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BTS IRIS - Lycée Maupertuis CoursIPv1.2.1.odt Séquence TCP/IP Cours Internet Pr

BTS IRIS - Lycée Maupertuis CoursIPv1.2.1.odt Séquence TCP/IP Cours Internet Protocol Premier trimestre 1ère année Durée : 2H00 Document enseignant : CoursIPv1.2.1.odt SAVOIRS ET SAVOIRS FAIRE • Protocoles de niveau réseau OBJECTIFS DE LA SÉANCE • Comprendre Internet Protocole SAVOIRS NOUVEAUX • Adresse IP, classes d'adresses, entête IP, fragmentation PRÉ-REQUIS • TD et TP Ethernet commuté DOCUMENTS ÉLÈVES • Polycopié MOYENS PÉDAGOGIQUES • Vidéo-projecteur • Tableau MÉTHODES PÉDAGOGIQUES • Expositive • Interrogative ÉVALUATION • Formative pendant la séance Thierry Lafferrière 11/12/2008 1 BTS IRIS - Lycée Maupertuis CoursIPv1.2.1.odt Cours IP (Internet Protocol) 1Historique En 1969, DoD (Departement of Defense of United States) désire relier les ordinateurs de la défense américaine par un réseau de type maillé, assurant le plus de disponibilité en cas d'attaque balistique nucléaire de l'U.R.S.S. Ce sera ARPANET, la base du futur INTERNET. Il fallait définir alors un ensemble standard de procédures communes à des réseaux d'ordinateurs utilisant des lignes téléphoniques. La partie physique était constituée de sous réseaux très divers, il fallait donc les relier de la manière la plus transparente possible. On désirait également utiliser différentes applications, transfert de fichiers, voix, avec un réseau le plus disponible possible quelque soit l'état des lignes de transmission. Des recherches menées par la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) ont abouti à la définition d'un certain nombre de protocoles correspondant schématiquement aux couches 3 (réseau), 4 (transport) et 7 (applications) auxquels on fait référence en nommant les deux protocoles TCP/IP. Ces deux protocoles sont à la base du réseau INTERNET. Cet ensemble de protocoles permet tout aussi bien la communication de machines en réseau local que la communication de machines sur des réseaux distincts et de types différents (Ethernet, Token Ring, X25, FDDI, Token Bus, etc..). De plus ils permettent la communication de machines sous des systèmes différents: tous les UNIX (Solaris, Irix, AIX, Hpux, BSD, Linux, MacOS X, QNX), Windows (9x, NT, 2K, XP, CE), OpenVMS, etc..). Il suffit donc que la machine possède les protocoles TCP/IP. Qu'est-ce que l'internet ? C'est l'interconnexion entre réseaux (Inter-Network). 2Architecture Le modèle OSI (Open Systems Interconnection) de l'I.S.O. (Internationnal Standard Organization) recommande de découper un systèmes de télécommunication informatique en 7 couches. Voici la correspondance approximative avec la structure du réseau Internet : Couches OSI Couches Internet OSI-7 Application OSI-6 Présentation OSI-5 Session Applications : FTP, Telnet, Email, www, etc... OSI-4 Transport TCP UDP OSI-3 Réseau Internet Protocol OSI-2 Liaison de données OSI-1 Physiques Ethernet, Token Ring, modem, X25, Ligne Spécialisées, satellites,etc... Pourquoi ne peut-on pas insérer TCP/IP dans le modèle OSI ? 1) TCP est un protocole pour l'échange de suites continues de caractères alors que le service de transport de l'OSI est orienté vers la transmission de paquets. 2) Le service de libération de connexion est assuré par TCP lui-même alors que pour l'OSI c'est à la couche Session de s'en charger. Thierry Lafferrière 11/12/2008 2 BTS IRIS - Lycée Maupertuis CoursIPv1.2.1.odt L'internet comporte 4 couches : la couche physique, la couche IP, la couche transport, et la couche application. Couche 4 FTP, Telnet,.... TFTP, POP, SMTP.... Couche 3 TCP UDP Couche 2 ICMP IP ARP RARP Couche 1 Module physique : Ethernet, FDDI, Wi-Fi, Token Ring, Token Bus, ... Médium de communication 2.1La couche physique : network interface La fonction principale de cette couche est de présenter une interface standard à la couche internet. Elle est donc matériellement dépendante. IP ne spécifie pas de protocole à utiliser au sein de cette couche. L'indépendance entre les couches 1 et 2 permet à IP de fonctionner sur des réseaux de type Ethernet, FDDI, Token Ring, Token Bus, ligne série, etc... Une des plus importante fonction de cette couche est d'examiner chaque trame reçue par la carte et de déterminer (à partir de bits de contrôle) quelle est la destination (point d'accès ARP, RARP, IP). C'est ce que l'on appelle le démultiplexage. 2.2La couche INTERNET(IP) Les réseaux permettent le transport d'informations d'un équipement terminal à un autre. L'information est découpée en blocs, appelés paquets. Les paquets sont acheminés sur des lignes de communications et transitent de noeud en noeud jusqu'à arriver au destinataire. Ce sont les rôles de la couche IP. Elle défini un format de paquet. Ses fonctions sont donc : • Fragmentation (découpage) des paquets • Routage (choix du chemin à prendre) et retransmission de données • Éviter la congestion (contrôle de flux). Les paquets sont émis indépendamment les uns des autres. Il faudra donc que la couche supérieure les ré-ordonne. Différents protocoles opèrent dans cette couche: • IP : c'est le noyau de TCP/IP: il permet d'inter-connecter des réseaux à transfert de paquets. Il n'établit pas de session avec le destinataire avant d'envoyer des données : c'est un service sans connexion en mode datagramme non fiable. • ICMP (Internet Control Message Protocol) : travaille directement avec lP et permet aux routeurs d'internet de transmettre des messages d'erreurs ou des messages de tests (destinataire inaccessible, fonction ping). • ARP (Address Resolution Protocol) : Réside entre les couches IP et Liaison. C'est le protocole qui traduit les adresses IP sur 32 bits en adresses réseau local sur 48 bits. En effet, TCP/IP n'était pas conçu initialement pour fonctionner en réseau local, il a donc fallu adapter un plan d'adressage. ARP créer une table de correspondance entre les adresses logiques (IP) et les adresses physiques (Ethernet). • RARP (Reverse Address Resolution Protocol) : c'est le protocole inverse du protocole ARP. Il permet à une station de connaître son adresse IP à partir de son adresse MAC. Il est principalement utilisé dans la phase de démarrage d'équipements ne possédant pas de disque. • RIP (Routing Information Protocol) : c'est la version TCP/IP de transmission d'information de routage. Protocole basique de création dynamique de la table de routage. • OSPF (Open Shortest Path First) : c'est également un protocole de routage plus puissant de RIP qui convient au réseaux plus importants. • EGP (Exterior Gateway Protocol) : Protocole de routage pour relier les réseaux autonomes (administrés localement) entre eux Thierry Lafferrière 11/12/2008 3 BTS IRIS - Lycée Maupertuis CoursIPv1.2.1.odt • BGP (Border Gateway Protocol) : plus sophistiqué que EGP. 3Protocole IP Version 4 Le protocole IP assure essentiellement 4 fonctions: 1) Transfert de données 2) Adressage 3) Routage 4) Fragmentation des datagrammes 3.1Fonction de transfert de données Il s'effectue en mode datagramme (non connecté). La correction d'erreur doit être effectuée par le niveau supérieur (TCP). Les données en provenance du niveau supérieur sont encapsulées dans un datagramme qui contient un entête IP de contrôle. Ce datagramme est lui-même encapsulé dans une trame Ethernet si le réseau est un réseau local Ethernet. 3.2Fonction d'adressage 3.2.1Adresse IP Sur Internet, les ordinateurs communiquent entre eux grâce au protocole TCP/IP qui utilise des numéros de 32 bits, que l'on écrit sous forme de 4 chiffres allant de 0 à 255 (4 fois 8 bits). On les note donc sous la forme xxx.xxx.xxx.xxx où chaque xxx représente un entier de 0 à 255. Ces numéros servent aux ordinateurs du réseau pour se reconnaître, ainsi il ne doit pas exister deux ordinateurs sur le réseau ayant la même adresse IP. C'est l'IANA (Internet Assigned Numbers Agency) qui est chargée d'attribuer ces numéros. On distingue deux parties dans l'adresse IP: • Un nombre déterminé de bits de poids fort définie le réseau (netID). • Les bits de poids faibles restant désignent l'ordinateur dans ce réseau (host-ID). Ainsi, plus le nombre de bits réservé au réseau est petit, plus celui-ci peut contenir d'ordinateurs. Combien d'ordinateurs peut contenir un réseau noté 102 ? L'adresse IP des ordinateurs peut aller de 102.0.0.1 à 102.255.255.254 (256*256*256-2=16777214 possibilités). Combien d'ordinateurs peut contenir un réseau noté 194.26 ? L'adresse IP des ordinateurs seront comprise entre 194.26.0.1 et 194.26.255.254 (256*256-2=65534 possibilités), c'est la notion de classe d'adresse. Lorsque l'on annule la partie host-id, c'est-à-dire lorsque l'on remplace les bits réservés aux machines du réseau, on obtient ce que l'on appelle l'adresse réseau. Ainsi, 194.26.12.0 est une adresse réseau et on ne peut donc pas l'attribuer à un des ordinateurs du réseau. Lorsque l'on annule la partie netid, c'est-à-dire lorsque l'on remplace les bits réservés au réseau, on obtient ce que l'on appelle l'adresse machine. Cette adresse représente la machine spécifiée par le host-ID qui se trouve sur le réseau courant. Lorsque tous les bits de la partie host-id sont à 1, on obtient ce que l'on appelle l'adresse de diffusion (en anglais broadcast), c'est-à-dire une adresse qui permettra d'envoyer le message à toutes les machines situées sur le réseau spécifié par le netID. Lorsque tous les bits de la partie netid sont à 1, on obtient ce que l'on appelle l'adresse de diffusion limitée. L'adresse 127.0.0.1 est appelée adresse de boucle locale (en anglais localhost) car elle désigne la machine locale. Thierry Lafferrière 11/12/2008 4 BTS IRIS - Lycée Maupertuis CoursIPv1.2.1.odt 3.2.2Les 4 classes de réseaux 3.2.2.1La classe A Dans une adresse IP de classe A, le premier octet représente le réseau. Le bit de poids fort (le premier bit, celui de gauche) est à zéro, uploads/Ingenierie_Lourd/ ip.pdf