pour les sous-réseaux la longueur du masque est 32-2 soit / sous-réseau Broadcast 49

50 SR1 60 Hôtes SR5 SR6 SR7 Exemple résolu (VII) SR2 SR3 SR4 60 Hôtes 28 Hôtes 6 Hôtes SR6 / 2 adresses nécessaires il faut donc emprunter 2 bits pour les coder, et 6 resteront pour les sous-réseaux la longueur du masque est 32-2 soit / sous-réseau Broadcast 50

51 SR1 60 Hôtes SR5 SR6 SR7 Exemple résolu (VIII) SR2 SR3 SR4 60 Hôtes 28 Hôtes 6 Hôtes SR7 / 2 adresses nécessaires il faut donc emprunter 2 bits pour les coder, et 6 resteront pour les sous-réseaux la longueur du masque est 32-2 soit / sous-réseau Broadcast 51

52 Exemple résolu : récapitulatif SR /26 SR /26 SR /27 SR /29 SR /30 SR /30 SR /30 52

53 DHCP

54 Généralités Protocole servant à fournir des informations de configuration à des machines sur un réseau TCP/IP (RFC 2131) Issu du protocole bootp - UDP port 67 et Fournit : Adresse IP - Masque de réseau Adresse de passerelle Nom de domaine Adresse IP du DNS

55 Principales fonctions 55

56 Principe de fonctionnement 56

57 Configuration Automatique! on exclut de la distribution les dix premières adresses Routeur(config)#ip dhcp excluded-address ! on exclut de la distribution l'adresse de la passerelle Routeur(config)#ip dhcp excluded-address ! Mise en place du serveur Routeur(config)#ip dhcp pool SUBNET Routeur(dhcp-config)#network ! plage d'adresses Routeur(dhcp-config)#default-router ! la passerelle Routeur(dhcp-config)#domain-name foo.com! le nom de domaine Routeur(dhcp-config)#dns-server ! du DNS Routeur(dhcp-config)#lease 1 3 5! la durée du bail

58 Configuration Manuelle Routeur(config)#ip dhcp pool SERVEUR_MAIL Routeur(dhcp-config)#host Routeur(dhcp-config)#client-identifier A21.434F.26 Routeur(dhcp-config)#default-router Routeur(dhcp-config)#domain-name foo.com Avec l adresse MAC du serveur mail 001A F26 Et 01 le préfixe des adresses de type ethernet 58

59 Commandes utiles Pour voir les adresses attribuées show ip dhcp binding Pour voir la configuration du serveur show ip dhcp server Pour voir les problèmes d'attribution show ip dhcp conflict 59 En cas de gros pépins debug ip dhcp server events

60 Problème du DHCP Discover Je cherche un serveur DHCP et pour cela j'envoie en broadcast une requête DHCP Discover Aïe! Je ne laisse pas passer les broadcast, et pas de chance le serveur DHCP est dans un autre réseau 60

61 Relais DHCP fa0/0 Routeur(config)#ip interface fa0/0 Routeur(config-if)#ip helper-address La commande ip helper-address relaye aussi le DNS, TFTP,

62 ICMP

63 Généralités ICMP (Internet Control Message Protocol) permet à un routeur d envoyer des messages d erreurs à un autre routeur ou une machine ICMP ne fiabilise pas IP ; il rend juste compte des erreurs rencontrées dans un routeur 63 Un message ICMP est encapsulé dans un datagramme IP ; il peut donc être perdu ou altéré

64 Format du PDU ICMP Datagramme IP En-tête IP message ICMP En-tête IP Type Code Checksum contenu variant selon le type de message 20 octets 1 octet 1 octet 2 octets Type : nature du message envoyé Code : code de l erreur rencontrée en fonction du message envoyé 64

65 Echo request / Echo response 65

66 Network unreachable 66

67 Time to live exceeded 67