Les R

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Les Réseaux Informatiques

• Couche Réseau
• Protocoles IP,

Laurent JEANPIERRE 2005 - 2006
2
Contenu du cours

• Introduction
• Adresses IP
• Routage entre réseaux
• Notion de masque de sous-réseau
• Fragmentation
• La trame IP
• Protocole ICMP
• Protocole IGMP

3
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
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Fondations et Besoins

• La couche 2 permet
• Transfert de données entre machines
• Adressage dune 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

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Une solution ?

• Fragmenter le réseau
• Réseaux physiquement séparés
• Liens dun réseau à un autre
• Avantages
• Une trame par réseau à chaque instant
• Chaque réseau a une petite taille
• Inconvénients
• Diffusion active des données
• Comment atteindre une machine donnée ?

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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 ?

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Adresses Logiques

• Adresses MAC uniques mais
• Équipements différents sur un même réseau
• Équipements identiques sur différents réseaux
• ? Besoin dadresses logiques
• Non liées au matériel
• Identifiant un équipement de façon unique
• Regroupant logiquement les machines
• ? Adresses IP

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Contenu du cours

• Introduction
• Adresses IP
• Routage entre réseaux
• Notion de masque de sous-réseau
• Fragmentation
• La trame IP
• Protocole ICMP
• Protocole IGMP

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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
• _at_ N réseau N machine
• Même réseau ? Même préfixe
• Combien de réseaux, combien de machines ?

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Classes dadresses

• Besoins différents
• Réseaux de 3-4 machines
• Réseaux de 1000 machines
• 5 classes définies
• A 0yyyyyyy.x.x.x
• B  10yyyyyy.yyyyyyyy.x.x (épuisées)
• C  110yyyyy.yyyyyyyy.yyyyyyyy.x (cf. CIDR)
• D  1110yyyy.Y.Y.Y (multicast)
• E  11110yyy.Y.Y.Y (réservées)

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Le NIC

• Attribution centralisée
• Fournit des numéros de réseaux
• Numéros uniques garantis
• Réseaux privés
• 127.0.0.1 (Loop-back)
• 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16
• Numéros de machines non donnés
• Charge de ladministrateur du réseau
• Adresses Web
• www.internic.net, www.inana.org

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Identification IP dune machine

• Envoi dun message à une machine
• _at_ IP fournie
• Même réseau
• Comment joindre cette machine ?
• Réseau Ethernet / Token Ring
• _at_ MAC nécessaire
• ? Address Request Protocol (ARP)
• Traduit IP ? MAC

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Protocole ARP

• Broadcast un appel à machine
• _at_source Ethernet _at_émetteur
• _at_destination Ethernet FF-FF-FF-FF-FF-FF
• Type 0806H
• Données

_at_Matériel Source
_at_Protocole Source
_at_Matériel Cible
_at_Protocole Cible

• Réponse
• Même trame, champs remplis par machine cible

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Exemple ARP
_at_Protocole Cible
_at_Protocole Source
Matériel
Protocole
Taille Matériel
Taille Protocole
_at_Matériel Source
192.168. 223.208
_at_Matériel Cible
192.168. 223.207
OP
0001
0800
6
4
1
02-60-8C D9-D8-D2
2
2
1
1
2
6
6
4
4

• Emission de la trame en Broadcast
• La machine 192.168.223.207 se reconnaît

02-60-8C D9-E3-ED
2

• Recopie de lentête de la trame
• Inversion des champs source destination
• Ajout de ladresse matérielle
• Marque la réponse ARP
• Envoi de la trame - réponse

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Contenu du cours

• Introduction
• Adresses IP
• Routage entre réseaux
• Notion de masque de sous-réseau
• Fragmentation
• La trame IP
• Protocole ICMP
• Protocole IGMP

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Routage des paquets

• Comment trouver son chemin ?
• Seule donnée disponible _at_ 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

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Tables de routage

• Plusieurs solutions différentes
• Carte complète du réseau
• TRES imposante, plusieurs milliers dentrées
• Mise à jour ?
• ? Quelques machines au monde
• Carte locale du réseau
• Principe retenu pour machines classiques
• Pour joindre xxx, envoyer à yyy
• Beaucoup plus simple !

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Création des tables de routage

• Routage Dynamique
• Les routeurs calculent les meilleures voies
• Complètement autonome
• Très compliqué
• Routage Statique
• La table est écrite manuellement
• Relativement simple ( informatiquement parlant )

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Routage statique

• Entrée manuelle des directives
• Trois classes de directives
• IP Machine ? IP routeur (Très rare)
• IP Réseau ? IP routeur (Fréquent)
• IP routeur par défaut (Obligatoire)
• Commande route
• add, print (-e), delete (del)

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Algorithme de routage

• Si _at_ IP ? mon_réseau
• Envoi direct à _at_ IP (cf. ARP)
• Lecture table de routage par machine
• Correspondance ? envoi à _at_ IP routeur
• Lecture table de routage par réseau
• Correspondance ? envoi à _at_ IP routeur
• Lecture du chemin par défaut
• Envoi _at_ IP routeur par défaut

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Loi des grands nombres

• 1 classe ? 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 saturées
• Chaque routeur doit maintenir SA carte locale
• 1 entrée par réseau joignable
• Classes A,B,C 2 113 658 réseaux

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Contenu du cours

• Introduction
• Adresses IP
• Routage entre réseaux
• Notion de masque de sous-réseau
• Fragmentation
• La trame IP
• Protocole ICMP
• Protocole IGMP

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Masque de sous-réseau

• Fractionnement logique
• Subdiviser un réseau
• Créer des groupes de taille raisonnable
• Faire des groupes cohérents
• Ex. secrétaires, profs, étudiants
• Rassembler plusieurs sous-réseaux
• Regrouper plusieurs réseaux dans 1 entrée
• Structure hiérarchique

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Masque de sous-réseau (2)

• Forme binaire
• 1111 0000
• 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

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Ex de sous-résaux
10.4.5.6
/16
/10
192.168.0.0/16 local
10.1.2.3
192.168.1.1
192.168.16.0/24local Défaut 192.168.1.1
/24
Hub
192.168.16.2
/24
/24
/24
/24
192.168.16.3
192.168.1.4
192.168.1.3
192.168.1.2
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Contenu du cours

• Introduction
• Adresses IP
• Routage entre réseaux
• Notion de masque de sous-réseau
• Fragmentation
• La trame IP
• Protocole ICMP
• Protocole IGMP

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La fragmentation

• MTU taille max sur un réseau
• Fragmentation des données
• Obtenir Paquets lt MTU
• Envoi individuel des ? fragments
• Problèmes
• Comment différencier un fragment dun paquet
  complet ?
• Comment remettre en ordre les morceaux ?
• Ajout de données en en-tête

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Fragmentation (2)

• Drapeaux
• Dont Fragment Fragmentation interdite
• More Fragment La suite arrive
• Données numériques
• Fragment Offset position dans le datagramme
  initial (8 octets)
• ? Fragmentation multiple possible
• Assemblage des fragments à larrivée uniquement
  (routes différentes ?)

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Contenu du cours

• Introduction
• Adresses IP
• Routage entre réseaux
• Notion de masque de sous-réseau
• Fragmentation
• La trame IP
• Protocole ICMP
• Protocole IGMP

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Format de trame IP
0
4
8
16
32
Type de Service
Version
Longueur entête
Longueur totale
Identification
31
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
32
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 derreur entête
_at_ IP source
_at_ IP destination
Options éventuelles
Données
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Bilan

• Envoi de données de couche 3
• Fragmentation en paquets lt MTU
• Consultation table routage
• ? _at_ IP prochain destinataire
• Requête ARP
• ? _at_ MAC prochain destinataire
• Envoi de chaque paquet individuellement
• ? Couche 2
• Réassemblage après réception

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Contenu du cours

• Introduction
• Adresses IP
• Routage entre réseaux
• Notion de masque de sous-réseau
• Fragmentation
• La trame IP
• Protocole ICMP
• Protocole IGMP

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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

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Erreurs ICMP

• Ne provoquent pas derreurs ICMP
• Ne concernent que le premier fragment
• Ne concernent pas les multicasts
• Reprennent lentête IP posant problème
• Reprennent les 8 premiers octets du paquet de
  données du datagramme

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ICMP redirect

• Routage hybride
• A partir dune 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

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ICMP redirect

• Informe dune erreur de routage

Routeur 1
Routeur 2
Routage 192.168.223 local 192.33 Routeur2 défaut R
outeur1
Routage 192.168.223 local défaut Routeur1
ICMP Redirect 192.33 ? Routeur2
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
Message pour 192.33.169.252
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Contenu du cours

• Introduction
• Adresses IP
• Routage entre réseaux
• Notion de masque de sous-réseau
• Fragmentation
• La trame IP
• Protocole ICMP
• Protocole IGMP

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Internet Group Management Protocol (IGMP)

• 3 versions
• Joindre un groupe
• Message 11h
• Quitter un groupe
• Time-Out (V1)
• Message 17h (V2)
• Rapport
• État du groupe (messages 12h,16h,22h)
• Plus Voir RFC en TD