NE210 Introduction aux réseaux

Transcription

1 NE20 Introduction aux réseaux Qu est-ce qu un réseau informatique? années 50/60 débuts de l informatique systèmes centralisés (centre de calcul, salle informatique) salle info utilisateurs apportent leur travail... salle info traitement de l information... puis utilisent des terminaux (écran/clavier) informatique + = réseaux informatiques télécoms tout au long du 20ième siècle développement des télécommunications téléphone mondial radio, télévision satellites transport de l information FIG. Naissance des réseaux informatiques

2 Usage des réseaux informatiques 2 Caractéristiques physiques des réseaux A C émission destinataire (adresse) message filtrage D canal partagé filtrage réception B D FIG. 2 Principe du réseau à diffusion distance entre processeurs étendue type 0, m carte m meuble PAN 0 m pièce 00 m immeuble LAN km campus 0 km ville MAN 00 km pays 000 km continent WAN km planète l Internet TAB. Classification des réseaux par taille amplificateur Cable coaxial Tête rés. prise FIG. 3 cablé de télévision 2

3 Commutateur fibre haut débit Cable coaxial Tête rés. prise Fibre FIG. 4 cablé TV/Internet hôte routeur ligne LAN sous réseau FIG. 5 Wide area network (WAN) 3

4 utilisateur téléphone POP FAI régional ferme de serveurs LAN d entreprise FAI régional épine dorsale 2 NAP épine dorsale épine dorsale 3 FIG. 6 Exemple d inter-réseau 4

5 3 Notion de protocole André Bertrand Bonjour Bonjour Comment ça va? Bien, et toi? Bien merci Blabla blabla Au revoir Au revoir temps FIG. 7 Chronogramme du protocole de conversation RRQ 0 nom du fichier 0 mode 0 WRQ 02 nom du fichier 0 mode 0 DATA 03 n 0 à 52 octets de ACK 04 n ERROR 05 err message 0 FIG. 8 Messages du protocole TFTP nom listen connect receive send disconnect description attente d une connexion ouverture connexion avec pair à l écoute attente d un message envoi d un message libération d une connexion FIG. 9 Exemples de primitives pour une communication client-serveur 5

6 client serveur listen connect(dest) receive(buffer) send(data) receive(buffer) traite requete génère réponse send receive(buffer) disconnect disconnect FIG. 0 Exemple d utilisation des primitives 4 Architecture en couches processus client processus client service get_file() send_file() recv_request() TFTP protocole TFTP (messages) TFTP service send()/recv() send()/recv()??? support physique FIG. Communication TFTP 6

7 Hôte couche 5 Protocole de couche 5 Hôte 2 couche 5 couche 4 Protocole de couche 4 couche 4 interface entre couches 4 et 5 couche 3 Protocole de couche 3 couche 3 interface entre couches 3 et 4 couche 2 Protocole de couche 2 couche 2 interface entre couches 2 et 3 couche Protocole de couche couche interface entre couches et 2 support physique FIG. 2 Architecture à 5 couches Couche 5 M Protocole de couche 5 M 4 H4 M Protocole de couche 4 H4 M 3 H3 H4 M H3 M2 Protocole de couche 3 H3 H4 M H3 M2 2 H2 H3 H4 M T2 H2 H3 M2 T2 Protocole de couche 2 H2 H3 H4 M T2 H2 H3 M2 T2 Protocole bits bits de couche bits bits émetteur récepteur FIG. 3 Flot d information pour une communication de niveau 5 7

8 7 Application protocole application Application Interface 6 Présentation protocole présentation Présentation Interface 5 Session protocole session Session 4 Transport protocole transport Transport 3 2 Liaison Liaison Liaison Liaison Physique Physique Physique Physique Hôte A Routeur Routeur Hôte B FIG. 4 Modèle de référence OSI Couches du modèle de référence OSI application transfert de fichier, etc. présentation s occupe de la syntaxe et sémantique de l information transmise, par exemple l encodage dans un format standard (codage entier dépend des architectures gros/petit-boutiste big/little-endian, caractères peuvent utiliser le code ASCII, iso-latin, unicode...) session gestion du droit de parole (en particulier si plus de deux parties, ex. vidéoconférence) gestion de points de contrôle et de reprise synchronisation de plusieurs flux (audio/vidéo) transport couche de bout en bout identification d un processus sur la machine contrôle de flux (de bout en bout) type de service demandé réseau achemine les paquets de nœud en nœud jusqu à la destination comptabilité pour facturation... liaison de gère la transmission entre deux machines directement connectées groupe les bits en trames (frames) fiabilité : CRC + numérotation et acquittements contrôle de flux si réseau à diffusion, gestion de l accès au canal partagé physique transmet les bits sur un support physique représentation des 0 et (tension, intensité électrique, durée...) duplex/simplex combien de broches sur les connecteurs, rôle de chacune... Ce n est pas le support physique de transmission! 8

9 A P S T R L bits FIG. 5 Transmission de dans le modèle OSI Application FTP HTTP TFTP Transport TCP UDP IP sous jacent Eth. ADSL WiFi FIG. 6 Le sablier Internet Couches du modèle de référence TCP/IP application transfert de fichier, etc. transport deux protocoles fournissant des services différents entre paires de processus sont disponibles : Transmission control protocol (TCP) acheminement fiable d un flux d octets, avec contrôle de flux et contrôle de congestion. User datagram protocol (UDP) acheminement non fiable de messages. réseau couche de convergence permettant d offrir un service standard quel que soit le réseau sous-jacent (IP over everything). IP (Internet protocol) fonctionne en mode datagramme (sans connexion), et fournit un service au mieux (best effort). Cela signfie que IP tente d acheminer les paquets à leur destination, mais ne fournit pas de garantie d arrivée, d ordre ou d intégrité. réseau sous-jacent peut être à peu près n importe quelle technologie de réseau local ou grande distance. 7 ISO Application TCP/IP Application 6 5 Présentation Session Pas présent dans le modèle Transport Liaison Physique Transport Internet sous jacent FIG. 7 Modèles de référence OSI et TCP/IP 9

10 couche unité de passerelle application message proxy/relai transport segment (TCP) ou datagramme (UDP) réseau paquet routeur liaison trame pont ou switch physique bit répéteur ou hub FIG. 8 Noms utilisés dans le modèle hybride dest=c src=a C2 LLC MAC LLC MAC LLC MAC C PHY PHY PHY A C... A FIG. 9 Couche liaison dans un réseau à diffusion B C 5 Le protocole IP H H2 H7 H8 réseau 2 H3 R R3 réseau réseau 4 H4 réseau 3 R2 H5 H6 FIG. 20 Un internet 32 bits (4 octets) Ver Hlen TOS Identifier D F M F Packet Length Frag. offset TTL Protocol Header checksum IP source address IP destination address min 5 lignes (min 20 octets) max 64 Koctets Options max 0 l. data FIG. 2 Structure d un paquet IP 0

11 H R R2 R3 H8 Eth IP (400) FDDI IP (400) P2P IP (52) P2P IP (52) P2P IP (376) Eth IP (52) Eth IP (52) Eth IP (376) FIG. 22 Fragmentation d un paquet Début de l en tête Début de l en tête Début de l en tête Début de l en tête Ident = x 0 Offset = 0 Ident = x Offset = 0 Ident = x Off=64 Ident = x 0 Off=28 Fin de l en tête Fin de l en tête Fin de l en tête Fin de l en tête 400 octets de 52 octets de 52 octets de 376 octets de FIG. 23 Fragmentation : en-tête classe A 0 réseau hôte classe B 0 réseau hôte classe C 0 réseau hôte classe D 0 adresse multicast classe E réservé FIG. 24 Classes d adresses IP HARDWARE TYPE (HTYPE) PROTOCOL TYPE (PTYPE) Hardware length (HLEN) Protocol length (PLEN) OPERATION Sender hardware address Sender protocol address Target hardware address Target protocol address FIG. 25 Format des messages ARP

12 Echo request demande d écho Echo reply... et réponse Timestamp request idem avec estampille temporelle Timestamp reply... Destination unreachable réseau ou hôte ou port non disponible Time exceeded TTL arrivé à 0 Redirect Je connais une meilleure route 6 Protocoles de transport : UDP et TCP FIG. 26 Quelques messages ICMP 32 bits (4 octets) Source port Datagram length Destination port Checksum 2 lignes (8 octets) Data FIG. 27 En tête UDP 32 bits (4 octets) Source port Destination port Hlen Sequence number Acknowledgment number U R G A C K P S H R S T S Y N F I N Rcv window size min 5 lignes (min 20 octets) Checksum Urgent data ptr Options max 0 l. Message (application data) FIG. 28 En tête TCP 2