Chapitre 1 : Introduction, Modèle OSI et TCP/IP (PDF)

Chapitre 1 Introduction, modèle OSI et TCP/IP McGraw-Hill ©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2000 Le protocole et la couche un protocole est nécessaire lorsque deux entités ont besoin de communiquer. Lorsque la commu...

Chapitre 1 Introduction, modèle OSI et TCP/IP McGraw-Hill ©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2000 Le protocole et la couche un protocole est nécessaire lorsque deux entités ont besoin de communiquer. Lorsque la communication n'est pas simple, nous pouvons diviser la tâche complexe de la communication en plusieurs couches. Dans ce cas, nous pouvons avoir besoin de plusieurs protocoles, un pour chaque couche. 2 Le modele OSI (Open Systems Interconnection) Créée en 1947, l'Organisation internationale de normalisation (ISO) est un organisme multinational voué à un accord mondial sur les normes internationales. Près des trois quarts des pays dans le monde sont représentés à l'ISO. Une norme ISO qui couvre tous les aspects des communications réseau est le modèle d'interconnexion des systèmes ouverts (OSI). Il a été introduit pour la première fois à la fin des années 1970. L'ISO est l'organisation; OSI est le modèle. L'ISO est l'organisation; OSI est le modèle. L'ISO est l'organisation; OSI est le modèle. 3  Modele OSI TCP/IP Protocol Suite 4 Les couches OSI 5 Echange par utilisation du modèle OSI Chaque protocole possède un format spécifique de data (SDU : Service Data Unit) et ajoute un entête donné (H). L’ensemble SDU et H constitue le PDU (Protocol Data Unit). En descendant on ajoute une entête (encapsulation) et en montant on enlevé l’entete (desencapsulation). 6 Le modèle TCP/IP TCP/IP a été développée avant le modèle OSI. Par conséquent, les couches de la suite de protocole TCP/IP ne correspondent pas exactement à celles du modèle OSI. La suite de protocole TCP/IP d'origine a été définie comme quatre couches logicielles construites sur le matériel. Aujourd'hui, cependant, TCP/IP est considéré comme un modèle à cinq couches avec les couches nommées de la même façon que ceux du modèle OSI. 7 TCP/IP et OSI 8  Couche physique Cette couche n’en traite que les aspects physiques- les cartes, les câbles et les hubs véhiculant les paquets de données. Cette couche regroupe donc les spécifications des câbles et des connecteurs. Sur cette couche on réalise le codage, modulation, multiplexage synchronisation…. TCP/IP Protocol Suite 9  Couche liaison Il s’agit d’un ensemble de règles logicielles gravées dans les circuits mémoire des équipements (concentrateurs, cartes réseau, routeurs, etc.) qui stipulent comment le courrier doit être acheminé et distribué. Elle s’applique à trouver un chemin pour que la couche 1 puisse dialoguer avec la couche 3. C’est l’endroit où les adresses des cartes réseau (adresses MAC) deviennent importantes. Le canal est partagée sur cette couche. La couche 2 se charge en outre de reconditionner les paquets dans des cadres (frames), qui correspondent au format de transmission des données par les équipements matériels opérant aux niveaux inférieurs à la couche 3. TCP/IP Protocol Suite 10  Couche réseau fournit un schéma d’adressage. Réalise le routage. Lorsqu’un ordinateur émet un paquet de données, il l’envoie à une adresse logique de couche 3. le routeur réalise le routage sur la couche 3. La couche 3 peut traduire les adresses logiques des paquets de données en adresses MAC. La couche 3 est également celle de plus bas niveau qui fasse partie du système d’exploitation réseau. Les couches inférieures sont gérées par les puces des équipements. TCP/IP Protocol Suite 11  Couche TRANSPORT. Le premier des niveaux utilisable par l'utilisateur pour développer des applications.. Il réalise un service de transmission fiable entre processus (transmission de bout en bout, "end to end").. Selon les options de conception il assure: - Gestion des connexions.. protocoles en mode connecté. protocoles en mode non connecté. - Négociation de qualité de service. - Multiplexage/éclatement - Contrôle d'erreur. - Contrôle de flux. - Contrôle de séquence. - Segmentation. 12  COUCHE SESSION Dans sa définition de base (OSI) le niveau session structure et synchronise les dialogues point à point en mode message. L'approche OSI.. Le transport offre une voie logique de communication ("un tube").. Le mode de communication utilisé est le mode message asynchrone.. La session structure les échanges pour y ajouter de la tolérance aux pannes et de la synchronisation : - Activités - Dialogue -Notion de point de synchronisation pour délimiter des parties d'un échange en vue de la reprise.. 13  Couche PRÉSENTATION Traite du codage des données échangées: différents sites ayant des représentations différentes peuvent utiliser les données. Les conversions. Nécessaire pour tous les types de données Types caractères, numériques, construits. Syntaxe abstraite permettant la définition d'une grande variété de structures de données (analogue de la syntaxe de définition de types dans un langage évolué). Syntaxe de transfert : Une représentation unique dans le réseau utilisée pour transférer les données. - 14  Couche APPLICATION Le niveau application est défini pour fournir à l'utilisateur des fonctions dont il a besoin couramment. - En termes d'un cadre de développement d'une application informatique répartie (Exemple: structuration objet). - En termes de protocoles fonctions réseaux pré définies qui déchargent l'utilisateur de travaux répétitifs de programmation d'applications souvent utilisées. On distingue aussi les applications qui concernent des échanges automatisés entre calculateurs de celles qui concernent le travail des personnels. 15  Exemple des applications et protocoles Les piles de protocole Une solution encore nécessaire pour comprendre les fonctions à réaliser: - Choix du découpage des fonctions à réaliser entre différentes couches de logiciels. - Choix de définition des fonctions à réaliser par les différents niveaux. - Implantation des niveaux. 16 Internet 17  Communication à la couche physique unité de communication sur la couche physique est le bit Legend Source Destination A R1 R3 R4 B Physical Physical layer layer Link 1 Link 3 Link 5 Link 6 011... 101 01 1... 10 1 011... 101 011... 101 TCP/IP Protocol Suite 18  Communication à la couche de liaison de données unité de communication sur la couche liaison est la trame. Legend Source Destination D Data H Header A R1 R3 R4 B Data link Data link Physical Physical Link 1 Link 3 Link 5 Link 6 D2 H2 Frame D2 ame Fr H2 D2 H2 D2 H2 Frame Frame TCP/IP Protocol Suite 19  Communication à la couche réseau unité de communication sur la couche réseau est le paquet. Legend Source Destination D Data H Header A R1 R3 R4 B Network Network Data link Data link Physical Physical D3 H3 Datagram D3 H3 Datagram TCP/IP Protocol Suite 20  Communication à la couche de transport unité de communication sur la couche transport est le segment. A Legend Source Destination D Data H Header B Transport Transport R1 R3 R4 Network Network Data link Data link Physical Physical D4 H4 Segment D4 H4 Segment TCP/IP Protocol Suite 21  Communication à la couche d'application unité de communication sur la couche application est le message. A B Application Legend Source Destination D Data H Header Application Transport Transport R1 R3 R4 Network Network Data link Data link Physical Physical D5 D5 Message D5 D5 Message TCP/IP Protocol Suite 22 adressage Quatre niveaux d'adresses sont utilisés sur Internet en utilisant les protocoles TCP/IP : adresse physique adresse logique adresse de service. adresse spécifique à l'application. Chaque adresse est liée à une couche dans l'architecture TCP/IP. 23 Adresses dans la suite protocole TCP/IP 24 exemple un nœud avec adresse physique 10 envoie un trame à un nœud avec adresse physique 87. Les deux nœuds sont reliés par un lien (un LAN). À la couche de lien de données, ce trame contient des adresses physiques (lien) dans l'en-tête. Ce sont les seules adresses nécessaires. Le reste de l'en-tête contient d'autres informations nécessaires à ce niveau. l'ordinateur avec l'adresse physique 10 est l'expéditeur, et l'ordinateur avec l'adresse physique 87 est le récepteur. La couche de lien de données de l'expéditeur reçoit des données d'une couche supérieure. Il encapsule les données dans un trame. Le trame est propagé à travers le LAN. Chaque station avec une adresse physique autre que 87 laisse tomber le trame parce que l'adresse de destination dans le trame ne correspond pas à sa propre adresse physique. L'ordinateur de destination prévu, cependant, trouve une correspondance entre l'adresse de destination dans le trame et sa propre adresse physique. 25  Adresse physique 1 packet 87 10 Data accepted 87 10 Data 4 26 Example adresse logique Chaque appareil (ordinateur ou routeur) a une paire d'adresses (logiques et physiques) pour chaque connexion. Dans ce cas, chaque ordinateur est connecté à un seul lien et n'a donc qu'une seule paire d'adresses. Chaque routeur, cependant, est connecté à trois réseaux. Ainsi, chaque routeur a trois paires d'adresses, une pour chaque connexion. 27 Adresse logique Les adresses physiques changent a chaque saut mais les adresses logiques restent. 20 10 A P Data 20 10 A P Data 33 99 A P Data Physical addresses changed 95 66 A P Data 95 66 A P Data 33 99 A P Data Physical addresses changed 28 Exemple de transport L'ordinateur d'envoi exécute trois processus en ce moment avec les adresses a, b et c. L'ordinateur récepteur exécute deux processus en ce moment avec les adresses j et k. Traiter un dans l'ordinateur d'envoi doit communiquer avec le processus j dans l'ordinateur de réception. Notez que bien que les deux ordinateurs utilisent la même application, FTP, par exemple, les adresses portuaires sont différentes parce que l'un est un programme client et l'autre est un programme serveur. TCP/IP Protocol Suite 29  Le numero de port A Sender Receiver P Data Data a j Data a j Data A P a j Data A P a j Data H2 A P a j Data H2 A P a j Data Internet TCP/IP Protocol Suite 30 Exemple de service (DNS: Domain Name Service)  Le but de la résolution des noms sur un réseau est d’assurer la conversion entre les noms d’hôtes et les adresses ip. machine.domaine.xz inverse résolution 192.127.10.2 DNS (introduction) Un nom d’hôte peut désigner plusieurs adresses ip pour des interfaces différentes  Une adresse ip peut être associée à plusieurs noms alias par exemple :  ftp.domaine.xz www.domaine.xz mail.domaine.xz Le Système des Noms de Domaine est un ensemble de règles utilisées par les logiciels pour établir (entre autres choses) la correspondance entre des noms et des adresses. Il utilise un protocole de communication client/serveur udp/tcp sur le port domain 53. 32 Le web A partir d’un objectif initial de collecte d'informations sous la forme de documents hypertextes le Web évolue vers un modèle client serveur très général. Désignation et liaison Désignation et liaison de ressources : URL ‘Uniform Resources Locator’ Représentation des données Format de présentation des données MIME 'Multipurpose Internet Mail HTML ‘HyperText Markup Language’ Interaction de communication Protocole de communication (accès aux documents sous forme de méthodes) : HTTP ‘HyperText Transfer Protocol’ Exemple d’utilisation de web et DNS Le client (browser) demande un site web « www.cnam.fr ». Il ouvre un numéro de port qcq > 1024. mais pour former le paquet IP il faut l’adresse IP du serveur. Le client envoi une requête DNS vers le serveur DNS défini dans sa configuration réseau sur le numéro de port 53. La recherche DNS détermine l’adresse IP du serveur web. Le client crée une connexion TCP vers le serveur web qui est en attente sur le numéro de port 80. Le client envoi une requête http vers ce serveur web. Le serveur web répond par la page HTML demandée. Le wireshark est un outil qui permet de sniffer les paquets sur une liaison donnée. 34 35