Protocole TCP/IP. On classe généralement les protocoles en deux catégories selon le niveau de contrôle des données que l'on désire :

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1 Nom.. Prénom.. Protocole TCP/IP Qu'est-ce qu'un protocole? Un protocole est une méthode de codage standard qui permet la communication entre des processus s'exécutant éventuellement sur différentes machines, c'est-à-dire un ensemble de règles et de procédures à respecter pour émettre et recevoir des données sur un réseau. Il existe plusieurs protocoles selon ce que l'on attend de la communication. Certains protocoles seront par exemple spécialisés dans l'échange de fichiers (le FTP), d'autres pourront servir à gérer simplement l'état de la transmission sans gestion des erreurs. Sur Internet ou en réseau local, les protocoles utilisés font partie d'un ensemble de protocoles reliés entre eux. Cette suite de protocoles s'appelle TCP/IP. Elle contient, entre autres, les protocoles suivants : - HTTP (toutes les applications web) - FTP (applications de téléchargements de fichiers) - UDP (Logiciel Pronote par exemple ou jeux vidéos en ligne) - SMTP (envoi de mails) - POP3 (réception de mails) - ARP (protocole de résolution d adresses IP) - ICMP (protocole de gestion des erreurs de transfert de données) - Etc On classe généralement les protocoles en deux catégories selon le niveau de contrôle des données que l'on désire : Les protocoles orientés connexion (Ex http) : Il s'agit des protocoles opérant un contrôle de transmission des données pendant une communication établie entre deux machines. Dans un tel schéma, la machine réceptrice envoie des accusés de réception lors de la communication, ainsi la machine émettrice est garante de la validité des données qu'elle envoie. Les données sont ainsi envoyées sous forme de flot. TCP est un protocole orienté connexion. Chaque couche supérieure reprend (encapsule) les informations de la couche inférieure. Application Datas Transport Header Datas Internet Header Header Datas Network Header Header Header Datas

2 Couche «Application layer» Couche «Transport layer» Couche «Internet layer» Couche «Network Access» Programmes qui permettent l accès au réseau. Chaque programme d application interagit avec la couche de transport pour envoyer ou recevoir des données. Fournir la communication d un programme d application à un autre (point à point). Réguler le flot de données et assurer la fiabilité du transfert. Diviser le flux de données en paquets au niveau inférieur. Recevoir les datagrammes de la couche réseau et les analyser pour savoir s ils lui sont adressés. Assurer le «décapsulage» de l en-tête pour les transmettre à la couche transport. Définir la transmission des datagrammes IP. Encapsulation d IP Emetteur ou Client Récepteur ou Serveur ou Hôte Application Application Message Transport Transport Paquet Internet Internet Datagramme Network Network Trame Réseau physique

3 Les protocoles non orientés connexion (Ex UDP) : Il s'agit d'un mode de communication dans lequel la machine émettrice envoie des données sans prévenir la machine réceptrice et la machine réceptrice reçoit les données sans envoyer d'avis de réception à la première. La validité des données n est pas garantie. Les données sont ainsi envoyées sous forme de blocs (datagrammes). UDP est un protocole non orienté connexion. Qu'est-ce qu'une adresse IP? Sur Internet, les ordinateurs communiquent entre eux grâce au protocole TCP/IP qui utilise des numéros de 32 bits, que l'on écrit sous forme IPv4 de 4 numéros allant de à (4 fois 8 bits) On les note donc sous la forme xxx.xxx.xxx.xxx où chaque xxx représente un entier de à. Ces numéros servent aux ordinateurs du réseau pour se reconnaître, ainsi il ne doit pas exister deux ordinateurs sur le réseau ayant la même adresse IP (IP signifie Internet Protocol). Par exemple, est une adresse TCP/IP donnée sous une forme technique. Ce sont ces adresses que connaissent les ordinateurs qui communiquent entre eux. C'est l'iana (Internet Assigned Numbers Agency) qui est chargée d'attribuer ces numéros. Déchiffrage d'une adresse IP : Une adresse IP est une suite de 32 bits notée sous forme de 4 nombres entiers séparés par des points. IPv4 est le standard actuel, mais dans les années qui suivent les besoins en nombre d adresses IP va imposer IPv6 (xxx.xxx.xxx.xxx.xxx.xxx) On distingue en fait deux parties dans l'adresse IP : - Une partie des nombres à gauche désigne le réseau (on l'appelle netid) - Les nombres de droite désignent les ordinateurs de ce réseau (on l'appelle host-id) net ID (réseau) Host ID (hôtes) Classe A Classe B Classe C

4 Exemple: Cet ensemble d ordinateurs est câblé en deux petits réseaux (sous réseaux). Le réseau de gauche représenté par un ordinateur maître (Serveur) Il contient alors les ordinateurs suivants : à (Esclaves ou hôtes) Le réseau de droite représenté par un deuxième serveur. Il comprendra les ordinateurs hôtes suivants : à Ces réseaux sont donc notés dans cet exemple : pour l un et pour l autre. Exercice : Numéroter chaque machine dans son réseau en incrémentant l IP du premier hôte. Gros réseaux Imaginons un gros réseau noté : on donnera généralement aux ordinateurs reliés à lui les adresses IP allant de à Il s'agit donc d'attribuer les numéros de telle façon qu'il y ait une organisation dans la hiérarchie des ordinateurs et des serveurs... Ainsi, plus le nombre de bits réservé au réseau est petit, plus celui-ci peut contenir d'ordinateurs. En effet un réseau noté 12 peut contenir des ordinateurs dont l'adresse IP peut aller de à (256x256x256-2= possibilités), tandis qu'un réseau noté ne pourra contenir que des ordinateurs dont l'adresse IP sera comprise entre et (256x256-2=65534 possibilités), c'est la notion de classe. Adresses particulières Lorsque l'on annule la partie hostid, c'est-à-dire lorsque l'on remplace les bits réservés aux machines du réseau par, on obtient ce que l'on appelle l'adresse réseau. Ainsi, est une adresse réseau et on ne peut donc pas l'attribuer à un des ordinateurs du réseau. Lorsque l'on annule la partie netid, c'est-à-dire lorsque l'on remplace les bits réservés au réseau, on obtient ce que l'on appelle l'adresse machine. Cette adresse représente la machine spécifiée par le hostid qui se trouve sur le réseau. Lorsque tous les bits de la partie hostid sont à 1, on obtient ce que l'on appelle l'adresse de diffusion (en anglais broadcast), c'est-à-dire une adresse qui permettra d'envoyer le message à toutes les machines situées sur le réseau spécifié par le netid. Lorsque tous les bits de la partie netid sont à 1, on obtient ce que l'on appelle l'adresse de diffusion limitée (multicast).

5 L'adresse est appelée adresse de boucle locale (en anglais loopback), car elle désigne la machine locale (en anglais localhost). Cette adresse permet de tester sa carte réseau avec l instruction ping Les classes de réseaux Les adresses IP sont réparties en classes, c'est-à-dire selon le nombre d'octets qui représentent le réseau et donc le nombre de machines par réseaux (ou sous réseaux) Classe A 1 octet réseau 3 octets d hôtes Dans une adresse IP de classe A, le premier octet représente le réseau. Le bit de poids fort (le premier bit, celui de gauche) est à zéro, ce qui signifie qu'il y a 2 7 ( à ) possibilités de réseaux soit 128. Toutefois le réseau () n'existe pas et le nombre 127 est réservé pour désigner votre machine, les réseaux disponibles en classe A sont donc les réseaux allant de 1... à (lorsque les derniers octets sont des zéros cela indique qu'il s'agit d'un réseau et non d'un ordinateur!). Les trois octets de droite représentent les ordinateurs du réseau, le réseau peut donc contenir: = ordinateurs. Une adresse IP de classe A, en binaire, ressemble à ceci:

6 Classe B 2 octets réseau 2 octets d hôtes Dans une adresse IP de classe B, les deux premiers octets représentent le réseau. Les deux premiers bits sont 1 et, ce qui signifie qu'il y a 2 14 (1 à ) possibilités de réseaux, c'est-à-dire Les réseaux disponibles en classe B sont donc les réseaux allant de à Les deux octets de droite représentent les ordinateurs du réseau, le réseau peut donc contenir : = ordinateurs. Une adresse IP de classe B, en binaire, ressemble à ceci : Classe C 3 octets réseau 1 octet d hôtes Dans une adresse IP de classe C, les trois premiers octets représentent le réseau. Les trois premiers bits sont 1, 1 et, ce qui signifie qu'il y a 2 21 possibilités de réseaux, c'est-à-dire Les réseaux disponibles en classe C sont donc les réseaux allant de à L'octet de droite représente les ordinateurs du réseau, le réseau peut donc contenir : 2 8-2= 254 ordinateurs. Une adresse IP de classe C, en binaire, ressemble à ceci : Pour information, il existe des réseaux de classe D et E

7 Attribution des adresses IP Le but de la division des adresses IP en trois classes A,B et C c est de faciliter la recherche d'un ordinateur sur le réseau. En effet avec cette notation il est possible de rechercher dans un premier temps le réseau que l'on désire atteindre puis de chercher un ordinateur sur celui-ci. Ainsi l'attribution des adresses IP se fait selon la taille du réseau. Classe Adresses Réseaux Machines/ Hôtes A 1.x.y.z à 127.x.y.z soit B 128..x.y à 191..x.y 2 14 soit soit C z à z 2 21 soit soit 254 machines par réseau D à E à Peu utilisé Expérimental Les adresses de classe A sont réservées aux très grands réseaux, tandis que l'on attribuera les adresses de classe B ou C à des petits réseaux d'entreprise comme par exemple dans un lycée ou chez un particulier. Masque de sous réseau Pour différencier le net ID du host ID on utilise des masques. Si l on superpose une adresse IP avec un masque, les bits superposés aux bits 1 du masque définissent le net ID, alors que les bits superposés aux bits du masque définissent le host ID. Les masques sont donc associés à une classe : net ID Host ID Classe A Classe B Classe C

8 Exemple : Soit un réseau de classe C de type Ordinateur Proviseur : IP : Masque de sous réseau... Imprimante couleur : IP : Masque de sous réseau... Ordinateur CPE : IP : Masque de sous réseau... Ordinateur Professeur 1 : IP : Masque de sous réseau... Ordinateur Professeur 2 : IP : Masque de sous réseau... Imprimante Noir et Blanc : IP : Masque de sous réseau... Ordinateur élève 1 : IP : Masque de sous réseau... Ordinateur élève 2 : IP : Masque de sous réseau... Ordinateur élève 3 : IP : Masque de sous réseau... Ordinateur élève 4 : IP : Masque de sous réseau...

9 Dans cet exemple, le masque de sous réseau (avec le dernier octet à ) autorise la totalité des 253 ordinateurs à se voir et à se connecter entre eux. Par exemple, un ordinateur élève peut imprimer sur l imprimante couleur du Proviseur Impensable. Pour éviter cela, on peut créer des sous-sous réseaux avec des masques spécifiques. Le masque... (dernier octet ) permet de faire communiquer tous les ordinateurs depuis l adresse IP à Le masque (dernier octet 1) permet de faire communiquer tous les ordinateurs depuis l adresse IP à d une part et à d autre part. Le masque (dernier octet 11) permet de faire communiquer tous les ordinateurs depuis l adresse IP à à à à Le masque (dernier octet 111) permet de faire communiquer tous les ordinateurs depuis l adresse IP à à à à à à à à Dernier octet possible décimal du masque en classe C Binaire possibilités machines / sous réseau Dernier octet de l IP machines 256 / 1 2 à / 2 2 à à / 4 2 à à à à / 8 2 à à à à à à à à / 16 Etc / / / 128

10 Les réseaux de classe B ont la même possibilité, auquel cas, c est sur le troisième octet que va porter la modification du masque. Exercice : Compléter les adresses IP de ces ordinateurs et imprimantes selon ce cahier des charges : L imprimante couleur n est vue que par le proviseur et le CPE. L imprimante monochrome n est pas vue par les élèves, mais vue par les professeurs. Le proviseur et le CPE ont un accès total Les professeurs ont accès aux ordinateurs élèves

11 Réseau de classe C de type Ordinateur Proviseur : IP : Masque de sous réseau... Imprimante couleur : IP : Masque de sous réseau... Ordinateur CPE : IP : Masque de sous réseau Ordinateur Professeur 1 : IP : Masque de sous réseau Ordinateur Professeur 2 : IP : Masque de sous réseau Imprimante Noir et Blanc : IP : Masque de sous réseau Ordinateur élève 1 : IP : Masque de sous réseau Ordinateur élève 2 : IP : Masque de sous réseau Ordinateur élève 3 : IP : Masque de sous réseau Ordinateur élève 4 : IP : Masque de sous réseau...192

12 Adresses IP réservées Il arrive fréquemment dans une entreprise qu'un seul ordinateur soit relié à Internet, c'est par son intermédiaire que les autres ordinateurs du réseau accèdent à Internet (on parle généralement de proxy). Dans ce cas, seul l'ordinateur relié à Internet a besoin de réserver une adresse IP. Toutefois, les autres ordinateurs ont tout de même besoin d'une adresse IP pour pouvoir communiquer ensemble de façon interne. Ainsi, on a réservé une poignée d'adresses dans chaque classe pour permettre d'affecter une adresse IP aux ordinateurs d'un réseau local relié à Internet sans risquer de créer de conflits d'adresses IP sur le réseau. Il s'agit des adresses suivantes: à à à C est le cas chez les particuliers, où toutes les machines ont leur adresse IP de classe C de type xxx où donc on peut connecter jusqu à 254 machines ou périphériques sur ce réseau domestique (téléphones WiFi, imprimantes réseau, Disque Dur réseau, tablettes ) Domaine Name Service ou DNS? Chaque station possède une adresse IP propre. Cependant, les utilisateurs ne veulent pas travailler avec des adresses numériques du genre mais avec des noms de stations ou des adresses plus explicites du style Poste_1_Atelier Ainsi, TCP/IP permet d'associer des noms en langage courant aux adresses numériques grâce à un système appelé DNS (Domain Name Service). On appelle résolution de noms de domaines DHCP (ou résolution d'adresses) la corrélation entre les adresses IP et le nom de domaine associé. Les ports De nombreux programmes TCP/IP peuvent être exécutés simultanément sur Internet (vous pouvez par exemple ouvrir plusieurs navigateurs simultanément ou bien naviguer sur des pages HTML tout en téléchargeant un fichier par FTP). Chacun de ces programmes travaille avec un protocole, toutefois l'ordinateur doit pouvoir distinguer les différentes sources de données. Il existe des milliers de ports (ceux-ci sont codés sur 16 bits, il y a donc possibilités), c'est pourquoi une assignation standard a été mise au point, afin d'aider à la configuration des réseaux.

13 Voici certaines de ces assignations par défaut :

14 Connaître son adresse IP, son adresse MAC et son DNS Pour connaître ses identifiants machine, sous Windows, cliquer sur : Démarrer Tous les programmes Accessoires Invite de commandes Saisir l instruction ipconfig/all puis Entrée On obtient l écran suivant : DNS ou nom de la machine Adresse MAC de la carte réseau Adresse IP de la machine hôte Masque de sous réseau classe C IP du réseau Ces informations sont utiles pour reconnaître les machines sur un réseau, pour gérer les autorisations par exemple.