Sécurité et Réseaux. Rôle des équipements réseaux: Répéteur, Pont, Hub et Routeur.
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- Heloïse Hébert
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1 Sécurité et Réseaux Rôle des équipements réseaux: Répéteur, Pont, Hub et Routeur.
2 Sommaire Rappel : la pile OSI Les répéteurs Les ponts Les hubs Les switches Les routeurs Remarques sur l équipement universitaire. Conclusion Star Gate [Photo G.Loichot] Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 2/69
3 Rappel : La pile «OSI» 7 Application Sélection des services 6 Présentation Conversion des données 5 Session Contrôle des échanges entre processus 4 Transport Gestion des erreurs Réseau Liaison Physique Gestion des connexions pour les couches supérieures Transport fiable des données sur le réseau physique Caractéristiques physique du support de communication. REP HUB P O N T R O U T E U R Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 3/69
4 Les Répéteurs Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 4/69
5 1. Les Répéteurs Problème Le signal s affaibli lorsqu il transite dans un câble. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 5/69
6 1. Les Répéteurs Problème Le signal s affaibli lorsqu il transite dans un câble. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 6/69
7 1. Les Répéteurs Problème Le signal s affaibli lorsqu il transite dans un câble. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 7/69
8 1. Les Répéteurs Problème Comment réaliser une liaison entre 2 parties d un réseau distantes de plusieurs centaines de mètres? Segment #1 Câble de liaison Segment #2 Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 8/69
9 1. Les Répéteurs Solution Il faut utiliser un équipement répondant au nom de «répéteur». Segment #1 Répéteur Segment #2 Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 9/69
10 1. Les Répéteurs Quel est le rôle du répéteur? 1. Permettre de franchir les limitations physiques dues aux câbles. 2. Permettre de faire «interface» entre 2 supports physiques différents. Coaxial Wireless Fibre optique Coaxial Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 10/69
11 1. Les Répéteurs Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique répéteur Physique Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique Le répéteur travaille au niveau 1 de la pile OSI. Conséquence : un répéteur ne sait absolument pas ce qui est véhiculé dans les groupes de bits qui lui arrivent. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 11/69
12 1. Les Répéteurs Comment travaille un répéteur? C est un «amplificateur de ligne». Il régénère le signal au niveau de son amplitude, de sa symétrie et de sa synchronisation. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 12/69
13 1. Les Répéteurs Comment travaille un répéteur? C est un «amplificateur de ligne». Il régénère le signal au niveau de son amplitude, de sa symétrie et de sa synchronisation. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 13/69
14 1. Les Répéteurs Les trames ayant été perturbées et qui contiennent des erreurs sont retransmises par le répéteur. Un répéteur n a pas besoin d administration. Il ne filtre pas les collisions. Il n a pas d adresse Ethernet. Avantages / inconvénients? Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 14/69
15 1. Les Répéteurs Limitations Le chemin le plus long entre 2 stations est : 3 segments de coaxial (sur lequel les stations sont connectées). 2 segments de liaison (lien entre 2 répéteurs). 4 répéteurs. 2.5km au plus. Temps de propagation d une trame (aller-retour) inférieur à 50 µs. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 15/69
16 1. Les Répéteurs Détection des collisions : Protocole CSMA-CD [Source F.Flückiger] Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 16/69
17 1. Les Répéteurs Détection des collisions : Protocole CSMA-CD [Source F.Flückiger] Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 17/69
18 1. Les Répéteurs Détection des collisions : Protocole CSMA-CD La station 2 émet un signal de collision (JAM). Tout le monde cesse d émettre. Tout le monde attend un temps aléatoire avant d émettre à nouveau. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 18/69
19 1. Les Répéteurs Comment le répéteur gère-t-il les collisions? Il va générer un signal de JAM sur les 2 (ou plus) segments auxquels il est connecté. Problème s il y a collision sur une liaison directe entre 2 répéteurs. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 19/69
20 1. Les Répéteurs Comment le répéteur gère-t-il les collisions? Il va générer un signal de JAM sur les 2 (ou plus) segments auxquels il est connecté. Problème s il y a collision sur une liaison directe entre 2 répéteurs. Signal de JAM Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 20/69
21 1. Les Répéteurs Comment le répéteur gère-t-il les collisions? Il va générer un signal de JAM sur les 2 (ou plus) segments auxquels il est connecté. Problème s il y a collision sur une liaison directe entre 2 répéteurs. Signal de JAM Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 21/69
22 1. Les Répéteurs Exemple d utilisation Dans le cas d une transmission Wireless Segment #1 Segment #2 Répéteur RJ-45 / Wireless Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 22/69
23 1. Les Répéteurs Exemple d utilisation Dans le cas d une transmission Wireless Segment #1 Segment #2 Répéteur RJ-45 / Wireless Répéteur Wireless Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 23/69
24 1. Les Répéteurs Exemple d utilisation Dans le cas d une transmission Wireless Segment #1 Segment #2 Répéteur RJ-45 / Wireless Répéteur Wireless Répéteur RJ-45 / Wireless Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 24/69
25 Les Hubs & Switches Rack de switches [Photo G.Loichot] Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 25/69
26 2. Hubs & Switches Quels sont leurs rôles? Relier les terminaux d un réseau entre eux Permettre la distribution des données entre les différents émetteurs et récepteurs Ces deux entités fonctionnent différemment Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 26/69
27 2. Hubs & Switches Rappel : Topologies Topologie en bus Tous les ordinateurs sont reliés à un support de transmission unique Topologie en étoile Tous les terminaux sont reliés individuellement à un nœud central et ne peuvent communiquer qu à travers lui. On utilise les câbles en paires torsadées ou en fibre optique pour ce type de topologie. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 27/69
28 2. Hubs & Switches Topologie en Bus Topologie en Etoile Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 28/69
29 2. Hubs & Switches Topologie en Bus Avantages : Peu coûteux Simple et facile à mettre en oeuvre Inconvénients Un défaut de connectique entraîne la panne du réseau Un problème est difficile à isoler Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 29/69
30 2. Hubs & Switches Topologie en Etoile Avantages : La panne d un ordinateur n a pas d incidence sur le reste du réseau Contrôle du réseau centralisé Inconvénients Si le point central tombe, tout le réseau est inopérant Plus onéreux qu un réseau en bus Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 30/69
31 2.1 Hubs : Principe Qu est ce qu un hub? Dispositif permettant de réaliser une configuration en étoile Tout élément connecté à un hub peut accéder physiquement à n importe quel autre élément connecté sur ce hub. Possède plusieurs ports (généralement 4, 5, 8, 16, 32 ) Utilise le mode «Half Duplex» (communication unidirectionnelle) Niveau 1 de la pile OSI. Parfois appelé «Répéteur multiports» Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 31/69
32 2.1 Hubs Trois hubs Ethernet [Source : ] Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 32/69
33 2.1 Hubs : Fonctionnement Comment fonctionne t-il? Concentre les données qu il reçoit et régénère le signal On dit qu il «répète» les données reçues sur l ensemble de ses ports de sortie. Le destinataire sait quand les données lui sont destinées Quelles en sont les conséquences? Trafic inutile sur le réseau Les performances diminuent Tous les terminaux connectés au hub peuvent être configurés à «écouter» les informations qui passent à travers le réseau la sécurité n est pas très bonne Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 33/69
34 2.1 Hubs : Schéma Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 34/69
35 2.1 Hubs : Différents types Il existe deux types de concentrateurs : Les concentrateurs actifs : ils sont alimentés électriquement et régénèrent le signal sur les différents ports Les concentrateurs passifs : ils n amplifient pas le signal et ne se contentent que d envoyer l information sur les différents ports. Il existe des hubs à 10Mbps et d autres à 100Mbps. Certains sont capables de gérer ces deux débits. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 35/69
36 2.1 Hubs : Connexion en cascade Il est possible de connecter plusieurs hubs entre eux But : connecter un plus grand nombre de machines Utilisation d un câble croisé pour connecter deux hubs entre eux Les hubs possèdent généralement un port «uplink» qui permet de connecter deux hubs entre eux avec un câble droit Certains hubs sont munis d un bouton poussoir qui permet de passer le dernier port en droit ou en croisé (uplink) Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 36/69
37 2.1 Hubs : Connexion en cascade [Source : ] Le nombre de hubs en cascade est limité. Pourquoi? Il n est pas possible d avoir un nombre illimité de hôtes sur plusieurs hubs en cascade Le hub traite le signal petit délai et avec plusieurs hubs en cascade, le délai augmente. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 37/69
38 2.2 Switches : Principe Qu est ce qu un switch? Même caractéristiques que le hub au niveau de la topologie du réseau Tout élément connecté à un switch peut accéder physiquement à n importe quel autre élément connecté sur ce switch. Possède plusieurs ports (généralement 4, 5, 8, 16, 32 ) Utilise le mode «Full Duplex» (communication bidirectionnelle) Niveau 2 du modèle OSI. Parfois appelé «Pont multiports» Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 38/69
39 2.2 Switches : Fonctionnement Comment fonctionne t-il? Décode l en-tête du message pour connaître l adresse du destinataire Transmet l information au destinataire uniquement Permet à plusieurs stations d émettre en même temps Quelles en sont les conséquences? Réduction du trafic inutile sur le réseau Les performances sont améliorées Contrairement aux hubs, les autres ordinateurs connectées au switch n «écoutent» pas les données qui ne leur sont pas destinées la sécurité est accrue Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 39/69
40 2.2 Switches : Schéma Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 40/69
41 2.2 Switches : Fonctionnement Au démarrage, le switch crée une table de correspondance : Adresses MAC N de port de connexion Table = mémoire interne du switch Taille de la table varie selon les modèles De 512 à 1024 entrées pour des switchs 5 ports bon marché, à 8192 entrées pour des switchs possédant plus de ports et plus chers. Lorsqu un switch reçoit une trame, il va regarder si l adresse du destinataire se trouve dans sa table. Si oui, alors il redirige l information sur le port adéquat. Lorsqu'une trame contient une adresse inconnue ou lorsqu'elle indique une adresse de broadcast, le switch la propage sur tous les ports, afin que toutes les stations puissent la lire. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 41/69
42 2.2 Switches : Différents types Il existe plusieurs types de fonctionnement : Store & Forward : Exécute diverses opérations telles que la détection d erreur et le filtrage au sein d un protocole. Il stocke les trames puis envoie celles-ci sur le port adéquat Avantage : ne propage pas les erreurs et accepte le mélange de différents média de liaisons (câble coaxial, fibre optique ) Cut Through : Analyse l adresse MAC de destination et redirige le flot de données sans aucune vérification Et plusieurs dérivés de ce dernier mode Cut Through Runt Free Early Cut Through Adaptive Cut Through Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 42/69
43 2.3 Hubs vs Switches Quelles sont les différences entre ces deux entités? Hub : Tous les terminaux connectés à un hub peuvent être configurés à «écouter» l information problème de sécurité Trafic inutile sur l ensemble du réseau La bande passante totale est limitée à la vitesse du hub. Un hub 100 Base-T offre 100Mbps de bande passante partagée entre tous les systèmes terminaux, quelque soit le nombre de ports Transferts «Half Duplex» Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 43/69
44 2.3 Hubs vs Switches Switch : Il connaît le destinataire du message. Les terminaux connectés ne peuvent pas «écouter» l information sécurité plus grande Trafic inutile diminué La bande passante totale est déterminée par le nombre de ports sur le switch : Un switch 100Mbps à 8 ports peut gérer jusqu à 800Mbps de bande passante Transferts «Full Duplex» Plus cher qu un hub, mais le rapport performance/prix est accru Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 44/69
45 2.3 Hubs vs Switches Conclusion : Un hub est suffisant pour des réseaux personnels à petite échelle Le switch est nécessaire pour des plus grands réseaux (entreprises, université) Les hubs ne sont pratiquement plus utilisés, car les switches sont maintenant à des prix abordables Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 45/69
46 Les Ponts Pont à Paris [Photo G.Loichot] Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 46/69
47 3. Les Ponts Quel est le rôle du pont? Permet de segmenter le réseau. [Source : Jean-Luc ARCHIMBAUD ] Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 47/69
48 3. Les Ponts Les particularités de fonctionnement Fonctionne selon la couche Liaison données du modèle OSI. Garde dans la mémoire de ses interfaces la liste des adresses MAC de chaque machine. Décide de la nécessité de propagation du paquet sur les autres interfaces en fonction du segment. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 48/69
49 3. Les Ponts Trois modes de fonctionnement 1. Auto-learning. 2. Table figée avec les adresses des stations. 3. Mixte avec des filtres manuels. Certains protocoles ne peuvent utiliser que des ponts (LAT p.ex.) Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 49/69
50 3. Les Ponts Avantages et contraintes d utilisation + Permet de réduire le trafic. Augmente le niveau de confidentialité. Pas de limite de distance. - Peut légèrement ralentir le passage d un réseau à l autre. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 50/69
51 Les Routeurs Star Gate [Photo G.Loichot] Anciens routeurs [Photo G.Loichot] Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 51/69
52 4. Les Routeurs Présentation d un routeur Un équipement qui connecte deux réseaux à longue distance (WAN), ou deux segments du même LAN. [Source : ] Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 52/69
53 4. Les Routeurs Les fonctionnalités Similaire aux ponts et aux switches (au point de vue de connexion des segments du LAN) Travaille avec les adresses IP (niveau 3 de la pile OSI) Utilise des algorithmes de routage Maintient la table de routage avec l information spécifique. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 53/69
54 4. Les Routeurs routeur table Enveloppe Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 54/69
55 4. Les Routeurs routeur table Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 55/69
56 4. Les Routeurs routeur table Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 56/69
57 4. Les Routeurs routeur table Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 57/69
58 4. Les Routeurs Un peu d histoire [Source : ] Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 58/69
59 4. Les Routeurs Types de routage 1. «Distance vector» Etablissement d une table de routage en calculant le «coût» aux autres routeurs (le nombre de sauts) Transmission de cette table aux voisins. A chaque demande de connexion, la route la moins coûteuse est choisie. ) ) Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 59/69
60 4. Les Routeurs Types de routage 2. «Link state routing» Ecoute du réseau en continue afin de recenser l information sur l environnement. Calcule du chemin le plus court (en temps). Diffusion de cette information aux routeurs voisins sous forme de paquets de mise à jour. Tous les autres routeurs construisent leur propre table de routage de la même façon (algorithme utilisé : Dijkstra) Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 60/69
61 4. Les Routeurs Avantages Très bon filtre. Une erreur au niveau Ethernet d un côté n affecte pas l autre coté. Equipement connu par les protocoles de niveau 3 de la pile OSI. Désavantages Coût. Configuration pas toujours aisée. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 61/69
62 4. Les Routeurs B-Routeur Routeur multi-protocoles. Agit en priorité comme un pont : pour les protocoles non routables : LAT, TOKEN-RING pour ce qu il ne sait pas router Route les paquets dans les autres cas. Répond à tous les besoins, mais il faut savoir le configurer. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 62/69
63 Le réseau universitaire Remerciements A Monsieur Alain Hugentobler, responsable de la sécurité informatique. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 63/69
64 5. Le réseau universitaire Actuellement Il n y a plus de répéteur au sens premier du terme. Tout a été remplacé par des switches. Les seuls répéteurs encore actifs sont utilisés pour le réseau Wireless. Les hubs ont également disparus au profit des switches. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 64/69
65 5. Le réseau universitaire Le «nouveau» réseau La nouvelle infrastructure avec un nœud central nommé «Star Gate» date du mois de mai La tendance actuelle est d avoir un port de switch par host. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 65/69
66 5. Le réseau universitaire Le «nouveau» réseau La nouvelle infrastructure avec un nœud central nommé «Star Gate» date du mois de mai La tendance actuelle est d avoir un port de switch par host. On constate donc une tendance à la centralisation. Que se passe-t-il en cas de panne? Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 66/69
67 5. Le réseau universitaire En cas de crash Si le routeur central tombe : tout tombe! Quelques switches secondaires sont stockés dans les locaux. Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 67/69
68 5. Le réseau universitaire Le choix des équipements La compatibilité avec le matériel existant. La compatibilité en terme de management (statistiques, ). La compatibilité avec la norme du réseau existant. Le prix : le budget réduit implique la non redondance des équipements. La fiabilité (fonctionnement de 10 ans environ). Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 68/69
69 Merci de votre attention Questions? Procopiou Harris Shynkarev Igor Loichot Gregory 69/69
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