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Les Réseaux Informatiques

DEUST AMMILoR. Les Réseaux Informatiques. Couche Réseau Protocoles IP,…. Laurent JEANPIERRE 2002 - 2003. Rôles de la couche OSI.3. Couche réseau Couche abstraite Donnée  Paquet 2 modes Connecté X25 Non connecté IP Inter réseaux Routage Fragmentation. Réseau. LLC. MAC.

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  1. DEUST AMMILoR Les Réseaux Informatiques Couche Réseau Protocoles IP,… Laurent JEANPIERRE 2002 - 2003

  2. Rôles de la couche OSI.3 • Couche réseau • Couche abstraite • Donnée  Paquet • 2 modes • Connecté • X25 • Non connecté • IP • Inter réseaux • Routage • Fragmentation Réseau LLC MAC Couche Physique

  3. Fondations et Besoins • La couche 2 permet : • Transfert de données entre machines • Adressage d’une ou plusieurs machines précises • Qualité de service (temps de réponse & débit) • MAIS : • MTU limité • Et les données volumineuses ? • Round Trip Delay limité • Longueur du réseau limitée • Nombre de stations limité • Une seule trame par réseau à chaque instant

  4. Une solution ? • Fragmenter le réseau • Plusieurs réseaux physiquement séparés • Liens permettant de communiquer d’un réseau à un autre • Avantages • Une trame par réseau à chaque instant • Chaque réseau a une taille petite • Inconvénients • Ne résout pas les problèmes du MTU • Diffusion active des données • Comment atteindre une machine donnée ?

  5. Fragmentation des réseaux • Réseau locaux : • Adresse MAC unique au monde • Diffusion passive • Réseau fragmenté • Séparation physique • Avantages des réseaux locaux • Pas de communication de réseau en réseau • Séparation logique • Qui appartient à quel réseau ?

  6. Adresses Logiques • Besoin d’adresses • Non liées au matériel • Des équipements différents sur un même réseau • Des équipements identiques sur différents réseaux • Identifiant un équipement de façon unique • Regroupant logiquement les machines  Adresses IP

  7. Adresses IP • Adresses uniques au Monde • Délivrées par le Network Information Center • 32 bits, 4 294 967 296 adresses uniques • XXX.XXX.XXX.XXX • Regroupement logique : • @ = N° réseau + N° machine • Même réseau  Même préfixe • Combien de réseaux, combien de machines ?

  8. Classes d’adresses • Besoins différents • Réseaux de 3-4 machines • Réseaux de 1000+ machines • 5 classes définies • A : 0yyyyyyy.x.x.x • B : 10yyyyyy.yyyyyyyy.x.x • C : 110yyyyy.yyyyyyyy.yyyyyyyy.x • D : 1110yyyy.Y.Y.Y • E : 11110yyy.Y.Y.Y

  9. Le NIC • Attribution centralisée • Fournit des numéros de réseaux • Numéros uniques garantis • Réseaux privés • Jeux d’adresses libres • Numéros de machines non donnés… • Charge de l’administrateur du réseau • Adresses Web • www.internic.net, www.inana.org

  10. Identification IP d’une machine • Envoi d’un message à une machine • @ IP fournie • Même réseau • Comment joindre cette machine ? • Réseau ethernet / token ring  @ MAC • Address Request Protocol • Traduit IP  MAC

  11. Matériel Protocole Taille Matériel Taille Protocole OP 2 2 1 1 2 Protocole ARP • Broadcaste un appel à l’aide… • @source.ethernet = @émetteur • @destination.ethernet = FF-FF-FF-FF-FF-FF • Type = 0806H • Données = @Matériel Source @Protocole Source @Matériel Cible @Protocole Cible • Réponse : • Même trame, champs remplis par machine cible

  12. Exemple ARP 0001 Matériel Protocole 0800 6 Taille Matériel 4 Taille Protocole 1 OP 02-60-8C D9-D8-D2 @Matériel Source @Protocole Source 192.168. 223.208 @Matériel Cible 192.168. 223.207 @Protocole Cible 2 2 1 1 2 6 4 6 4 • Emission de la trame en Broadcast • La machine 192.168.223.207 répond 2 02-60-8C D9-E3-ED • Recopie de l’entête de la trame • Inversion des champs source & destination • Ajout de l’adresse matérielle • Marque la ‘réponse ARP’ • Envoi de la trame - réponse

  13. Protocole RARP • Reverse Address Request Protocol • Convertit @ MAC en @ IP • Utile pour initialiser une machine sans disque • Nécessite un serveur spécifique • Trames identique à ARP • OP=3 : demande RARP • OP=4 : réponse RARP

  14. Outrepasser les MTUs • Fragmentation des données  Paquets de taille <= MTU • Envoi de chaque paquet individuellement • Problèmes : • Comment différencier un fragment d’un paquet complet ? • Comment remettre en ordre les morceaux • Ajout de données en en-tête

  15. Version 4  0100 Version 6  0110 En nombre de mots de 32 bits XXX N’est plus utilisé X Minimise le délai X Maximise le débit X Maximise la fiabilité X Minimise le coût X Réservé 16 bits, nombre d’octets du datagramme IP complet 16 bits, nombre de datagrammes envoyés entre ces deux machines Format de trame IP 0 4 8 16 32 Version Longueur entête Type de Service Longueur totale Identification

  16. X Réservé X Fragmentation interdite X Encore des fragments Décalage du paquet de données En mots de 64 bits Nombre de sauts à vivre Format de trame IP 0 4 8 16 19 32 Version Longueur entête Type de Service Longueur totale Identification Flags Fragment Offset Time To Live

  17. Format de trame IP 0 4 8 16 19 32 Version Longueur entête Type de Service Longueur totale Identification Flags Fragment Offset Time To Live Protocole supérieur Contrôle d’erreur entête @ IP source @ IP destination Options éventuelles Données

  18. Routage des paquets • Comment trouver son chemin ? • Seule donnée disponible : @ IP • Utilisation des routeurs • Appareils spécialisés dans le routage • Plusieurs interfaces réseaux • « Plan » du réseau : Table de routage • Et si plusieurs routeurs disponibles ? • Table de routage locale nécessaire

  19. Tables de routage • Plusieurs solutions différentes • Carte complète du réseau • TRES imposante, plusieurs milliers d’entrées • Mise à jour ? • Carte locale du réseau • Principe retenu par IP • « Pour joindre xxx, envoyer à yyy » • Beaucoup plus simple !

  20. Méthodes de routage • Problème : Création des tables de routage • 2 grandes approches • Routage Dynamique • Les routeurs calculent les meilleures voies • Complètement autonome • Très compliqué • Routage Statique • La table est écrite manuellement • Relativement simple ( informatiquement parlant )

  21. Routage statique • Entrée manuelle des directives • Trois classes de directives • IP Machine  IP routeur • IP Réseau  IP routeur • IP routeur par défaut • Commande « route » • add, print, delete

  22. Algorithme de routage • Si @ IP  mon_réseau • Envoi à @ IP • Lecture table de routage par machine • Si correspondance, envoi à @ IP routeur • Lecture table de routage par réseau • Si correspondance, envoi à @ IP routeur • Lecture du chemin par défaut • Envoi @ IP routeur par défaut

  23. Loi des grands nombres • Les classes contiennent trop de machines • Classe A : 126 réseaux de 16 777 214 postes • Classe B : 16382 réseaux de 65534 postes • Pas raisonnable ! • Les tables de routage sont saturées • Chaque routeur doit maintenir SA carte • 1 entrée par réseau joignable • Classes A,B,C : 2 113 658 réseaux

  24. Masque de sous-réseau • Fractionnement logique • Subdiviser un réseau • Créer des groupes de taille raisonnable • Faire des groupes cohérents • Rassembler plusieurs sous-réseaux • Regrouper plusieurs réseaux dans 1 entrée • Structure hiérarchique

  25. Masque de sous-réseau (2) • Forme binaire : • 111…1 000…0 • Interprétation : • La première partie (‘1’)  ID du réseau • La seconde partie (‘0’)  ID des machines • Exemple : • Loria : 152.81.x.x • Classe B  65 534 postes • Masque : 255.255.240.0 • 15 sous-reseaux accessibles sans routage (bâtiment) • + Machines « kiosque » accessibles par routeur uniquement

  26. 152.81.7.163 152.81.1.10 152.81.37.18 152.81.144.15 Masque de sous-réseau (3)  RENATER 152.81.1.1

  27. Bilan • Envoi de données de couche 3 : • Fragmentation en paquets <= MTU • Consultation table routage  @ IP prochain destinataire • Requête ARP  @ MAC prochain destinataire • Envoi de chaque paquet individuellement  Couche 2 • Réassemblage après réception

  28. Le protocole ICMP • Internet Control Message Protocol • 15 messages utilisés • 10 informations • Ping • Messages de routeurs • Horodatage • 5 erreurs • Destination inaccessible • Temps dépassé • Divers • Redirection

  29. Erreurs ICMP • Ne provoquent pas d’erreurs ICMP • Ne concernent que le premier fragment • Ne concernent pas les multicasts • Reprennent l’entête IP posant problème • Reprennent les 8 premiers octets du paquet de données du datagramme

  30. ICMP redirect • Routage hybride • A partir d’une table de routage vide • Régler uniquement une route par défaut • Laisser ICMP corriger la table • Chaque erreur  ICMP Redirect • Mise à jour de la table de routage • Cette erreur ne se reproduira plus

  31. ICMP redirect • Informe d’une erreur de routage Routeur 1 Routeur 2 Routage 192.168.223 local 192.33 Routeur2 défautRouteur1 ICMP Redirect 192.33  Routeur2 Routage 192.168.223 local défautRouteur1 Routage 192.168.223 local 192.168.200 VERT 192.33Routeur2 défautVERT Routage 192.168.223 local 192.168.200 Routeur1 192.33VERT DéfautVERT Message pour CHARON 192.33.169.252

  32. Le protocole IPX • Concurrent de IP • Structure de trame : • CRC (16 bits) • Longueur (16 bits, 30  576) • Transport Control (8 bits) • Type de paquet (8 bits, 0  31) • Réseau cible (4 octets) • Machine cible (6 octets) • Port cible (2 octets) • Réseau source (4 octets) • Machine source (6 octets) • Port source (2 octets) • Données (0  546 octets)

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