L'adresse de l'expéditeur (vôtre adresse ip)








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Réseaux TSSI

Les Réseaux

Principes fondamentaux

  1. Rappel


On a vu l’année dernière l’organisation « logiciel » et « matériel » (topologie) d’un réseau :
Organisation logique :
A- Les réseaux poste à poste (peer to peer / égal à égal)

B- Réseaux organisés autour de serveurs (Client/Serveur)
Organisation physique : Topologie du réseau ou comment réaliser physiquement son réseau.


Topologie en BUS

Topologie en étoile


  1. Protocole de communication


Un protocole est une méthode standard qui permet la communication entre des processus (s'exécutant éventuellement sur différentes machines), c'est-à-dire un ensemble de règles et de procédures à respecter pour émettre et recevoir des données sur un réseau. Il en existe plusieurs selon ce que l'on attend de la communication. Certains protocoles seront par exemple spécialisés dans l'échange de fichiers (le FTP), d'autres pourront servir à gérer simplement l'état de la transmission et des erreurs (c'est le cas du protocole ICMP), ...

Si vous vous baladez sur Internet, vous avez dû, à un moment ou à un autre, entendre parler de TCP/IP : Que signifie t-il et comment cela fonctionne ?

TCP/IP est un nom générique qui regroupe en fait un ensemble de protocoles, c'est à dire des règles de communication.

A – Principe d’une transmission sur le réseau 
 Analogie avec la transmission d’une lettre par la poste :


Quand vous voulez envoyer une lettre par la poste:
- Vous placez votre lettre dans une enveloppe,
- sur le recto vous inscrivez l'adresse du destinataire,
- au dos, vous écrivez l'adresse de l'expéditeur (la votre).

Ce sont des règles utilisées par tout le monde. C'est un protocole.




Sur Internet, c'est à peu près la même chose: chaque message (chaque petit paquet de données) est enveloppé par IP qui y ajoute différentes informations:

  • l'adresse de l'expéditeur (vôtre adresse IP),

  • l'adresse IP du destinataire,

  • différentes données supplémentaires (qui permettent de bien contrôler l'acheminement du message).





L'adresse IP est une adresse unique attribuée à chaque ordinateur sur Internet (c'est-à-dire qu'il n'existe pas sur Internet deux ordinateurs ayant la même adresse IP).

De même, l'adresse postale (nom, prénom, rue, numéro, code postal et ville) permet d'identifier de manière unique un destinataire.

 

Tout comme avec l'adresse postale, il faut connaître au préalable l'adresse IP de l'ordinateur avec lequel vous voulez communiquer.

L'adresse IP se présente le plus souvent sous forme de 4 nombres (entre 0 et 255) séparés par des points. Par exemple: 204.35.129.3
Le routage


Pour envoyer votre lettre, vous la postez dans la boîte aux lettres la plus proche. Ce courrier est relevé, envoyé au centre de tri de votre ville, puis transmis à d'autres centres de tri jusqu'à atteindre le destinataire

C'est un peu la même chose sur Internet !
Vous déposez le paquet IP sur l'ordinateur le plus proche (celui de votre fournisseur d'accès en général). Le paquet IP va transiter d'ordinateur en ordinateur jusqu'à atteindre le destinataire.



Un routeur peut être un ordinateur dédié ou un boîtier chargé de transmettre tous les paquets d’un réseau vers un autre réseau ou internet.


Les Ports

Avec IP, nous avons de quoi envoyer et recevoir des paquets de données d'un ordinateur à l'autre.


Imaginons maintenant que nous ayons plusieurs programmes qui fonctionnent en même temps sur le même ordinateur: un navigateur, un logiciel d'email et un logiciel pour écouter la radio sur Internet.

Si l'ordinateur reçoit un paquet IP, comment savoir à quel logiciel donner ce paquet IP ?



Comment savoir à quel logiciel est destiné ce paquet IP ?
Le navigateur, le logiciel de radio ou le logiciel d'email ?

  


Pour cela, on attribut numéro unique à chaque logiciel dans l'ordinateur appelé numéro de PORT

Ainsi, l'adresse IP permet de s'adresser à un ordinateur donné, et le numéro de port permet de s'adresser à un logiciel particulier sur cet ordinateur.



 

Le protocole UDP/IP

UDP/IP est un protocole qui permet justement d'utiliser des numéros de ports en plus des adresses IP (On l'appelle UDP/IP car il fonctionne au dessus d'IP).
IP s'occupe des adresses IP et UDP s'occupe des ports.

 Avec le protocole IP on pouvait envoyer des données d'un ordinateur A à un ordinateur B.



 Avec UDP/IP, on peut être plus précis: on envoie des données d'une application x sur l'ordinateur A vers une application y sur l'ordinateur B.

Par exemple, votre navigateur peut envoyer un message à un serveur HTTP (un serveur Web):



 

  • Chaque couche (UDP et IP) va ajouter ses informations.
    Les informations de IP vont permettre d'acheminer le paquet à destination du bon ordinateur. Une fois arrivé à l'ordinateur en question, la couche UDP va délivrer le paquet au bon logiciel (ici: au serveur HTTP).

  • Les deux logiciels se contentent d'émettre et de recevoir des données ("Hello !"). Les couches UDP et IP en dessous s'occupent de tout.

Ce couple (199.7.55.3:1057, 204.66.224.82:80) est appelé un socket. Un socket identifie de façon unique une communication entre deux logiciels.

 Le protocole TCP/IP

On peut donc maintenant faire communiquer 2 logiciels situés sur des ordinateurs différents.

Mais il y a encore de petits problèmes:

  • Quand vous envoyez un paquet IP sur Internet, il passe par des dizaines d'ordinateurs (ou routeurs) . Et il arrive que des paquets IP se perdent ou arrivent en double exemplaires.
    Ça peut être gênant : imaginez un ordre de débit sur votre compte bancaire arrivant deux fois ou un ordre de crédit perdu !

  • Même si le paquet arrive à destination, rien ne vous permet de savoir si le paquet est bien arrivé (aucun accusé de réception).

  • La taille des paquets IP est limitée (environ 1500 octets). Un paquet de 1500 octets est aussi appelé « datagramme »
    Comment faire pour envoyer la photo JPEG de sa copine qui fait 115000 octets ? (la photo... pas la copine !).

Voici le protocole de communication initié par TCP : Par exemple, pour envoyer le message "Salut, comment ça va ?", (Chaque flèche représente 1 paquet IP): 


SYN=1

ACK=1 SYN=1

ACK=1, SYN=0


A l'arrivée, sur l'ordinateur 204.66.224.82, la couche TCP reconstitue le message "Salut, comment ça va ?" à partir des 3 paquets IP reçus et le donne au logiciel qui est sur le port 80.

 C'est pour cela qu'a été conçu TCP.

TCP est capable:

  • de faire tout ce que UDP sait faire (ports).

  • de vérifier que le destinataire est prêt à recevoir les données.

  • de découper les gros paquets de données en paquets plus petits pour que IP les accepte

  • de numéroter les paquets, et à la réception de vérifier qu'ils sont tous bien arrivés, de redemander les paquets manquants et de les réassembler avant de les donner aux logiciels. Des accusés de réception sont envoyés pour prévenir l'expéditeur que les données sont bien arrivées.

 

TCP/IP : Conclusion

Avec TCP/IP, on peut maintenant communiquer de façon fiable entre logiciels situés sur des ordinateurs différents.

TCP/IP est utilisé par de nombreux logiciels et protocoles :

  • Dans votre navigateur, le protocole HTTP utilise le protocole TCP/IP pour envoyer et recevoir des pages HTML, des images GIF, JPG et toutes sortes d'autres données.

  • FTP est un protocole qui permet d'envoyer et recevoir des fichiers. Il utilise également TCP/IP.

  • Votre logiciel de courrier électronique utilise les protocoles SMTP et POP3 pour envoyer et recevoir des emails. SMTP et POP3 utilisent eux aussi TCP/IP.

  • Votre navigateur IE (ou autre Mozilla …) utilise le protocole DNS pour trouver l'adresse IP d'un ordinateur à partir de son nom (par exemple, de trouver 216.32.74.52 à partir de 'www.yahoo.com'). Le protocole DNS utilise UDP/IP et TCP/IP en fonction de ses besoins.

Il existe ainsi des centaines de protocoles différents qui utilisent TCP/IP ou UDP/IP.

L'avantage de TCP sur UDP est que TCP permet des communications fiables. L'inconvénient est qu'il nécessite une négociation ("Bonjour, prêt à communiquer ?" etc.), ce qui prend du temps.

 


Format d’une trame et organisation en couche


Dans la trame est empaqueté le datagramme qui empaquette le segment qui empaquette la requette ou donnée de l’application. C’est la trame qui circule sur le réseau physique

Autre représentation :



La donnée, c’est le texte ou l’image que vous allez lire ou transmettre qui occupe un certain nombre de bits

.
Le segment est constitué de la DONNEE + d’un entête TCP ou UDP qui est un mot sur 20 ou 24 octets permettant le contrôle de la transmission (bits SYN, ACK, RST …) et d’assurer l’arrivée à bon « port » de la donnée. TCP fragmente le segment pour qu’il soit compatible avec la longueur max d’un datagramme (d’où la notion de « paquets » dans une transmission IP). Il les ré assemble à la réception des paquets (un paquet –datagramme- fait environ 1500 Octets (même pas 2ko))
Le Datagramme est constitué du SEGMENT + un entête IP sur 20 ou 24 octets qui contient l’adresse IP du destinataire et de l’émetteur, ainsi que les informations pour la gestion de la fragmentation du datagramme.
La trame est constituée du DATAGRAMME + entête trame sur 18 octets qui contient des informations d’adressage physique (adresse MAC de la carte réseau), de synchronisation, format, contrôle d’erreur (CRC). C’est la trame qui va circuler sur les lignes physique du réseau (câbles réseau)

Note : L’adresse MAC (dans l’entête de la trame) correspond à l’adresse physique de la carte réseau du destinataire ou du routeur, à ne pas confondre avec l’adresse IP qui est une adresse « logique » et permet la structuration en réseau des ordinateurs que nous allons maintenant voir :
Principe de Codage d’une adresse IP

Une adresse IP est une adresse 32 bits, généralement notée sous forme de 4 nombres entiers séparés par des points. On distingue en fait deux parties dans l'adresse IP :

  • une partie des nombres à gauche désigne le réseau est appelé ID de réseau (en anglais netID),

  • Les nombres de droite désignent les ordinateurs de ce réseau est appelé ID d'hôte (en anglais host-ID).


RESEAU 1

RESEAU 2



HUB

Adresse du réseau 1 : 190. 0 . 0. 0 NetId = 190

Il contient 4 ordinateurs 190. 0 . 0 . 1 190. 0 . 0 . 2 190 . 0 . 0 . 3 190 . 0 . 0. 4

Host Id = 0 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4
Adresse du réseau 2 : 195. 0 . 0 . 0 . NetId = 195
il contient 4 ordinateurs : 195 . 0. 0 . 1 195 . 0. 0 . 2 195 . 0. 0 . 3 195 . 0. 0 . 4

Host id = 0 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4
Ce qui distingue les ordinateurs du réseau 1 et du réseau 2, ce sont leur NetId (190 pour le réseau 1 et 195 pour le réseau 2)
Le nombre d’ordinateurs max du réseau 1 correspond au nombre de combinaison possible du Host ID, soit : 256*256*256 = 16777216 ordinateurs (2^24) (Note : Parmi toutes ces adresses, 2 ne devront pas être utilisées car réservées : 190 0 0 0 et 190 255 255 255 )

Idem pour le réseau 2.
Host id ne dois jamais être choisi avec tous les bits à 0 ou tous les bits à 1 car réservé.


Combien de réseaux de ce type peut-on avoir ?
Réponse : C’est le nombre de combinaisons possibles du Net Id, à savoir : 2^8 = 256 réseaux différents possibles
Classe de réseau :

Afin de faciliter la recherche d’un ordinateur, les réseaux sont normalisés et organisés en classe. On distingue 3 classes principales de réseaux :

Classe A : (le tableau donne le format en BINAIRE)

0

xxxxxxx

xxxxxxxx

xxxxxxxx

xxxxxxxx

Réseau

Ordinateurs

Le nombre max d’ordinateurs d’un réseau de classe A est de 2^24 – 2 = 16777214
Le nombre de réseau de classe A est 2^7 = 128 (126 en pratique, car 0 et 127 sont réservés)

Note : le 1er bit du NetId est un 0 : indique classe A.
Exemple : 0 1000011 00000000 00001001 00000001
décimal : 67 0 9 1 (Adresse IP= 67.0.9.1)
Classe B : (le tableau donne le format en BINAIRE)


10

xxxxxx

xxxxxxxx

xxxxxxxx

xxxxxxxx

Réseau

Ordinateurs


Le nombre max d’ordinateurs d’un réseau de classe B est de 2^16 -2 = 65534

Le nombre de réseaux de classe B est de 2^14 = 16384

Note : les 2 premiers bits du netid sont 10 : indique classe B

Exemple : 10 000110 00000011 00001001 00000111

Décimal : 134 3 9 7 (Adresse IP = 134.3.9.7)
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