Un monde de TCP/IP. Série de rappels

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1 Un monde de TCP/IP Série de rappels 1

2 Request for Comments Standards officiels de la communauté Internet Beaucoup de RFC sont uniquement publiées dans un but d information 2

3 Modèle OSI Application layer Presentation layer Session layer Transport layer Network layer Data Link layer Physical layer 3

4 Les couches dans les paquets Chaque couche encapsule la précédente Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique fichier Données présentation Données session Données transport Données réseau Données liaison Données physique (bits) 4

5 TCP/IP model 1/3 Application layer TCP / UDP layer IP layer Data link layer Physical layer 5

6 Pile de protocoles Internet usuelle Couche application Echange de données entres applications (HTTP, HTTPS, SMTP) Couche transport Liaison entre deux machines (TCP, UDP) Couche réseau Adressage Internet, Routage, Acheminement des paquets (IP, ICMP) Couche liaison Liaison peer to peer, intégration avec le Hardware (Ethernet, PPP) 6

7 TCP/IP model 2/3 Application layer TCP / UDP layer IP layer Data link layer Physical layer Application layer TCP / UDP layer IP layer Data link layer Physical layer 7

8 Parallèle: La pile de NetBEUI Pile utilisée par Microsoft Windows Conçue à l origine pour des petits réseaux locaux NetBEUI disparaît avec MS Windows 2000 Application : WINS, SMB (Server Message Block), NCB (Network Control Block), RPC (Remote Procedure Control) Session : NetBIOS (Network Basic Input/Output System) Transport/Réseau : NetBT (NetBios over Tcp/ip), NetBEUI (NetBios Extented User Interface) Liaison/Physique : Ethernet, token-ring, Application Session Transport/Réseau Liaison/Physique 8

9 Exemple Web Web browser Protocole HTTP Web server Implémentation TCP Protocole TCP Implémentation TCP Implémentation IP Protocole IP Implémentation IP Driver Ethernet Protocole Ethernet Ethernet Driver Ethernet 9

10 1 er et 2 ème niveaux (layers) Les deux plus bas niveaux (physique et liaison de données - physical and data link) acheminent les datagrammes entre les machines d un même LAN On trouve plusieurs médias et plusieurs protocoles à cet effet ethernet, token ring, ATM, etc. 10

11 Maximum Transmission Unit Chaque réseau de niveau 2 possède sa propre valeur de MTU La MTU spécifie la taille maximale que le média réseau peut transporter en un seul datagramme 11

12 Path MTU (Maximum Transmission Unit) Et quand on traverse des segments de technologies de niveau 2 différentes?

13 Path MTU La Path (chemin) MTU représente la plus petite MTU des réseaux de 2ème niveau rencontrés sur le chemin La Path MTU est une information très utile pour optimiser la fragmentation IP 13

14 3 ème niveau - Internet Protocol Internet protocol (IP) achemine les paquets entre des machines au travers de réseaux Chaque machine possède une adresse IP unique pour l identifier Une route doit exister entre la machine source et la machine de destination 14

15 TCP/IP model 3/3 Application layer TCP / UDP layer IP layer Data link layer Physical layer IP Dl Ph Application layer TCP / UDP layer IP layer Data link layer Physical layer 15

16 IP header Version IHL Type of Service Total Length Identification Flags Fragment Offset Time to Live Protocol Header Checksum Source Address Destination Address Options Padding

17 Rappel: Address Resolution Protocol ARP permet une association (mapping) entre une adresse de 3 ème niveau (IP) et une adresse de 2 ème niveau (Ethernet) ARP requests et replies RARP proxy ARP gratuitous ARP 17

18 ARP 18

19 Scénario 1: A veut dialoguer avec B situé sur le même réseau Host A Internet Host B Adresse de réseau /24 de à (exclus) 19

20 Scénario 2: A veut dialoguer avec B mais non situé sur le même segment Host A Internet Host B Adresse de réseau /24 de à (exclus) Adresse du routeur (passerelle par défaut)

21 Commandes de configuration du routage Windows Standard UNIX New UNIX Configuration de l adresse IP >ipconfig (NT, 2K, XP) or >winipcfg (Win9x,Me) >ifconfig >ip address show Configuration du routage >route print >route add >route add -p >netstat -rn >route >route add >netstat rn >ip route show >ip route add >ip mr Configuration ARP >arp -a >arp -d >arp > ip maddr > ip neighbour 21

22 Rappel: Routage IP Chaque machine et chaque passerelle sait quel sera le prochain saut (hop) pour router les paquets IP Le routage est toujours unidirectionnel Des informations de routage pour chaque direction doivent être définies séparemment Le routage peut être: Statique Dynamique Combinaison des deux 22

23 Routage statique Destination Gateway Netmask Flags Metric Ref Interface UG 0 0 ge U 0 0 ge U 0 0 ge U 0 0 ge U 0 0 lo U 1 0 ge2 La passerelle par défaut est La deuxième route indique que pour atteindre ce routeur et ce réseau il faudra utiliser l interface ge0. La route pour le réseau est directe DMZ. La route pour le réseau réseau interne. Le réseau représente l interface de loopback. Pour un réseau spécifique de R&D ( ), le routeur/firewall devra utiliser

24 Configuration du Routeur/Firewall / /24 ge2.5 ge0.5 ge / / / /0 Destination Gateway Netmask Flags Metric Ref Interface UG 0 0 ge U 0 0 ge U 0 0 ge U 0 0 ge U 0 0 lo U 1 0 ge2 24

25 Exemple de routage Internet Routes par défaut net A+B r1 a2 Réseau A Routes statiques selon texte attaché net B a1 net B r2 a3 b4 Réseau B b1 b2 b3 25

26 Exemple de (mauvais) routage asymétrique Internet Routes par défaut FW a2 Réseau A a1 Client b2 Réseau B b1 a3 Serveur Client a1 veut se connecter à Serveur b1 mais Serveur b1 répondra directement par le réseau A via a3. 26

27 Fragmentation IP Si un paquet IP est plus gros que la MTU du niveau du lien, le paquet a besoin d être fragmenté Les fragments sont des paquets IP indépendant mais partageant la même identité IP Les fragments sont routés séparemment et réassemblés à la destination finale 27

28 4 ème niveau - Protocoles de Transport Les protocoles de transport définissent les points d arrivée au sein d une machine (ports) Les deux protocoles les plus utilisés transmission control protocol (TCP) user datagram protocol (UDP) TCP possède bien plus de fonctionnalités que UDP, mais il est donc plus complexe à paramètrer 28

29 UDP UDP est un protocole sans connexion connectionless protocol Pas de fiabilité rajoutée par dessus le niveau IP Toutes les retransmissions doivent être gérées par le niveau Application Simple à implémenter, très suffisant la plupart du temps 29

30 UDP header Source Destination Port Port Length Checksum

31 TCP TCP est un protocole orienté connexion connection-oriented protocol Une connexion est établie avant tout envoi de données Une connexion TCP se place exactement entre deux points finaux Quand la connexion n est plus utilisée, elle est terminée 31

32 TCP Protocole fiable Les applications n ont pas à se soucier des problèmes de retransmissions Tampons de données Nécessaires du côté émetteur comme du côté récepteur 32

33 TCP header Source Port Destination Port Sequence Number Acknowledgment Number Data U A P R S F Offset Reserved R C S S Y I Window G K H T N N Checksum Urgent Pointer Options Padding

34 Connexion TCP 3 way handshake 34 Client Serveur syn syn/ack ack DATA fin Terminaison de la connexion Étqblissement de la connexion ack fin ack

35 Ca peut rapidement devenir lourd simplification par le niveau supérieur e.g. HTTP 1.0 vs. 1.1 Connections Client 1 3 SYN SYN/ACK ACK GET HTTP/1.0 Serveur 2 Three-Way Handshake Connection Setup Client 1 3 SYN SYN/ACK ACK GET HTTP/1.1 Serveur 2 N-3 N ACK HTTP/ OK Data Data ACK FIN ACK FIN/ACK ACK N-2 N-1 Single HTTP Request Multiple HTTP Requests Three-Way Handshake Connection Tear-Down N-3 N ACK HTTP/ OK Data Data ACK FIN ACK FIN/ACK ACK N-2 N-1 HTTP 1.0 HTTP

36 3/4 ème niveau Internet Control Message Protocol ICMP permet d envoyer des messages d erreur et d autres indications sur l état du réseau qui doivent attirer notre attention E.g. utilitaires ping, traceroute Deux principaux types: Requêtes/réponses - queries/replies Messages d erreur - error messages 36

37 Message ICMP Type Code Checksum (content depends on type and code)

38 Requêtes ICMP echo request / reply connu comme ping (certains traceroute) aide à vérifier que la machine distante est up&running router solicitation / advertisement une machine demande un routeur par défaut par une sollicitation et un routeur présent répond par une publication timestamp request / reply une requête pour l heure depuis minuit (ms) address mask request / reply une requête pour un masque de sous-réseau généralement envoyé sur l adresse de broadcast 38

39 Erreurs ICMP Le message reprend l entête IP et les 8 premiers octets du datagramme IP ayant provoqué l erreur destination unreachable network unreachable host unreachable protocol unreachable port unreachable fragmentation needed but don t fragment bit is set source route failed redirect Envoyé par un routeur au précédent pour indiquer une route plus rapide time exceeded le TTL, décrémenté à chaque saut, est arrivé à 0 39

40 Rappel: Domain Name System Des noms lisibles par les humains normaux sont plus faciles à retenir que des numéros IP Le DNS fait la relation entre les adresses IP et les noms de domaines Les informations de mapping sont distribuées et maintenues par les serveurs DNS à travers la planète entière 40

41 Exemple: Navigation Web Workstation IP: ws.client.com 1 4 DNS local IP: ns1.client.com Internet Serveur Web IP: DNS distant IP: dns.cible.com 41

42 Rappel: [uni multi broad]cast Unicast un destinataire Multicast un groupe de destinataires Broadcast destiné à "tout le monde" 42

43 Adresse Ethernet et *cast un octet pair pour l octet de poids fort (even byte as the most significant byte) de l adresse MAC indique une adresse de type unicast un octet pair indique une adresse de type multicast FF:FF:FF:FF:FF:FF est l addresse de broadcast (un cas particulier de multicast) 43

44 Adresse IP et *cast Les adresses IP de à sont de type multicast Les adresses plus petites sont de type unicast La dernière adresse de chaque segment de réseau représente son adresse de broadcast 44

45 IP Multicast Ethernet Toutes les adresses IP de type Multicast sont associées à une plage d adresses MAC spécifique La plage d adresse est de 01:00:5E:00:00:00 à 01:00:5E:7F:FF:FF Pour compléter l adresse, copier les 23 bits de poids faible de l adresse IP multicast dans les 23 bits de poids faible de l adresse MAC Une adresse MAC de type multicast peut servir jusqu à 32 adresses IP de type multicast 45

46 Multicast IP: principe de fonctionnement broadcast unicast multicast Source Inscription au groupe

47 Interfaces Ethernet et *cast Habituellement, chaque NIC (network interface card == carte réseau) présente exactement une adresse MAC de type unicast un NIC peut présenter de 0 à N adresse IP unicast un NIC peut aussi rejoindre de 0 à M adresses (IP ou MAC) multicast 47

48 Rappel: Internet Group Management Protocol Le protocle IGMP permet de délivrer du traffic IP multicast par l intermédiaire de routeur IP standards Les machines envoient aux routeurs des messages de join IGMP pour se joindre à un groupe IP multicast 48

49 Internet Group Management Protocol Les routeurs gardent une trace des segments et des machines qui ont rejoint ou quitté les groupes multicast Certains switches ethernet peuvent interpréter ces messages et ne transmettre les datagrammes que sur les ports où des machines sont effectivement à l écoute de traffic de type multicast 49

50 Abbreviations ATM - Asynchronous Transfer Mode DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol DNS - Domain Name System EDIFACT - Electronic Data Interchange for Administration, Commerce, Transportation FDDI - Fibre Distributed Data Interchange HTTP - Hypertext Transfer Protocol HTTPS - HTTP Secure HTML - Hyper Text MarkUp Language IAB - Internet Architectural Board ICMP - Internet Control Message Protocol IMAP - Internet Message Access Protocol IP - Internet Protocol ISO - International Standardization Organization Isoc - Internet Society ISP - Internet Service Provider LAN - Local Area Network 50

51 Abbréviations (2) MAC - Media Access Control MAN - Metropolitan Area Network MIME - Multipurpose Internet Mail Extensions MTA - Mail Transport Agent OSI - Open Systems Interconnection P2P - Peer to peer PAN - Personal Area Network PC - Personal Computer POP - Post Office Protocol PPP - Point to Point Protocol QoS - Quality of Service SMTP - Simple Mail Transfer Protocol TCP - Transfer Control Protocol UDP - User Datagram Protocol WAN - Wide Area Network WLAN - Wireless Local Area Network 51

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