protocoletcpip by Ayoub Bouchebkat

Protocole TCP/IP

Lajouad Rachid

Introduction Besoins en matière de connexion : Interconnexion de réseaux sur une base planétaire Technologie issue des années 1970, du projet D’ARPA. Aujourd’hui : 100 000 réseaux interconnectés, plusieurs millions de machines, plusieurs dizaines de millions d'utilisateurs de "l‘lnternet". Interconnecte divers réseaux : Ethernet, X25, FDDI, etc. Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

Adressage Internet Adressage IP

L’adressage Internet (But) Fournir un service de communication universel permettant à toute machine de communiquer avec toute autre machine de l’interconnexion Une machine doit être accessible aussi bien par des humains que par d'autres machines. Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

L’adressage Internet (But) Solution : adressage binaire compact assurant un routage efficace

Utilisation de noms pour identifier des machines (réalisée à un autre niveau que les protocoles de base)

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protocole TCP/IP

L’adressage Internet IPv4 Les classes d'adressage Une adresse = 32 bits dite "internet address" ou "IP address" constituée d'une paire (NetID, HostID) où NetID identifie un réseau et HostID identifie une machine sur ce réseau. Cette paire est structurée de manière à définir cinq classes d'adresse Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

L’adressage Internet 0

Net-id

Classe A

Classe B

Classe C

110

Classe D

1110

Classe E

11110

Host-id

Net-id

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Host-id Net-id

Host-id

Multicast

Réservé

protocole TCP/IP

L’adressage Internet  Notation décimale

1000 0000 0000 1010 0000 0010 0001 1110

128

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protocole TCP/IP

L’adressage Internet Résumé 0

Tout à zéro Tout à zéro

Host-id

127

Tout à un N’importe quoi (souvent 1)

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désigne la machine courante

machine Host-id sur le réseau courant diffusion limitée sur le réseau courant

Tout à un Net-id

protocole TCP/IP

diffusion dirigée sur le réseau Net-id

boucle locale

L’adressage Internet Une adresse IP  une interface physique  une connexion réseau. A une machine, est associé un certain nombre N d'adresses IP. Si N > 1 la machine (ou passerelle) est multi-domiciliée. 193.49.60.41

193.49.60.43

193.49.60.1

192.100.1.2 192.100.1.1

La passerelle est multi-domiciliée: interface 1 : Ethernet 193.49.60.1 interface 2 : Token Ring 192.100.1.1 Lycée technique Ibn Sina Kenitra

192.100.1.7 protocole TCP/IP

protocole TCP/IP

ARP: Address Resolution Protocol ARP

ARP (Besoin) Le besoin La communication entre machines ne peut s'effectuer qu'à travers l'interface physique

Les applicatifs ne connaissant que des adresses IP, comment établir le lien adresse IP / adresse physique? Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

ARP (solution) La solution : ARP Mise en place dans TCP/IP d’un protocole de bas niveau appelé Adress Resolution Protocol (ARP) Rôle de ARP : fournir à une machine donnée l'adresse physique d'une autre machine située sur le même réseau à partir de l'adresse IP de la machine destinatrice Lycée technique Ibn Sina Kenitra

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ARP: Technique  L'association adresse physique - adresse IP de l'émetteur est incluse dans la requête ARP de manière à ce que les récepteurs enregistrent l'association dans leur propre mémoire cache

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protocole TCP/IP

RARP: Reverse Address Resolution Protocol RARP

RARP: Besoin  Le besoin  L'adresse IP d'une machine est configurable (elle dépend du réseau sur lequel elle se trouve) et est souvent enregistrée sur la mémoire secondaire où le système d'exploitation l'accède au démarrage.  Ce fonctionnement usuel n'est plus possible dès lors que la machine est une station sans mémoire secondaire.

 Problème : déterminer un mécanisme permettant à la station d'obtenir son adresse IP depuis le réseau. Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

RARP: ReverseAddress Resolution Protocol  La solution  Protocole de bas niveau appelé Reverse Adress Resolution Protocol  Permet d'obtenir son adresse IP à partir de l'adresse physique qui lui est associée.  Fonctionnement Serveur RARP sur le réseau physique; son rôle: fournir les adresses IP associées aux adresses physiques des stations du réseau;

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protocole TCP/IP

RARP: Reverse Address Resolution Protocol  Pour connaître son adresse IP, A diffuse sur le réseau, une requête RARP  qui la désigne comme destinataire  Les Serveurs RARP (B et C) répondent à la requête.

A Lycée technique Ibn Sina Kenitra

B protocole TCP/IP

C 19

Le protocole IP

IP : Internet Protocol

Le protocole IP définit : l'unité de donnée transférée dans les interconnexions(datagramme),

la fonction de routage, les règles qui mettent en œuvre la remise de paquets en mode non connecté Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

IP : Internet Protocol (le datagramme) 0

VERS HLEN Type de service Identification Durée de vie

Longueur totale Flags

Protocole

Offset fragment

Somme de contrôle Header

Adresse IP Source

Adresse IP Destination

Options IP (eventuellement)

Padding

Données

...

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protocole TCP/IP

IHL : Internet Header Length  IHL signifie "Internet header length". ce champ est codé sur 4 bits et représente la longueur en mots de 32 bits de l'entête IP. Par défaut, il est égal à 5 (20 octets), cependant, avec les options de l'entête IP, il peut être compris entre 6 et 15.  Le fait que le codage soit sur 4 bits, la taille maximum de l'entête IP est donc de 15*32bits = 60 octets Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

IP : Internet Protocol (le datagramme) 0

VERS HLEN Type de service Identification

Durée de vie

Longueur totale Flags

Protocole

Offset fragment

Somme de contrôle Header

Adresse IP Source Adresse IP Destination

Options IP (eventuellement)

Padding

Données

...

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protocole TCP/IP

Type de service : TOS  - 0 - 000 - Routine  - 0 - Normal - 1 - 001 - Prioritaire - 1 - Faible - 2 - 010 - Immédiat  Le champ MBZ "Must - 3 - 011 - Urgent Be Zero" est codé sur 1 - 4 - 100 - Très urgent bit. - 5 - 101 - Critique - 6 - 110 - Supervision interconnexion - 7 - 111 - Supervision réseau  - 0 – Normal / - 1 - Bas  - 0 – Normal / - 1 - Haut  - 0 – Normal / - 1 - Haute

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protocole TCP/IP

IP : Internet Protocol (le datagramme) 0

VERS HLEN Type de service Identification Durée de vie

Longueur totale Flags

Protocole

Offset fragment

Somme de contrôle Header

Adresse IP Source Adresse IP Destination

Options IP (eventuellement)

Padding

Données

...

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protocole TCP/IP

Longueur totale  Codé sur 16 bits et représente la longueur du paquet incluant l'entête IP et les Data associées. La longueur totale est exprimée en octets, ceci permettant de spécifier une taille maximum de 216 = 65535 octets.

 Longueur_des_data = Longueur_totale - ( IHL * 4 );

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protocole TCP/IP

IP : Internet Protocol (le datagramme) 0

VERS HLEN Type de service Identification Durée de vie

Longueur totale Flags

Protocole

Offset fragment

Somme de contrôle Header

Adresse IP Source

Adresse IP Destination

Options IP (eventuellement)

Padding

Données

...

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protocole TCP/IP

Identification Le champ Identification est codé sur 16 bits et constitue l'identification utilisée pour reconstituer les différents fragments. Chaque fragment possède le même numéro d'identification, les entêtes IP des fragments sont identiques à l'exception des champs Longueur totale, Checksum et Position fragment. Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

IP : Internet Protocol (le datagramme) 0

VERS HLEN Type de service Identification Durée de vie

Longueur totale Flags

Protocole

Offset fragment

Somme de contrôle Header

Adresse IP Source

Adresse IP Destination

Options IP (eventuellement)

Padding

Données

...

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protocole TCP/IP

Flags Reserved Le premier bit est réservé et positionné à 0.

DF Appelé DF "Don't Fragment", le second bit permet d'indiqué si la fragmentation est autorisée. Si un Datagramme devant être fragmenté possède le flag DF à 1, alors, il sera alors détruit. MF Appelé MF "More Fragments", le troisième bit indique s'il est à 1 que le fragment n'est pas le dernier. Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

IP : Internet Protocol (le datagramme) 0

VERS HLEN Type de service Identification Durée de vie

Longueur totale Flags

Protocole

Offset fragment

Somme de contrôle Header

Adresse IP Source Adresse IP Destination

Options IP (eventuellement)

Padding

Données

...

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protocole TCP/IP

Offset Fragment

Le champ Position fragment est codé sur 13 bits et indique la position du fragment par rapport à la première trame. Le premier fragment possède donc le champ Position fragment à 0. Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

IP : Internet Protocol (le datagramme) 0

VERS HLEN Type de service Identification Durée de vie

Longueur totale Flags

Protocole

Offset fragment

Somme de contrôle Header

Adresse IP Source Adresse IP Destination

Options IP (eventuellement)

Padding

Données

...

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protocole TCP/IP

TTL : Durée de vie Codé sur 8 bits Indique la durée de vie maximale du paquet. Il représente la durée de vie en saut du paquet. Si le TTL arrive à 0, alors l'équipement qui possède le paquet, le détruira. Le but du champ TTL est d'éviter de faire circuler des trames en boucle infinie. Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

IP : Internet Protocol (le datagramme) 0

VERS HLEN Type de service Identification

Durée de vie

Longueur totale Flags

Protocole

Offset fragment

Somme de contrôle Header

Adresse IP Source Adresse IP Destination

Options IP (eventuellement)

Padding

Données

...

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protocole TCP/IP

Protocole

- 01 - 00001 - ICMP - 02 - 00010 - IGMP - 06 - 00110 - TCP - 17 - 10001 - UDP

LycĂŠe technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

IP : Internet Protocol (le datagramme) 0

VERS HLEN Type de service Identification

Durée de vie

Longueur totale Flags

Protocole

Offset fragment

Somme de contrôle Header

Adresse IP Source Adresse IP Destination

Options IP (eventuellement)

Padding

Données

...

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protocole TCP/IP

Somme de contrôle : CheckSum

Ce champ représente la validité du paquet de la couche 3. Pour pouvoir calculer le Checksum, il faut positionner le champ du checksum a 0 et ne considérer que l'entête IP. Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

IP : Internet Protocol (le datagramme) 0

VERS HLEN Type de service Identification Durée de vie

Longueur totale Flags

Protocole

Offset fragment

Somme de contrôle Header

Adresse IP Source Adresse IP Destination

Options IP (eventuellement)

Padding

Données

...

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protocole TCP/IP

Exemple de trame IP  Retrouvez l’adresse IP et MAC du destinataire ainsi que le protocole utilisé TCP ou UDP

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protocole TCP/IP

Le sous adressage IP

Le sous-adressage (intérêts)  Extension du plan d’adressage initial  Limiter la consommation d’adresses IP.

 Permet également de diminuer :  la gestion administrative des adresses IP,

 la taille des tables de routage des passerelles,  la taille des informations de routage,  le traitement effectué au niveau des passerelles. Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

Le sous-adressage (principe) Réseau Physique 1 Réseau Physique 2

Réseau Physique 3

Entité associée à une @ classe A,B ou C Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

Le sous-adressage (suite) 128.10.1 .1

Internet

.1 128.10.2 128.10.0.0

LycĂŠe technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

Le sous-adressage (suite)

Partie Internet Partie Internet

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Partie locale RĂŠseau physique

protocole TCP/IP

Ident Machine

Le sous-adressage (suite)  Structuration souple : chaque site peut définir lui-même les longueurs des champs réseau physique et identificateur de machine.  Flexibilité indispensable pour adapter la configuration réseau d’un site: Réseau 1

Réseau 4

P4 P2 Réseau 5

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Réseau 2

P3 Réseau 3

protocole TCP/IP

Le sous-adressage (Exemple)

 Classe B : 8 bits pour la partie réseau. Classe B : 3 bits pour la partie réseau.

Classe C : 4 bits pour la partie réseau.

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protocole TCP/IP

Le sous-adressage (suite) Utilisation des masques Partie Internet Positionnée à1

Réseau physique Positionnée à1

Ident Machine Positionnée à0

1111………………111|0……0

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protocole TCP/IP

Le sous-adressage (Exemple)

 Classe B : 8 bits pour la partie réseau. Classe B : 3 bits pour la partie réseau.

Classe C : 4 bits pour la partie réseau.

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protocole TCP/IP

Le CIDR CIDR

Principe Le CIDR : Classless InterDomain Routing proposé à partir de 1994. L’idée est d’organiser une adresse réseau indépendamment de sa classe ;

Lajouad Rachid – Lycée Technique Ibn Sina

ChapIII : Technologie ETHERNET

Notation

le masque de sous-réseau indiquant le nombre de bits réservés à l’identifiant réseau est alors fixé librement par l’administrateur

Exemple : 12.12.12.0 /22

Lajouad Rachid – Lycée Technique Ibn Sina

ChapIII : Technologie ETHERNET

Le protocole ICMP Internet Control Message Protocol

Le Protocole ICMP Permet d’envoyer des messages de contrôle ou d’erreur vers d’autres machines ou passerelles. Rapporte les messages d’erreur à l’émetteur initial. Beaucoup d’erreurs sont causées par l’émetteur, mais d’autres sont dues à des problèmes d’interconnexions rencontrées sur l’Internet . Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

Le Protocole ICMP  Si une passerelle détecte un problème sur un datagramme IP, elle le détruit et émet un message ICMP pour informer l’émetteur initial.

 Les messages ICMP sont véhiculés à l’intérieur de datagrammes IP et sont routés comme n’importe quel datagramme IP sur l’internet.  Une erreur engendrée par un message ICMP ne peut donner naissance à un autre message ICMP (évite l’effet cummulatif). Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

ICMP : format des commandes 0

8 16 31 TYPE CODE CHECKSUM Identifieur

Seq. number

Données spécifiques . . .

IDENTIFIER et SEQUENCE NUMBER sont utilisés par l’émetteur pour contrôler les réponses aux requêtes, (CODE = 0). Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

ICMP : format des messages TYPE

8 bits; type de message

CODE

8 bits; informations complémentaires

CHECKSUM 16 bits; champ de contrôle HEAD-DATA en-tête datagramme + 64 premiers bits des données. TYPE Message ICMP TYPE Message ICMP 0 3 4 5 8 11 12

Echo Reply Destination Unreachable Source Quench Redirect (change a route) Echo Request Time Exceeded (TTL) Parameter Problem with a Datagram Lycée technique Ibn Sina Kenitra

13 14 15 16 17 18

Timestamp Request Timestamp Reply Information Request (obsolete) Information Reply (obsolète) Address Mask Reques Address Mask Reply

protocole TCP/IP

ICMP : les messages d’erreur  Codes d’erreurs :           

0 Network Unreachable 1 Host Unreachable 2 Protocol Unreachable 3 Port Unreachable 4 Fragmentation Needed and DF set 5 Source Route Failed 6 Destination Network Unknown 7 Destination Host Unknown 8 Source Host Isolated 9 Communication with desination network administratively prohibited 10 Communication with desination host administratively prohibited  11 Network Unreachable for type of Service  12 Host Unreachable for type of Service Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

Exemple de trame ICMP

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protocole TCP/IP

Le protocole UDP UDP

UDP : User Datagram Protocol

UDP : protocole de transport sans connexion de service applicatif.

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protocole TCP/IP

UDP : les ports  Ces destinations abstraites permettant d'adresser un service applicatif.

 L'émission d'un message se fait sur la base d'un port source et un port destinataire.  Les processus disposent d'une interface système leur permettant de spécifier un port ou d'y accéder (socket, TLI, ...).  Les accès aux ports sont généralement synchrones, les opérations sur les ports sont tamponnés (files d'attente).

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protocole TCP/IP

UDP : format des messages Les msgs UDP sont également appelés des datagrammes UDP. Ils contiennent deux parties : un en-tête UDP et les données UDP.

0 16 31 Port UDP source Port UDP dest. Longueur message UDP

Checksum UDP

Données ... Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

UDP : pseudo en-tête  Lorsqu'il est utilisé, le champ de contrôle couvre plus d'informations que celles contenue dans le datagramme UDP;

8 16 Adresse IP Source

Adresse IP Destination zéro

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proto

Longueur UDP

protocole TCP/IP

UDP : les ports standards No port 7 11 13 37 42 53 67 68 69 123 161

Mot-clé Description ECHO Echo USERS Active Users DAYTIME Daytime TIME Time NAMESERVER Host Name Server DOMAIN Domain Name Server BOOTPS Boot protocol server BOOTPC Boot protocol client TFTP Trivial File transfert protocol NTP Network Time Protocol SNMP Simple Network Management prot.

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protocole TCP/IP

Le protocole TCP ICMP

TCP : Transmission Control Protocol  transport fiable de la technologie TCP/IP.  fiabilité = illusion assurée par le service  transferts tamponnés : découpage en segments  connexions bidirectionnelles et simultanées

 service en mode connecté  garantie de non perte de messages ainsi que de l'ordonnancement Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

TCP : La connexion  une connexion de type circuit virtuel est établie avant que les données ne soient échangées : appel + négociation + transferts  Une connexion = une paire d'extrémités de connexion  Une extrémité de connexion = couple (adresse IP, port)

 Exemple de connexion : ((124.32.12.1, 1034), (19.24.67.2, 21))  Une extrémité de connexion peut être partagée par plusieurs autres extrémités de connexions (multiinstanciation)

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protocole TCP/IP

TCP : Segmentation Segmentation, contrôle de flux  Les données transmises à TCP constituent un flot d'octets de longueur variable.  TCP divise ce flot de données en segments en utilisant un mécanisme de fenêtrage.  Un segment est émis dans un datagramme IP.

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protocole TCP/IP

TCP :Acquittement  Acquittement de messages  Contrairement à UDP, TCP garantit l'arrivée des messages, c'est à dire qu'en cas de perte, les deux extrémités sont prévenues.  Ce concept repose sur les techniques d’acquittement de message : lorsqu'une source S émet un message Mi vers une destination D, S attend un acquittement Ai de D avant d'émettre le message suivant Mi+1.  Si l’acquittement Ai ne parvient pas à S, S considère au bout d'un certain temps que le message est perdu et remet Mi : Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

TCP : Acquittements Source

Réseau

Destination

Emission de Mi Temporisation armée

Mi n‘est pas reçu Ai non envoyé

Ai n’est pas reçu Tempo. echue Réemission de Mi Réception de Mi Emission de Ai Réception de Aj Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

TCP : Segments

Port source

Port destination

Numéro de séquence Numéro d’acquittement

HLEN

réservé

fenêtre

Codes

Checksum

pointeur urgence

Options éventuelles

padding

Données . . .

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protocole TCP/IP

TCP format du segment  CHECKSUM : calcul du champ de contrôle : utilise un pseudo-en-tête et s'applique à la totalité du segment obtenu (PROTO =6) :

Adresse IP source Adresse IP destination

zéro protocole (6)

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longueur TCP

protocole TCP/IP

TCP : ports standards No port 20 21 23 25 37 42 43 53 79 80 110 111

FTP-DATA FTP TELNET SMTP TIME NAMESERVER NICNAME DOMAIN FINGER HTTP POP3 SUNRPC

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Mot-clé Description File Transfer [Default Data] File Transfer [Control] Telnet Simple Mail Transfer Time Host Name Server Who Is Domain Name Server Finger WWW Post Office Protocol - Version 3 SUN Remote Procedure Call

protocole TCP/IP

Trame TCP

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protocole TCP/IP

NAT : Network Adresse Translation

NAT (Network Address Translation)

Le NAT a été proposé en 1994 sous la RFC 1631 comme solution à court terme face au manque d'adresses IP. Son objectif principal était de permettre aux adresses IP d'être partagées par un grand nombre de périphériques réseau. Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

Principe  Une organisation (entreprise/particulier) se voit attribuer un petit nombre n d’adresses IP dites publiques (où n peut valoir 1 !)

 Ces adresses servent au traﬁc externe (organisation ↔ Internet)  En interne, l’organisation n’utilise qu’un ensemble d’adresses privées.

 3 plages d’adresses privées ont été réservées pour ça :  Classe A: 10.0.0.0

16 777 216

adresses

 Classe B: 172.16.0.0

1 048 576

adresses

 Classe C: 192.168.0.0

65 536

adresses

 Aucun datagramme contenant une de ces adresses ne doit circuler sur Internet

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protocole TCP/IP

Mise en oeuvre  Utilisation du NAT-BOX

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protocole TCP/IP

La NAT box doit se trouver entre le réseau de l’organisation et celui du FAI La quasi-totalité des routeurs du marché incluent les fonctionnalités NAT La NAT box doit disposer d’un ensemble n d’adresses publiques disponibles pour la traduction dynamique Lycée technique Ibn Sina Kenitra

protocole TCP/IP

 Communication interne  Communication externe

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