Bac Professionnel Systèmes Electroniques Numériques. Couche Transport

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1 Couche Transport TCP et UDP Fiche de cours Nous avons vu que le modèle TCP/IP intègre une couche supérieure au dessus de la couche IP permettant le transport des informations issues d'une application. Cette couche est réalisée par deux protocoles distincts TCP et UDP que nous nous proposons d'étudier plus en détails. Présentation de la couche transport: Définition: La couche transport réalise l'interface entre la couche application et la couche IP. Cet interface fonctionne dans les deux sens. Or dans la pile TCP/IP, on voit apparaître un grand nombre d'applications : FTP, SMTP, POP3, HTTP, Telnet,... Problème posé: Lorsqu'une machine fonctionne, l'utilisateur, peut être amené à initier sur le réseau des échanges utilisant plusieurs applications. De même, il se peut que d'autres machines désirent échanger avec notre machine sur une même application Tous ces échanges doivent être réalisés sans erreurs et sans interférences. Il convient donc de différencier les différents échanges. C'est le rôle affecté à la couche transport. Elle doit réaliser le multiplexage des échanges dans le sens de l'émission, et le démultiplexage pour les échanges en réception. Le rôle de la couche transport consiste donc à permettre le contrôle du transport des informations à travers le réseau. C'est à dire: - le contrôle des erreurs de transmission - la gestion du flots de données - et la vérifications de ces données Le problème qui se pose est donc: Comment assurer une transmission correcte des données sans erreur Mise en œuvre dans la pile TCP/IP: La réponse à cette question est toujours un compromis entre la qualité de transmission désirée, le trafic généré par les contrôles et la bande passante disponible sur notre réseau La pile TCP/IP possède deux protocoles de transport ayant des caractéristiques différentes et permettant ainsi un choix suivant le compromis désiré. Ces deux protocoles sont : TCP : signifie (Transmission Control Protocol): Protocole orienté connexion. Il permet un contrôle intégral des erreurs et du flot de données - Page 1 / 6 - Le 05/11/ :24

2 UDP : signifie (User Datagram Protocol): Protocole non orienté connexion. Il ne réalise que très peu de contrôles. Ceux-ci doivent donc être réalisés ailleurs (dans la couche application forcément) Le choix entre TCP et UDP s'effectue dans la pile du modèle TCP/IP par l'application Notion de connexion: Les deux protocoles se différencient par la connexion. On parle de protocole orienté connexion, si la communication entre les machines est suivie (utilisation d'accusés de réception des informations entre les machines) On parle de protocole non orienté connexion, si la communication ne supporte pas ou très peu de contrôles. On pourrait imager ces deux types de connexion par le téléphone et le courrier Connexion et téléphonie Les deux correspondants sont en communication permanente, on se parle et se répond. Il y a un suivi de la communication. La perte de communication est validée par la sonnerie d'occupation. Non connexion et courrier Les deux correspondants s'écrivent. Chacun présume que le courrier arrivera chez l'autre. Si un courrier est perdu, on peut très bien ne pas s'en apercevoir, à moins que le contenu des courriers (couche application pour un réseau) ne comporte des informations de contrôle. Port et Socket: Le fonctionnement de la couche transport est lié au multiplexage et démultiplexage des transmissions. Pour pouvoir y parvenir, il faut : - préciser quelle application est liée à la transmission (accès aux couches supérieures) - et quelles sont les machines concernées (accès à la couche IP) Ces deux informations sont définies par - le port utilisé (propre à la couche application) - l'adresse IP (propre à la couche IP) La combinaison de ces deux informations défini le socket Ex : : 23 communication Telnet du poste : 80 communication HTTP du poste Page 2 / 6 - Le 05/11/ :24

3 Mise en scène: On pourrait imager la transmission et la notion de sockets par la disposition d'un immeuble. Présentation: Chaque étage correspond à une machine L'ascenseur correspond au réseau A chaque étage, le couloir possède des portes (ports du réseau). A chaque porte est affectée à une opération précise effectuée dans le bureau auquel elle donne accès (application du réseau). Les échanges de bureau à bureau s'effectuent par des coursiers qui circulent dans les couloirs et ascenseurs, et ne franchissement jamais les portes. Fonctionnement: Un employé désire envoyer un message. 1 Il ouvre sa porte et appelle un coursier (accès au réseau) 2 Il précise à celui-ci: - l'étage (c'est la machine donc l'adresse IP) - la porte (c'est l'application donc le port) - et fourni le courrier (ce sont les données de l'application) Il se peut que notre employé, désire une réponse ou une validation de la réception. S'il l'a précisé dans le courrier (protocole non orienté réseau: UDP), il envoi le coursier sans autre objet. Sinon, il indique au coursier que celui-ci doit lui rapporter un accusé de réception (acknowledge du protocole orienté réseau: TCP) 3 Le coursier emporte le courrier prend l'ascenseur jusqu'à l'étage défini (supposons qu'il existe), prend le couloir et frappe à la porte précisée. 4 Si le bureau est fermé (port fermé) la requête n'est pas réalisable. Si le bureau est ouvert (port ouvert) la requête va pouvoir être réalisée, c'est à dire que le coursier va remettre le courrier. 5 La remise du courrier s'effectue d'une façon différente suivant le mode de connexion utilisé. - cas mode non connecté. La remise s'effectue sans remarque particulière. - cas mode connecté. Dans ce cas, il faut considérer l'état de la connexion * ouverture de session: le coursier remet une demande spécifique qui permet d'authentifier l'émetteur (machine, port et application) et le coursier car celui-ci va servir pour toute la communication. * transmission de données: le coursier se fait reconnaître et donne son courrier. * fin de session: le coursier se fait reconnaître et indique la fin de session (et remercie tout le monde avant de se libérer) 6 La suite du travail du coursier va également être différent suivant le type de connexion mise en œuvre: - cas mode non connecté. C'est le plus simple. Le coursier reprend sa liberté et peut aller faire autre chose ailleurs. Si une erreur survient (ex: le port est fermé), le coursier abandonne le courrier dans une poubelle. - Page 3 / 6 - Le 05/11/ :24

4 - cas mode connecté. Dans ce cas, le coursier doit servir toute la communication. Il reste donc sous les ordres. Il va retourner vers l'émetteur pour lui indiquer que le message a été correctement remis (aknowledge). Si une erreur survient (ex: le port est fermé), le coursier en informe l'émetteur par un no-acknowledge. Il apparaît immédiatement que le protocole en mode connecté est beaucoup plus lourd pour le réseau. L'utilisation des sockets (@IP + port) est primordiale pour la communication au sein d'un réseau TCP/IP. En conclusion : Chaque application qui désire utiliser le réseau doit définir - quels contrôles elle désire sur la transmission de ses données (choix du protocole de transport UDP ou TCP et donc du mode de connexion) - qui elle est afin de pouvoir s'associer à l'application de la machine en vis-à-vis (port) - et vers qui elle exerce la transmission (adresse IP) Exemples: Liste d'applications mises en œuvre avec leur numéro de port: Application UDP TCP Commentaires Tepmux 1 Multiplexeur de service TCP Compressnet 2 Utilitaire de gestion Compressnet 3 Utilitaire de compression Echo 7 7 Fonction echo Discard 9 9 Elimination ou nul Systat Utilisateurs Daytime Jour et date Netstat Etat du réseau Qotd Quote of the day Chargen Générateur de caractères ftp-data 20 Données du protocole ftp ftp 21 Protocole de transfert de fichier telnet 23 Connexion de terminal réseau Smtp 25 Protocole de courrier simplifié Nsw-fe 27 Serveur de nom nsw Time Serveur d'heure Name Serveur nom d'hôte Domain / Nameserver Serveur de nom de domaine (DNS) - Page 4 / 6 - Le 05/11/ :24

5 Application UDP TCP Commentaires Bootps 67 Bootstrap protocole service (DHCP) Bootpc 68 Bootstrap protocole client (DHCP) tftp 69 Protocole de transfert de fichier ordinaire Gopher 70 Service gopher Rje 77 Remote Job Entry (Entrée job éloignée) Finger 79 Finger http 80 Service www Link 87 Liaison télétype (TTY) Supdup 95 Protocole supdup Hostnames 101 Serveur de noms d'hotes sri-nic Iso-tsap 102 Iso-tsap X Courrier électronique X400 X400-snd 104 Envoi courrier X400 Pop / Pop2 109 Protocole 1 et 2 poste (post office protocol) Pop3 110 Protocole 3 poste (post office protocol) Portmap / Sunrpc Port mapper / Service sun rpc Auth 113 Authentification Sftp 115 ftp sécurisé Path / uccp-path 117 Service voie UUCP nntp 119 Protocole de transfert d'informations réseau Usenet ntp 123 Protocole temps réseau Nbname 137 Nom NetBIOS nbdatagram 138 Datagramme NetBIOS Nbsession 139 Service session NetBIOS News 144 Nouvelles Sgmp 153 Sgmp Tcprepo 158 Répertoire tcp snmp 161 Protocole de gestion réseau simplifié Snmp-trap 162 Trap du protocole de gestion réseau simplifié Les numéros de ports sont attribués par l'iana (s'y référer le cas échéant). Les 1023 premiers sont réservés. Les autres sont libres. Les systèmes d'exploitations ouvrent et ferment les ports lors de l'initialisation des piles de protocoles réseau et lors de l'éxécution des applications. L'utilisateur n'en est donc pas maître. Sous Windows par exemple, certains ports sont ouverts à votre insu (ils ne peuvent pas être fermés même par l'administrateur) Sous linux c'est à l'administrateur de choisir les ports qui seront ouverts (ou fermés). C'est plus fastidieux, plus dangereux, mais aussi plus sécurisant quand on maîtrise bien le sujet. - Page 5 / 6 - Le 05/11/ :24

6 Un programmeur peut utiliser un port pour une application spécifique. Il se peut malheureusement que deux applications entrent alors en conflit car elles utilisent le même port. D'autre part, certains programmeurs peu scrupuleux ne referment pas les ports qu'ils ont utilisés et créent ainsi des points d'accès à votre machine. Enfin il est possible dans le cadre d'une politique de sécurisation de rediriger une application vers un autre port, on parle alors de translation de port. - Page 6 / 6 - Le 05/11/ :24