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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 2

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Chapitre 4 – Les réseaux TCP/IP

Dans ce chapitre, nous aborderons : Un bref historique Le modèle TCP/IP

• Modèle OSI et DoD Le niveau Trame

• La trame Ethernet II Le niveau Paquet

• ARP, IP L’adressage IPv4 Le niveau Message

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 3

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Historique TCP/IP

Inventé par l’agence DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency ) à la fin des années 60 Appelé réseau Arpanet Utilisation militaire destinée à protéger le réseau d’information

en cas d’attaque

Adopté par les universités américaines dans le début des années 80 Université de Berkeley l’a inclus dans son Unix BSD

Arrivée d’Internet (Web) en 1993

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 4

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Historique (suite)

Nombre d’hôtes connectés à Internet

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 5

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Le modèle TCP/IP

Nombreux points communs avec le modèle OSI Modèles à 4 couches Encapsulation et

communication entre les couches

Modèle orienté protocoles A chaque couche est associé

un ou plusieurs protocoles

Application

TransportInternet

Accès réseau

Modèle TCP/IP

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 6

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Correspondance TCP/IP - OSI

TCP/IP est un modèle simplifié et plus pragmatique

Application

TransportInternet

Accès réseau

Application

Présentation

Session

Transport

Réseau

Liaison

Physique

Modèle OSIModèle TCP/IP

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 7

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La couche Accès réseau

S’occupe de la transmission de données sur un support physique

Elle est chargée de : L’acheminement des données sur le réseau La synchronisation des données Le codage des données La conversion des signaux analogiques/numériques Contrôler les erreurs de transmission

Pour les réseaux locaux FDDI , Ethernet , Token ring

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 8

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La couche Internet

La clé de voûte du modèle TCP/IP Elle est chargée de :

Gérer les notions d’adressage IP Réaliser l’acheminement et le réassemblage de paquets au

travers de réseaux hétérogènes et interconnectés

Les 5 protocoles de la couche Internet IP (Internet Protocol) ARP (Address Resolution Protocol) ICMP (Internet Control Message Protocol ) RARP (Reverse Address Resolution Protocol) IGMP (Internet Group Management Protocol )

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 9

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La couche Transport

Son rôle est de permettre à des entités paires de soutenir une conversation

Permet de dissocier les applications réseau par l’utilisation d’un port de connexion

Deux implémentations officielles TCP, un protocole orienté connexion qui assure le contrôle

des erreurs UDP, un protocole non orienté connexion dont le contrôle

d'erreur est peu fiable

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 10

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La couche Application

Regroupe 3 couches du modèle OSI Les couches Présentation et Session n’étaient pas très

utilisées

Cette couche regroupe des protocoles haut niveau Destinés à fournir des services évolués Ex : Netbios

Protocoles souvent rencontrés à ce niveau : SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) HTTP (HyperText Transfer Protocol) Telnet, FTP (File Transfer Protocol) , …

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 11

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Le niveau trame

Couche 2 du modèle OSI L’unité d’information est la trame

Assure la communication entre hôtes d’un même réseau physique

Introduit la notion d’adresse physique Adresse MAC (Media Access Control)

Communication avec les couches supérieures du modèle OSI grâce au protocole ARP Address Resolution Protocol Il s’agit d’une conversion de l’adresse IP en adresse MAC

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 12

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L’adresse MAC

Constituée de 6 octets

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 13

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Adresse MAC de broadcast

L’adresse FF:FF:FF:FF:FF:FF est l’adresse de broadcast Utilisée comme adresse de destination, elle concerne tous les

hôtes du réseau Limitée au « domaine de broadcast »

• Sinon : Pollution rapide du réseau Utilisée par le protocole ARP pour diffuser les

demandes de résolution ARP Quand l’adresse MAC n’est pas dans le cache ARP

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 14

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Le standard 802.3

Le standard 802.3 défini normalise les échanges Définie par l’IEEE Concerne les échanges sur les réseaux numériques à liaison

filaire Existe de nombreuses déclinaisons

• 802.3u : FastEthernet 100 baseTx• 802.3ab : 1000 base T• 802.3z : Gigabit Ethernet

La norme défini également les spécifications concernant la méthode CSMA/CD

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 15

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La trame 802.3

Format de la trame 802.3 Correspond au trafic de dialogue entre équipements

Switchs et routeurs par exemple

Format de la trame

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 16

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La trame Ethernet (version II)

Correspond au trafic utilisateur Un PC avec une carte réseau par exemple

Format de la trame

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 17

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Signification des champs

Préambule Destiné à faciliter la synchronisation des différents émetteurs

et récepteurs• Synchronisation des horloges• Constitués d’une suite de 0 et de 1

Adresse MAC source et destination Adresse physique précisant l’hôte source et destination

Type/Longueur Type : Défini le type de protocole de couche supérieure.

• 0x0800 : Protocole IPv4, 0x0806 : ARP , 0x86DD : ipv6 Longueur : Indique la longueur en octets des données qui

suivent

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 18

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Le FCS : Frame Check Sequence

Somme de calcul permettant de vérifier que la trame n’a pas subi d’erreurs de transmission Appelé « code de redondance cyclique » Calcul polynomial sur 4 octets

L’émetteur transmet les données ET le FCS Le récepteur effectue le même calcul et compare la

valeur de FCS calculée avec la valeur transmise Si les 2 valeurs sont différentes, il y a erreur de transmission

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 19

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Exemple de trame Ethernet II

Cas d’une communication poste à poste

Destination Source Type de données de couche supérieure

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 20

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Le niveau paquet

Couche 3 du modèle OSI L’unité d’information est le paquet

Permet la communication d’hôtes situés dans des réseaux différents

Introduit la notion d’adresse logique L’adresse IP

Les données sont fragmentées en petits paquets et envoyés vers une destination logique

Le niveau paquet introduit la notion de « routage »

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 21

G. Valet

Vous avez dit adresse IP ?

Pourquoi une adresse IP alors qu’il y a déjà l’adresse MAC ? L’adresse MAC permet une communication sur un même

réseau L’adresse IP permet une communication vers d’autres réseaux

Une adresse IP peut-être privée ou publique Privée pour une utilisation au sein d’un réseau local Publique pour être joint depuis Internet

Toujours associée à un masque

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 22

G. Valet

Constitution d’une adresse IP

Constituée de 4 octets (32 bits) Ex : 192.168.2.45

Séparée en 2 parties Le numéro de réseau (netid) Le numéro d’hôte (hostid)

• Comment différencier le n° de réseau et le n° d’hôtes ?– Avec le masque

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 23

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Le masque et l’IP

Constitué également de 4 octets (32 bits) Ex : 255.255.255.0

Les bits à 1 du masque : Indiquent que les bits correspondant de l’IP représentent le n° de

réseau

Les bits à 0 du masque : Indiquent que les bits correspondant de l’IP représentent le n° d’hôte

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 24

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Le masque et la notation

Il existe deux notations pour le masque La notation décimale :

• Ex : 192.168.1.34 et 255.255.255.0 La notation du nombre de bits à 1 du masque

• Ex : 192.168.1.34 / 24 La notation du nombre de bits est de plus en plus

utilisée Dans les routeurs, switchs, firewalls Par les fournisseurs d’accès lorsqu’ils attribuent des adresses

IP à leur clients

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 25

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Application du masque

Deux hôtes peuvent communiquer en direct si : Le résultat d’un ET LOGIQUE entre l’adresse IP et le masque

est identique pour les 2 hôtes

Exemple

ET

=

ET

=≠

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 26

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Les classes d’adresses IP

Volonté d’attribution équitable des adresses IP Existence de 5 classes d’adresses IP

Classes A, B, C, D et E

A chaque classe correspond un nombre de réseaux et un nombre d’hôtes défini

La classe est déterminée par les 4 premiers bits de l’adresse :

Bits de poids fort Intervalle du 1er octet Classe

0 1 à 126 A

10 128 à 191 B

110 192 à 223 C

1110 224 à 239 D

1111 Réservé E

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 27

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La classe A

Peu de réseaux mais un grand nombre d’hôtes 126 réseaux , 16 777 214 hôtes dans chaque réseau

Plutôt réservé à Internet

Le masque : 255.0.0.0 Exemple : 10.34.20.30/8

10 est le netid , 34.20.30 est le hostid

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 28

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La classe B

16 383 réseaux , 65534 hôtes dans chaque réseau Idéal pour un gros réseau local

Le masque : 255.255.0.0 Exemple : 170.23.15.78/16

170.23 est le netid , 15.78 est le hostid

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La classe C

2 097 151 réseaux , 254 hôtes dans chaque réseau Très peu d’hôtes

Le masque : 255.255.255.0 Exemple : 193.14.1.39/24

193.14.1 est le netid, 39 est le hostid

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 30

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La classe D

Utilisée pour la multidiffusion (multicast) Méthode pour diffuser un contenu vers une seule adresse

mais dont les destinataires sont multiples.

Pas de masque Ex : 224.0.10.1

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 31

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Adresses IP publiques et privées

Certaines adresses sont publiques et d’autres privées C’est une des solutions trouvées pour limiter le nombre

d’adresses IP sur Internet Les adresses privées ne sont pas visibles sur Internet

Les adresses privées sont définies pour chaque classe d’adresse

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 32

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Adresses IP spéciales

Certaines adresses IP ont une signification particulière Peuvent être inutilisables ou réservées à un usage spécial

On ne peut donc pas les affecter à un hôte Quelques exemples :

192.168.1.0/24 172.16.255.255/16 0.0.0.0 255.255.255.255 …

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 33

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Adresse d’un réseau

Les bits du numéro d’hôte sont à 0 Exemple : 172.16.0.0/16 Désigne l’ensemble des hôtes d’un réseau logique Permet de nommer un réseau dans une table de

routage par exemple

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 34

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Adresse de « broadcast » d’un réseau

Les bits du numéro d’hôte sont à 1 Exemple : 172.16.255.255/16 C’est l’adresse que l’on utilise pour joindre tous les

hôtes d’un réseau en multi-diffusion.

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 35

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Adresse « Broadcast » généralisé

Tous les bits sont à 1 (netid et hostid) Exemple : 255.255.255.255 Permet d’atteindre tous les hôtes de tous les

réseaux Evidemment, tous les routeurs/firewall l’interdisent

Les conséquences d’un broadcast général pourraient être la paralysie du réseau mondial !!!

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 36

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Adresse pour bootP et DHCP

Tous les bits sont à 0 Exemple : 0.0.0.0 C’est l’adresse IP qu’utilise un hôte qui souhaite

obtenir une adresse IP d’un serveur DHCP/BootP Dynamic Host Configuration Protocol

Là aussi, les routeurs ne laissent pas passer ce genre de requête sur un autre réseau Pb de sécurité

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 37

G. Valet

Hôtes de tous les réseaux

Tous les bits du netid sont à 0 Exemple : 0.0.0.14 C’est l’adresse IP qu’utilise un hôte qui souhaite

atteindre tout hôte distant dont l’adresse IP se termine par 14 192.168.1.14 , 192.168.45.14, etc, …

Très peu utilisé aujourd’hui Les routeurs et firewalls bloquent ce genre d’adresse

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 38

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Adresse de boucle locale

Commence par 127 Exemple : 127.0.0.1

Les données ne sont pas envoyées sur l’interface réseau

Permet de savoir si la pile TCP/IP est correctement installée

Ne permet pas de valider le fonctionnement d’une interface réseau

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 39

G. Valet

Passerelle par défaut

C’est la dernière adresse du réseau Exemple : 192.168.1.254

Elle désigne l’adresse IP de la passerelle par défaut Celle qu’utilisera une station pour atteindre un autre réseau

Il s’agit d’une convention qui n’est pas obligatoire Une passerelle par défaut peut emprunter une autre adresse

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 40

G. Valet

Problème de l’adressage par classe

Résumons Classe A : 126 réseaux de 16 777 214 hôtes Classe B : 16 383 réseaux de 65 534 hôtes Classe C : 2 097 151 réseaux de 254 hôtes

Que se passe-t-il si besoin de 300 adresses ? Prendre un classe B est la solution

• Gaspillage de 65 534 – 300 = 65 234 adresses IP Solutions techniques proposées

Le « subnetting » Le « supernetting » et la notation CIDR (ClassLess

InterDomain Routing)

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 41

G. Valet

La technique du « subnetting »

Principe : Agrandir le masque de sous-réseaux d’une classe donnée pour créer des sous-réseaux Technique utilisée pour diviser une classe d’adresse en sous

réseaux distincts

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 42

G. Valet

Exemple de « subnetting »

Soit un réseau de classe C : 192.168.5.0/24 Si on utilise 3 bits pour créer des sous-réseaux

Nous aurons 23 = 8 possibilités (6 en réalité)

Possibilités de 8 sous-réseaux (6 en pratique)

De 001 à 110 :• 192.168.5.32/27• 192.168.5.64/27• 192.168.5.96/27• 192.168.5.128/27• 192.168.5.160/27• 192.168.5.192/27

Possibilités de 25 = 32 hôtes (30 dans la pratique) dans chaque sous-réseau

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 43

G. Valet

Technique du « supernetting »

Regrouper plusieurs réseaux d’une classe donnée en un seul sous-réseau Permet d’éviter un gaspillage des adresses IP et donc de

distribuer une quantité adaptée aux besoins réels Comment ca marche ?

L’adresse du réseau est alors 192.168.24.0/22

Possibilités de 210 = 1024 hôtes (1022 en pratique) soit l’équivalent de 4 classes C

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 44

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ARP : Address Resolution Protocol

Traduction d’adresse IP vers adresse MAC

• Préalable à toute communication réseau– De station à station– De station à routeur– De routeur à station

• Il s’agit d’un protocole non sécurisé– Toute station peut se faire passer pour une autre

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 45

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Principe d’une requête ARP

Qui a l’adresse 192.168.0.45 ?

Broadcast

Broadcast

192.168.0.45 est à 00:80:C8:CD:C8:DC

Début de la communication

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 46

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La trame ARP

Champs d’une trame ARP

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 47

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Les champs de la trame ARP

Type de protocole : HLEN et PLEN : Taille en octets des adresses MAC

et IP Opération (opcode) : REQUEST ou REPLY Adresse MAC du demandeur Adresse MAC du destinataire

00:00:00:00:00:00 si pas encore connue

Adresse IP du demandeur Adresse IP du destinataire

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 48

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Exemple de trame ARP

Résultat d’une capture

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 49

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Séquence ARP

Capture d’une séquence ARP

Requête

Réponse

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 50

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Les caches ARP

Ils permettent de stocker une table de correspondance entre adresse IP et MAC Evitent la saturation du réseau par les requêtes ARP

Il existe des entrées statiques et dynamiques Les entrées statiques sont plus lourdes à gérer Les entrées dynamiques posent des problèmes de sécurité

Les différents éléments réseau possèdent une table ARP Les commutateurs (tables des adresses MAC par port) Les stations (table ou cache ARP) Les routeurs (table ou cache ARP)

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 51

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Le cache ARP d’une station

Voici l’affichage d’une table ARP sur une station Avec la commande arp –a sous Windows

– Avec la commande arp –i eth1 sous Linux

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 52

G. Valet

Le protocole IP

Charger de délivrer des paquets Un paquet est une partie élémentaire d’un DATAGRAMME

Son rôle Reconstituer un datagramme à partir de paquets reçus Découper un datagramme en paquets à envoyer

Pourquoi un tel découpage ? Alléger le travail des routeurs

• Ils doivent traiter un maximum d’informations sans pénaliser une station par rapport à une autre

Minimiser le travail de réassemblage des paquets Notion de MTU (Maximum Transfert Unit – Voir routage)

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 53

G. Valet

Ordonnancement des paquets

1

2

3

Dat

agra

mm

e à

envo

yer

Dat

agra

mm

e à

réas

sem

bler

Le destinataire reconstitue le datagramme Un routeur peut également réordonnancer les paquets

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 54

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Format du paquet IPv4

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 55

G. Valet

Les champs du paquet IP

Version Ipv4 ou ipv6

Type de service Définit la priorité, le délai pour transmettre, le débit et le coût

• Souvent réinitialisé à 0 et donc peu utilisé N° identification

Les paquets faisant partie du même datagramme ont le même n° d’identification

Adresse IP source et destination

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 56

G. Valet

Le champ « Flag » du paquet IP

Le champ drapeau (flags) indique l’état de la fragmentation du paquet Sur 3 bits

Le bit R est réservé et toujours à 1

Le bit DF (Don’t fragment) est à 1

lorsqu’on ne souhaite pas de fragmentation

Le bit MF (More fragments) est à 1 lorsque d’autres fragments sont à venir

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 57

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Le routage

C’est l’action qui consiste à orienter des paquets vers une destination

On distingue 2 types de routage Le routage direct

• Effectué par la station elle-même Le routage indirect

• Effectué par des routeurs

Le routage s’effectue au niveau de la couche 3 (Réseau) A ce niveau, l’élément de base est le paquet

Chaque station ou routeur dispose d’une table de routage C’est un tableau de correspondance entre des adresses logiques et des

interfaces physiques

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 58

G. Valet

Le routage direct

Lorsqu’une station souhaite communiquer avec une station située dans un même réseau La station A envoie le paquet directement à la station B

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 59

G. Valet

Le routage indirect

Lorsqu’une station souhaite communiquer avec une station située dans un réseau différent La station A envoie le paquet au routeur permettant d’atteindre

le réseau de la station B

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 60

G. Valet

Le table de routage

Permet aux stations et routeurs d’orienter un paquet vers la bonne destination

La table de routage contient des adresses de réseau de destination associées à des interfaces physiques

Tout paquet à destination du réseau 192.168.12.0/24 sera

envoyé sur l’interface 3

Tout paquet à destination du réseau

172.16.0.0/16 sera envoyé sur l’interface 1

Tout paquet à destination du réseau 192.168.67.0/24 sera

envoyé sur l’interface 2

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 61

G. Valet

Table de routage (suite)

Voici une table de routage correspondant à l’exemple précédent

Définit la route par défaut à utiliser pour toute autre

adresse que celles définies plus haut

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 62

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Etude de cas d’un routage

Cas d’une communication de A vers C (indirect)

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 63

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Etude de cas d’un routage (suite)

Etape 1 : A consulte sa table de routage et constate que C n’est pas dans le même réseau. Il utilise la passerelle par défaut : Routeur 1

Etape 2 : Routeur1 consulte sa table de routage et constate que le prochain routeur capable d’amener les paquets vers C est routeur 2 : Il envoie donc les paquets à routeur 2

Etape 3 : Routeur 2 consulte sa table de routage et constate qu’il doit envoyer directement les paquets vers C

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 64

G. Valet

Etude de cas d’un routage (suite)

Cas d’une communication de A vers B (direct)

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 65

G. Valet

Etude de cas d’un routage (suite et fin)

Etape 1 : A consulte sa table de routage et constate que B est dans le même réseau.

Etape 2 : Il envoie les paquets sur son interface de sortie vers B

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 66

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Le routage et la couche 2 (MAC)

La couche 3 connaît les adresses IP source et destination

La couche 2 ne connaît que les adresses MAC source et destination Les adresses MAC restent locales (Même réseau physique)

Dans le cas d’un routage indirect, une station A qui souhaite communiquer avec une autre station C située sur un autre réseau utilisera l’adresse MAC du 1er routeur.

A ne connaîtra jamais l’adresse MAC de C

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 67

G. Valet

Le routage et la couche 2 (suite)

A contacte son routeur

Routeur contacte B

B répond à routeur

Routeur transmet à A

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 68

G. Valet

Le MTU

« Maximum Transmission Unit » Taille maximum d’un paquet qu’un réseau donné peut

transmettre

Permet aux routeurs de ne pas privilégier un utilisateur par rapport aux autres Si la taille des données transmises par cet utilisateur est trop

grande

Si la taille d’un paquet dépasse le MTU, le paquet est fragmenté Les performances sont moins bonnes étant donné que le

routeur doit fragmenter le paquet

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 69

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Le MTU (2)

Cas (peu réel) de 2 réseaux aux MTUs différents

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 70

G. Valet

Le MTU dans la pratique

Dans la pratique, c’est la station source qui fragmente le paquet En accord avec le MTU du réseau où il se situe Cela évite au routeur un travail qui nuit aux performances

globales

L’idéal est d’avoir un MTU identique sur tous les réseaux

Réseau 3 = MTU3Réseau 2 = MTU2Réseau 1 = MTU2

Routeur 1 Routeur 2 Routeur 3

MTU1=MTU2=MTU3

Paquet Paquet Paquet

Le paquet n’a pas besoin d’être

fragmenté

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 71

G. Valet

Le MTU selon les réseaux

Selon la technologie utilisée, le MTU peut changer Ethernet : 1500 PPP (modem RTC par exemple) : 1134 PPPOE (modem ADSL par ex) : 2516 SLIP : 1055

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 72

G. Valet

Le TTL (Time To Live)

Le TTL représente une durée de vie Cette valeur représente le nombre maximum de routeurs qu’un

paquet peut traverser avant d’être détruit

Evite qu’un paquet ne tourne indéfiniment Le TTL est un champ du paquet IP

Chaque routeur enlève 1 au champ TTL sur tous les paquets IP

Lorsque le TTL=0, le routeur le détruit en envoyant un message ICMP à la source

• Message de type « Time to Live Exceeded in transit » (type 11, code 0)

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 73

G. Valet

Les tables de routage dynamiques

Un routeur peut mettre à jour sa table de routage Dans le cas d’un changement de configuration du réseau Dans le cas d’une panne sur un routeur proche

Les entrées dynamiques d’une table de routage sont mises à jour automatiquement Le réseau se reconfigure seul en cas de panne de l’un d’eux Un routeur peut informer d’autres routeurs d’une modification

La méthode utilisée dépend du protocole de routage pris en charge par le routeur

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 74

G. Valet

Les protocoles de routage

Il en existe beaucoup Leur champ d’application dépend de la taille et du type de

réseau Deux types de protocoles

Les IGP : Interior Gateway Protocol• Protocoles mis en œuvre dans un seul réseau (réseau au sens

administratif)– RIP , OSPF, ISIS, …

Les EGP : Exterior Gateway Protocol• Protocoles mis en œuvre pour relier des réseaux dépendant de

domaines administratifs différents– BGP, MP-BGP, IDRP

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 75

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RIP (Routing Information Protocol)

Un des 1er protocoles de routage Existe en 2 versions RIPv1 et RIPv2

Basé sur la notion de « vecteur – distance » La distance est le nombre de sauts pour aller d’un point A à un

point B

S’il existe plusieurs chemins menant à un même point, c’est celui qui a la plus petite métrique qui est choisi

RIP permet aux routeurs de communiquer avec d’autres routeurs

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 76

G. Valet

RIP (suite)

Chaque routeur publie les routes vers lesquelles il peut envoyer des paquets

Deux types de messages RIP Requête : Un routeur en interroge un autre Réponse : Un routeur répond ou publie une mise à jour des

routes qu’il gère

Limité à 16 sauts Une métrique supérieures à 15 est considérée comme

inacessible

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 77

G. Valet

OSPF

Open Shortest Path First Choix du plus court chemin

Basé sur la notion d’ « état de lien » L’état des liens entre routeurs est stockée dans une base de

données distribuée

Divise l’espace de routage en « zones de routage »

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 78

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OSPF (suite)

Présence d’un routeur « maître » (DR : Designated router) qui distribue les informations d’état de lien

Chaque routeur est capable de dresser une cartographie du réseau et de choisir le plus court chemin

Avantages Limite le trafic de routage Limite la taille des tables de routage

Inconvénients Les calculs utilisent plus de ressources processeur

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 79

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Les protocoles de routage EGP

BGP (Border Gateway Protocol) Protocole de routage le plus répandu sur Internet Utilise TCP pour les connexions entre routeurs C’est à la fois un protocole de type « IGP » et « EGP »

• iBPG pour l’intérieur• eBGP pour l’extérieur

IDRP ( InterDomain Routing Protocol) Basé sur BGP Permet d’assurer le routage entre « domaines de routage »

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 80

G. Valet

La gestion et le contrôle du réseau

IP n’offre aucune garantie qu’un paquet a été correctement transmis

IP travaille en mode déconnecté Comment assurer le retour d’informations en cas de

panne ? Comment gérer les erreurs de routage ? Comment savoir si une station est présente sur le

réseau ? Comment contrôler les flux qui transitent sur le

réseau ?

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 81

G. Valet

ICMP : Internet Control Message Protocol

Qui n’a pas un jour utilisé la commande « ping » ? ICMP permet l’envoi et la réception de messages

destinés à tout équipement relié au réseau (switch, routeur, station,…)

Placé sur la couche IP

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 82

G. Valet

ICMP (suite)

A chaque erreur correspond un message ICMP Chaque message est défini par un type de message et un

code ICMP• Ex : Une requête de type PING a le type 8 et le code 0• Ex : Une réponse de type PING a le type 0 et le code 3

Capture d’une paquet ICMP obtenu par un « PING » ping 172.16.1.10

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 83

G. Valet

Quelques messages ICMP

Problèmes de fragmentation

Type Code Description

11 1 Temps limite de réassemblage du fragment dépassé

3 4 Fragmentation obligatoire. Cas ou le bit DF est à 1

• Problèmes de route

Type Code Description

11 0 Le TTL a atteint 0. Le paquet a été détruit

3 7 Hôte de destination inconnue

3 0 Réseau inaccesible

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 84

G. Valet

Quelques messages ICMP (suite)

PINGType Code Description

8 0 Requête de type PING

0 3 Réponse à un PING

• Redirection– un routeur remarque que la route qu'a choisi un ordinateur

n'est pas optimale et envoie les informations nécessaires pour que l’ordinateur modifie sa table de routage

Type Code Description

5 1 Redirection d’un hôte

5 2 Redirection pour un réseau

5 3 Redirection pour un certain type de service et un hôte

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 85

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L’entête ICMP

Contrôle d’erreur Permet de vérifier l’intégrité du paquet ICMP

Identifiant et N° de séquence Applicables uniquement aux messages de type ECHO (ping) Ils servent à associer une requête avec sa réponse

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 86

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Le niveau Message (Couche 4)

Couche 4 du modèle OSI L’unité d’information est le segment

Propose deux types de protocoles UDP : User Datagram Protocol TCP : Transport Control Protocol

Une réelle valeur ajoutée Avec le mode « connecté » (TCP)

• Propose des services de fiabilisation de la communication• Etablissement d’une connexion de bout en bout au début de l’échange• Découpage des données en « segments »

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 87

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Les protocoles de couche 4

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 88

G. Valet

Port source et destination

Les ports sont associés à des applications Ex : port 80 associé au protocole de couche 7 HTTP

Port source de station1 : Un port libre entre 10000 et 65535

Port destination sur serveur : Le port 80 (HTTP)

Port source de serveur : Le port 80

Port destination sur serveur : Le même port situé entre 10000 et 65535

RETOUR ALLER

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 89

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Le mode non connecté (UDP)

Ce mode n’offre aucune garantie de réception Adapté pour de petits volumes de données Adapté pour des protocoles de couches 5,6,7 basés

sur le principe de « requêtes – réponses » Résolution de noms DNS par exemple

Très utilisé au niveau « temps réel » où la retransmission en cas d’échec est inutile Cas de la voix sur IP (Voip)

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 90

G. Valet

L’entête UDP

Port source : Application de l’émetteur Port destination : Application du destinataire Longueur : Représente la taille de l’entête +

données Contrôle d’erreur : Calculé sur tous les octets UDP +

les 12 octets IP précédents

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 91

G. Valet

Le mode connecté (TCP)

Création d’un chemin virtuel entre les 2 hôtes

• Les 2 hôtes provoquent l’établissement d’une connexion

• Le chemin reste valable pendant toute la durée de la connexion

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 92

G. Valet

Principe de communication TCP

Dès que la connexion est établie, la communication peut débuter Sur le principe de la « poignée de main »

Segment N

Acquittement Segment N

Segment N+1

Acquittement Segment N+1

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 93

G. Valet

Les drapeaux TCP

Chaque segment dispose de drapeaux indiquant l’état du segment par rapport aux autres ACK (Aknowledge): Segment d’acquittement de données SYN (Synchronisation) : Indique une demande d’établissement de

connexion PSH (Push) : Indique au récepteur qu’il doit transmettre

immédiatement les données à l’application RST (Reset): Demande la réinitialisation de la connexion

• Les 2 parties doivent établir une nouvelle connexion FIN : Interrompt la transmission URG (Urgent) : Indique que ce segment est prioritaire par rapport

aux autres• On utilise alors le pointeur de données urgentes

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 94

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Etablissement d’une connexion TCP

Poignée de main en 3 étapes 1) Envoi d’un segment SYN avec un n° de séquence initial 2) Retour d’un segment SYN,ACK 3) Envoi d’un accusé de réception

SYN

SYN , ACK

ACK

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 95

G. Valet

La fenêtre glissante (TCP Window)

Chaque segment doit être acquitté Pose des pb de performances

Possibilité d’envoyer plusieurs segments sans attendre les accusés de réception

La fenêtre indique le nombre d’octets que l’émetteur peut envoyer sans accusé de réception Plusieurs segments sont alors envoyés sans attendre d’accusé

Seg. nSeg. n+1Seg. n+2

Ack n, n+1 et n+2

Window=k octets

Fenêtre

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 96

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Fin de transmission TCP

Utilisation du drapeau FIN Cas où l’émetteur met fin à la connexion Le récepteur envoie un FIN aussi

FIN, ACK

ACK

FIN, ACK

ACK

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 97

G. Valet

Les champs du segment TCP (1/3)

Ports source et destination du segment

Numéro de séquence du 1er octet de ce segment. Chaque octet est numéroté à partir d’un numéro initial (souvent 1). Il est donc possible de connaître la position d’un octet par rapport à une séquence complète

Indique l’acquittement des paquets précédemment envoyés. Le n° correspond au n° du prochain segment

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 98

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Les champs du segment TCP (2/3)

Nombre d’octets pouvant être transmis sans accusé de réception

Les fameux drapeaux : ACK, PUSH, FIN, SYN, URG et RST. Représente l’état du segment par rapport à l’ensemble du datagramme

Nombre de mots de 32 bits de l’entête TCP . C’est la position des données dans le segment

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Chapitre 4 : Les réseaux TCP/IP Slide 99

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Les champs du segment TCP (3/3)

Position des données « urgentes » par rapport au n° de séquence

Somme de contrôle des entêtes TCP à laquelle est ajoutée les 96 octets précédents de l’ entête IP (IP src et dest + type + longueur)

Options TCP facultatives terminées par des octets de bourrage. La taille de ces options est variable (multiple de 32 bits). Exemple d’option TCP : Le MSS (Maximum Segment Size)