Les Réseaux InformatiquesLes Réseaux InformatiquesCouche RéseauCouche Réseau

Protocoles IP,…Protocoles IP,…

Laurent JEANPIERRE2002 - 2003

DEUST AMMILoR

Rôles de la couche OSI.3Rôles de la couche OSI.3

Couche réseauCouche réseau Couche abstraiteCouche abstraite Donnée Donnée Paquet Paquet 2 modes2 modes

ConnectéConnecté X25X25

Non connectéNon connecté IPIP

Inter réseauxInter réseaux RoutageRoutage FragmentationFragmentation

Couche Physique

Réseau

LLC

MAC

Fondations et BesoinsFondations et Besoins

La couche 2 permet :La couche 2 permet : Transfert de données entre machinesTransfert de données entre machines Adressage d’une ou plusieurs machines précisesAdressage d’une ou plusieurs machines précises Qualité de service (temps de réponse & débit)Qualité de service (temps de réponse & débit)

MAIS :MAIS : MTU limitéMTU limité

Et les données volumineuses ?Et les données volumineuses ? Round Trip Delay limitéRound Trip Delay limité

Longueur du réseau limitéeLongueur du réseau limitée Nombre de stations limitéNombre de stations limité

Une seule trame par réseau à chaque instantUne seule trame par réseau à chaque instant

Une solution ?Une solution ?

Fragmenter le réseauFragmenter le réseau Plusieurs réseaux physiquement séparésPlusieurs réseaux physiquement séparés Liens permettant de communiquer d’un réseau à un Liens permettant de communiquer d’un réseau à un

autreautre AvantagesAvantages

Une trame par réseau à chaque instantUne trame par réseau à chaque instant Chaque réseau a une taille petiteChaque réseau a une taille petite

InconvénientsInconvénients Ne résout pas les problèmes du MTUNe résout pas les problèmes du MTU Diffusion active des donnéesDiffusion active des données Comment atteindre une machine donnée ?Comment atteindre une machine donnée ?

Fragmentation des réseauxFragmentation des réseaux

Réseau locaux :Réseau locaux : Adresse MAC unique au mondeAdresse MAC unique au monde Diffusion passiveDiffusion passive

Réseau fragmentéRéseau fragmenté Séparation physiqueSéparation physique

Avantages des réseaux locauxAvantages des réseaux locaux Pas de communication de réseau en réseauPas de communication de réseau en réseau

Séparation logiqueSéparation logique Qui appartient à quel réseau ?Qui appartient à quel réseau ?

Adresses LogiquesAdresses Logiques

Besoin d’adressesBesoin d’adresses Non liées au matérielNon liées au matériel

Des équipements différents sur un même réseauDes équipements différents sur un même réseau Des équipements identiques sur différents réseauxDes équipements identiques sur différents réseaux

Identifiant un équipement de façon uniqueIdentifiant un équipement de façon unique Regroupant logiquement les machinesRegroupant logiquement les machines

Adresses IPAdresses IP

Adresses IPAdresses IP

Adresses uniques au MondeAdresses uniques au MondeDélivrées par le Network Information CenterDélivrées par le Network Information Center

32 bits, 4 294 967 296 adresses uniques32 bits, 4 294 967 296 adresses uniques XXX.XXX.XXX.XXXXXX.XXX.XXX.XXX

Regroupement logique :Regroupement logique : @ = N° réseau + N° machine@ = N° réseau + N° machine

Même réseau Même réseau Même préfixe Même préfixe

Combien de réseaux, combien de machines ?Combien de réseaux, combien de machines ?

Classes d’adressesClasses d’adresses

Besoins différentsBesoins différents Réseaux de 3-4 machinesRéseaux de 3-4 machines Réseaux de 1000+ machinesRéseaux de 1000+ machines

5 classes définies5 classes définies A :A : 0yyyyyyy.x.x.x 0yyyyyyy.x.x.x B : 10yyyyyy.yyyyyyyy.x.xB : 10yyyyyy.yyyyyyyy.x.x C : 110yyyyy.yyyyyyyy.yyyyyyyy.xC : 110yyyyy.yyyyyyyy.yyyyyyyy.x D : 1110yyyy.Y.Y.YD : 1110yyyy.Y.Y.Y E : 11110yyy.Y.Y.YE : 11110yyy.Y.Y.Y

Le NICLe NIC

Attribution centraliséeAttribution centralisée Fournit des numéros de réseauxFournit des numéros de réseaux Numéros uniques garantisNuméros uniques garantis Réseaux privés Réseaux privés

Jeux d’adresses libresJeux d’adresses libres Numéros de machines non donnés…Numéros de machines non donnés…

Charge de l’administrateur du réseauCharge de l’administrateur du réseau

Adresses WebAdresses Web www.internic.net, www.inana.orgwww.internic.net, www.inana.org

Identification IP d’une machineIdentification IP d’une machine

Envoi d’un message à une machineEnvoi d’un message à une machine @ IP fournie@ IP fournie Même réseauMême réseau

Comment joindre cette machine ?Comment joindre cette machine ? Réseau ethernet / token ring Réseau ethernet / token ring @ MAC @ MAC

Address Request ProtocolAddress Request Protocol Traduit IP Traduit IP MAC MAC

Protocole ARPProtocole ARP

Broadcaste un appel à l’aide…Broadcaste un appel à l’aide… @source.ethernet = @émetteur@source.ethernet = @émetteur @destination.ethernet = FF-FF-FF-FF-FF-FF@destination.ethernet = FF-FF-FF-FF-FF-FF Type = 0806HType = 0806H Données =Données =

@MatérielSource

@ProtocoleSource

@MatérielCible

@ProtocoleCible

Matériel

2

Protocole

2

TailleMatériel

1

TailleProtocole

1

OP

2

Réponse :Réponse : Même trame, champs remplis par machine cibleMême trame, champs remplis par machine cible

• Emission de la trame en Broadcast • La machine 192.168.223.207 répond

@ProtocoleCible

@ProtocoleSource

Exemple ARPExemple ARP

Matériel ProtocoleTaille

MatérielTaille

Protocole@Matériel

Source192.168.223.208

@MatérielCible

192.168.223.207

OP

2 2 1 1 2

0001 0800

66 44

6 4 102-60-8CD9-D8-D2

02-60-8CD9-E3-ED

2

• 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

Protocole RARPProtocole RARP

Reverse Address Request ProtocolReverse Address Request Protocol Convertit @ MAC en @ IPConvertit @ MAC en @ IP Utile pour initialiser une machine sans disqueUtile pour initialiser une machine sans disque Nécessite un serveur spécifiqueNécessite un serveur spécifique

Trames identique à ARPTrames identique à ARP OP=3 : demande RARPOP=3 : demande RARP OP=4 : réponse RARPOP=4 : réponse RARP

Outrepasser les MTUsOutrepasser les MTUs

Fragmentation des donnéesFragmentation des données Paquets de taille <= MTUPaquets de taille <= MTU

Envoi de chaque paquet individuellementEnvoi de chaque paquet individuellement Problèmes :Problèmes :

Comment différencier un fragment d’un Comment différencier un fragment d’un paquet complet ?paquet complet ?

Comment remettre en ordre les morceauxComment remettre en ordre les morceaux

Ajout de données en en-têteAjout de données en en-tête

Format de trame IPFormat de trame IP

VersionLongueur

entêteType de Service

0 4 8 16

Version 4 0100

Version 6 0110

En nombre de mots de 32 bits XXX N’est plus utiliséX Minimise le délaiX Maximise le débitX Maximise la fiabilitéX Minimise le coûtX Réservé

Longueur totale Identification

16 bits, nombre d’octets du datagramme IP complet

32

16 bits, nombre de datagrammes envoyésentre ces deux machines

Format de trame IPFormat de trame IP

VersionLongueur

entêteType de Service Longueur totale

Identification

Flags Fragment Offset

Time To Live

0 4 8 16 19 32

X RéservéX Fragmentation interditeX Encore des fragments

Décalage du paquet de donnéesEn mots de 64 bits

Nombre de sauts à vivre

Options éventuelles

Format de trame IPFormat de trame IP

VersionLongueur

entêteType de Service Longueur totale

Identification Flags Fragment Offset

Time To Live Protocole supérieur Contrôle d’erreur entête

@ IP source

@ IP destination

Données

0 4 8 16 19 32

Routage des paquetsRoutage des paquets

Comment trouver son chemin ?Comment trouver son chemin ? Seule donnée disponible : @ IPSeule donnée disponible : @ IP

Utilisation des routeursUtilisation des routeurs Appareils spécialisés dans le routageAppareils spécialisés dans le routage Plusieurs interfaces réseauxPlusieurs interfaces réseaux « Plan » du réseau : Table de routage« Plan » du réseau : Table de routage

Et si plusieurs routeurs disponibles ?Et si plusieurs routeurs disponibles ? Table de routage locale nécessaireTable de routage locale nécessaire

Tables de routageTables de routage

Plusieurs solutions différentesPlusieurs solutions différentes Carte complète du réseauCarte complète du réseau

TRES imposante, plusieurs milliers d’entréesTRES imposante, plusieurs milliers d’entrées Mise à jour ?Mise à jour ?

Carte locale du réseauCarte locale du réseau Principe retenu par IPPrincipe retenu par IP « Pour joindre xxx, envoyer à yyy »« Pour joindre xxx, envoyer à yyy » Beaucoup plus simple !Beaucoup plus simple !

Méthodes de routageMéthodes de routage

Problème : Création des tables de routageProblème : Création des tables de routage 2 grandes approches2 grandes approches

Routage DynamiqueRoutage Dynamique Les routeurs calculent les meilleures voiesLes routeurs calculent les meilleures voies Complètement autonomeComplètement autonome Très compliquéTrès compliqué

Routage StatiqueRoutage Statique La table est écrite manuellementLa table est écrite manuellement Relativement simple ( informatiquement parlant )Relativement simple ( informatiquement parlant )

Routage statiqueRoutage statique

Entrée manuelle des directivesEntrée manuelle des directives Trois classes de directivesTrois classes de directives

IP Machine IP Machine IP routeur IP routeur IP Réseau IP Réseau IP routeur IP routeur IP routeur par défautIP routeur par défaut

Commande « route »Commande « route » add, print, deleteadd, print, delete

Algorithme de routageAlgorithme de routage

Si @ IP Si @ IP mon_réseau mon_réseau Envoi à @ IPEnvoi à @ IP

Lecture table de routage par machineLecture table de routage par machine Si correspondance, envoi à @ IP routeurSi correspondance, envoi à @ IP routeur

Lecture table de routage par réseauLecture table de routage par réseau Si correspondance, envoi à @ IP routeurSi correspondance, envoi à @ IP routeur

Lecture du chemin par défautLecture du chemin par défaut Envoi @ IP routeur par défautEnvoi @ IP routeur par défaut

Loi des grands nombresLoi des grands nombres

Les classes contiennent trop de machinesLes classes contiennent trop de machines Classe A : 126 réseaux de 16 777 214 postesClasse A : 126 réseaux de 16 777 214 postes Classe B : 16382 réseaux de 65534 postesClasse B : 16382 réseaux de 65534 postes Pas raisonnable !Pas raisonnable !

Les tables de routage sont saturéesLes tables de routage sont saturées Chaque routeur doit maintenir SA carteChaque routeur doit maintenir SA carte 1 entrée par réseau joignable1 entrée par réseau joignable Classes A,B,C : 2 113 658 réseaux Classes A,B,C : 2 113 658 réseaux

Masque de sous-réseauMasque de sous-réseau

Fractionnement logiqueFractionnement logique Subdiviser un réseauSubdiviser un réseau Créer des groupes de taille raisonnableCréer des groupes de taille raisonnable Faire des groupes cohérentsFaire des groupes cohérents

Rassembler plusieurs sous-réseauxRassembler plusieurs sous-réseaux Regrouper plusieurs réseaux dans 1 entréeRegrouper plusieurs réseaux dans 1 entrée Structure hiérarchiqueStructure hiérarchique

Masque de sous-réseau (2)Masque de sous-réseau (2)

Forme binaire :Forme binaire : 111…1 000…0111…1 000…0

Interprétation :Interprétation : La première partieLa première partie (‘1’) (‘1’) ID du réseau ID du réseau La seconde partieLa seconde partie (‘0’) (‘0’) ID des machines ID des machines

Exemple :Exemple : Loria : 152.81.x.xLoria : 152.81.x.x Classe B Classe B 65 534 postes 65 534 postes Masque : 255.255.240.0Masque : 255.255.240.0

15 sous-reseaux accessibles sans routage (bâtiment)15 sous-reseaux accessibles sans routage (bâtiment) + Machines « kiosque » accessibles par routeur uniquement+ Machines « kiosque » accessibles par routeur uniquement

Masque de sous-réseau (3)Masque de sous-réseau (3)

152.81.1.1

152.81.1.10152.81.7.163152.81.144.15152.81.37.18

RENATER

BilanBilan

Envoi de données de couche 3 :Envoi de données de couche 3 : Fragmentation en paquets <= MTUFragmentation en paquets <= MTU Consultation table routageConsultation table routage

@ IP prochain destinataire@ IP prochain destinataire

Requête ARPRequête ARP @ MAC prochain destinataire@ MAC prochain destinataire

Envoi de chaque paquet individuellementEnvoi de chaque paquet individuellement Couche 2Couche 2

Réassemblage après réceptionRéassemblage après réception

Le protocole ICMPLe protocole ICMP

Internet Control Message ProtocolInternet Control Message Protocol 15 messages utilisés15 messages utilisés

10 informations10 informations PingPing Messages de routeursMessages de routeurs HorodatageHorodatage

5 erreurs5 erreurs Destination inaccessibleDestination inaccessible Temps dépasséTemps dépassé DiversDivers RedirectionRedirection

Erreurs ICMPErreurs ICMP

Ne provoquent pas d’erreurs ICMPNe provoquent pas d’erreurs ICMP Ne concernent que le premier fragmentNe concernent que le premier fragment Ne concernent pas les multicastsNe concernent pas les multicasts

Reprennent l’entête IP posant problèmeReprennent l’entête IP posant problème Reprennent les 8 premiers octets du Reprennent les 8 premiers octets du

paquet de données du datagrammepaquet de données du datagramme

ICMP redirectICMP redirect

Routage hybrideRoutage hybride A partir d’une table de routage videA partir d’une table de routage vide Régler uniquement une route par défautRégler uniquement une route par défaut Laisser ICMP corriger la tableLaisser ICMP corriger la table

Chaque erreur Chaque erreur ICMP Redirect ICMP Redirect Mise à jour de la table de routageMise à jour de la table de routage Cette erreur ne se reproduira plusCette erreur ne se reproduira plus

ICMP redirectICMP redirect

Informe d’une erreur de routageInforme d’une erreur de routage

Routeur 1

Routeur 2

Routage

192.168.223 local

192.168.200 VERT

192.33 Routeur2

défaut VERT

Routage

192.168.223 local

192.168.200 Routeur1

192.33 VERT

Défaut VERT

Routage

192.168.223 local

défaut Routeur1

Message pour CHARON

192.33.169.252

ICMP Redirect

192.33 Routeur2

Routage

192.168.223 local

192.33 Routeur2

défaut Routeur1

Le protocole IPXLe protocole IPX

Concurrent de IPConcurrent de IP Structure de trame :Structure de trame :

CRC (16 bits)CRC (16 bits) Longueur (16 bits, 30 Longueur (16 bits, 30 576) 576) Transport Control (8 bits)Transport Control (8 bits) Type de paquet (8 bits, 0 Type de paquet (8 bits, 0 31) 31) Réseau cible (4 octets)Réseau cible (4 octets) Machine cible (6 octets)Machine cible (6 octets) Port cible (2 octets)Port cible (2 octets) Réseau source (4 octets)Réseau source (4 octets) Machine source (6 octets)Machine source (6 octets) Port source (2 octets)Port source (2 octets) Données (0 Données (0 546 octets) 546 octets)