Protocoles Réseaux. UE obligatoire pour le parcours Système Réseaux Internet. Matthieu Picantin

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1 Public Protocoles x Matthieu Picantin LIAFA CNRS UMR 7089 Université Paris 7 Denis Diderot 7 février 009 UE obligatoire pour le parcours Système x Internet UE suggérée pour le parcours Systèmes d Information pour le parcours Math-Info UE envisageable pour le parcours ISIFAR, etc / / Organisation Contrôle des connaissances Cours TD groupe le vendredi de 0 0 à 0 en amphi A le lundi de 0 00 à 00 (à partir du mars) en salle 06B TD groupe le vendredi de 8 0 à 0 0 (à partir du 6 mars) en salle E Première session partiel en avril (note P) examen entre début juin(note T ) Seconde session note première session = max( P+T, T ) examen fin juin (note S) note deuxième session = S picantin/pr09/ picantin/pr09/ / /

2 Hello! My name is HAL. Bibliographie Objectif Internetworking with TCP/IP (Volumes I, II, & III) D. Comer Prentice-Hall, 000 Computer Networking J. Kurose & K. Ross Addison Wesley, 00 Unix : Programmation, Communication J-M. Rifflet & J-B. Yunès Dunod, 00 picantin/pr09/ 5 / Maîtriser les protocoles non-applicatifs du réseau Internet s'il vous plaît? oui? la loge du king? au fond du couloir temps demande d'ouverture de connexion TCP réponse positive établissement connexion demande envoi de la page d'accueil 6 / Découpage horizontal vs découpage vertical Plusieurs critères Découpage géographique réseau local réseau d accès réseau d interconnexion Découpage conceptuel services rendus à l utilisateur fonctions de contrôle et de commande infrastructures Débit Goutte à goutte Multigigabit Taille x personnels x LAN, MAN & WAN Interconnexion de réseaux Mode Avec connexion Sans connexion Support Fil de cuivre Fibre optique Technologie Point à point Diffusion individuelle Diffusion restreinte/générale Qualité de service Fiabilité vs bande passante Délai vs gigue 7 / 8 /

3 Taille : LAN, MAN & WAN Taille : LAN, MAN & WAN Du plus petit au plus étendu Distance entre processeurs Emplacement des processeurs local (LAN) À chaque salle d un département d info peut correspondre un LAN. Ces différents LAN sont alors reliés au LAN fédérateur. m 0 m Un mètre carré Une salle personnel (PAN) LAN fédérateur pont (backbone) P P P P 00 m km Un immeuble Un campus local (LAN) serveur de fichiers 0 km 00 km 000 km Une ville Un pays Un continent métropolitain (MAN) longue distance (WAN) station de travail grappe de stations sur un seul LAN 0,000 km Une planète Internet LAN 9 / 0 / Taille : LAN, MAN & WAN métropolitain (MAN) Le Académique Parisien RAP est le réseau métropolitain de Paris dédié à l enseignement supérieur et à la recherche Taille : LAN, MAN & WAN global (WAN) RENATER est le REseau NAtional de télécommunications pour la Technologie l Enseignement et la Recherche GEANT INRIA Rocquencourt AFNIC Paris 0 Nanterre INRA Jouy-en-Josas RERIF Cergy Orsay GIP RENATER Jussieu Cité des Sciences BNF Cachan IRCAM Rectorat Paris Créteil INA Marne-la-vallée Ethernet Gbit/s,5 Gbit/s 0 Gbit/s noeud RENATER autre noeud Connexion à l'internet Rennes Nantes Caen Poitiers SFINX Angers Bordeaux Rouen Le Mans Tours Limoges Lille GEANT Compiègne Reims Strasbourg Nancy Orléans Dijon Besançon CERN Lyon Clermont-Ferrand Grenoble Evry SFRS CERIMES / La Réunion Nouvelle Calédonie Mayotte Tahiti Martinique Guadeloupe Connexion Guyane vers les DOM-TOM Pau Toulouse Montpellier Marseille Cadarache Nice Corté en Ile de France,5 Gbit/s NR NRI /

4 Plusieurs critères Technologie de transmission : diffusion vs point-à-point à diffusion Débit Goutte à goutte Multigigabit Taille x personnels x LAN, MAN & WAN Support Fil de cuivre Fibre optique Technologie Point à point Diffusion individuelle un unique canal de communication un message envoyé est reçu par toutes les machines du réseau ce message contient l adresse du destinataire seul le destinataire traite le message variante# : diffusion générale (envoi broadcast) variante# : diffusion restreinte (envoi multicast) Interconnexion de réseaux Diffusion restreinte/générale Mode Qualité de service Ordinateur Avec connexion Fiabilité vs bande passante Sans connexion Délai vs gigue Câble Ordinateur bus anneau / (description logique, forme physique quelconque) / Technologie de transmission : diffusion vs point-à-point Métriques de différenciation point-à-point grand nombre de connexions chaque connexion relie deux machines transit par machines intermédiaires plusieurs routes possibles diffusion individuelle (envoi unicast) Taille x personnels x LAN, MAN & WAN Interconnexion de réseaux Technologie Point à point Diffusion individuelle Diffusion restreinte/générale Routeur Sous-réseau En définitive Hôte émetteur Processus émetteur A Paquet B C D E Le routeur C choisit d'expédier les paquets vers E et non vers D Hôte destinataire Processus de réception La taille et la technologie de transmission (le débit, le mode, le support,...) sont des métriques de différenciation des réseaux importantes à considérer : c est d elles dont dépendra le choix des techniques à implémenter 5 / 6 /

5 Structuration en couches Service vs protocole vs interface Stratégie Egal intérêt porté aux aspects matériel et logiciel Logiciels réseaux dorénavant hautement structurés Couches, niveaux, strates, etc Gage de modularité face à la complexité de conception Maintenance, évolution et compatibilité facilitées Machine virtuelle Chaque couche fournit un service à la couche immédiatement supérieure dissimule les détails de son implémentation 7 / Communication entre couches de même niveau la couche k d une machine dialogue avec la couche k d une autre le protocole de couche k désigne les règles et les conventions qui gouvernent cette communication la définition du service correspond à la sémantique de la couche l interface précise comment les processus y accèdent couche k + couche k couche k - service fourni par la couche k protocole couche k + couche k couche k - 8 / Service vs protocole vs interface Protocoles Hôte Hôte protocole de couche 5 couche 5 couche 5 interface entre couches /5 protocole de couche couche couche interface entre couches / protocole de couche couche couche Un protocole est une spécification du format et du séquencement des messages échangés entre deux entités de communication (ou plus) des actions à réaliser lors de l émission et/ou de la réception de ces messages interface entre couches / couche interface entre couches / couche protocole de couche protocole de couche support physique couche couche C est un ensemble de règles de communication : langue commune de bon fonctionnement : partage de ressources conçues pour utiliser un support physique transporter l information utiliser l information 9 / 0 /

6 Protocoles Communications Hôte A Hôte B Communication virtuelle vs communication physique I like rabbits Message Philosophe J'aime bien les lapins aucune donnée n est transmise d une couche k à une autre couche k une communication entre couches de même niveau est virtuelle L: Dutch Ik vind konijnen leuk Information pour le traducteur distant Traducteur L: Dutch Ik vind konijnen leuk Fax #--- Information pour la secrétaire Fax #--- L: Dutch distante L: Dutch Secrétaire Ik vind Ik vind konijnen leuk konijnen leuk couche machine source machine destination couche 5 M protocole couche 5 M 5 H M protocole couche H M protocole H H M H M couche H H M H M H H H M T H H M T protocole couche H H H M T H H M T / / Interconnexion de Systèmes Ouverts Propositions d architectures réseaux des constructeurs Interconnexion difficile due au caractère propriétaire Intervention de l ISO (organisme indépendant de l ONU) Couche 7 Interface 6 Présentation 5 Session Protocole d'application Protocole de présentation Protocole de session Présentation Session APDU PPDU SPDU Principes Une couche par niveau d abstraction Des fonctions bien définies pour chaque couche La normalisation des protocoles pour objectif Un flux minimal aux interfaces Un nombre de couches raisonnable / Hôte A Protocole de transport Frontière du sous-réseau de communication Protocoles internes au sous-réseau TPDU Paquet Trame Routeur Routeur Hôte B Nom des unités Protocole de couche réseau hôte-routeur échangées Protocole de couche liaison de données hôte-routeur Protocole de couche physique hôte-routeur / Bit

7 Couche physique définit les moyens physiques de transmission de bits à l état brut gère l interface entre les supports et les équipements réseaux définit les caractéristiques optiques, électriques et mécaniques Couche liaison de données définit les procédures d exploitation du lien de communication permet l envoi de trames en séquence détecte et corrige les erreurs dues au support physique contrôle l accès au canal partagé (sous-couche MAC) Couche réseau détermine comment les données traversent le sous-réseau route les paquets en fonction d adresses réseaux uniques gère les passages entre différents réseaux permet un contrôle de congestion Couche transport assure un acheminement fiable et en séquence des messages permet le découpage/réassemblage des données cherche à optimiser les ressources réseaux 5 / 6 / Couche session assure la gestion du dialogue (et du jeton) gère la synchronisation Couche présentation définit la syntaxe et la sémantique des données gère conversion, reformatage, cryptage, compression Modèle parfaitement valable unanimement reconnu toujours très étudié Modèle incapable de s imposer mauvais moment mauvaise technologie mauvaise implémentation mauvaise politique Couche application est le point de contact entre l utilisateur et le réseau assure les services de base : telnet, HTTP, SMTP, FTP,... En définitive Vaincu, OSI a servi de leçon et reste une référence 7 / 8 /

8 Le modèle TCP/IP Le modèle TCP/IP OSI TCP/IP Couche hôte-réseau 7 n est pas vraiment spécifiée 6 5 Présentation Session absentes du modèle assure l envoi de paquet IP sur le réseau voit son implémentation liée à la technologie utilisée sur le réseau local Internet Couche internet interconnecte les réseaux distants sans connexion Hôte-réseau route les paquets IP sur l ensemble du réseau cherche à éviter les congestions 9 / 0 / Le modèle TCP/IP Le modèle hybride Couche 5 Protocole d'application Couche transport offre une transmission fiable avec connexion (TCP) Interface Protocole de transport Frontière du sous-réseau de communication message offre une transmission non fiable sans connexion (UDP) paquet assure un contrôle de flux Protocoles internes au sous-réseau Couche application trame offre les fonctions et services des couches supérieures bit Hôte A Pont Routeur Protocole de couche réseau hôte-routeur Protocole de couche liaison de données hôte-pont Hôte B Nom des unités échangées Protocole de couche physique hôte-pont / /