Internet Protocol. «La couche IP du réseau Internet»

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1 Internet Protocol «La couche IP du réseau Internet»

2 Rôle de la couche IP Emission d un paquet sur le réseau Réception d un paquet depuis le réseau Configuration IP par l administrateur Noyau IP Performance du réseau Transfert d information sur le lien -1- Transfert d information sur le lien -2-

3 Structure d un réseau IP Matériel hétérogène : Liaison série, parallèle ; Modems ; Liaison par bus (Ethernet 802.3, Tokenbus ) ; Liaison en anneau (Tokenring 802.5) ; Liaison hertzienne (Wifi ). Support réseau : Modèle non connecté ; Adresses sur 32bits (IPv4) ou 128bits (IPv6); Adressage / Routage hiérarchique ; Administration du routage / outils de mise à jour distribuée.

4 Adressage IPv4 : 32 bits dont 4 Milliards d adresses 18 Millions d adresses privées et 270 Millions d adresses multicast convention de représentation : 4 nombres décimaux représentant les 4 octets séparés par des «points» e.g IPv6 : 128 bits 3, convention de représentation : 8 groupes de nombres hexadécimaux représentant 16 octets, séparés par «:» e.g. 2000:FAFC:0000:0000:0000:CA3F:0072:099B ou 2000:FAFC::CA3F:72:99B

5 Adressage IPv4 1 machine = 1 Code sur 32Bits = 4 décomposée en 2 parties : (id. réseau, id. machine). Classe Plage d adresses Nb de Réseaux Nb. De machines A De à <127 (2 7 ) < 16 millions (2 24 ) B De à <16384 (2 14 ) < (2 16 ) C De à <2 millions (2 21 ) < 256 (2 8 ) D E De à De à MultiCast R.F.U.

6 Adressage IPv4 Représentation interne d codée sur 32 bits, décomposée en deux parties : Identifiant de réseau (IDR) ; Identifiant de machine dans le réseau (IDM). A B C D 0 IDR IDM 7 bits 24 bits 1 0 IDR IDM 14 bits IDR IDM 21 bits MultiCast R.F.U. 16 bits 8 bits

7 Adresses IPv4 particulières Adresses réservées à des usages particuliers : « », machine non encore «connectée» ; champ vide «idr nul, idm», machine sur le réseau local ; «idr, idm nul», désigne le réseau lui-même ; «127.X.Y.Z», autre possibilité pour désigner la machine locale. «idr, 11..1», broadcast sur le réseau ; «11..1, 11..1», broadcast sur le réseau de l émetteur ; « à ou à ou à », réservé pour des intranets.

8 Adressage IPv6 1 machine = 1 Code sur 128Bits = 16 décomposée en 3 parties : (Préfixe, id. sous-réseau, id. machine). groupe Adresses de la forme Description ::/8 2000:/3 FC00:/7 /8 FE80:/10 FF00:/8 0***:****:****:****:****:****:****:**** 20**:****:****:****:****:****:****:**** de FC**:****:****:****:****:****:****:**** à FD**:****:****:****:****:****:****:**** de FE8*:****:****:****:****:****:****:**** à FEF*:****:****:****:****:****:****:**** FF**:****:****:****:****:****:****:**** Adresse réservée Adresse unicast «Internet» Adresse locale unique Adresse locale lien Adresse multicast

9 Adressage symbolique DNS : Domain Name Server «www.ssi.gouv.fr». com univ-lille www org fr gouv chimay bruyere impots www de free ssi www www

10 Structure d un datagramme IPv4 Modèle réseau non connecté. Unité de transport : le datagramme 4 bits 4 bits 8 bits 3 bits version Taille en-tête Type de Service 16 bits Longueur totale Identification drapeaux Déplacement de fragment Durée de vie (TTL) Protocole Total de contrôle d IP IP Destination Options IP éventuelles Bourrage données

11 Fragmentation d un datagramme IP Internet Liaison MTU 1500 Octets Lien TokenRing MTU 4500 Octets

12 Fragmentation d un datagramme IP 1500 octets identifiant 3000 octets Next frag Don t frag - base 0A3F identifiant Next frag Don t frag - base 0A3F identifiant Next frag Don t frag - base 0A3F

13 Datagrammes particuliers : ICMP Datagramme IP Message ICMP En-tête IP type code checksum Contenu variable f(type) 20 octets octets Taille variable Type = 8 code = 0 : demande d écho Type = 0 code = 0 : réponse d écho Type = 3 compte rendu de réseau inaccessible code 0 : Rsx HS code 5 : Echec de route code 10 : Host interdite code 1 : Machine HS code 6 : Rsx inconnu code 11 : Rsx service code 2 : Protocole HS code 7 : Host inconnue code 12 : Host service code 3 : Port HS code 8 : obsolète code 13 : Filtrage code 4 : Fragmentation refusée code 9 : Rsx Interdit Type = 4 demande de limitation de production (contrôle de flux) Type = 5 correction de routage (route non optimal détectée) code 0 : Rsx 1 : Machine. Type = 11 TTL détecté = à 0. Type =

14 Structure d un datagramme IPv6 Modèle réseau non connecté. Unité de transport : le datagramme 4 bits 8 bits 4 bits 16 bits version Classe de trafic Marquage du flux Taille de la charge IP source IP source IP source IP source IP destination IP destination IP destination IP destination (4) Type du header suivant Nombre de sauts restants (TTL appelée Hop Limit) données

15 Structure d un réseau IP ous réseau Réseau Ordinateur (Host) Passerelle(Gateway) EG/BG (Border GateWay) Internet

16 Structure d un réseau IP « X» S1 A B C R2 R1 Les machines A,B,C sont des machines classiques «Hosts» du réseau : « X.Y» Les passerelles R1 et R2 sont des machines «Gateway». Visibles dans 2 réseaux 2 adresses. «17.X.Y.Z» « X.Y» S1 est une machine passerelle de sous réseau dans le réseau « X.Y». Définition d un masque de sous réseau.

17 Routage IP Table de routage «administrative» réseau masque interface métriques

18 Protocoles de type IGP 1 : exemple RIP 2 Mise à jour des tables selon l algorithme de routage distribué vecteur de distances. En-tête IP En-tête UDP (port dest : 520) Commande (1=Q;2=R) Version (v1 ou v2) = 0 Id. famille d adresse (= 2) = 0 v1 v2 v1 = 0 v2 = masque de (sous-)réseau v1 = 0 v2 = next hop (optionnel) métrique (1..15 ; 16 = infini) Pour une destination + masque ) => Sa route (métrique seule) Max 24 autres routes 1 IGP : Interior Gateway Protocol 2 RIP : Routing Information Protocol

19 Les outils systèmes pour IP Fichier des machines présentes sur le réseau : /etc/hosts localhost bruyere.lifl.fr bruyere # The following lines are desirable for IPv6 capable hosts # (added automatically by netbase upgrade) ::1 ip6-localhost ip6-loopback fe00::0 ip6-localnet ff00::0 ip6-mcastprefix ff02::1 ip6-allnodes ff02::2 ip6-allrouters ff02::3 ip6-allhosts Fichier de résolution symbolique : /etc/resolv.conf domain lifl.fr search lifl.fr univ-lille1.fr Nameserver Nameserver

20 Les outils systèmes pour IP Commande de test de la couche réseau : > ping -f -n 4 i 5 -l 248 bruyere (windows) > ping -c 4 t 5 s 248 bruyere (linux) Requête 'ping' sur avec 4 envois successifs, un timeout de 5 secondes, et 248 octets de données : Réponse de : octets=248 temps=0.253ms TTL=64 Réponse de : octets=248 temps=0.475ms TTL=64 Réponse de : octets=248 temps=0.388ms TTL=64 Réponse de : octets=248 temps=0.562ms TTL=64 Statistiques Ping pour : Paquets : envoyés = 4, reçus = 4, perdus = 0 (perte 0%), Durée approximative des boucles en milli-secondes : minimum = 0.243ms, maximum = 0.562ms, moyenne = 0.420ms

21 Les outils systèmes pour IP Commande suivie de l architecture réseau : > tracert -d -h 20 (windows) > traceroute m 20 (linux) Déterminer l'itinéraire vers [ ] avec maximum de 20 sauts : 1 10 ms <10 ms 10 ms <10 ms <10 ms 10 ms ms 10 ms <10 ms ms <10 ms 10 ms ms 10 ms 10 ms ms 20 ms 10 ms ms 10 ms 20 ms ms 20 ms 10 ms ms 20 ms 30 ms ms 20 ms 10 ms ms 10 ms 10 ms ms 10 ms 40 ms ms 20 ms 10 ms ms 150 ms 170 ms *

22 Les outils systèmes pour IP Commande d accès à la couche liaison : Créer une dans le cache ARP de votre machine : > sudo arp -s aa c6-09 Afficher le cache ARP actuel de votre machine : > arp -a Interface : on Interface 0x2 Adresse Internet Adresse physique Type bf-5a-9c-8c dynamique aa c6-09 statique Effacer un association (-d -a = effacer tout le cache) : > sudo arp -d

23 Les outils systèmes pour IP Commande de test de la couche réseau : > route PRINT (windows) > route ee (linux) # show ip route (ios) =========================================================================== Liste d'interfaces 0x1... MS TCP Loopback interface 0x a e Com EtherLink PCI =========================================================================== Itinéraires actifs : Destination réseau Masque réseau Adr. passerelle Adr. interface Métrique Passerelle par défaut : ===========================================================================

24 Les outils systèmes pour IP Commande de configuration de l interface réseau (statique) : Associer /24 à l interface eth0 > netsh eth0 ip set address Local static ( ) > ifconfig eth netmask broadcast # interface fastethernet0/0 # ip address

25 Les outils systèmes pour IP Commande de configuration du réseau : Ajouter une route «par defaut» via le routeur > route ADD MASK (windows) > route add net default gw (linux) # ip route (ios)

26 Les outils systèmes pour IP Commande de configuration du réseau : Ajouter une route «vers /8» via le routeur > route ADD MASK METRIC 3 > route add net netmask gw metric 3 # ip route > route DELETE > route del # no ip route > route CHANGE MASK IF 3 METRIC 3

27 Les outils systèmes pour IP Outil de mesure de l activité d une passerelle : > netstat Active Internet connections (w/o servers) Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State tcp 0 0 bruyere.lifl.fr:4810 zobe.linuxfr.org:www ESTABLISHED tcp 0 0 bruyere.lifl.fr:4809 zobe.linuxfr.org:www CLOSE tcp 0 0 bruyere.lifl.fr:4806 zobe.linuxfr.org:www ESTABLISHED tcp 0 0 bruyere.lifl.fr:888 lifl:32771 TIME_WAIT tcp 0 0 bruyere.lifl.fr:823 lifl:32771 TIME_WAIT tcp 0 0 bruyere.lifl.fr:www barbar:1071 ESTABLISHED tcp 0 0 bruyere.lifl.fr:ftp regal:2278 ESTABLISHED tcp 0 0 bruyere.lif:netbios-ssn barbar:1030 ESTABLISHED tcp bruyere.lifl.fr:telnet regal:2263 ESTABLISHED tcp 0 0 bruyere.lif:netbios-ssn kwak:1035 ESTABLISHED

28 à plusieurs machines (rsx privé) à Mapping des «connections» Network Address Translation (NAT) , , peuvent elles communiquer sur INTERNET? Non!! (adresses privées) et pourtant si Solution : un routeur NAT entre Réseau privé et Internet Modification minimale sur les paquets IP sortants / entrant : Source (privée) est remplacée publique Destination publique) remplacée par privée «originale» Internet Réseau publique routeur NAT Source

29 Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) Comment configurer une nouvelle machine? lui donner son adresse IP sur le réseau + masque lui fournir un routeur par défaut (connection internet par exemple) lui fournir un serveur DNS pour assurer la traduction symbolique (www.impots.gouv.fr à ) Solution automatique : un serveur DHCP (même liaison) (à ) doit répondre aux «recherche DHCP» de «nouveaux» DHCP DISCOVER (ß ) propose alors ses services. DHCP OFFER (à ) si le «nouveau» demande alors une configuration DHCP REQUEST (ß ) la lui propose @DNS) DHCP ACK

30 Architecture des logiciels réseau IP Couche OSI 5,6,7 Appli. -User- Démon RIP Démon SMTP Démon Telnet Application Couche OSI 4 UDP TCP Transport Couche OSI 3 ICMP IP IGP Réseau Couche OSI 2 SLIP Ethernet PPP-OE Drivers Couche OSI 1 Port Série Carte réseau Modem ADSL Matériels

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