Réseaux, 4 e édition Andrew Tanenbaum

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1 Réseaux, 4 e édition Andrew Tanenbaum Table des matières détaillée Préface 1. Introduction 1.1 Usage des réseaux d ordinateurs Applications professionnelles Applications domestiques Utilisateurs nomades Aspects sociaux 1.2 Caractéristiques physiques des réseaux Réseaux locaux (LAN) Réseaux métropolitains (MAN) Réseaux longue distance (WAN) Réseaux sans fil Réseaux domestiques Interréseaux 1.3 Logiciels de réseaux Hiérarchies de protocoles Principes de conception des couches Services avec connexion et sans connexion Primitives de service Relations des services aux protocoles 1.4 Modèles de référence Modèle de référence OSI Modèle de référence TCP/IP Comparaison des modèles de référence OSI et TCP/IP Critique du modèle et des protocoles OSI Critique du modèle de référence TCP/IP 1.5 Exemples de réseaux L internet Réseaux avec connexion : X.25, relais de trames et ATM Ethernet LAN sans fil : Normalisation des réseaux Who s Who des télécommunications Who s Who de la normalisation internationale Who s Who de la normalisation de l internet 1.7 Système métrique 1.8 Aperçu de la suite de cet ouvrage 1

2 1.9 Résumé 1.10 Exercices 2. La couche physique 2.1 Bases théoriques de la transmission des données Analyse de Fourier Signaux sur une bande passante étroite Débit maximal d un canal de transmission 2.2 Supports de transmission guidés : la transmission filaire Support magnétique Paire torsadée Câble coaxial Fibre optique 2.3 Supports de transmission non guidés : la transmission sans fil Spectre électromagnétique Transmission d ondes radio Transmission de micro-ondes Transmission d ondes infrarouges et millimétriques Transmission d ondes lumineuses 2.4 Satellites de télécommunications Satellites géostationnaires (GEO) Satellites à orbite moyenne (MEO) Satellites à orbite basse (LEO) Satellites versus fibre optique 2.5 Réseau téléphonique public commuté Structure du réseau téléphonique Orientations marquantes du système téléphonique Desserte locale : modems, ADSL et boucle locale radio (BLR) Artères interurbaines et multiplexage Commutation 2.6 Systèmes de téléphonie mobile Systèmes sans fil de première génération : voix analogique Systèmes mobiles de deuxième génération : voix numérique Systèmes mobiles de troisième génération : voix et données numériques 2.7 Réseau câblé de télévision Système avec antenne collective (CATV) L internet par le câble Allocation de fréquences Modems-câble ADSL versus le câble 2.8 Résumé 2.9 Exercices 3. La couche liaison de données 3.1 Fonctions de la couche liaison de données Services fournis à la couche réseau 2

3 3.1.2 La notion de trames Contrôle d erreur Contrôle de flux 3.2 Détection et correction d erreurs Codes correcteurs d erreurs Codes détecteurs d erreurs 3.3 Protocoles de liaison de données élémentaires Protocole simplex non restreint Protocole simplex de type arrêt et attente Protocole simplex pour un canal bruité 3.4 Protocoles avec fenêtre d anticipation Protocole à fenêtre d une largeur de 1 bit Protocole à fenêtre de largeur n Protocole à rejet sélectif 3.5 Vérification et spécification des protocoles Modèles d automates à nombre d états finis Réseaux de Petri 3.6 Exemples de protocoles pour la couche liaison HDLC (High-level Data Link Control) La couche liaison de données dans l internet 3.7 Résumé 3.8 Exercices 4. La sous-couche MAC de contrôle d accès au canal 4.1 Problème d allocation d un canal Allocation statique d un canal sur les LAN et les MAN Allocation dynamique d un canal sur les LAN et les MAN 4.2 Protocoles de gestion d accès ALOHA Protocoles d accès par écoute de porteuse (CSMA) Protocoles sans collision Protocoles à contention limitée Protocoles WDMA Protocoles de LAN sans fil 4.3 Ethernet Types de câblages Ethernet Codage Manchester Protocole de sous-couche MAC Algorithme stochastique d attente exponentielle Performances d Ethernet Ethernet commuté Fast Ethernet Gigabit Ethernet IEEE (protocole LLC) Rétrospective d Ethernet 4.4 LAN sans fil (WLAN et Wi-Fi) 3

4 4.4.1 Pile de protocoles de Couche physique de Sous-couche MAC de Structure d une trame de Services associés aux LAN sans fil 4.5 Sans fil à large bande (WMAN et WLL) Comparaison de et Pile de protocoles de Couche physique de Sous-couche MAC de Structure d une trame de Bluetooth Architecture de Bluetooth Applications de Bluetooth Pile de protocoles de Bluetooth Couche physique de Bluetooth Couche bande de base de Bluetooth Couche L2CAP de Bluetooth Structure d une trame Bluetooth 4.7 Commutation au niveau liaison de données Mise en œuvre de ponts entre des LAN 802 de types différents Interconnexion locale Arbre recouvrant Ponts distants Répéteurs, hubs, ponts, commutateurs, routeurs et passerelles LAN virtuels (VLAN) 4.8 Résumé 4.9 Exercices 5. La couche réseau 5.1 Problèmes de conception de la couche réseau Commutation de paquets en mode différé (store-and-forward) Services fournis à la couche transport Implémentation d un service sans connexion Implémentation d un service avec connexion Sous-réseau de datagrammes versus sous-réseau de circuits virtuels 5.2 Algorithmes de routage Principe d optimalité Routage du plus court chemin Routage par inondation Routage par vecteur de distance Routage par informations d état de lien Routage hiérarchique Routage broadcast Routage multicast Routage pour les hôtes mobiles Routage dans les réseaux ad hoc 4

5 Recherche de nœuds sur les réseaux peer-to-peer 5.3 Algorithmes de contrôle de congestion Principes généraux du contrôle de congestion Stratégies préventives contre la congestion Contrôle de congestion sur les sous-réseaux de circuits virtuels Contrôle de congestion sur les sous-réseaux de datagrammes Délestage de charge Contrôle de la gigue 5.4 Qualité de service Exigences Techniques de gestion de la qualité de service Services intégrés Services différenciés Commutation par étiquettes et MPLS 5.5 Interconnexion de réseaux Différences entre les réseaux Équipements d interconnexion Interconnexion : modèle à circuits virtuels concaténés Interconnexion : modèle à datagrammes Technique du tunnel Routage dans un interréseau Fragmentation 5.6 Couche réseau dans l internet Protocole IP Adresses IP Protocoles de contrôle de l internet Protocole OSPF Protocole BGP Diffusion multicast sur l internet Protocole IP mobile Protocole IPv6 5.7 Résumé 5.8 Exercices 6. La couche transport 6.1 Service transport Services fournis aux couches supérieures Primitives du service transport Sockets de Berkeley Exemple de programmation d un socket : un serveur de fichiers internet 6.2 Éléments de protocoles de transport Adressage Établissement d une connexion Libération d une connexion Contrôle de flux et mémorisation Multiplexage Reprise après incident 5

6 6.3 Protocole de transport simple Exemple de primitives Exemple d entité de transport Protocole en tant que machine à états finis 6.4 Protocoles de transport internet : UDP Introduction à UDP RPC : appel de procédure à distance Protocole de transport en temps réel 6.5 Protocoles de transport internet : TCP Introduction à TCP Modèle de service TCP Protocole TCP En-tête du segment TCP Établissement d une connexion TCP Libération de la connexion TCP Gestion de la connexion TCP Politique de transmission de TCP Contrôle de la congestion par TCP Gestion des timers TCP TCP et UDP sans fil TCP transactionnel 6.6 Problèmes de performances Problèmes de performances dans les réseaux Mesure des performances d un réseau Conception de systèmes plus performants Traitement rapide des TPDU Protocoles des réseaux gigabits 6.7 Résumé 6.8 Exercices 7. La couche application 7.1 DNS (Domain Name System) Espace de noms du système DNS Enregistrements de ressources Serveurs de noms 7.2 Messagerie électronique Architecture et services Agent utilisateur Formats de messages Transfert de messages Remise finale 7.3 La Toile (World Wide Web) Présentation de l architecture Documents Web statiques Documents Web dynamiques Protocole HTTP Amélioration des performances 6

7 7.3.6 Web sans fil 7.4 Multimédia Introduction à l audionumérique Compression audio Streaming audio Radio sur l internet Voix sur IP Introduction à la vidéo Compression vidéo Vidéo à la demande MBone 7.5 Résumé 7.6 Exercices 8. La sécurité des réseaux 8.1 Cryptographie Introduction à la cryptographie Chiffres de substitution Chiffres de transposition Masques jetables (one-time pad) Les deux principes fondamentaux de la cryptographie 8.2 Algorithmes à clé symétrique DES : le standard de chiffrement de données AES (Advanced Encryption Standard) Modes de chiffrement Autres chiffrements Cryptanalyse 8.3 Algorithmes à clé publique RSA Autres algorithmes à clé publique 8.4 Signatures numériques Signatures à clé symétrique Signatures à clé publique Condensats de messages Attaque de l anniversaire 8.5 Gestion des clés publiques Certificats X Infrastructures de clés publiques 8.6 Sécurité des communications IPsec Gardes-barrières Réseaux virtuels privés Sécurité des transmissions radio 8.7 Protocoles d authentification Authentification fondée sur une clé secrète partagée 7

8 8.7.2 Établissement d une clé partagée : l échange de clés de Diffie-Hellman Authentification à l aide d un centre de distribution de clés Authentification au moyen de Kerberos Authentification par cryptographie à clé publique 8.8 Sécurité du courrier électronique PGP (Pretty Good Privacy) PEM, Privacy Enhanced Mail (courrier personnel amélioré) S/MIME 8.9 Sécurité du Web Menaces Appellations sécurisées SSL (Secure Sockets Layer) Sécurité des pages dynamiques 8.10 Problèmes sociaux Vie privée Liberté d expression Copyright 8.11 Résumé 8.12 Exercices 8

2. DIFFÉRENTS TYPES DE RÉSEAUX

2. DIFFÉRENTS TYPES DE RÉSEAUX TABLE DES MATIÈRES 1. INTRODUCTION 1 2. GÉNÉRALITÉS 5 1. RÔLES DES RÉSEAUX 5 1.1. Objectifs techniques 5 1.2. Objectifs utilisateurs 6 2. DIFFÉRENTS TYPES DE RÉSEAUX 7 2.1. Les réseaux locaux 7 2.2. Les

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