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Internet

Visite guidée à l’intérieur du Net

Plan

Architecture de réseauProtocoleLes documents RFCAdresses IPDNSNotion de port


Architecture de réseau : les différents niveaux

Deux notions essentielles

Internet désigne 2 notions essentielles :

Une méthode de transmission de données entre ordinateursUne ensemble de normes et de conventions, connues en langage réseau sous le nom de protocoles, réglementant la façon dont les programmes communiquent entre eux

Le modèle OSI

Le modèle OSI a été construit en "couches".Le but ? D’abord pour réduire la complexité de conception, mais surtout pour faire qu’une modification ou un changement de technologie affectant une fonction ne modifie pas l’ensemble de l’édifice

Le modèle OSI : couche 1

Couche PhysiqueElle comporte tout ce qui concerne l'établissement de la liaison (caractéristiques mécaniques, électriques et fonctionnelles). Elle ne s'occupe que de faire passer un train de bits.


Couche Liaison de données Elle permet le transfert sans erreur entre deux éléments de réseaux directement connectés


Couche RéseauElle concerne l'acheminement des informations au travers du réseau


Couche Transport Elle met en œuvre les règles pour qu'une communication de bout en bout s'établisse


Couche SessionElle définit l'organisation des échanges et la structure du dialogue. Elle traite donc surtout de la synchronisation et des séquences de l'échange (détection et reprise en cas de panne, règles des conflits de priorité)


Couche Présentation Elle définit la présentation des informations, en fonction d'une syntaxe et d'un vocabulaire effectivement communs à l'émetteur et au récepteur


Couche Application Elle définit les mécanismes communs aux deux processus utilisateurs. La couche 7 sert d'intermédiaire entre les couches et les applications (au sens informatique du terme) de l'utilisateur

Le modèle DoD : 4 niveaux

Application : A ce niveau, deux programmes communiquent entre eux. La programme client e-mail parle au programme serveur e-mail, par exemple. Chaque différent type de programme (messagerie, transfert de fichiers, connexion à distance, etc.) utilise son propre protocole. Ce niveau dépend du niveau directement inférieur dans lequel le protocole se charge de la transmission fiable des messages entre programmes

Le modèle DoD : 4 niveauxTransport (couche hôte à hôte) : A ce niveau, un programme d’un ordinateur est connecté à un autre programme sur un autre ordinateur. Ce protocole assure l’émission et la réception des messages. Message type : « Nous venons d’avaler 14576 caractères de données de votre programme 42. Burp ! ». Le protocole de transport généralement utilisé sur Internet s’appelle TCP (Transport Control Protocol). Ce niveau dépend du niveau directement inférieur dans lequel le protocole se charge de déplacer des groupes de données d’un ordinateur à l’autre

Le modèle DoD : 4 niveauxInternet (réseau) : A ce niveau, un ordinateur envoie un groupe (connu sous le nom de paquet) de données à un autre ordinateur, lequel peut ne pas se trouver sur le même réseau. Message type : « Envoie ce paquet à l’ordinateur n° 140.186.81.3 depuis l’ordinateur n° 127.45.22.81 qui est sur le même réseau que moi. ». Le protocole de réseau généralement utilisé sur Internet s’appelle IP (Internet Protocol). Ce niveau dépend du niveau directement inférieur dans lequel le protocole se charge de déplacer des paquets à l’intérieur d’un réseau local

Le modèle DoD : 4 niveaux

Liaisons (accès réseau) : Ce niveau transfère des données entre deux ordinateurs physiquement localisés dans le même réseau. Il peut s’agir d’une liaison Ethernet pour des ordinateurs d’un même bureau ou d’une ligne téléphonique pour des ordinateurs d’une même ville. Message type : « Envoie ce paquet à l’ordinateur n° 127.45.22.81 que je peux distinguer à l’autre bout du couloir. »

OSI vs TCP/IPLe schéma ci-dessous représente une comparaison entre les modèles OSI (le plus ancien) et le modèle Internet.

Couche Application

Couche Présentation

Couche Session

Couche Transport

Couche Réseau

Couche Liaison dedonnées

Couche Physique

Couche Application

Couche Hôte à hôte(Service Provider Layer)

Couche Internet

Couche Accès réseau

Modèle de référence OSI

7

6

5

4

3

2

1

4

3

2

1

Qu’est ce qu’un paquet ?Si vous êtes connecté à un ordinateur éloigné et que vous appuyez sur la touche « Z », ce « Z » est empaqueté et acheminé de votre ordinateur à l’ordinateur distant. La réponse de ce dernier sera également placée à l’intérieur d’un paquet (ou de plusieurs paquets si elle est volumineuse, c’est à dire supérieure à 1000 caractères environ) et acheminée jusqu’à votre ordinateur pour prendre place sur votre écran

Qu’est ce qu’un paquet ? (2)

Un paquet contient les éléments suivants :

Des informations placées dans l’en-têteEncore plus d’infos dans l’en-têteDes données qui sont en fait optionnelles

Qu’est ce qu’un paquet ? (3)Chaque niveau de réseau ajoute ses propre informations dans l’en-tête du paquet afin de laisser des traces des opérations effectuées à son niveau.En raison de ce principe d’encapsulation, un paquet peut facilement se retrouver avec un en-tête beaucoup plus volumineux que les données elles-mêmes ; ce qui n’est pas forcément génial, car ces informations monopolisent énormément d’espace mémoire et ralentissent la vitesse de transmission (mais c’est le prix à payer pour tant de souplesse).

Qu’est ce qu’un paquet ? (4)


Protocole

Qu’est ce qu’un protocole ?

C’est une méthode standard qui permet la communication entre deux machines, c'est-à-dire un ensemble de règles et de procédures à respecter pour émettre et recevoir des données sur un réseau Sur Internet, les protocoles utilisés font partie d'une suite de protocoles, c'est-à-dire un ensemble de protocoles reliés entre-eux. Cette suite de protocole s'appelle TCP/IP.

Protocoles

On classe généralement les protocoles en deux catégories selon le niveau de contrôle des données que l'on désire:

Les protocoles orientés connexion : Les protocoles non orientés connexion

Protocoles orientés connexion

Il s'agit des protocoles opérant un contrôle de transmission des données pendant une communication établie entre deux machines.

Dans un tel schéma, la machine réceptrice envoie des accusés de réception lors de la communication, ainsi la machine émettrice est garante de la validité des données qu'elle envoie. Les données sont ainsi envoyées sous forme de flot.TCP est un protocole orienté connexion.

Protocoles non orientés connexion

Il s'agit d'un mode de communication dans lequel la machine émettrice envoie des données sans prévenir la machine réceptrice, et la machine réceptrice reçoit les données sans envoyer d'avis de réception à la première.

Les données sont ainsi envoyées sous forme de blocs (datagrammes).UDP est un protocole non orienté connexion .

Relation entre les protocoles

Les protocoles TCP/IP sont implémentés sous forme hiérarchiqueTCP, UDP et IP fournissent l’infrastructure pour les services Un hôte TCP/IP peut implémenter quelques services

Relation entre les protocoles

HTTPHTTP

FTPFTP

TELNETTELNET

SMTPSMTP Utilitaires

r*

Utilitairesr* DNS

DNSTFTP

TFTP

NFSNFS

XDRXDR

RPCRPC

SNMPSNMP

TCPTCP

UDPUDP

Protocoles deroutage

Protocoles deroutage IP et ICMP

IP et ICMP ARP, RARP,proxy ARP

ARP, RARP,proxy ARP

Ethertype, IEEE 802.2, Token Ring, FDDI, SMDS, SDLC, ATM, LAP-B, etc.Ethertype, IEEE 802.2, Token Ring, FDDI, SMDS, SDLC, ATM, LAP-B, etc.

Ethernet, IEE 802, EIA-232, X.21, X.21 bis, V.24, V.28, ISDN, ATM,Lignes louées, Coax, radio, satellite, paires torsadées, etc.

Ethernet, IEE 802, EIA-232, X.21, X.21 bis, V.24, V.28, ISDN, ATM,Lignes louées, Coax, radio, satellite, paires torsadées, etc.

Vue d’ensemble des applications TCP/IP

Protocoles de transport (Couche 2)

Dénomination Abbrév. Description

Transmission Control Protocol

TCP Services connecté (connections)

User Datagram Protocol

UDP Services non connectés

Protocoles réseau (couche 3)Dénomination Abrév. Description

Internet Protocol IP Prend en charge le transport des informations

Internet Control Message Protocol

ICMP Prend en charge les messages d’état pour IP (ex: ping et tracert)

Routing Information Protocol

RIP Prend en charge l’échange des tables de routage

Open Shortest Path First

OSPF Autre protocole d’échange de tables de routage

Résolution d’adresses réseau (couches 2 et 3)

Dénomination Abrév. Description

Address Resolution Protocol

ARP Résout les adresses MAC à partir des adresses IP

Domain Name Service DNS Obtient les adresses IP à partir des noms de domaine

Reverse Address Resolution Protocol

RARP Résout les adresses IP à partir des adresses MAC

Protocoles et services des couches 5 et 7

Dénomination Abréviation Description Network File System NFS Permet le « montage » des dossiers d’un PC sur

un autre Network Information System NIS Assure la gestion des noms des utilisateurs en

réseau Remote Procedure Call RC Autorise la communication entre les applications

réparties Boot Protocol BOOTP Protocole de démarrage d’un ordinateur à travers

le réseau Telnet TELNET Autorise la connexion à distance File Transfer Protocol FTP assure le transfert de fichiers News NNTP Protocole de transmission des groupes de

nouvelles sur Internet Post Office Protocole POP3 Permet la relève des courriers électroniques dans

les boîtes aux lettres d’un serveur de messagerie Simple Mail Transfer Protocol SMTP Transfère le courrier électronique Simple Network Managment Protocol

SNMP Assure le transport des messages d’état sur le réseau, en particulier pour permettre l’administration du réseau


Les documents RFC

Que signifie RFC ?

Les RFC (Request For Comments) sont un ensemble de documents contenant les spécifications techniques sur divers points de TCP/IP (protocoles, services, etc...)

Par qui les RFC ont elles été écrites ?La suite de protocoles TCP/IP représente un ensemble de normes établies par un organisme qui s'appelle l'IETF (Internet Engineering Tasking Force). Ceux-ci publient officiellement leurs rapports sous formes de requêtes, disponibles pour tous, permettant d'éclaircir un grand nombre de sujets relatifs à TCP/IP. Chacun de ces documents représente une proposition de spécification qui peut à tout moment être rendue obsolète par un nouveau document RFC.

RFC intéressantesSpécification RFC Protocole UDP RFC768 Protocole IP RFC791 Protocole ICMP RFC792 Protocole FTP RFC794 Protocole SMTP RFC821 Internet Mail RFC822 Protocole Telnet RFC854 Protocole NNTP RFC977 Netbios RFC1001 Protocole SLIP RFC1055 MIB RFC1156

RFC intéressantesSpécification RFC TCP/IP RFC1180 FAQ pour les débutants RFC1206 FAQ pour les personnes expérimentées RFC1207 Glossaire sur les réseaux RFC1208 Les RFC RFC1325 MIME (MultiPurpose Mail Extension) RFC1521 Allocation d’adresses IP pour les intranets RFC1597 Protocole PPP RFC1661 Les numéros de port RFC1700 Protocole HTTP RFC2068 Protocole LDAPv3 RFC2251

Comment se procurer les RFC

Ces documents sont disponibles sur un grand nombre de sites FTP:

ftp.inria.fr ftp.enst.fr ftp.imag.fr

Le site http://www.rfc-editor.org permet lui aussi de télécharger ces documents, ainsi que la possibilité de télécharger l'archive de plus de 20Mo contenant toutes les RFC.


Adresses IP

Qu’est ce qu’une adresse IP ?Sur Internet, les ordinateurs communiquent entre eux grâce au protocole TCP/IP.Le protocole IP utilise des numéros de 32 bits, que l'on écrit sous forme de 4 numéros allant de 0 à 255 On note l’adresse IP 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.

Qu’est ce qu’une adresse IP ?

Exemple : 194.153.205.26 est une adresse TCP/IP donnée sous une forme technique. Ce sont ces adresses que connaissent les ordinateurs qui communiquent entre eux. C'est l'IANA (Internet Assigned Numbers Agency) qui est chargée d'attribuer ces numéros.

Déchiffrer une adresse IP

On distingue en fait deux parties dans l'adresse IP:

une partie des nombres à gauche désigne le réseau (on l'appelle netID) les nombres de droite désignent les ordinateurs de ce réseau (on l'appelle host-ID)

Adresses particulières

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, 194.28.12.0 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, 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.

Classes de réseaux

Les adresses IP sont réparties en classes, c'est-à-dire selon le nombre d'octets qui représentent le réseau.

Réseaux de classe AUne adresse IP de classe A, en binaire, ressemble à ceci :0nnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh.hhhhhhhh

où n représente les bits du net-id et h les bits du host-id. Toutefois le réseau 0 (00000000) n'existe pas et le nombre 127 est réservé pour désigner votre machineLes réseaux disponibles en classe A sont donc les réseaux allant de 1.0.0.0 à 126.0.0.0

Réseaux de classe B

Une adresse IP de classe B, en binaire, ressemble à ceci :10nnnnnn. nnnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh

où n représente les bits du net-id et h les bits du host-id. Les réseaux disponibles en classe B sont donc les réseaux allant de 128.0.0.0 à 191.255.0.0

Réseaux de classe C

Une adresse IP de classe C, en binaire, ressemble à ceci :110nnnnn.nnnnnnnn. nnnnnnnn.hhhhhhhh

où n représente les bits du net-id et h les bits du host-id. Les réseaux disponibles en classe C sont donc les réseaux allant de 192.0.0.0 à 255.255.255.0


Le DNS : Domain Name System

Qu’appelle t-on DNS ?Chaque station possède une adresse IP propre.Cependant, les utilisateurs ne veulent pas travailler avec des adresses numériques du genre 194.153.205.26 mais avec des noms de stations ou des adresses plus explicites (appelées adresses FQDN) du style

http://www.club-internet.fr• Ou

[email protected].

Qu’appelle t-on DNS ?

Ainsi, TCP/IP permet d'associer des noms en langage courant aux adresses numériques grâce à un système appelé DNS (Domain Names Service). On appelle résolution de noms de domaines (ou résolution d'adresses) la corrélation entre les adresses IP et le nom de domaine associé

Noms d’hôtesAux origines de TCP/IP, étant donné que les réseaux étaient très peu étendus, c'est-à-dire que le nombre d'ordinateurs connectés à un même réseau était faible, les administrateurs réseau créaient des fichiers appelés tables de conversion manuelle (fichiers généralement appelé hosts ou hosts.txt), associant sur une ligne, grâce à des caractères ASCII, l'adresse IP de la machine et le nom littéral associé, appelé nom d'hôte.

Le Domain Name SystemLe système précédent à l'inconvénient majeur de nécessiter la mise à jour des tables de tous les ordinateurs en cas d'ajout ou modification d'un nom de machine.Ainsi, avec l'explosion de la taille des réseaux, et de leur interconnexion, il a fallut mettre en place un système plus centralisé de gestion des noms.Ce système est nommé Domain Name System, traduisez Système de nom de domaine.

Le Domain Name System

Ce système consiste à une hiérarchie de noms permettant de garantir l'unicité d'un nom dans une structure arborescente.

On appelle nom de domaine, le nom à deux composantes :

la première est un nom correspondant au nom de l'organisation ou de l'entreprisele second à la classification de domaine (.fr, .com, etc...).

Chaque machine d'un domaine est appelée hôte. Le nom d'hôte qui lui est attribué doit être unique dans le domaine considéré (le serveur web d'un domaine porte généralement le nom www).

Codes des domaines Internet

La classification du domaine, parfois appelées TLD (Top Level Domain, soit domaines de plus haut niveau), correspond généralement a une répartition géographique.

Codes des domaines InternetToutefois, il existe des noms, créés pour les Etats-Unis à la base, permettant de classifier le domaine selon le secteur d'activité, par exemple:

.arpa correspond aux machines issues du réseau originel .com correspond aux entreprises à vocation commerciales (désormais ce code de domaine ne rime plus à grand chose et est devenu international) .edu correspond aux organismes éducatifs .gov correspond aux organismes gouvernementaux .mil correspond aux organismes militaires .net correspond aux organismes ayant trait aux réseaux

.org correspond aux entreprises à but non lucratif


Notion de port

Utilité des portsDe nombreux programmes TCP/IP peuvent être exécutés simultanément sur Internet. Chacun de ces programmes travaille avec un protocole, toutefois l'ordinateur doit pouvoir distinguer les différentes sources de données. Ainsi, pour faciliter ce processus, chacune de ces applications se voit attribuer une adresse unique codée sur 16 bits: un port (appelé aussi socket).Lorsque l'ordinateur reçoit une requête sur un port, les données sont envoyées vers l'application correspondante.

Assignation par défautPort Service ou Application 21 FTP 23 Telnet 25 SMTP 53 Domain Name Server 63 Whois 70 Gopher 79 Finger 80 HTTP 110 POP3 119 NNTP 137-139 NetBIOS 443 https 4000 ICQ (programme ICQ pour discussions Internet Relay Chat) 7070 Realaudio (Real Networks Real Audio)

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