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 et ~ 4 Milliards d adresses ~ 18 Millions d adresses privées ~ 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 Adressage à IDR / IDM Exemple de = = à Réseau de Classe C donc IDR IDM 24 bits 8 de = / et l adresse du Réseau = / 24

8 le masque / 24 (Notation CIDR) se note aussi Adressage à IDR / IDM : Masque de Réseau Exemple (suite ) de = / 24 = / & & (et bit à bit) Msk = à On obtient ainsi l adresse du Réseau / 24

9 Adresses IPv4 particulières Adresses réservées à des usages particuliers : « » à machine non encore «connectée» ; champ vide «idr null, idm fixé» à machine sur le réseau local «idr fixé, idm null» à désigne le réseau lui-même «idr fixé, 11 1» à broadcast sur le réseau de l émetteur «127.X.Y.Z» à autre possibilité pour désigner la machine locale « à » ou « à » ou « à » à réservé pour des intranets « à », à local link autoconfiguré [rfc5735]

10 Boucle d or et les trois ours 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 ) CLASSFULL à CLASSLESS INTER DOMAIN ROUTING (CIDR) à voir IP ADSL (hiérarchie) sur RIPE.NET (ou via la cmd whois)

11 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

12 Structure d un datagramme Modèle réseau non connecté. Unité de transport : le datagramme IPv4 4 bits 4 bits 8 bits 3 bits version Taille en-tête TOS => DiffServ 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

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

14 Fragmentation d un datagramme IP 1500 octets identifiant 2800 octets Next frag Don t frag - base 0A3F identifiant Next frag Don t frag - base 0A3F identifiant Next frag Don t frag - base 0A3F

15 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 Utilisés par la commande ping 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) [deprecated] Type = 5 correction de routage (route non optimal détectée) code 0 : Rsx 1 : Machine. Type = 11 TTL détecté = à 0. Type = Utilisé par le path-mtu discovery Utilisé par la commande traceroute

16 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

17 Exemple : datagramme IPv6 à ICMPv6 à NDP Indique le contenu porté par le paquet IPv6 (récusion possible) à Ici, il s agit d un contenu ICMPv6 Indique le contenu porté par le paquet ICMPv6 à Ici, il s agit d un contenu NDP (Neighboor Discovery Protocol)

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

19 Structure d un réseau IP « X / 24» A R2 Les machines A,B,C sont des machines classiques «Hosts» du réseau : « X.Y» S1 B C R1 Les passerelles R1 et R2 sont des machines «Gateway». Visibles dans 2 réseaux - 2 adresses. «17.X.Y.Z / 8» « X.Y / 16» S1 est une machine passerelle de sous réseau dans le réseau « X.Y / 16». à Définition d un masque de sous réseau.

20 Masque de sous-réseau Exemple précédent de = / 24 = / & & (et bit à bit) Msk = à On obtient ainsi l adresse du Réseau / 24 Maintenant supposons que de = / 25 = / & & (et bit à bit) Msk = à appartient au Sous-réseau / 25

21 Masque de sous-réseau / / / / 24 à / / / 25 Un Réseau Deux sous-réseaux

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

23 Protocoles de type IGP 1 : exemple RIP 2 (v1/v2) 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 (sous-)rsx v1 = 0 / v2 = masque (sous-)rsx v1 = 0 / v2 = next hop (optionnel) métrique (1..15 ; 16 = infini) Un route pour destination (@rsx + masque ) avec (métrique) Max 24 autres routes 1 IGP : Interior Gateway Protocol 2 RIP : Routing Information Protocol

24 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

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

26 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

27 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 *

28 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

29 Les outils systèmes pour IP Commande de test de la couche réseau : > route PRINT (windows) > route ee (linux) # show ip route (cisco 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 : ===========================================================================

30 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

31 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 (cisco ios)

32 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

33 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 (@IP publique) remplacée par privée «originale» Internet Réseau publique routeur NAT Source

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

35 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