Introduction à l'Internet

Chapitre I: Internet

• L'Internet a débuté au département de la défense des États-Unis dans les années 1960.
• L'objectif était de maintenir les communications informatiques sur un réseau après une attaque nucléaire.
• L'idée était que chaque nœud du réseau devrait être capable de recevoir, de générer et de faire circuler des données.
• L'ARPANET a été créé en 1969.
• Jusqu'en 1984, l'ARPANET était un réseau militaire; plusieurs sites s'interconnectent.
• Aujourd'hui, Internet est un réseau d'ordinateurs à l'échelle mondiale qui relie des millions d'appareils.

Les acteurs de l'Internet

• L'Internet Society (ISOC) a été créée pour promouvoir le développement et l'utilisation de l'Internet.
• L'ISOC facilite le développement de normes, de protocoles, d'administration et d'infrastructures techniques.
• L'ISOC soutient l'éducation dans les pays en développement et organise des forums de discussion.
• L'ISOC sert de base aux efforts de coopération et gère les initiatives stratégiques.
• L'Internet Architecture Board (IAB) contribue au développement technique du réseau.
• Les rôles de l'IAB comprennent Conseiller l'ISOC, gérer les contacts et planifier la stratégie de développement.
• L'Internet Engineering Steering Group (IESG) est responsable de la standardisation des protocoles.
• L'IESG dirige les activités techniques de l'Internet Engineering Task Force (IETF).
• La mission de l'IETF est d'améliorer le fonctionnement de l'Internet.
• Le rôle de l'IETF est de définir et d'expérimenter les protocoles qui seront déployés.
• Le travail de l'IETF est organisé autour de 9 domaines.
• Un groupe de travail de l'IETF produit des documents appelés RFC (Request For Comments).
• L'éditeur de RFC met à jour les informations concernant l'Internet.
• Les RFC sont classés dans différents états, comme les documents pour la standardisation et les projets de normes.
• Examples de RFC: HTTP (RFC 2616), DHCP (RFC 2131), IPv4 (RFC 791) et IPv6 (RFC 2460).
• L'Internet Research Steering Group (IRSG) lance des actions de recherche à long terme.
• L'Internet Research Task Force (IRTF) regroupe des groupes de recherche.
• L'IRTF explore de nouvelles voies et étudie en détail un protocole proposé par l'IETF.

Adresses et paramètres de protocoles

• L'ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) assure le fonctionnement stable de l'Internet.
• L'ICANN est composé du DNSO, de l'ASO, du PSO, du GAC et du RSSAC.
• Le DNSO attribue des noms de domaine.
• L'ASO gère l'attribution des adresses IP.
• Le PSO attribue les paramètres utilisés dans les protocoles réseau.
• Le GAC regroupe les représentants nationaux.
• Le RSSAC assure la gestion des serveurs racines du DNS.
• L'IANA (Internet Assigned Numbers Authority) gère l'espace d'adressage IP, les noms de domaine, etc.
• La gestion des adresses des machines connectées à Internet est déléguée par l'IANA.
• La gestion est déléguée à cinq Regional Internet Registries (RIR).
• Les RIR comprennent AfriNIC (Afrique), LACNIC (Amérique latine et Caraïbes), RIPE NCC (Europe, Moyen-Orient, Asie centrale), APNIC (Asie-Pacifique) et ARIN (Amérique du Nord).
• Ces organismes délèguent ensuite des préfixes aux LIR (Local Internet Registry).

Architecture des protocoles TCP/IP

• TCP/IP est un protocole de liaison de données utilisé sur Internet.

• L'acronyme TCP/IP signifie Transmission Control Protocol/Internet Protocol.

• TCP/IP permet aux appareils connectés à Internet de communiquer entre eux via les réseaux.

• Le protocole TCP/IP détermine la manière dont les ordinateurs transfèrent les données.

• Il divise les données en paquets et les réassemble.

• Le modèle TCP/IP est normalisé pour éviter le chaos et garantir la rapidité de la communication.

• TCP et IP sont deux protocoles réseau distincts.

• IP récupère l'adresse à laquelle les données sont envoyées, tandis que TCP est responsable de la livraison des données.

• Le protocole IP reçoit des courriers, tandis que le protocole TCP envoie et reçoit ce courrier.

• Le protocole UDP peut également envoyer des données dans le système IP sans l'aide du protocole TCP.

• TCP a besoin d'une adresse IP pour envoyer les données. Il s'agit d'une autre différence entre le protocole IP et le protocole TCP.

• Le modèle TCP/IP comporte quatre couches: accès au réseau, Internet, transport et application.

• La famille de protocoles, également connue sous le nom de pile des protocoles TCP/IP, est conçue autour des deux protocoles principaux.

Couches du modèle TCP/IP

• La couche d'accès au réseau gère l'infrastructure physique.
• La couche Internet, également appelée couche réseau, contrôle le flux ou le routage des paquets.
• Le protocole principal de cette couche est le protocole IP.
• La couche Internet comporte d'autres protocoles auxiliaires tels que ICMP et ARP.
• La couche transport de la pile TCP/IP propose essentiellement TCP et UDP.
• Les protocoles de la couche application fournissent l'interface utilisateur.

L'encapsulation

• L'encapsulation consiste à placer les PDU de la couche supérieure dans son champ de données.
• Elle ajoute des en-têtes et des en-queues.
• D'autres en-têtes et en-queues sont ajoutés lorsque les données traversent les couches du modèle OSI.
• Le processus de désencapsulation est l'opération inverse.

Chapitre II: LE PROTOCOLE IP

• Le protocole IP (Internet Protocol) implémente l'adressage et la fragmentation.
• IP utilise les adresses contenues dans l'en-tête IP pour transmettre des datagrammes vers leur destination.
• La sélection du chemin s'appelle le routage.
• IP fragmente et réassemble les datagrammes si nécessaire.
• IP traite chaque paquet comme une entité indépendante.
• IP est un protocole non orienté connexion et non fiable.
• Il assure l'acheminement au mieux des paquets, indépendamment du media.

Caractéristiques techniques du protocole IP

• Dans un système non orienté connexion, la destination n'est pas contactée avant l'envoi d'un paquet.
• Il n'y a aucune garantie que tout datagramme arrivera à destination en toute intégrité.
• IP fait le maximum pour que les datagrammes arrivent, sauf en cas de rebut.
• IP peut être utilisé sur tout support de transmission (paire torsadée, fibre optique, etc.).

Structure de paquet IP

• La version (4 bits) indique le numéro de version du protocole IP (actuellement la version 4).
• Lg. Entête (4 bits), qui est la longueur de l'en-tête, est généralement de 5 mots (sans option).
• Le Type de service (8 bits) spécifie la manière dont le datagramme doit être géré.
• La Priorité(3 bits) du sous-champ précise l'importance du datagramme.
• Le sous-champ indique également s'il faut utiliser Délai (D), Débit (T) ou Fiabilité (R).
• Longueur totale (16 bits) indique la taille du datagramme en octets.
• Identification (16 bits) identifie les fragments d'un même datagramme.
• Les Drapeaux (3 bits) sont interprétés indépendamment.
• Le bit 0 est réservé.
• Le bit 1, le bit DF (Don't Fragment), indique si la fragmentation est autorisée.
• Le bit 2, le bit MF (More Fragment), signale la présence d'autres fragments.
• Pointeur de fragment (13 bits) permet de calculer le déplacement de la charge utile du fragment.
• Durée de vie (8 bits) représente la durée de validité du datagramme.
• Pour chaque routeur rencontré, le champ TTL décrémente d'au moins 1.
• Si la valeur du champ atteint zéro, le datagramme est jeté à la poubelle et un message ICMP est envoyé à la source.
• Le champ TTL évite la congestion dans un réseau en cas de boucle.
• Protocole (8 bits) identifie le protocole encapsulé dans le datagramme.
• Bloc de contrôle d'en-tête (16 bits) contient la somme de contrôle de l'en-tête.
• Le Bourrage permet d'aligner les options sur une limite de mot (32 bits).

Fragmentation IP

• La plupart des réseaux imposent une limite de taille pour les données transportées.
• Un datagramme IP peut mesurer jusqu'à 65 535 octets, ce qui est trop grand pour la plupart des réseaux.
• La MTU (Maximum Transfert Unit) est la taille maximale des données transportables par réseau ou sous-réseau.
• La fragmentation IP consiste à découper un datagramme en fragments adaptés à la MTU du réseau/sous-réseau de destination.
• L'équipement destinataire réassemble ces fragments.
• identification, drapeau et pointeur de fragment servent à contrôler le réassemblage.
• La fragmentation IP s'affranchit des limitations des protocoles de niveau 2 du modèle OSI.
• Il s'effectue dans le réseau ce qui pose des problèmes de performances :
  • Consommation de la puissance de calcul
  • Introduction de la latence
  • Perte du paquet entier, si un fragment est perdu
  • Réassemblage uniquement chez le destinataire

Chapitre III: ADRESSAGE IP

• L'adresse IP est une séquence de 32 bits représentée sous la forme de décimal pointée.

• Exemple d'adresse IP : 192.168.55.10

• Dans un réseau IPv4:

  • L'adresse réseau : c'est l'adresse utilisée pour faire référence à un réseau
  • L'adresse de diffusion (Broadcast) : envoie un paquet à tous les hôtes.
  • Adresse machine ou adresse d'hôte : attribuée à un périphérique final.

• Trois façons de communiquer dans un réseau IPv4:

  • Monodiffusion (unicast): d'un hôte à l'autre.
  • Diffusion (Broadcast): d'un hôte vers tous les hôtes.
    • Diffusion limitée: sur le réseau local uniquement avec l'adresse 255.255.255.255; les routeurs ne retransmettent pas.
    • Diffusion dirigée: vers un réseau broadcast. Par défaut, les routeurs ne retransmettent pas mais peuvent être configurés pour.
  • Multidiffusion (multicast) : d'un hôte vers un groupe d'hôtes.

Preparation pour l'adressage d'un réseau

• Etablir un adressage soigneux, documenté, permettant:
  • D'éviter les doublons d'adresses; chaque hôte devant avoir une adresse unique.
  • De Fournir et contrôler l'accès par l'adressage de la couche 3 pour les serveurs ou autres ressources sensibles.
  • De surveiller la sécurité et les performances en examinant le trafic réseau à la recherche d'adresse.

Class D'Adressage

• Une adresse IP est composée de 2 parties :

  • Une partie réseau (Netid) où Le nombre de bits correspondants s'appelle la longueur de préfixe.
  • Une partie machine (Hostid).

• Le premier octet d'une adresse de classe A a une valeur comprise entre 1 et 126 (bit de poids fort égal à 0).

• L'octet désigne le numéro de réseau et les 3 autres correspondent à l'adresse de l'hôte.

• L'adresse réseau 127.0.0.0 est réservée aux communications en boucle locale.

  • Nombre total de réseaux = 27 = 128
    • Réseaux utilisables = 27 - 2 = 126; les adresses dont le 1er octet est 00000000 et 01111111 étant réservées.
  • Nombre total d'adresses par réseau = 224
  • Nombre d'adresses machines utilisables par réseau = 224 - 2
  • Masque par defaut : 255.0.0.0

• Le premier octet d'une adresse de classe B est compris entre 128 et 191 (bits de poids fort égaux à 10).

  • Les 2 premiers octets désignent le numéro de réseau et les 2 autres celui de l'hôte.
  • Total de réseaux = 214
  • Réseaux utilisables = 214
  • L'intervalle du 1er octet est [128 - 191]
  • Total d'adresses par réseau = 216
  • Adresses machines utilisables par réseau = 216 - 2
  • Masque par defaut : 255.255.0.0

• Le premier octet d'une adresse de classe C est compris entre 192 et 223 (3 bits de poids fort égaux à 110).

  • Les 3 premiers octets désignent le numéro de réseau et le dernier correspond à l'hôte.
  • Total de réseaux = 221
  • Réseaux utilisables = 221
  • L'intervalle du 1er octet est [192 - 223]
  • Total d'adresses par réseau = 28
  • Nombre d'adresse machines utilisables par réseau = 28 - 2 = 254
  • Masque par defaut : 255.255.255.0

• En classe D, les adresses du type 1110XXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.

• Les valeurs du premier octet vont donc de 224 à 239 et sont réservées communications multicast Ex: 226.26.12.126

• Les adresses de la classe E : 1111XXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX

  • L'octet a une valeur entre 240 et 255, une zone réservée aux expérimentations qui ne doivent pas adresser des hôtes ou des groupes d'hôtes.
  • Les adresses de la classe E sont réservées pour des expériences dans l'intervalle [240-255].

• Le masque d’un réseau est un nombre de 32 bits représentés sous la forme de la notation en décimal pointée.

  • Il sert à déterminer les machines qui appartiennent au même réseau ou délimitent les sous réseau.
  • Les masques par défaut:
  • Classe A: 255.0.0.0
  • Classe B: 255.255.0.0
  • Classe C: 255.255.255.0
  • Classe D: 255.255.255.255

• Segmentation d'un réseau et création de sous-réseaux.

  • Les principales raisons en faveur de la segmentation sont le contrôle du trafic broadcast et la réduction du trafic en général.
  • La segmentation emprunte des bits de la partie machine (hôte) des adresses et sont soustraits au profit de sous réseaux.
  • Le nombre de bits empruntés dépend du nombre de sous réseaux à créer.

Routage

• Deux hôtes ne se situant pas dans le même sous-réseau ne peuvent pas communiquer directement.

• Une passerelle permet la communication entre deux sous-réseaux.

• Dans un réseau à plusieurs routeurs, la passerelle par défaut est l'interface du routeur pour les paquets de destination inconnue.

• Chaque routeur contient une table de routage avec les différentes routes (chemins) vers les sous réseaux connus.

• Nom, adresse ip et masque de sous réseau. Ex: ordinateur : -Azir-PC 192.0.1.5 255.255.255.0 et le serveur HP-PC 72.40.2.1 255.0.0.0

  • Azur-PC détermine si HP-PC (son correspondant), est joignable ou pas, puis transfère un message de routage à la passerelle.
  • Pour que la communication entre deux ordinateur fonctionne, il est nécessaire qu'une des interface IP du routeur soit déclarée dans le même sons-réseau. (ex:interface A , 192.0.1.6 ) ET une autre dans la cible 72.40.2.2

Avec une telle configuration, Azur-PC et hp-PC peuvent à présent communiquer. Quand Azur-PC voudra parler à hp-PC, il vérifiera si le destinataire est dans le même sous-réseau. Si oui, il enverra son message directement à son adresse IP, sinon, il l'envoie à la passerelle en lui demandant de transmettre à bon port. Déterminer si l'adresse IP du destinataire est dans le même sous-réseau que celle de l'émetteur est assez simple. La carte réseau de l'émetteur connaît son adresse IP, son masque de sous-réseau et l'adresse IP du destinataire. Elle fait un ET logique (AND) entre l'adresse IP de l'émetteur et son masque de sous-réseau pour trouver son network ID. Ensuite, elle fait un ET logique entre l'adresse IP du destinataire et le masque de sous-réseau du destinataire et compare le résultat avec le network ID obtenu précédemment. Si les deux valeurs sont identiques, alors l'émetteur et le destinataire sont dans le même sous-réseau. Sinon, ils sont dans des sous-réseaux différents.

Azur-PC : 192.0.1.5 11000000.00000000.00000001.00000101 255.255.255.0 - 11111111.11111111.11111111.00000000

En AND :11000000.00000000.00000001.00000000 qui est: 192.1.0.0 hp-PC : 72.40.2.1 10010000.00101000.00000010.00000001 255.0.0.0 11111111.00000000.00000000.00000000 En AND : 10010000.00000000.00000000.00000000 qui est: 72.0.0.0 (Dans la mesure ou les deux ordinateur on leurs adresses dans le même sous-réseau : l'opération ET se traduit en 142.20.1.15 et 92.40.1.14 )

IP Privées et publiques

• Adresses privées = adresses non routables utilisées dans le réseaux local:
  • Classe A: 10.0.0.0 à 10.255.255.255
  • Classe B: 172.16.0.0 à 172.31.255.255
  • Classe C : 192.168.0.0 à 192.168.255.255
• Les adresses publiques sont aussi appelées adresses routables. Ce sont les plages d'adresses autres que celles ci-dessus citées.
• Elles sont gérées dans chaque pays par une autorité compétente.

Adresses IPv4 Speciales

• 127.0.0.0: bouclage interne.
• Adresse réseau constituée de zéros (0).
• Machine dont le host n'est constituée d'une série de "0".
• Les adresses de la machine ne peuvent être constituée d'une série de "1".
• L’adresse 0.0.0.0 désigne la machine elle-même et aussi la route par défaut.
• L’adresse 255.255.255.255 est employée pour le broadcast.
• Les adresses locales, L'adresse 255.255.255.255 est employée pour le broadcast.
• Test Net (Plage locale) :192.0.2.0 à 192.0.2.255 est une plage réservée aux formations et enseignement ( non-routable).

Notation CIDR

• La notation CIDR (Classless Inter Domain Routing) identifie rapidement le préfixe d'une adresse ip
• Les bits préfixés sont notés à la suite de celle-ci. Exemple: 192.168.0.5/24 "le /24" informe les 24 premiers bit en 1 (donc le masque de réseaux ici : 255.255.255.0)

Chapitre IV: AUTRES PROTOCOLES DE COUCHE RESEAU

• le protocole ICMP permet de diagnostiquer un réseau IP, de détecter d’éventuels problèmes

• C'est un protocole de signalisation par lequel on va "ping" un destination (le fait t'envoyer des "paquets ICMP" à intervalle régulier )

• Utilités liées ICMP

  • Traceroute à pour fonction d'afficher le chemin d'IP jusqu'à destination
  • ping permet de tester la vitesse et latence à destination

• L'entête ICMP

  • Type : Indique le type du message
  • Code : Fournis des information complémentaires sur le message en question (erreur)
  • Checksum : Détections des erreur (16 bits)
  • Identifiant : Identification du problème rencontré ( 16 bits)

• Type de message :

  Unreachable Destination or Service : Signale qu'a destination, le service est inaccessible ou une destination est joignable.

-Time Exceeded ( Délai depassée ) : Signales une erreur TTL.

Le Protocole ARP

• C'est un protocoles qui réalise de correspondance entre une adresse IP et Physique ( Mat Adresse ). L'ARP fait correspondance , et met à jours sa table de Correspondance.

• Chaque équipements réseaux ont une adresse physique ( unique et fixée en usine, 48 bits ), avec le protocole ARPS un adresse logique peut lui être affecté.

• Le protocole ARP interroge (physiquement ) le réseaux , vérifie une adresse, et mets à jours la table ARP du routeur ou PC. les réponses aux requêtes permettent cette cartopgraphie IP/Mat.

  • Si aucune entrée dans la table Arp n'est trouvé : l'ARP entre en action. Les entrées restent un certains temps (délai) dans le cache ARP, si ces MAC adresses ne sont plus employées , alors elles disparaissent.

• Il existe le protocole RARP (reverse ARP) qui fait l'action inverse (déterminer les adresse en partant d'une connaisance de son adresse MAC)

• Format de trame ARP

  • Type de matériel : Type IP employés.
  • Type de Protocole : Le protocole,
  • Lg Adresse Physique : la longueur en octet de l'adresse.
  • Operation :Type de réponse ( 1 : requêtes APR, Réponse ARP etc 2: RARP)
  • Différentes adresses physiques ethernet,

• Notion de Proxy ARP

• le proxy ARP joue un rôle clef dans un réseaux. C'est a dire que le serveur proxy ( ou le routeur) joue l'intermédiaire pour d'autres adresses physiques, ex: le serveur "joue le rôle pour tout les machines connecté (clients) à sont réseau local , et prend les requête en sont nom .)

• notion de ARP "Gratuite""

• ARP gratuit : " vérifie une nouvelle Adresse , et réalise une mises à jours de la table de routage ARP "

• Il intervient d'automatismes -Vérification de la présence d'une Adresses IP sur le réseaux local ( pour évite les duplictions

• Mises à jours du cache ARP s'il y a de nouvelles configuration"

• NB : un serveurs proxy, VPN , permet , selon le cas une amélioration globale de tracée réseaux ou une sécurisation des flux data. .

• Cependant le VPN crypte la communication ( pour les donnés à sensibles, illisibles par des autorités non concernés.