Réseaux et Protocoles TCP/IP

Cours INF4032 Réseaux Informatiques

• Le cours porte sur les réseaux informatiques, couvrant des sujets tels que l'introduction, le rappel TCP/IP, le transport TCP/UDP, NAT, la couche Application HTTP, DNS, la programmation réseaux, le routage dynamique et IPv6.
• L'Internet est un "réseau de réseaux" composé de milliards d'appareils informatiques connectés via des liens de communication (fibre optique, cuivre, radio, satellite).
• Il existe des équipements intermédiaires comme des routeurs et commutateurs pour le transfert de paquets.
• D'ici 2025, il y aura 25 milliards de connexions IoT (Internet des Objets).
• Internet repose sur des protocoles interconnectés, contrôlant l'envoi et la réception de messages (TCP, IP, HTTP, Skype, 802.11).
• Des normes Internet (RFC, IETF) sont définies pour assurer la cohérence.

Introduction Rappel TCP-IP

• L'introduction du chapitre 1 met l'accent sur le rappel des concepts TCP/IP.

Qu'est-ce que l'Internet? (Composition)

• L'internet est un réseau de réseaux d'ordinateurs interconnectés.
• Il utilise de multiples technologies de communication, comme la fibre optique, le câble cuivre, la radio et le satellite.
• Composants essentiels : ISP (Internet Service Provider) global, ISP régional, réseaux locaux et réseaux institutionnels.
• Des routeurs et commutateurs gèrent le passage des paquets de données.

Qu'est-ce que l'Internet? (Composition)

• Internet est un réseau interconnecté de réseaux.
• Les ISP sont interconnectés.
• Les protocoles contrôlent l'envoi et la réception des messages.
• Des normes comme RFC et IETF régissent le fonctionnement.

Qu'est-ce que l'Internet? (Services)

• Internet fournit des services aux applications, tels que le Web, la VoIP et les réseaux sociaux.
• Des API permettent aux applications de communiquer entre elles.
• Le service est comparable au service postal.

Protocoles, Modèle en Couches, Normalisation

• Les protocoles réseaux permettent à différentes machines de communiquer.
• Il est nécessaire de diviser les fonctionnalités en couches pour une meilleure gestion et interopérabilité.
• La normalisation est importante pour assurer la cohérence et l'interopérabilité des protocoles.

Modèles de références

• OSI (Open Systems Interconnection) : modèle à 7 couches.
• TCP/IP : modèle à 5 couches, plus courant dans la pratique.

Pile de protocoles Internet

• La pile TCP/IP décrit la hiérarchie des protocoles dans un réseau informatique.
• Ses couches incluent l'Application, le Transport, le Réseau, la Liaison de Données et la couche Physique.

Modèle de référence ISO/OSI

• Le modèle OSI à 7 couches définit l'architecture d'un réseau informatique.
• Les couches ont des responsabilités distinctes pour des fonctionnalités variées, notamment la présentation, la session, le transport, le réseau, la liaison de données, et la physique.
• L'équivalent dans TCP/IP ne comprend souvent pas ces couches.

Encapsulation

• Lors de la transmission, chaque couche ajoute des en-têtes de données aux données.
• La couche inférieure rassemble ces en-têtes et les données de la couche supérieure et les transmet.
• Ce processus se répète jusqu'à la couche physique.
• La désencapsulation est le processus inverse.

Couche physique

• La couche physique est chargée de la transmission des bits individuels d'un nœud au suivant.
• Elle est présente dans le milieu de transmission.

Couche liaison de données

• La couche liaison de données est responsable de la transmission des trames d'un nœud au suivant.

Couche réseau

• La couche réseau est en charge de la livraison des paquets de la source à la destination finale.

Couche transport

• La couche transport est responsable de la livraison des segments d'un processus source à un processus destination final.

Couche application

• La couche application est chargée de fournir les services à l'utilisateur.
• Les protocoles de la couche application incluent SMTP, Telnet et HTTP.

Couches du modèle TCP/IP

• Une couche est un sous-problème.
• Plusieurs protocoles peuvent appartenir à la même couche
• Exemple TCP et UDP dans la couche transport.

Suites de Protocoles TCP/IP

• TCP/IP est la suite de protocoles utilisée par Internet.
• La suite comprend divers protocoles pour les couches Application, Transport, Internet et Network Access.

Encapsulation de données

• L'encapsulation est le processus d'ajout d'informations par les protocoles aux données au cours de la communication.

Les couches du modèle TCP/IP

• Chaque couche a un sous-problème distinct à résoudre.
• Plusieurs protocoles différents peuvent résoudre le même sous-problème.

Protocoles de la couche Réseau

• IPv4 est un protocole principal.
• ICMPV4 et ARP sont des protocoles auxiliaires.

Position d'IP et d'autres protocoles de couche réseau dans la suite de protocoles TCP/IP

• Les protocoles IP, ICMP et ARP se situent dans la couche réseau de la suite TCP/IP.
• Cette couche se situe sous la couche transport.

IP datagramme format

• L'IP datagram est un format de base pour l'échange de données sur Internet.
• Différentes parties du format sont affectés à de différentes fonctionnalités, telles que la version du protocole, le type de service, la longueur, etc.

La structure d’une adresse IPv4 (Les parties réseau et hôte)

• Les adresses IPv4 se composent d'une partie réseau et d'une partie hôte.
• La longueur de chaque partie dépend du masque de sous-réseau.

La structure d’une adresse IPv4 (Le masque de sous-réseau)

• Le masque de sous-réseau est utilisé pour délimiter la partie réseau et la partie hôte d'une adresse IPv4.

La structure d'une adresse IPv4 (La longueur de préfixe)

• La longueur de préfixe est une notation alternative pour exprimer la taille du masque de sous-réseau.

Structure d’adresse IPv4

• Les adresses IPv4 utilisent une opération logique AND combinant l’adresse IPv4 d’un hôte avec le masque de sous-réseau pour isoler la partie réseau.

La structure d’une adresse IPv4 (Adresses réseau, d'hôte et de diffusion)

• Différents types d'adresses : Adresse réseau, adresses d'hôte et adresse de diffusion.
• Chaque type a une utilité spécifique dans un réseau.

Exercice : Plan d’adressage IPv4 pour la branche de Paris

• L'exercice consiste à concevoir un plan d'adressage IPv4 pour une nouvelle branche de l'entreprise à Paris, en tenant compte de la taille de chaque département.

Transfert-Routage

• Les réseaux et routeurs interviennent dans le transfert de paquets entre les réseaux.

Présentation au Routage (Routage statique)

• Le routage statique doit être configuré manuellement sur chaque routeur du réseau.

Présentation au Routage (Routage dynamique)

• Le routage dynamique ajuste automatiquement les routes du réseau à chaque modification de la topologie, contrairement au routage statique.

Résolution d'adresse - ARP

• ARP est un protocole qui résout l'adresse MAC d'un hôte à partir de son adresse IP.

Adresses MAC et ARP

• Les adresses MAC sont uniques sur chaque appareil.
• ARP est un protocole qui mappe les adresses IP aux adresses MAC.

Connexion des appareils (Les passerelles par défaut)

• Les passerelles par défaut identifient le routeur pour le transfert des paquets vers un autre réseau.

Adresses LAN et ARP

• Chaque adaptateur réseau à une adresse LAN unique.
• Ces adresses sont attribuées de façon unique par IEEE.

Adresses LAN

• L'attribution des adresses MAC est administrée par le fabricant.

ARP: address resolution protocol

• ARP établit une correspondance entre les adresses IP et MAC.

Adressage : routage vers un autre LAN

• La transmission de données entre les réseaux repose sur un routage correct grâce à des règles et des protocoles.

Commutation des paquets entre les réseaux (Le transfert au tronçon suivant)

• Le transfert de paquets vers un autre tronçon implique la désencapsulation du paquet source et l'ajout de nouveaux en-têtes pour le tronçon suivant.

Commutation des paquets entre les réseaux (Le routage des paquets)

• Les routeurs déterminent le tronçon suivant vers lequel chaque paquet doit être acheminé, en utilisant leur table de routage.

Commutation des paquets entre les réseaux (Atteindre la destination)

• Le routeur R3 transfère le paquet au PC destination, selon la table de routage configurée.

Détermination du chemin (Les décisions relatives au routage)

• Le processus de décision de routage consiste à trouver le chemin pertinent et le routeur suivant pour acheminer un paquet.

Internet Control Message Protocol version 4 (ICMP)

• ICMP est un protocole réseau en charge des requêtes, réponses et des rapports d’erreurs.

Outils de débogage

• Des outils comme ping et traceroute utilisent ICMP pour diagnostiquer les problèmes de connectivité réseau.

Adresses IP : comment les obtenir ?

• Les adresses IP peuvent être obtenues par plusieurs méthodes, dont la configuration statique et le protocole DHCP.

DHCP : Dynamic Host Configuration Protocol.

• DHCP est un protocole qui permet d'obtenir automatiquement une adresse IP.

Problèmes IPv4

• L'adressage IPv4 à 32 bits est maintenant insuffisant pour le grand nombre de périphériques connectés.

Références

• Divers documents et articles de base sont cités comme références pour les concepts de réseau.