Architecture des réseaux

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1 Architecture des réseaux Pascal Sotin 18 avril 2017

2 Droits et devoirs en amphi PSO Étudiant(e)s Démarrage du cours H + 5 Présent(e) et prêt(e) à H + 5 Fin du cours à H 5 Actif/active jusqu à H 5 Pas d appel, pas d UA Impliqué(e) si présent(e) Respect Respect Pas de manipulation de téléphone portable Du silence pendant les explications Prise de notes et exercices avec papier et stylo Les diaporamas seront sur disponibles sur Moodle Un support de cours papier sera distribué vendredi Attention, pour les TD et TP : ponctualité et UA...

3 Introduction La place du réseau en DUT informatique Considérons les matières informatiques fondamentales : Système Administrer le matériel d un ordinateur Algorithmique et programmation Manipuler l information Bases de données Organiser des volumes d informations À quelle question s attaque le réseau?

4 Introduction La place du réseau en DUT informatique Considérons les matières informatiques fondamentales : Système Administrer le matériel d un ordinateur Algorithmique et programmation Manipuler l information Bases de données Organiser des volumes d informations À quelle question s attaque le réseau? Réseau Transmettre de l information entre entités distantes

5 Introduction À qui le réseau profite-t-il? Aux développeuses/développeurs Besoin de créer des programmes qui tirent profit du réseau Une culture réseau est importante Aux administratrices/administrateurs systèmes et réseaux Besoin de gérer et faire évoluer le réseau Une culture et un savoir-faire réseau sont indispensables Aux utilisatrices/utilisateurs avertis

6 Plan de la séance Plusieurs approches des réseaux informatiques : 1 Définition 2 Caractéristiques physiques 3 Situation ordinaire sous l angle réseau 4 Découpage en sous-problèmes 5 Configuration réseau d une machine ordinaire

7 Définition d un réseau informatique Réseau informatique Definition (Réseau informatique 1 ) Un réseau informatique est un ensemble d équipements reliés entre eux pour échanger de l information. Les équipements peuvent être Terminaux : producteur et consommateurs d information D interconnexion : nécessaires aux échanges Les équipements sont reliés par des supports physiques Les échanges d informations suivent des règles précises dictées par des protocoles 1. Wikipedia

8 Définition d un réseau informatique Exercice : classification (8 min) Cinq catégories équipement terminal équipement d interconnexion support physique protocole identifiant Des mots et des sigles à classer Adresse IP, adresse MAC, adresse postale, Allo, antenne relais, bitume, boîte aux lettres (jaune), code de la route, débit, échangeur routier, facteur, fibre optique, Freebox, IPv4, Internet, langue française, numéro de téléphone, papier à lettre, sismographe, TCP, téléphone portable, UDP, vous

9 Définition d un réseau informatique Classification Équipement Équipement Support Protocole Identifiant terminal d interconnexion physique sismographe antenne relais bitume Allo Adresse IP Freebox boîte aux lettres fibre optique code de la route adresse MAC téléphone portable échangeur routier papier à lettre IPv4 adresse postale vous facteur langue française numéro de téléphone Freebox TCP UDP Intrus : Internet (réseau), débit (caractéristique d une connexion)

10 Plan de la séance Plusieurs approches des réseaux informatiques : 1 Définition 2 Caractéristiques physiques 3 Situation ordinaire sous l angle réseau 4 Découpage en sous-problèmes 5 Configuration réseau d une machine ordinaire

11 Caractéristique physiques d un réseau informatique Infrastructure du réseau On observe l aspect physique du réseau Nature des équipements et des supports physiques Organisation des équipements et des liaisons Topologie Ordi 2 Y Ordi 1 Imprimante Z X Distances couvertes

12 Caractéristique physiques d un réseau informatique Performances du réseau On mesure les capacités du réseau Latence 1 : temps entre le départ et l arrivé de l information S exprime en s La variation de la latence au fil du temps est appelé gigue 2 Débit 3 : volume d information émis / reçu par unité de temps S exprime en bit.s 1 Parfois appelé abusivement bande passante 4 1. lag en anglais 2. jitter en anglais 3. bit rate ou throughput en anglais 4. bandwidth en anglais

13 Caractéristique physiques d un réseau informatique Exercice : calcul de débit et de latence (8 min)

14 Caractéristique physiques d un réseau informatique Exercice : calcul de débit et de latence (8 min) La distance à parcourir est de 10 km. Animal Chien Pigeon - nom scientifique Canis lupus Columba livia - vitesse moyenne 20 km.h 1 60 km.h 1 Équipement Disque dur externe Clé USB - capacité 2 To 128 Go - prix Quel est la latence et le débit des connexions ci-dessus (environ)?

15 Caractéristique physiques d un réseau informatique Calcul de débit et de latence La distance à parcourir est de 10 km. Animal Chien Pigeon - nom scientifique Canis lupus Columba livia - vitesse moyenne 20 km.h 1 60 km.h 1 Équipement Disque dur externe Clé USB - capacité 2 To 128 Go - prix Latence 30 min 10 min Débit 9 Gbit.s 1 1, 7 Gbit.s 1 Justification (cas du chien) : Latence = 10 km 20 km.h 1 = 0, 5 h = 30 min = s Données = 2 To = Go = Gbit Débit = Gbit s 9 Gbit.s 1

16 Plan de la séance Plusieurs approches des réseaux informatiques : 1 Définition 2 Caractéristiques physiques 3 Situation ordinaire sous l angle réseau 4 Découpage en sous-problèmes 5 Configuration réseau d une machine ordinaire

17 Affichage d une page web Affichons une page web

18 Affichage d une page web Modèle client-serveur Internet Ma machine 80 Firefox X Serveur web Requête HTTP Réponse HTTP

19 Affichage d une page web Fragmentation et encapsulation Écoute sur la carte réseau WiFi La réponse HTTP arrive en 10 morceaux Format d un morceau : Entête Ethernet Entête IP Entête TCP Fragment de réponse HTTP Fragments réassemblés : Entête HTTP Page HTML (compressée)

20 Plan de la séance Plusieurs approches des réseaux informatiques : 1 Définition 2 Caractéristiques physiques 3 Situation ordinaire sous l angle réseau 4 Découpage en sous-problèmes 5 Configuration réseau d une machine ordinaire

21 Le modèle OSI Une vision des choses : le modèle OSI Dans les années 70, des réseaux informatiques propriétaires TCP/IP (DoD), XNS (Xerox), SNA (IBM), DECnet (DEC), DSA (Bull)... Fournissent des services similaires S interconnecte difficilement avec les concurrents L organisme de standardisation ISO propose un modèle unique Open System Interconnection = OSI Idée : classifier et ordonner les problèmes réseaux 7 Application 6 Présentation format des données 5 Session organisation du dialogue 4 Transport transmission entre processus 3 Réseau transmission indirecte 2 Liaison transmission directe 1 Physique transmission de signaux

22 Architecture des réseaux Le modèle OSI Niveau 1 couche physique Transmission de l information sur le support physique Modulation/démodulation Passage du numérique à l analogique (et inversement) Exemples de supports physiques : Cuivre Métaphore : télégraphe Fibre Ondes électromagnétiques

23 Le modèle OSI Niveau 2 couche liaison de données Organisation des communications dans un voisinage proche Tous les interlocuteurs peuvent se parler directement Caractéristique du réseau local Détection et correction d erreurs Répartition de la parole (en cas de partage du support physique) Métaphore : déjeuner autour d une table

24 Le modèle OSI Niveau 3 couche réseau Circulation de l information à travers le réseau global Distribution de l information (routage) Adressage des machines Métaphore : la poste Protocole typique : IP

25 Le modèle OSI Niveau 4 couche transport Organisation du dialogue entre processus Identification { des activités d une machine Une machine : webetud.iut-blagnac.fr Ex. Deux services : HTTP (80), SSH (22) Gestion (ou pas) des faiblesses du réseau Protocoles typiques : TCP et UDP

26 Le modèle OSI Niveau 5 couche session Gestion des interactions Identification d un début et d une fin Ex. Connexion/déconnexion sur webetud Reprise sur erreur

27 Le modèle OSI Niveau 6 couche présentation Communication d information entre systèmes différents Interprétation des informations Ex. Caractère Unicode é devient à si interprété en ISO Latin 1 Compression de l information

28 Le modèle OSI Niveau 7 couche application Décrit le service rendu à l utilisateur final Autant de protocoles que de services imaginables HTTP : transfert de page web SMTP : envoi de courrier électronique IMAP : consultation d une boîte aux lettres électronique QOTD : citation du jour SSH : connexion à distance NTP : synchronisation d horloges...

29 Le modèle OSI Retour sur la pile OSI 7 Application 6 Présentation format des données 5 Session organisation du dialogue 4 Transport transmission entre processus 3 Réseau transmission indirecte 2 Liaison transmission directe 1 Physique transmission de signaux Une entité de la couche OSI de niveau N : Offre des services à la couche N + 1 Communique avec des entités distantes N Protocoles de communication de niveau N Utilise des services de la couche N 1

30 Le modèle OSI Exercice : moyen mnémotechnique (5 min.) 7 Application 6 Présentation format des données 5 Session organisation du dialogue 4 Transport transmission entre processus 3 Réseau transmission indirecte 2 Liaison transmission directe 1 Physique transmission de signaux Exercice (5 min.) Trouver un moyen mnémotechnique pour retenir la pile OSI

31 Le modèle OSI Moyens mnémotechniques 7 Application 6 Présentation format des données 5 Session organisation du dialogue 4 Transport transmission entre processus 3 Réseau transmission indirecte 2 Liaison transmission directe 1 Physique transmission de signaux 1 Pourquoi Les RT Sont des Personnes Anormales 2 Petite Licorne Rose Titubant Sur Plusieurs Arcs-en-ciel 3 Avec Pascal Sotin Tu Révises Les Partiels

32 Le modèle OSI Lien entre la définition et la pile OSI Definition (Réseau informatique) Un réseau informatique est un ensemble d équipements reliés entre eux pour échanger de l information. 7 Application 6 Présentation 5 Session 4 Transport 3 Réseau 2 Liaison 1 Physique Le support physique est géré par la couche 1 Un équipement terminal dispose d une pile complète Un équipement d interconnexion dispose de plusieurs piles qui s arrêtent au niveau 1, 2, 3 ou 4 Un protocole donné appartient à une couche

33 Plan de la séance Plusieurs approches des réseaux informatiques : 1 Définition 2 Caractéristiques physiques 3 Situation ordinaire sous l angle réseau 4 Découpage en sous-problèmes 5 Configuration réseau d une machine ordinaire Esprit du TP1

34 Le réseau d une machine ordinaire Cet ordinateur...

35 Le réseau d une machine ordinaire ifconfig $ ifconfig eth2 Link encap:ethernet HWaddr b4:74:9f:ee:43:b0 inet adr: Bcast: Masque: adr inet6: fe80::b674:9fff:feee:43b0/64 Scope:Lien UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 Packets reçus: erreurs:0 :0 overruns:0 frame: TX packets:99046 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 lg file transmission:1000 Octets reçus: (98.1 MB) Octets transmis: (32.4 MB) Interruption:16 Des éléments des couches 1 et 2 Ethernet est une technologie réseau b4:74:9f:ee:43:b0 est l adresse MAC Des éléments de la couche est l adresse IPv4 de la machine fe80::b674:9fff:feee:43b0/64 est l adresse IPv6 de la machine 7 Application 6 Présentation 5 Session 4 Transport 3 Réseau 2 Liaison 1 Physique

36 Le réseau d une machine ordinaire Pile réseau TCP/IP OSI TCP/IP 7 Application 6 Présentation Application 5 Session 4 Transport TCP UDP 3 Réseau IP 2 Liaison MAC MAC 1 Physique Ethernet Wi-Fi

37 Conclusion Plusieurs approches des réseaux informatiques : 1 Définition 2 Caractéristiques physiques 3 Situation ordinaire sous l angle réseau 4 Découpage en sous-problèmes 5 Configuration réseau d une machine ordinaire