Introduction aux environnements réseaux Partie 2 : Les protocoles du monde TCP/IP 2A. Introduction à TCP / IP : Interconnexion Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 1
TCP/IP : Introduction BUT = interconnexion de réseaux sur une base planétaire Technologie issue des années 1970, de projets DARPA Réseaux divers : Ethernet, T.R., X25, FR, FDDI, etc Machines diverses : PC, stations, super-calculateurs,... Aujourd hui : 100000 réseaux interconnectés plusieurs millions de machines plusieurs dizaines de millions d'utilisateurs d'lnternet Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 2
TCP/IP : Introduction Suite TCP/IP : technologie est constituée de protocoles de base services de base du transfert des données : - transport de datagrammes : service élémentaire de commutation de paquets - transport de messages sécurisés service orienté connexion permettant d'acheminer des données en garantissant leur intégrité adaptation de la technologie TCP/IP à la plupart des interfaces matérielles services de base, indépendants du support de transmission, adaptables à toute sorte de media réseaux locaux -> réseaux longue distance. Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 3
TCP/IP : Introduction Deux machines reliées au réseau, communiquent grâce aux autres noeuds du réseau - qui routent de manière coopérative - sur la base de l'adresse destinataire Interconnexion d'égal à égal : pas de machines prioritaires ( structure hiérarchique) Abstraction à chaque niveau de fonctionnalité couches de protocoles Utilisateur affranchi Des détails des couches inférieures Du réseau lui-même Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 4
TCP/IP : Avantages Données routées par les noeuds intermédiaires sans que ces noeuds aient à se soucier des applications responsables des données Commutation sur la base de paquets de petite taille Tolérance aux pannes Régularité des flux Système flexible sans affecter les applications Introduction facile de nouvelles interfaces physiques en adaptant la couche réseau Protocoles modifiables Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 5
Introduction aux environnements réseaux Partie 2 : Les protocoles du monde TCP/IP 2B. Présentation des protocoles de TCP/IP : exemple de HTTP Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 6
TCP/IP et OSI les 7 couches modèle OSI Communication d'une application à une autre, via un réseau 7 Application 7 Application 6 Présentation 6 Présentation 5 Session 5 Session 4 Transport 4 Transport 3 Réseau 3 Réseau 2 Liaison de données 2 Liaison de données 1 Physique Réseau 1 Physique Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 7
TCP/IP et OSI Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 8
TCP/IP et OSI Exemple : HTTP (navigation Web) Navigateur Web => requête HTTP TCP IP Ethernet Signal Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 9
TCP/IP : lien entre les couches Exemple : HTTP Couche Application : HTTP En-Tête HTTP GET home.html Client HTTP OK Page web Serveur Couche Transport : TCP TCP Transmission contrôlée HTTP GET Acquittement TCP TCP HTTP OK Page Web Acquittement TCP Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 10
TCP/IP : Exemple : HTTP Encapsulation + lien entre les couches Couche Application : HTTP Client En-tête HTTP Couche Transport : TCP Données Serveur En-tête TCP En-tête HTTP Données Routage (couche Internet) : IP (adresses IP) En-tête IP En-tête TCP En-tête HTTP Données Récupérer l'adresse IP de la passerelle de prochain saut : couche Accès réseau : ARP (adresses MAC / Ethernet) Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 11
TCP/IP : Encapsulation + lien entre les couches Besoin de contrôle non disponible à un niveau => interaction entre couches adjacentes => encapsulation des trames issues des protocoles Les 5 étapes de l'encapsulation Création des données et des en-têtes de niveau application Empaquetage des données pour le transport Ajout des adresses source et destination de niveau Réseau Ajout des adresses source et destination de niveau Liaison de données Transmission des bits Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 12
Protocole IP (Internet Protocol) Fonctionnalités de la couche réseau selon le modèle OSI Au coeur de l'architecture TCP/IP met en oeuvre un mode de transport fiable (TCP) Sur la base d'un transport non fiable remise des paquets non garantie best effort : paquets non éliminés sans raison mode non connecté (paquets traités indépendamment) Services applicatifs Service de transport fiable Service réseau en mode non conncté Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 13
Protocole IP (Internet Protocol) La suite des événements... Protocole IP = Utilisation de la statégie d'adressage IP Normalisation des blocs de données transférés dans les interconnexions => DATAGRAMME ROUTAGE des datagrammes + lien avec les couches de niveaux supérieur et inférieur Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 14
Introduction aux environnements réseaux Partie 2 : Les protocoles du monde TCP/IP 2C. Adressage IP Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 15
Plan du chapitre ''2C. Adressage IP'' Adresses IP Adresses, classes : utilisation Dans chaque classe : nombre d'adresses / de réseaux Adresses interdites Cas particulier des passerelles / routeurs Sous-réseau La notion de sous-réseau Masque de sous-réseau Nombres de sous-réseaux / d'hôtes Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 16
Adressage IP But de TCP/IP : interconnexion de réseaux sur une base planétaire Adressage IP : Fournir un service d'adressage universel permettant à deux machines quelconques de communiquer (même réseau ou non, indépendamment du type des réseaux) Une machine doit pouvoir être identifiée par : une adresse (identificateur universel de la machine), une route depuis n'importe quelle machine (précisant comment la machine peut être atteinte), un nom (mnémotechnique pour les utilisateurs). Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 17
Adressage IP Machines dans deux parties de réseau'' Les deux réseaux sont interconnectés (passerelle) Reseau A P Reseau B Solution : adressage binaire compact assurant un routage efficace Adressage "à plat" (par opposition à un adressage hiérarchisé) permettant la mise en oeuvre de l'interconnexion d'égal à égal Utilisation de noms pour identifier des machines DNS : réalisé à un autre niveau que les protocoles de base Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 18
Adressage IP Reseau A P Reseau B Adresse : internet address = IP address 32 bits ; 2 parties Net-id : désigne le réseau d'appartenance Host-id : désigne la machine (hôte TCP/IP) Écriture binaire ou décimale pointée (format canonique) 10000000 00001010 00000010 00011110 ou...? 5 classes d'adressage Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 19
Adressage IP Les 5 classes d'adressage Classe A 0 8 16 24 31 0 Net-id Host-id Classe B 1 0 Net-id Host-id Classe C Classe D 1 1 0 1 1 1 0 Net-id Multicast Hostid Classe E 1 1 1 1 0 Réservé 192.168.24. 54 Id. Réseau Id. machine Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 20
Adressage IP 3 classes, 1 règle Classe A réseau : 1 octet machine : 3 Classe B réseau : 2 octets machine : 2 Classe C réseau : 3 octets machine : 1 + existence d'une classe D pour le multicast Chaque hôte (interface de réseau, carte) possède une adresse IP unique? pour 128.10.2.30, 82.226.145.184, 193.50.208.4? Règles : généralement Ne pas séparer les adresses d'un même groupe par un routeur Les adresses IP séparées par un routeur se trouvent dans des groupes différents Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 21
Adressage IP - nombres d'adresses / de réseaux - adresses interdites Adresses interdites Adresse du réseau host-id= 00...0 191.3.0.0 Adresse de broadcast dirigé host-id= 11...1 191.3.255.255 Adresse de boucle locale (communication intra-machine) 127.0.0.1 On Evite tous les 127.x.y.z Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 22
Adressage IP passerelles, routeurs Adresses et connexions - Chaque hôte possède un nombre N de connexions (N>0) - 1 adresse IP <=> 1 interface physique <=> 1 connexion réseau Vrai pour les hôtes ordinaires (N=1) Vrai pour les passerelles (N=2) et les routeurs en général (N>1) 193.49.60.41 193.49.60.43 193.49.60.1 192.100.1.2 La passerelle est multi-domiciliée: interface 1 : Ethernet 193.49.60.1 interface 2 : Token Ring 192.100.1.1 192.100.1.1 192.100.1.7 Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 23
Réseaux et sous-réseaux 150.20.1.0 150.20.2.0 R 3 sous-réseaux 150.20.3.0 150.20.1 à 150.20.3 Chacun de 254 machines Sous-adressage : extension du plan d'adressage initial Réseaux plus nombreux moins grands Chaque sous-réseau peut se comporter comme s'il était luimême un réseau Cette technique fait apparaître une troisième portion, sousréseau, entre la portion réseau et hôte de l'adresse IP Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 24
Sous-réseaux Le site utilise une seule adresse pour les trois réseaux physiques. A l exception de R, tout routeur route comme s il n existait qu un seul réseau. R doit router vers l un ou l autre des sous-réseaux ; le découpage du site en sous-réseaux est basé sur le 3 ème octet de l adresse : les adresses des machines du premier sous-réseau sont de la forme 150.20.1.x, 150.20.2.x pour le 2 ème sous-réseau ; 150.20.3.x pour le 3 ème Pour sélectionner l un ou l autre des sous-réseaux, P examine le 3 ème octet de l adresse destination : si la valeur est 1, le datagramme est routé vers réseau 150.20.1.0 ; idem si la valeur est 2 (resp. 3) Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 25
Sous-réseaux Possibilité de subdiviser un réseau d'une certaine classe en sous-réseaux pour obtenir un plus grand nombre de groupes d'adresses IP distincts Les bits de la partie hôte sont utilisés pour faire cette subdivision La taille de la partie réseau ne diminue jamais 8 24-x x Réseau Sous-Réseau Hôte Classe A 16 16-x x Réseau Sous-Réseau Hôte Classe B 24 8-x x Réseau Sous-Réseau Hôte Classe C Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 26
Sous-réseaux Conceptuellement partie locale du plan d adressage initial subdivisée : partie réseau physique + identification de machine (host-id) sur ce sous-réseau Partie Internet (net-id) Partie locale (host-id) Partie Internet Réseau physique Ident. machine masque de sous-réseau tailles variables Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 27
Le masque de sous-réseau Permet de déterminer la taille de la partie réseau et de la partie hôte dans une adresse IP nombre binaire de 4 octets ; en décimal pointé Contenu : chaque bit de la partie réseau à 1 chaque bit de la partie hôte à 0 Masque par défaut Classe A : 255.0.0.0 Classe B : 255.255.0.0 Classe C : 255.255.255.0 Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 28
Utilisation des masques Adresse IP : 150.150.2.1 Masque : 255.255.255.0 Comment trouver la partie réseau, sous-réseau et hôte? 150.150.2.1 est une adresse de Classe B donc 16 bits sont réservés pour la partie réseau le masque est 255.255.255.0 : il existe une partie sous-réseau dans l'adresse IP (le masque par défaut d'une classe B est 255.255.0.0) L'ordinateur fait un ET (AND) entre l'adresse IP et le masque pour déterminer le numéro sous-réseaux Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 29
Utilisation des masques (2) Adresse IP : 150.150.2.1 Masque : 255.255.255.0 Résultat : 150.150.2.0 Notation préfixée 10010110 10010110 00000010 00000001 11111111 11111111 11111111 00000000 10010110 10010110 00000010 00000000 présenter de manière succincte les masque de sous-réseau Masques : une série de bits à 1 puis une série de bits à 0 La notation préfixée indique le nombre de bits à 1 Le masque 255.255.255.0 se note en notation préfixée /24 Donnez les numéros sous-réseau des adresses suivantes : 150.150.5.24/24, 192.168.45.23/24, 125.34.54.28/16 Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 30
Nombre de sous-réseaux? La taille de la portion sous-réseaux d'une adresse IP permet de déterminer le nombre de sous-réseaux pouvant exister sur le réseau Si la taille de la portion sous-réseaux d'une adresse IP est de m bits, le nombre de sous-réseaux possible est 2 m Si la taille de la portion sous-réseau d'une adresse IP est de x bits, le nombre de machines dans un sous-réseau est 2 x -2 La première adresse IP de sous-réseau est l'adresse réseau La dernière adresse IP de sous-réseau est l'adresse de broadcast Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 31
Nombre de sous-réseaux et RFC Les sous-réseaux sur IP sont définis dans la RFC 950 et RFC 1878 RFC950 (Août 1985) retirer systématiquement 2 adresses de sous-réseaux : - la première (portion sous-réseau à 0) => sous-réseau zéro (zero subnet) - la dernière (portion sous-réseau à 1) RFC1878 (Décembre 1995) Il est obsolète de retirer 2 sous-réseaux par réseau Dans tout ce cours, c'est RFC1878 qui est utilisé Dans la pratique, il est recommandé de supprimer 2 sousréseaux à cause de problème de compatibilité matérielle Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 32
Exemple Soit l'adresse 8.1.4.5/16 Adresse de Classe A donc avec le masque par défaut /8 Le nombre de bits de réseau est 8 Le nombre de bits de sous-réseau est 8, donc 2 8 =255 sous-réseaux Le nombre de bits d'hôte est 16 donc 2 16-2=65534 hôtes par sous-réseaux Donnez le nombre de sous-réseaux et de machines par sousréseau pour les adresses suivantes, ainsi que l'adresse de broadcast du sous-réseau correspondant : 192.168.10.15/24, 192.168.10.15/26, 175.148.114.105/26 Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 33
Impératifs de conception Sur un réseau de classe B, donnez un masque pouvant être utilisés afin d'obtenir 200 sous-réseaux acceptant chacun au plus 200 hôtes. Classe B donc 16 bits pour la portion réseau 200 sous-réseaux donc besoin d'au moins m bits tel que 2 m >= 200 m=8 convient Il reste 8 bits pour la portion hôte Vérifions que l'on puisse adresser au plus 200 hôtes par sousréseaux 2 8-2=254 > 200 donc 8 bits pour la portion hôte convient Un masque possible est donc 255.255.255.0 Autres solutions possibles? 2 7-2=125<200 donc il est impossible de diminuer le nombre de bits de la portion hôte. De même pour la portion sous-réseau Aucune autre solution! Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 34
Exercices Votre réseau peut utiliser le réseau de classe B 130.1.0.0. Quels masques répondent à la contrainte de conception suivante : créer jusqu'à 50 sous-réseaux, avec au plus 200 hôtes par sous-réseau? Donnez les numéros de sous-réseaux ainsi que l'adresse de broadcast de chacun d'entre eux, correspondant à l'adresse 193.49.54.0/26 Soit le masque 255.255.255.224, donnez les adresses pouvant être attribuées à une machine : A. 15.234.118.63 B. 92.11.178.93 C. 134.178.18.56 D. 192.168.16.87 E. 201.45.116.159 F. 217.63.12.192 Steffenel Info53 - L3 Informatique - 2007/2008 35