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Cours réseaux informatiques  iia2
 

Cours réseaux informatiques iia2

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  • LAN : Un réseau local , souvent désigné par l' acronyme anglais LAN de Local Area Network , est un réseau informatique à une échelle géographique relativement restreinte, par exemple une salle informatique, une habitation particulière, un bâtiment ou un site d'entreprise. WLAN : Un réseau sans fil est un réseau informatique qui connecte différents postes entre eux par ondes radio. Wi-Fi (Wireless Fidelity) (prononcé /wifi/ ) est une technique de réseau informatique sans fil mise en place pour fonctionner en réseau interne et, depuis, devenue un moyen d’accès à haut débit à Internet . PAN : acronyme de Personal Area Network , désigne un réseau restreint d'équipements informatiques habituellement utilisés dans le cadre d'une utilisation personnelle. Les bus utilisés les plus courants sont l' USB , les technologies sans fil telles que Bluetooth ou IR (infra rouge). Par exemple, une personne utilisant un téléphone portable peut très bien transférer ces données (images) vers ordinateur via BlueTooth. WAN :Un réseau étendu , souvent désigné par l' anglais Wide Area Network ( WAN ), est un réseau informatique couvrant une grande zone géographique, typiquement à l'échelle d'un pays, d'un continent, voire de la planète entière. Le plus grand WAN est le réseau Internet MAN : Metropolitan area network , abrégé en MAN , désigne un réseau étendu d' ordinateurs habituellement utilisé dans les campus ou dans les villes . Le réseau utilise généralement des fibres optiques ou radio (comme les réseaux sans fil WiMax : débits de plusieurs dizaines de mégabits /seconde sur des zones de dizaines de kilomètres ). Le débit binaire mesure une vitesse de transfert de données numériques, mesurée en bits par seconde ( bit/s , b/s ou bps ). Ses principaux multiples sont : le kilobit par seconde (symbole kbit/s) équivalent à 1000 bit/s le megabit par seconde (symbole Mbit/s) équivalent à 1000 kbit/s le gigabit par seconde (symbole Gbit/s) équivalent à 1000 Mbit/s
  • LAN : RJ45 : c’est un câble de type paires torsadés( paires de files qui sont en torsion) pour interconnecter un ordinateur à un autre ou à un équipement (exemple HUB ou Switcher) réseau de communication. Câble Coaxiale : Il ressemble aux câbles de l’antenne de la télévision, il est plus fiable que le RJ45, mais plus rigide et encombrant en installation, c’est pour quoi en utilise plus les câbles RJ45. Fibre optiques : Une fibre optique est un fil en verre ou en plastique très fin qui a la propriété de conduire la lumière et sert dans les transmissions terrestres et océaniques de données. Elle offre un débit d' informations (vitesse) nettement supérieur à celui des câ bles (RJ45). Il peut être utilisé pour des grandes distances et avec une très bonne fiabilité (moins d’erreurs de transmission), mais son inconvénient est qu’elle est cher . Onde radio : se sont les réseaux sans fil comme WIFI, … Pour les réseaux WAN : Ligne téléphonique : elle permet de transmettre de la voix et les données via un équipement qui s’appel modem, son avantage est que l’infrastructure téléphonique est existant et qu’elle peut couvrir tout le monde connecté aux réseaux téléphoniques. Le seule inconvénient est qu’elle est limité en débit de transmission (vitesse de transmission dans l’ordre 54Kbits/secondes sauf avec l’ADSL on pourra avoir des débits de l’ordre 20 Mbits/s) Transmission par satellite : certains satellites( comme VSAT) sont utilisés pour la communication numérique, cela permet une communication à Internet avec un débit élevé de l’ordre de Mégabit/s. Ligne spécialisée : Une ligne spécialisée (LS) correspond, en informatique ou en télécommunication , à une liaison entre deux points, connectés en permanence ensemble. L’avantage qu’on peut avoir des débits de l’ordre par exemple de 512 Kbits/s. Ce débit n’est pas partagé, donc on peut profiter de la capacité maximale de ce débit.
  • LAN : HUB :un hub ou concentrateur est un appareil permettant d'interconnecter electriquement plusieurs appareils, typiquement des ordinateurs ( réseau informatique ) ou encore des périphériques ( USB , Firewire ,...]]) Switcher : Un commutateur réseau (en anglais, switch ) est un équipement qui relie plusieurs segments (câbles ou fibres) dans un réseau informatique . Il s'agit le plus souvent d'un boîtier disposant de plusieurs (entre 4 et 100) ports Ethernet . Il a donc la même apparence qu'un concentrateur ( hub ), mais il est plus performant et plus cher. WAN : Routeur :Un routeur est un élément intermédiaire dans un réseau informatique dont le rôle est de transmettre les données et de connecter un réseaux local (LAN) vers un réseaux WAN (comme Internet). Modem : Le modem ( mot-valise de modulateur-démodulateur), est un périphérique servant à connecter un équipement informatique à un réseau téléphonique. Il permet de traduire les données informatiques ou numérique en « données téléphoniques » (« en voix ») ou données analogiques.
  • Une architecture de réseaux informatiques peut être comme celle dans le schéma : les ordinateurs sont connectés à des Hubs (concentrateurs) puis les hubs sont regroupés dans un switcher, cela forme un réseau local connectant les machines (ordinateurs) locales. Pour avoir l’accès à Internet (aux réseaux WAN), on connecte le switcher au routeur puis au modem pour exploiter la ligne téléphonique à la connexion à Internet.
  • La liaison directe entre deux ordinateur peut être selon le mode point à point . La liaison point à point peut être faite par modems qui exploitent la ligne téléphonique ou par câble USB ou par câble RJ45. La différence entre USB et câble RJ45 réside dans la distance de connexion et la vitesse de communication. Le RJ45 est meilleur. Pour connecter deux ordinateurs, on utilise le câble RJ45 croisé (mais les ordinateurs portables acceptent aussi les câbles droits) , pour connecter un ordinateur à un switcher on utilise le câble RJ45 droit.
  • La liaison directe entre deux ordinateur peut être selon le mode accès multipoints qui consiste à partager un médium (bus ou hub,…) de communication pour plusieurs ordinateurs à communiquer. Le bus utilisant le câble coaxiale est une possibilité de communication multiple de plusieurs ordinateurs. Pour le faire, il faut que les cartes réseaux des ordinateurs disposent de connecteur BNC qui sera raccordé au bus (câble coaxiale de communication) à travers un connecteur en T. Le HUB ressemble à un fiche multiprise qui relie physiquement plusieurs fiches, pour le HUB il relie souvent des ordinateurs à travers les câbles RJ45.
  • Liaison commutée : Les ordinateurs sont reliés par des commutateurs (switchers) qui ressemble aux commutateurs téléphoniques assurant le relais entre les correspondants. Le route d’un commutateur est de rediriger une communication sur un autre lien jusqu’à arriver au correspondant. Les commutations sont étables de façon que les ordinateurs puissent communiquer. La commutation est une technique plus efficace que celle de liaison directe (par HUB ou bus, …), car elle permet d’établir des communications en parallèle et rapide entre les ordinateurs.
  • Le service e-mail est assuré par deux protocoles et serveurs réseaux : L’envoi d’un email est réalisé par le protocole SMPT. Le protocole SMTP ( Simple Mail Transfer Protocol, littéralement « Protocole simple de transfert de courrier »), est un protocole de communication utilisé pour transférer le courrier électronique vers les serveurs de messagerie électronique (comme « la poste » pour l’envoi des lettres) qui à son tour envoi les emails vers la destination en fonction de l’adresse email. La réception d’un email passe par le protocole POP3. Le protocole POP3 , ou Post Office Protocol Version 3 (littéralement le protocole du bureau de poste, version 3 ), est un protocole qui permet de récupérer les courriers électroniques situés sur un serveur de messagerie électronique (similaire à une boite à lettre pour recevoir les lettres même si on n’est pas présent).
  • Pour pouvoir utiliser le logiciel Outlook pour la réception et l’envoi d’email, il faut le configurer en lançant le menu paramètres de compte , puis créer un nouveau compte.
  • La configuration ou paramétrage du compte email passe l’introduction d’informations sur le nom du compte, l’adresse email utilisé (donnée par le fournisseur d’accès à Internet), le serveur de réception POP3, le serveur d’envoi SMTP, le mot de passe pour consulter le compte.
  • Connaissant l’adresse d’un serveur FTP (par exemple ftp://ftp.uptr.ca ), on peut l’introduire (au navigateur par exemple Internet Explorer) pour lui accéder. Le serveur va demander le mot de passe autorisant l’accès. L’adresse d’un serveur FTP doit commencer par FTP qui indique le protocole invoqué ou demandé, puis de l’URL ou nom logique du serveur (on peut utiliser l’adresse IP pour accéder au serveur.
  • À partir d’une machine distante, on peut accéder à un serveur FTP à travers les commandes put et get. La commande Put permet de mettre dans le serveur des fichiers. La commande get permet de récupérer les fichiers du serveur FTP.
  • le but du protocole Telnet est de fournir un moyen de communication très généraliste. telnet est aussi une commande permettant de créer une session Telnet sur une machine distante. Il est aussi une commande très pratique pour utiliser, tester et configurer les serveurs.
  • On lance la commande Telnet avec le nom du routeur ADSL, il y aura ouverture d’une fenêtre dans laquelle on demande en premier lieu le mot de passe pour accéder au routeur.
  • Des menus peut être en résultat afin de permettre de configurer le routeur. Pour l’exemple nous avons choisi 2 pour configurer l’adresse vers le réseaux LAN du routeur. Un autre menu s’affiche ainsi de suite pour configurer le routeur. Mais cela nécessite des connaissances approfondies sur les configurations des routeurs pour comprendre les détailles.
  • Le «  modèle de référence OSI  » —  OSI signifiant «  Open Systems Interconnection  » soit en français « Interconnexion de systèmes ouverts » — défini par l' ISO décrit ainsi sept couches empilées les unes sur les autres. Le «  modèle Internet  » se contente de cinq par suppression de la couche numéro 5 et agglomération des deux plus hautes couches. Voici une description très simplifiée de chacune (consulter l'article sur chaque couche de protocole pour plus d'information). 1 • Physique   La couche physique définit la façon dont les « symboles » (petits groupes de bits d'informations) seront convertis en signaux (électriques, optiques, radio, etc.) pour être transportés ainsi que le support de ce transport ( cuivre , fibre optique , etc.) 2 • Liaison   La couche de liaison permet l'envoi et la réception de paquets d'informations (appelés souvent trames ) entre deux équipements voisins tout en gérant le partage du même support physique à plusieurs (en Wi-Fi par exemple une base simple emploie la même fréquence radio pour communiquer avec tous les équipements qui sont à proximité). 3 • Réseau   La couche de réseau ajoute la notion de routage des paquets d'information depuis une adresse source et en les transférant de proche en proche vers une adresse destination (c'est par exemple à ce niveau qu'interviennent les adresses IP ). 4 • Transport   La couche transport gère les communications de bout en bout entre processus . Le plus souvent cette communication se fera octet par octet et sera fiable (ou alors le processus sera prévenu de la perte de la connexion) cette couche prend donc à sa charge la retransmission d'octets en cas de besoin (c'est par exemple à ce niveau qu'interviennent les ports TCP ). 5 • Session   Le modèle OSI définit ici la synchronisation des échanges et les « transactions », et permet l'ouverture et la fermeture de session. Note : on rencontre souvent le terme « session » pour désigner une connexion de niveau application, ou un contexte partagé par plusieurs connexions de niveau application sans support protocolaire (cas des « sessions Web » notamment) : c'est un usage dérivé de sa signification dans les systèmes d'exploitation, indépendant du modèle OSI. 6 • Présentation   La couche de présentation définit la représentation des données de l'application et se charge de leur codage/décodage, le modèle OSI préconise l'emploi de ASN.1 . Dans le modèle Internet c'est bien plus compliqué car il n'existe pas de codage normalisé (historiquement l'emploi de ASCII s'est avéré insuffisant pour les langues utilisant des caractères non ASCII comme les caractères accentuées en français), d'où l'extension des protocoles de couche 7 pour intégrer ces nouveaux codages (cf. utilisation de MIME dans ESMTP et HTTP ). 7 • Application   Cette couche fournit simplement le point d'accès au réseau par les applications.
  • 03/11/98 6 Chapter 12 - Network Interconnections
  • 03/11/98 7 Chapter 12 - Network Interconnections
  • 03/11/98 8 Chapter 12 - Network Interconnections
  • 03/11/98 9 Chapter 12 - Network Interconnections
  • 03/11/98 10 Chapter 12 - Network Interconnections
  • 03/11/98 13 Chapter 12 - Network Interconnections
  • 03/11/98 14 Chapter 12 - Network Interconnections
  • Le «  modèle de référence OSI  » —  OSI signifiant «  Open Systems Interconnection  » soit en français « Interconnexion de systèmes ouverts » — défini par l' ISO décrit ainsi sept couches empilées les unes sur les autres. Le «  modèle Internet  » se contente de cinq par suppression de la couche numéro 5 et agglomération des deux plus hautes couches. Voici une description très simplifiée de chacune (consulter l'article sur chaque couche de protocole pour plus d'information). 1 • Physique  (physical layer) La couche physique définit la façon dont les « symboles » (petits groupes de bits d'informations) seront convertis en signaux (électriques, optiques, radio, etc.) pour être transportés ainsi que le support de ce transport ( cuivre , fibre optique , etc.) 2 • Liaison   (link layer) La couche de liaison permet l'envoi et la réception de paquets d'informations (appelés souvent trames ) entre deux équipements voisins tout en gérant le partage du même support physique à plusieurs (en Wi-Fi par exemple une base simple emploie la même fréquence radio pour communiquer avec tous les équipements qui sont à proximité). 3 • Réseau   (network layer) La couche de réseau ajoute la notion de routage des paquets d'information depuis une adresse source et en les transférant de proche en proche vers une adresse destination (c'est par exemple à ce niveau qu'interviennent les adresses IP ). 4 • Transport   La couche transport gère les communications de bout en bout entre processus . Le plus souvent cette communication se fera octet par octet et sera fiable (ou alors le processus sera prévenu de la perte de la connexion) cette couche prend donc à sa charge la retransmission d'octets en cas de besoin (c'est par exemple à ce niveau qu'interviennent les ports TCP ). 5 • Session   Le modèle OSI définit ici la synchronisation des échanges et les « transactions », et permet l'ouverture et la fermeture de session. Note : on rencontre souvent le terme « session » pour désigner une connexion de niveau application, ou un contexte partagé par plusieurs connexions de niveau application sans support protocolaire (cas des « sessions Web » notamment) : c'est un usage dérivé de sa signification dans les systèmes d'exploitation, indépendant du modèle OSI. 6 • Présentation   La couche de présentation définit la représentation des données de l'application et se charge de leur codage/décodage, le modèle OSI préconise l'emploi de ASN.1 . Dans le modèle Internet c'est bien plus compliqué car il n'existe pas de codage normalisé (historiquement l'emploi de ASCII s'est avéré insuffisant pour les langues utilisant des caractères non ASCII comme les caractères accentuées en français), d'où l'extension des protocoles de couche 7 pour intégrer ces nouveaux codages. 7 • Application   Cette couche fournit simplement le point d'accès au réseau par les applications.
  • Le Contrôle d'accès au support ( Media Access Control en anglais ou MAC ) est une sous-couche, selon les standards de réseaux informatiques IEEE 802 . x , de la partie inférieure de la couche de liaison de données dans le modèle OSI . Le rôle de la sous-couche MAC est principalement de : reconnaître le début et la fin des trames dans le flux binaire reçu de la couche physique  ; délimiter les trames envoyées en insérant des informations (comme des bits supplémentaires) dans ou entre celles-ci, afin que leur destinataire puisse en déterminer le début et la fin ; détecter les erreurs de transmission, par exemple à l'aide d'une somme de contrôle ( checksum ) insérée par l'émetteur et vérifiée par le récepteur ; insérer les adresses MAC de source et de destination dans chaque trame transmise ; filtrer les trames reçues en ne gardant que celles qui lui sont destinées, en vérifiant leur adresse MAC de destination ; contrôler l'accès au média physique lorsque celui-ci est partagé. Une adresse MAC est une suite de 6  octets (souvent représentée sous la forme hexadécimale 01:23:45:67:89:ab) qui identifie de façon unique chaque interface réseau .
  • 802.4 started life as the Manufacturing Automation Protocol (MAP) developed by GM. 802.5 came from IBM’s Token Ring Protocol.
  • Tous les ordinateurs d'un réseau Ethernet sont reliés à une même ligne de transmission, et la communication se fait à l'aide d'un protocole appelé CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect ce qui signifie qu'il s'agit d'un protocole d'accès multiple avec surveillance de porteuse ( Carrier Sense ) et détection de collision). Avec ce protocole toute machine est autorisée à émettre sur la ligne à n'importe quel moment et sans notion de priorité entre les machines. Cette communication se fait de façon simple : - Chaque machine vérifie qu'il n'y a aucune communication sur la ligne avant d'émettre - Si deux machines émettent simultanément, alors il y a collision (c'est-à-dire que plusieurs trames de données se trouvent sur la ligne au même moment) - Les deux machines interrompent leur communication et attendent un délai aléatoire, puis la première ayant passé ce délai peut alors réémettre
  • 1 - Préambule Ce champ est codé sur 7 octets et permet de synchroniser l'envoi. Chacun des octets vaut 10101010 et cette série permet à la carte réceptrice de synchroniser son horloge. 2 - SFD Ce champ est codé sur 1 octet et indique à la carte réceptrice que le début de la trame va commencer. La valeur de SFD (Starting Frame Delimiter) est 10101011. 3 - Adresse destination Ce champ est codé sur 6 octets et représente l'adresse MAC (Medium Access Control) de l'adaptateur destinataire. Dans le cadre d'un broadcast, l'adresse utilisée est FF-FF-FF-FF-FF-FF. Cette adresse est ce que l'on appelle l'adresse physique d'une carte Ethernet (Hardware address). En fait cette adresse est divisée en deux parties égales : - Les trois premiers octets désignent le constructeur. C'est le l' organisation OUI (Organizationally Unique Identifier) gérer par l'IEEE, qui référence ces correspondances. - Les trois derniers octets désignent le numéro d'identifiant de la carte, dont la valeur est laissée à l'initiative du constructeur qui possède le préfixe L'association de l'IEEE et du constructeur assure ainsi l'unicité de l'attribution des numéros d'adresse MAC. 4 - Adresse source Ce champ est codé sur 6 octets et représente l'adresse MAC (Medium Access Control) de l'adaptateur émetteur. Cette adresse est ce que l'on appelle l'adresse physique d'une carte Ethernet (Hardware address). En fait cette adresse est divisée en deux parties égales : - Les trois premiers octets désignent le constructeur. C'est le l' organisation OUI (Organizationally Unique Identifier) gérer par l'IEEE, qui référence ces correspondances. - Les trois derniers octets désignent le numéro d'identifiant de la carte, dont la valeur est laissée à l'initiative du constructeur qui possède le préfixe L'association de l'IEEE et du constructeur assure ainsi l'unicité de l'attribution des numéros d'adresse MAC. 5 - Ether Type/ longueur 6 - Données Ce champ est codé entre 46 et 1500 octets et contient les données de la couche 3. Dans le cas de TCP/IP, c'est ici que vient se loger le datagramme IP. L'unité de transfert maximale est le MTU (Maximale Transfer Unit) et sa valeur est classiquement de 1500 octets. Si la taille des données est inférieure à 46 octets, alors elle devra être complétée avec des octets de bourrage (padding) et c'est la couche réseau qui sera chargée de les éliminer. 7 - FCS Ce champ est codé sur 4 octets et représente la séquence de contrôle de trame. Il permet à l'adaptateur qui réceptionnera cette trame de détecter toute erreur pouvant s'être glissée au sein de la trame. Les erreurs binaires sont principalement créées par les variations d'affaiblissement du signal et l'induction électromagnétique parasite dans les câbles Ethernet ou les cartes d'interface. La valeur de FCS (Frame Check Sequence) est le résultat d'un calcul polynomial appelé CRC (Cyclic Redundancy Code). A la réception de la trame, la couche liaison effectue le même calcul et compare les deux résultats qui doivent être égaux afin de valider la conformité de la trame reçue.
  • Ethernet (aussi connu sous le nom de norme IEEE 802.3 ) est un standard de transmission de données pour réseau local basé sur le principe suivant : Toutes les machines du réseau Ethernet sont connectées à une même ligne de communication, constituée de câbles cylindriques On distingue différentes variantes de technologies Ethernet suivant le type et le diamètre des câbles utilisés : 10Base2 : Le câble utilisé est un câble coaxial fin de faible diamètre, appelé thin Ethernet , 10Base5: Le câble utilisé est un câble coaxial de gros diamètre, appelé thick Ethernet , 10Base-T: Le câble utilisé est une paire torsadée (le T signifie twisted pair ), le débit atteint est d'environ 10 Mbps, 100Base-FX: Permet d'obtenir un débit de 100Mbps en utilisant une fibre optique multimode (F signifie Fiber ). 100Base-TX: Comme 10Base-T mais avec un débit 10 fois plus important (100Mbps), 1000Base-T: Utilise une double paire torsadée de catégorie 5e et permet un débit d'un Gigabit par seconde. 1000Base-SX: Basé sur une fibre optique multimode utilisant un signal de faible longueur d'onde (S signifie short ) de 850 nanomètrs (770 à 860 nm). 1000Base-LX: Basé sur une fibre optique multimode utilisant un signal de longueur d'onde élevé (L signifie long ) de 1350 nm (1270 à 1355 nm).
  • Un concentrateur (ou hub , de l'anglais) est un appareil informatique . Ce terme peut désigner soit un appareil permettant de créer un réseau informatique local de type Ethernet , soit un appareil permettant de brancher plusieurs appareils informatiques à un port d'un PC (par exemple un port USB ). En utilisant un concentrateur, chaque équipement attaché à celui-ci partage le même domaine de diffusion ainsi que le même domaine de collision . Comme dans tout segment de réseau Ethernet , une seule des machines connectées peut y transmettre à la fois. Dans le cas contraire, une collision se produit, les machines concernées doivent retransmettre leurs trames après avoir attendu un temps calculé aléatoirement par chaque émetteur.
  • Un commutateur réseau (ou switch , de l'anglais) est un équipement qui relie plusieurs segments (câbles ou fibres) dans un réseau informatique . Il s'agit le plus souvent d'un boîtier disposant de plusieurs (entre 4 et 100) ports Ethernet . Contrairement à un concentrateur, un commutateur ne se contente pas de reproduire sur tous les ports chaque trame (informatique) qu'il reçoit. Il sait déterminer sur quel port il doit envoyer une trame, en fonction de l'adresse à laquelle cette trame est destinée. Les commutateurs sont souvent utilisés pour remplacer des concentrateurs.
  • Le commutateur établit et met à jour une table d' adresses MAC , qui lui indique sur quel port diriger les trames destinées à une adresse MAC donnée, en fonction des adresses MAC source des trames reçues sur chaque port. Le commutateur construit donc dynamiquement une table qui associe des adresses MAC avec des ports correspondants. Lorsqu'il reçoit une trame destinée à une adresse présente dans cette table, le commutateur renvoie la trame sur le port correspondant. Si le port de destination est le même que celui de l'émetteur, la trame n'est pas transmise. Si l'adresse du destinataire est inconnue dans la table, alors la trame est traitée comme un broadcast, c'est-à-dire qu'elle est transmise à tous les ports du commutateur à l'exception du port d'émission.
  • Un commutateur de niveau 2 est similaire à un concentrateur dans le sens où il fournit un seul domaine de diffusion . En revanche, chaque port a son propre domaine de collision .
  • L'anneau à jeton (en anglais token ring ) est une technologie d'accès au réseau basé sur le principe de la communication au tour à tour, c'est-à-dire que chaque ordinateur du réseau a la possibilité de parler à son tour. C'est un jeton (un paquet de données), circulant en boucle d'un ordinateur à un autre, qui détermine quel ordinateur a le droit d'émettre des informations. Lorsqu'un ordinateur est en possession du jeton il peut émettre pendant un temps déterminé, après lequel il remet le jeton à l'ordinateur suivant
  • Fiber Distributed Data Interface ( FDDI ) est un type de réseau informatique LAN ou MAN permettant d'interconnecter plusieurs LAN à une vitesse de 100 Mbit/s sur de la fibre optique (ce qui lui permet d'atteindre une distance maximale de 200 km). La technologie LAN FDDI est une technologie d'accès au réseau sur des lignes de type fibre optique . Il s'agit en fait d'une paire d'anneaux (l'un est dit primaire , l'autre, permettant de rattraper les erreurs du premier, est dit secondaire ). FDDI est un protocole utilisant un anneau à jeton à détection et correction d'erreurs (c'est là que l'anneau secondaire prend son importance).
  • La topologie FDDI ressemble de près à celle de token ring à la différence près qu'un ordinateur faisant partie d'un réseau FDDI peut aussi être relié à un concentrateur MAU ( Media Access Unit ) d'un second réseau.
  • Le ou la [1] Wi-Fi est une technologie qui permet de relier sans fil plusieurs appareils informatiques ( ordinateur , routeur , décodeur Internet, etc.) au sein d'un réseau informatique . Cette technologie est régie par le groupe de normes IEEE 802.11 (ISO/CEI 8802-11). Le mode infrastructure est un mode de fonctionnement qui permet de connecter les ordinateurs équipés d’une carte Wi-Fi entre eux via un ou plusieurs Point d’accès (PA) qui agissent comme des concentrateurs (exemple : répéteur ou commutateur en réseau Ethernet).
  • Un routeur est un élément intermédiaire dans un réseau informatique assurant le routage des paquets . Son rôle est de faire transiter des paquets d'une interface réseau vers une autre, selon un ensemble de règles formant la table de routage . C'est un équipement de couche 3 du modèle OSI . Un routeur est un équipement d'interconnexion de réseaux informatiques permettant d'assurer le routage des paquets entre deux réseaux ou plus afin de déterminer le chemin qu'un paquet de données va emprunter. Lorsqu'un utilisateur appelle une URL , le client Web (navigateur) interroge le serveur de noms , qui lui indique en retour l' adresse IP de la machine visée. Son poste de travail envoie la requête au routeur le plus proche, c'est-à-dire à la passerelle par défaut du réseau sur lequel il se trouve. Ce routeur va ainsi déterminer la prochaine machine à laquelle les données vont être acheminées de manière à ce que le chemin choisi soit le meilleur.
  • Couche réseau (network layer)
  • l'en-tête IPv4 : -Version (4 bits) : version d'IP utilisée. Ici, 4. -Longueur de l'en-tête (4 bits) : nombre de mots de 32 bits, soit 4 octets (ou nombre de lignes du schéma). La valeur est comprise entre 5 et 15, car il y a 20 octets minimum et on ne peut dépasser 40 octets d'option (soit en tout, 60 octets). -Type de service (8 bits) : rarement utilisé. Ce champ permet de distinguer différentes qualité de service différenciant la manière dont les paquets sont traités. Composé de 3 bits de priorité (donc 8 niveaux) et trois indicateurs permettant de différencier le débit, le délai ou la fiabilité. -Longueur totale en octets (16 bits) : nombre total d'octets du datagramme, en-tête IP comprise. Donc, la valeur maximale est (2 16 )-1 octets. -Identification (16 bits) : numéro permettant d'identifier les fragments d'un même paquet. -Flag (3 bits) : (Premier bit) actuellement inutilisé. (Deuxième bit) DF ( Don't Fragment ) : lorsque ce bit est positionné à 1, il indique que le paquet ne peut pas être fragmenté. Si le routeur ne peut acheminer ce paquet (taille du paquet supérieure à la MTU), il est alors rejeté. (Troisième bit) MF ( More Fragments ) : quand ce bit est positionné à 1, on sait que ce paquet est un fragment de données et que d'autres doivent suivre. Quand il est à 0, soit le fragment est le dernier, soit le paquet n'a pas été fragmenté. -Fragment offset (13 bits) : position du fragment par rapport au paquet de départ, en nombre de mots de 8 octets. -Durée de vie ou TTL Time To Live (8 bits) : initialisé par l'émetteur, ce champ est décrémenté d'une unité généralement à chaque saut de routeur. Quand TTL = 0, le paquet est abandonné et un message ICMP est envoyé à l'émetteur pour information. -Protocole (8 bits) : numéro du protocole au-dessus de la couche réseau : TCP = 6, UDP = 17, ICMP = 1. Somme de contrôle de l'en-tête ou Checksum (16 bits) : complément à un de la somme complémentée à un de tout le contenu de l'en-tête afin de détecter les erreurs de transfert. Si la somme de contrôle est invalide, le paquet est abandonné sans message d'erreur. -Adresse source (32 bits) : adresse IP de l'émetteur sur 4 octets ou 32 bits. -Adresse destination (32 bits) : adresse IP du récepteur sur 4 octets ou 32 bits. Options (0 à 40 octets ou 0 à 320 bits par mots de 32 bits ou 4 octets) : facultatif. -Bourrage : de taille variable comprise entre 0 et 7 bits. Il permet de combler le champ option afin d'obtenir un en-tête IP multiple de 32 bits. La valeur des bits de bourrage est 0.
  • Une adresse IP peut être divisée en 2 parties : une partie servant à identifier le réseau ( net id ) et une partie servant à identifier un poste sur ce réseau ( host id ).
  • Il existe 5 classes d'adresses IP. Chaque classe est identifiée par une lettre allant de A à E. Ces différentes classes ont chacune leurs spécificités en termes de répartition du nombre d'octet servant à identifier le réseau ou les ordinateurs connectés à ce réseau : -Une adresse IP de classe A dispose d'une partie net id comportant uniquement un seul octet. -Une adresse IP de classe B dispose d'une partie net id comportant deux octets. -Une adresse IP de classe C dispose d'une partie net id comportant trois octets. -Les adresses IP de classes D et E correspondent à des adresses IP particulières
  • Classe A Une adresse IP de classe A dispose d'un seul octet pour identifier le réseau et de trois octets pour identifier les machines sur ce réseau. Ainsi, un réseau de classe A peut comporter jusqu'à 2 3×8 -2 postes, soit 2 24 -2, soit plus de 16 millions de terminaux. Le premier octet d'une adresse IP de classe A commence systématiquement par le bit 0 , ce qui a pour effet que le premier octet d'une adresse de classe A est systématiquement compris entre 0 et 127 . La valeur 0 étant réservée, donc le premier octet d'une adresse IP de la classe A va varier de 1 à 127. Un exemple d'adresse IP de classe A est : 10.50.49.13 Classe B Une adresse IP de classe B dispose de deux octets pour identifier le réseau et de deux octets pour identifier les machines sur ce réseau. Ainsi, un réseau de classe B peut comporter jusqu'à 2 2×8 -2 postes, soit 2 16 -2, soit 65 534 terminaux. Le premier octet d'une adresse IP de classe B commence systématiquement par la séquence de bits 10 , ce qui a pour effet que le premier octet d'une adresse de classe B est systématiquement compris entre 128 et 191 . Un exemple d'adresse IP de classe B est : 172.16.1.23 Classe C Une adresse IP de classe C dispose de trois octets pour identifier le réseau et d'un seul octet pour identifier les machines sur ce réseau. Ainsi, un réseau de classe C peut comporter jusqu'à 2 8 -2 postes, soit 254 terminaux. Le premier octet d'une adresse IP de classe C commence systématiquement par la séquence de bits 110 , ce qui a pour effet que le premier octet d'une adresse de classe C est systématiquement compris entre 192 et 223 . Un exemple d'adresse IP de classe C est : 192.168.1.34 Classe D Les adresses de classe D sont utilisées pour les communications multicast . Le premier octet d'une adresse IP de classe D commence systématiquement par la séquence de bits 1110 , ce qui a pour effet que le premier octet d'une adresse de classe D est systématiquement compris entre 224 et 239 . Un exemple d'adresse IP de classe D est : 224.0.0.1 Classe E Les adresses de classe E sont réservées pour la recherche. Un exemple d'adresse IP de classe E est : 240.0.0.1 les adresses de classe E débutent en 240.0.0.0 et se terminent en 255.255.255.255 réservées par IANA.
  • Couche réseau (network layer)
  • L' Address resolution protocol (ARP, protocole de résolution d'adresse) est un protocole effectuant la traduction d'une adresse de protocole de couche réseau (typiquement une adresse IPv4 ) en une adresse MAC (typiquement une adresse ethernet ).
  • Internet Control Message Protocol est l'un des protocoles fondamentaux constituant la suite de protocoles Internet . Il est utilisé pour véhiculer des messages de contrôle et d'erreur pour cette suite de protocoles, par exemple lorsqu'un service ou un hôte est inaccessible.
  • Ping est le nom d'une commande informatique (développée par Mike Muuss ) permettant d'envoyer une requête ICMP 'Echo' d'une machine à une autre machine. Si la machine ne répond pas il se peut que l'on ne puisse pas communiquer avec elle.
  • Pour effectuer le routage, on considère deux types de machines ou composants du réseau : les routeurs , qui servent d'intermédiaire dans la transmission d'un message, et les hôtes qui émettent ou reçoivent les messages. Lorsque le routeur se trouve entre deux réseaux dépendant d'autorités différentes, comme entre le réseau local d'une entreprise et l' Internet , on utilise alors une passerelle ; cet élément peut être considéré plus évolué qu'un simple routeur en raison de la conversion effectuée. Le routage est un processus décentralisé, c'est-à-dire que chaque routeur possède des informations sur son voisinage mais pas au-delà. Chaque routeur maintient une liste des réseaux connus, chacun de ces réseaux étant associé à un ou plusieurs routeurs voisins à qui le message peut être passé. Cette liste s'appelle la table de routage , et contient trois types de routes : -les routes correspondant à des réseaux directement connectés: pour ces réseaux, le routeur peut acheminer le paquet directement à la destination finale en faisant appel au protocole de niveau 2 ( Ethernet par exemple). - les routes statiques, configurées en dur sur le routeur par l'administrateur du réseau, - les routes dynamiques, apprises d'un protocole de routage dynamique dont le rôle est de diffuser les informations concernant les réseaux disponibles.
  • En effet, il y a différents niveaux de routeurs, ceux-ci fonctionnent donc avec des protocoles différents : -Les routeurs noyaux sont les routeurs principaux car ce sont eux qui relient les différents réseaux -Les routeurs externes permettent une liaison des réseaux autonomes entre eux. Ils fonctionnent avec un protocole appelé EGP (Exterior Gateway Protocol) qui évolue petit à petit en gardant la même appellation -Les routeurs internes permettent le routage des informations à l'intérieur d'un réseau autonome. Ils s'échangent des informations grâce à des protocoles appelés IGP (Interior Gateway Protocol), tels que RIP et OSPF
  • On distingue généralement deux types d'algorithme de routage : -Les routeurs de type vecteur de distance ( distance vector ) établissent une table de routage recensant en calculant le « coût » (en terme de nombre de sauts) de chacune des routes puis transmettent cette table aux routeurs voisins. A chaque demande de connexion le routeur choisit la route la moins coûteuse. - Les routeurs de type link state ( link state routing ) écoutent le réseau en continu afin de recenser les différents éléments qui l'entourent. A partir de ces informations chaque routeur calcule le plus court chemin (en temps) vers les routeurs voisins et diffuse cette information sous forme de paquets de mise à jour . Chaque routeur construit enfin sa table de routage en calculant les plus courts chemins vers tous les autres routeurs (à l'aide de l'algorithme de Dijkstra ). Le protocole RIP RIP signifie Routing Information Protocol (protocole d'information de routage). Il s'agit d'un protocole de type Vector Distance (Vecteur Distance), c'est-à-dire que chaque routeur communique aux autres routeurs la distance qui les sépare (le nombre de saut qui les sépare). Ainsi, lorsqu'un routeur reçoit un de ces messages il incrémente cette distance de 1 et communique le message aux routeurs directement accessibles. Les routeurs peuvent donc conserver de cette façon la route optimale d'un message en stockant l'adresse du routeur suivant dans la table de routage de telle façon que le nombre de saut pour atteindre un réseau soit minimal. Toutefois ce protocole ne prend en compte que la distance entre deux machines en termes de saut, mais il ne considère pas l'état de la liaison afin de choisir la meilleure bande passante possible. Le protocole OSPF OSPF ( Open Shortest Path First ) est plus performant que RIP et commence donc à le remplacer petit à petit. Il s'agit d'un protocole de type protocole route-link (que l'on pourrait traduire par Protocole d'état des liens ), cela signifie que, contrairement à RIP, ce protocole n'envoie pas aux routeurs adjacents le nombre de sauts qui les sépare, mais l'état de la liaison qui les sépare. De cette façon, chaque routeur est capable de dresser une carte de l'état du réseau et peut par conséquent choisir à tout moment la route la plus appropriée pour un message donné.
  • Couche transport Les protocoles de la couche de transport peuvent résoudre des problèmes comme la fiabilité des échanges (« est-ce que les données sont arrivées à destination ? ») et assurer que les données arrivent dans l'ordre correct. Dans la suite de protocoles TCP/IP , les protocoles de transport déterminent aussi à quelle application chaque paquet de données doit être délivré. TCP (protocole IP numéro 6) est un protocole de transport « fiable », orienté connexion, qui fournit un flux d'octets fiable assurant l'arrivée des données sans altérations et dans l'ordre, avec retransmission en cas de perte, et élimination des données dupliquées. Il gère aussi les données « urgentes » qui doivent être traitées dans le désordre (même si techniquement, elles ne sont pas émises hors bande ). TCP essaie de délivrer toutes les données correctement et en séquence - c'est son but et son principal avantage sur UDP, même si ça peut être un désavantage pour des applications de transfert ou de routage de flux en temps-réel, avec des taux de perte élevées au niveau de la couche réseau. UDP (protocole IP numéro 17) est un protocole simple, sans connexion, « non fiable » - ce qui ne signifie pas qu'il est particulièrement peu fiable, mais qu'il ne vérifie pas que les paquets sont arrivés à destination, et ne garantit pas leur arrivée dans l'ordre. Si une application a besoin de ces garanties, elle doit les assurer elle-même, ou bien utiliser TCP . UDP est généralement utilisé par des applications de diffusion multimédia (audio et vidéo, etc.) pour lesquelles le temps requis par TCP pour gérer les retransmissions et l'ordonnancement des paquets n'est pas disponible, ou pour des applications basées sur des mécanismes simples de question/réponse comme les requêtes DNS , pour lesquelles le surcoût lié à l'établissement d'une connexion fiable serait disproportionné par rapport au besoin.
  • Open Systems Interconnection (OSI) is a standard reference model for communication between two end users in a network. It is used in developing products and understanding networks. This figure shows where commonly-used Internet products and services fit within the model. Notes: The OSI Reference Model describes seven layers of related functions that are needed at each end when a message is sent from one party to another party in a network. An existing network product or program can be described in part by where it fits into this layered structure. For example, TCP/IP is usually packaged with other Internet programs as a suite of products that support communication over the Internet. This suite includes the File Transfer Protocol (FTP), Telnet, the Hypertext Transfer Protocol (HTTP), e-mail protocols, and sometimes others. Although TCP fits well into the Transport layer of OSI and IP into the Network layer, the other programs fit rather loosely (but not neatly within a layer) into the Session, Presentation, and Application layers. In this figure, we include only Internet-related programs in the Network and higher layers. OSI can also be applied to other network environments. A number of boxes under the Application and the Presentation layers do not fit as neatly into these layers as they are shown. A set of communication products that conformed fully to the OSI reference model would fit neatly into each layer.

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  • Cours réseaux informatiques Dr. Ouni sofiane
  • Chapitre 1 Rappel des Concepts des réseaux
  • 1. Définition des réseaux informatiques
    • Un réseau informatique ( computer network ) est un système de communication (ensemble matériel + logiciel) qui permet à un ensemble d’ordinateurs (au sens large) d’échanger de l’information
    • L’échange d’information n’est pas une finalité en soi. Les réseaux servent avant tout à réaliser des services
  • 2. Caractéristiques des réseaux
    • Zone de couverture géographique (des communications):
      • LAN (Local Area Network) : Réseaux Locaux, ≈≤ 1Km, comme Ethernet, WiFi
        • LAN filaire
        • WLAN (Wireless LAN) : réseaux locaux sans fil WIFI , Quelques centaines de mètres
        • PAN (Personal Area Network) : interconnexion d’équipements , bluetooth, quelques mètres
      • WAN (Wide Area Network) : Réseaux à grande distance, > 1Km, un pays, toute la planète, comme Internet (réseau des réseaux). Les WAN assure la connexion des réseaux LAN.
      • MAN ( Metropolitan Area Networks): Réseaux métropolitains, Intermédiaires entre LAN et WAN - qq dizaines de km, ville ou région, comme WIMAX (60Km)
    • Débit (nombre de bits transmis par seconde)
      • LAN : 100Mbits/s, 1Gbits/s, 10Gbits/s
      • WAN : 54Kbits/s, 128Kbits/s, 256Kbits/s,512kbits/s, 1Mbits/s …
  • Caractéristiques des réseaux
    • Support de transmission des données
      • LAN : paires torsadés(RJ45), fibre optique, onde radio ,…
      • WAN : ligne téléphonique, satellite, câble, Ligne spécialisée,…
  • Caractéristiques des réseaux
    • Équipements d’interconnexion :
      • LAN : Hub (concentrateur), switcher (commutateur) ,…
      • WAN : Routeur, Modem,…
  • Caractéristiques des réseaux
    • une hiérarchie Modem puis routeur, puis des switchers, puis des Hubs, puis des ordinateurs
    Réseaux Locaux : LAN Réseaux distants : WAN
    • Type de liaisons entre Équipements réseaux
    • Liaison directe : sans commutation
      • point à point : e ntre deux équipements (ordinateurs)
      • accès multiple : Plusieurs ordinateurs utilisant un même support de transmission
    • Liaison commutée : utilisation des équipements de commutation
    Caractéristiques des réseaux
  • Caractéristiques des réseaux
    • Liaison directe : Point à Point
      • point à point : modem, USB, port série, câble croisé réseau (RJ45),…
    USB USB - port série USB to RS232 (9-pin) Cable Câble réseau : RJ45
  • Caractéristiques des réseaux
    • Liaison directe : accès multiple
    Connecteur en T et jonction coaxiale
    • Réseau en Bus utilisant le câble coaxiale
    • Réseau avec des HUB (concentrateurs): connecteur multipoints
    Hub réseau RJ45 et USB Hub réseau RJ45 et BNC
  • Caractéristiques des réseaux
    • Liaison commutée
      • Le commutateur assure l’ouverture de lien avec d’autre commutateur afin d’assurer l’acheminement des communications
    A B C D Commutateur (switcher)
      • le courrier électronique ( mail )
      • le transfert de fichiers ( ftp )
      • l’accès à distance ( telnet )
      • l’accès au World Wide Web
      • les services utilisant le Web :
      • documentation, commerce électronique, …
    3. Les services Internet
  • le courrier électronique (e mail )
    • L'e-mail permet non seulement d'envoyer des textes, mais toutes sortes de fichiers (programmes, images, vidéos, sons), sous la forme de pièces jointes (attachements).
  • le courrier électronique (e mail ) : architecture
  • le courrier électronique (e mail ) : paramétrage
  • le courrier électronique (e mail ) : paramétrage Informations sur l'utilisateur: Votre nom: votre nom complet. Adresse de messagerie: votre adresse e-mail Informations sur le serveur: Serveur de courrier entrant (POP3): Serveur de courrier sortant (SMTP): Informations de connexion: Nom d'utilisateur: votre nom d'utilisateur Mot de passe : votre mot de passe pour l'émail
  • FTP (File Transfer Protocol) : Transfert de fichiers
    • FTP (File Transfer Protocol) est le premier outil qui a été mis à la disposition des utilisateurs pour échanger des fichiers sur Internet.
    • En utilisant FTP, vous serez clients d'un modèle client/serveur et vous vous adresserez à un serveur. En effet, en quelques clics, vous pourrez télécharger la dernière version d'un logiciel ou inversement, vous pouvez mettre à la disposition des utilisateurs des fichiers ou des logiciels que vous avez créés.
  • FTP : interface navigateur
  • FTP : architecture
  • Telnet
    • Telnet ( TE rmina l NET work ou TEL ecommunication NET work , ou encore TEL etype NET work ) : Désigne un protocole et une application qui permet de travailler sur un ordinateur à distance.
  • Telnet : connexion
    • pouvoir connecter au serveur TELNET il faut :  
    • Lancer la commande TELNET à partir d'un client TELNET 
    • Donner le nom ou l'adresse IP de la machine serveur TELNET, le nom de compte d'utilisateur et le mot de passe 
    • Le serveur va faire la vérification de ces informations 
    • Les droits d'exécuter des commandes dépendent des droits de compte d'utilisateur 
    • La connexion est faite, si l'authentification de client est bien réussite, le client peut maintenant saisir une ligne de commande 
    • Le serveur reçoit cette ligne de commande et l'exécute. Le résultat de l'exécution sera ensuite affiché à l'écran de la machine Client. 
    • EXIT est la commande pour quitter le client TELNET.
  • Telnet : utilisation
    • Accès à une machine distante pour lire et écrire des fichier à distance
    • Accès à un serveur distante pour exécuter des applications : simulateur de phénomènes physiques …
    • Accès distant à un serveur email
    • Accès distant pour configurer un équipement réseaux : routeur, …
  • Telnet : utilisation pour configuration routeur ADSL
  • Telnet : utilisation pour configuration routeur ADSL
  • Telnet : utilisation pour configuration routeur ADSL
  • World Wide Web
    • Le World Wide Web , littéralement la « toile (d'araignée) mondiale », communément appelé le Web , parfois la Toile ou le WWW , est un système hypertexte public fonctionnant sur Internet et qui permet de consulter, avec un navigateur , des pages mises en ligne dans des sites .
  • World Wide Web
    • Page web : est un document pouvant contenir du texte, des images, du son, ... et des liens vers d'autres documents.
    • Exemple : http://crb.ulco.free.fr/c2i/site
    • Site web : est un ensemble de pages web reliées entre elles par des liens hypertextes.
    • Serveur web : est un ordinateur hôte qui contient des pages web et les met à la disposition du net .
    • La barre d' adresse :
    • C'est dans cette zone que vous taperez l'adresse URL ( U niform R esource L ocator) du site à afficher.
    • Le préfixe http:// se rajoute automatiquement. Il désigne la nature du protocole de communication entre le serveur web et le navigateur :  H yper T ext T ransfert P rotocol.
    • Si l'échange de données est crypté, on utilisera le protocole http s écurisé https:// (site sécurisé).
    World Wide Web : navigateur
  • World Wide Web : architecture
  • 4. Évolution d’Internet
  • Évolution d’Internet
    • Vidéo surveillance
    • Visualisation de place
    • principale dans les villes
    • Communication audio visuel
    Applications Multimédia sur Internet : Vidéo avec WebCAM Augustine au sud de l’Alaska en Eruption : WebCam du Volcan
  • Applications Multimédia sur Internet : Vidéo avec WebCAM
    • Communication avec voix et vidéo entre deux utilisant :
      • WebCam
      • Une connexion Internet
      • Logiciel de visualisation temps réel : skype,…
  • Applications Multimédia sur Internet : Vidéo conférence
    • Voix sur IP (aussi connu sous le nom de VoIP, Téléphonie sur IP, téléphonie Internet) fait référence à la technologie qui permet de router les conversations vocales sur Internet ou un réseau informatique
    Téléphonie sur Internet
  • Téléphonie sur Internet
    • Il y a deux types de téléphones :
      • Téléphone IP, fonctionne sur le réseaux informatique
      • Téléphone classique se connectant au réseau téléphonique
    • On peut passer du réseaux Internet au réseau téléphonique et vise versa
    • Réseaux mobiles : réseaux sans fil, réseaux GSM,GPRS, UMTS…
    5. Évolution d’Internet: réseaux mobiles
  • Réseaux sans fil : WiFi
    • Connexion à Internet via un routeur ADSL sans fil
    • Impression sans fil sans câble imprimante
    • Utilisation des ressources (partage de fichier, disque, lecteur CD…) d’une machine distante sans câble.
  • GSM, GPRS : BTS
    • La «Base Transceiver Station » (BTS) est l’équipement terminal du réseau vers les téléphones portables
    • Une BTS est un groupement d’émetteurs et de récepteurs fixes.
    • Elle échange des messages avec les stations mobiles présentes dans la cellule qu’elle contrôle.
    BTS
  • GSM, GPRS : architecture
    • BSC « Base Station Controller » contrôleur des BTS
    • BSC assure l’acheminement des communications d’autres zones
    • MSC « Mobile Switching Centre » assure l’interconnexion vers le réseaux téléphonique (fixe).
  • Web sur mobile : WAP
    • WAP : Wireless Application Protocol. Protocole normalisé permettant l'accès à l'Internet à partir d'un téléphone portable.
    Exemple www.awt.be en Windows mobile
  • Évolution des réseaux mobiles
  • 4.5. Convergence des réseaux
  • Évolution des réseaux : débit et technologie
  • 6. Concepts de base des réseaux à partir d’exemple de Requête WEB
  • Comment fonctionne un réseau ?
  • Comment fonctionne un réseau ?
  • Comment fonctionne un réseau ?
  • Comment fonctionne un réseau ?
  • 6. Notions de protocole
  • Notions de protocole
  • Les protocoles de l’Internet
  • Les protocoles normalisés de l’ISO ( International Standards Organisation ) Open Systems Interconnection (OSI) 1 2 3 4 5 6 7
  • OSI Reference Model (Condensed Information)
  • Internet Protocols PPP HDLC SLIP LAPB Public telephone network LAN X.25 Ethernet/IEEE 802.3 ARP RFC 826 IP RFC 791 Telnet RFC 854 FTP RFC 959 SMTP RFC 821 SNMP TCP RFC 793 UDP RFC 768 DNS RFC 1035 NFS RPC RIP RFC 1058 ICMP RFC 792 Routing protocols BGP OSPF IGRP EIGRP
  • Internet
  • The OSI Reference Model Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer
  • The Physical Layer Connection Specifies electrical connection Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer
  • The Physical Layer Connection Hub Amplification Regeneration Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer
  • The Data Link Connection Delineation of Data Error Detection Address Formatting Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer
  • The Data Link Connection Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Bridge & Switch
  • The Network Layer Connection End to end routing Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer
  • The Network Layer Connection Router Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer
  • message segment Datagram (packet) Frame (trame) source application transport network link physical destination application transport network link physical router switch Encapsulation H t H n H l M H t H n M H t M M H t H n H l M H t H n M H t M M network link physical link physical H t H n H l M H t H n M H t H n H l M H t H n M H t H n H l M H t H n H l M
  • Chapitre 2: Architecture physique des réseaux et transmission
  • (DCE) (DTE)
  • Ethernet Encoding Manchester Encoding
  • Media de transmission
    • Spécifications des câbles : il est important de tenir compte des considérations suivantes liées aux performances:
      • À quelles vitesses la transmission de données . Le type de conduit utilisé influence la vitesse de transmission.
      • Les transmissions doivent-elles être numériques ou analogiques  ? La transmission numérique ou à bande de base nécessite des types de câble différents de ceux utilisés pour la transmission analogique ou à large bande.
      • Quelle distance un signal peut-il parcourir avant que l'atténuation n'affecte la transmission ? Si le signal est dégradé, les équipements réseau ne peuvent ni le recevoir ni l'interpréter. La dégradation est directement liée à la distance parcourue par le signal et au type de câble utilisé
  • spécifications pour Ethernet : IEEE, ITU, EIA
    • Les spécifications Ethernet suivantes se rapportent au type de câble: 10BaseT , 10Base5 , 10Base2
    • 10BaseT indique une vitesse de transmission de 10 Mbits/s . La transmission est du type à bande de base ou interprétée numériquement. La lettre T indique une paire torsadée .
  • Câble Coaxiale Un câble coaxial présente plusieurs avantages pour les réseaux locaux. Il peut couvrir des distances plus longues que les câbles à paires torsadées blindées (STP), à paires torsadées non blindées (UTP) ou ScTP (screened twisted pair) . La taille du câble est un paramètre important . L'installation d'un câble coaxial est plus onéreuse que celle d'un câble à paires torsadées. Les câbles Ethernet épais ne sont presque plus utilisés  ; ils sont désormais réservés à des installations spécifiques.
  • Câble à paires torsadées blindées (STP) Le câble à paires torsadées blindées allie les techniques de blindage, d'annulation et de torsion des fils.   Chaque paire de fils est enveloppée dans une feuille métallique et les deux paires sont enveloppées ensemble dans un revêtement tressé ou un film métallique. L'isolation et le blindage augmentent considérablement la taille, le poids et le coût du câble
  • Câble à paires torsadées non blindées (UTP) Le câble à paires torsadées non blindées (UTP)   est un média constitué de quatre paires de fils. Chacun des huit fils de cuivre du câble est protégé par un matériau isolant . De plus, les paires de fils sont tressées entre elles . Ce type de câble repose uniquement sur l'effet d'annulation produit par les paires torsadées pour limiter la dégradation du signal due aux interférences électromagnétiques et radio. La norme TIA/EIA-568-B.2 comprend des spécifications liées aux performances des câbles .
  • Médias optiques
    • Les connecteurs les plus fréquemment utilisés sont les connecteurs SC ( Subscriber Connector ) pour la fibre multimode, et les connecteurs ST (Straight Tip) pour la fibre monomode
  • Médias sans fil
  • Connexion d’un ordinateur au sans fils
    • Pour résoudre le problème d'incompatibilité, un point d'accès est généralement installé pour servir de concentrateur central dans le mode infrastructure des LAN sans fil. Le point d'accès est relié par câble au réseau local câblé pour fournir un accès Internet et la connectivité au réseau câblé. Les points d'accès sont équipés d'antennes et fournissent la connectivité sans fil sur une zone donnée appelée cellule. La dimension d'une cellule dépend de la structure de l'emplacement dans lequel le point d'accès est installé, outre la taille et la puissance des antennes. Elle est généralement comprise entre 91,44 et 152,4 mètres
  • Infrastructure sans fils à plusieurs points d’accès
    • Pour desservir des zones plus vastes, il est possible d'installer plusieurs points d'accès avec un degré de chevauchement permettant le «roaming» entre les cellules. Dans de nombreux réseaux de points d'accès, le chevauchement est important pour permettre le déplacement des équipements au sein du LAN sans fil. Un chevauchement de 20 à 30 % est souhaitable. Comme ce pourcentage favorise le «roaming» entre les cellules, l'activité de déconnexion et de reconnexion peut se produire en toute transparence sans interruption de service.
  • Le câble reliant le port du commutateur au port de la carte réseau de l'ordinateur est un câble droit.
  • Le câble reliant un port de commutateur à l'autre est un câble croisé.
  • certification TIA/EIA-568-B
    • Le bruit est toute énergie électrique dans un câble de transmission qui rend difficile, pour le récepteur, l’interprétation des données venant de l’émetteur. La certification TIA/EIA-568-B exige désormais que les câbles soient testés pour différents types de bruits.
  • Normes IEEE sur les caractéristiques de câblage
  • Connecteur BNC
  • RJ45
  • Fibre optique Valise de raccordement à froid pour connecteur ST ou SC Outillage Pince à dénuder 3 diamètres, 250, 900µm et 3mm Pince à kevlar Pince a sertir Colle Ensemble de tubes de colle Epoxy Opticure Anaerobic Adhesive accessoire de mélange pour Epoxy Seringue et aiguille Polissage plaque de travail en verre plateau de caoutchouc Disques de polissage : SC/FC & STbr> Silicon Carbide St
  • Normes IEEE sur les caractéristiques de câblage
  • Conception LAN
  • Conception LAN MDF : ((Main distribution facility) le répartiteur principal IDF: (Intermediate distribution facility) Les locaux techniques secondaires (appelés des répartiteurs intermédiaires) HCC : horizontal cross-connect VCC : interconnexion verticale (vertical cross-connect) permet d'interconnecter les divers répartiteurs intermédiaires IDF au répartiteur principal MDF
  • Conception LAN
  • Conception LAN
  • Conception LAN
  • Conception LAN Table de brassage
  • Conception LAN
  • HCC & VCC : Câblage horizontale et verticale
  • HCC
  • HCC Dans une topologie en étoile simple comportant un seul local technique, le répartiteur principal MDF comprend un ou plusieurs tableaux d’interconnexions horizontales (horizontal cross-connect ou HCC).
  • VCC Une interconnexion verticale (vertical cross-connect ou VCC) permet d'interconnecter les divers répartiteurs intermédiaires IDF au répartiteur principal MDF. Un câblage en fibre optique est généralement utilisé car les câbles verticaux dépassent souvent la limite des 100 mètres
  • Chapitre 3 : Réseaux Locaux
  • Chapitre 3 : Local Area Networks (LANs)
  • Key Features of a LAN
    • High throughput (d é bit é lev é )
    • Relatively low cost
    • Limited to short distance
    • Often rely on shared media (m é duim partag é )
    • (fiabilit é )
  • Star Topology
    • Central component of network known as hub
    • Each computer has separate connection to hub
  • Ring Topology
    • No central facility
    • Connections go directly from one computer to another
  • Bus Topology
    • Shared medium forms main interconnect
    • Each computer has a connection to the medium
  • Example LAN : Ethernet
    • Most popular LAN
    • Widely used
    • IEEE standard 802.3
    • Several generations
      • Same frame format
      • Different data rates
      • Different wiring schemes
  • IEEE 802.2 LAN/MAN Standards
  • IEEE 802 Protocol Layers
  • LAN Protocol Data Units
  • Medium Access Control - Where
    • Centralized
    • Decentralized
  • Medium Access Control - How
    • How
        • Round Robin
          • each station in turn is given opportunity to transmit
        • Reservation
          • time slots reserved for stream traffic
        • Contention
          • all stations compete for time as required - no control
  • MAC
  • Ethernet
  • 802.3 Ethernet and Fast Ethernet
    • CSMA/CD
      • If medium idle, transmit
      • Else, wait until idle, then transmit
      • If collision, transmit jamming signal
      • Wait random time, transmit
  • MAC Rules and Collision Detection/Backoff
  • CSMA/CD Operation
  • Types of Collisions
  • CSMA/CD - Protocol
    • If the medium is idle, transmit; otherwise go to step 2
    • If the medium is busy, wait until it is free and transmit immediately
    • If a collision is detected, transmit a jamming signal and stop
    • Wait a random length of time and try again
  • MAC Frame 64 <= length <= 1500 octets
  • Ethernet Frame Structure
    • Data:
    • Sending adapter encapsulates network packet (≤1500B)
    • Preamble:
    • 7 bytes with pattern 10101010 followed by one byte with pattern 10101011
    • used to synchronize receiver, sender clock rates
  • Ethernet Frame Structure (more)
    • Addresses: 6 bytes MAC
      • if adapter receives frame with matching destination address, or with broadcast address then pass to network-layer
      • otherwise , discard frame
    • CRC: if CRC check fails then frame is dropped
  • Ethernet (Mac) Addressing The MAC address consists of 12 hex digits (48 bits) The first six digits (assigned by the IEEE) represent the Organizational Unique Identifier (OUI) which identifies the manufacturer The last six are assigned by the manufacturer and represent a unique hardware ID number for the NIC
  • Ethernet Technologies 10BaseT and 100BaseT
    • 10/100 Mbps rate; latter called “fast ethernet”
    • T stands for Twisted Pair
    • Nodes connect to a hub: “star topology”; 100 m max distance between nodes and hub
    twisted pair hub
  • 802.3 10 Mbps Physical Layer
  • 802.3 100BASE-T Physical Layer Medium Alternatives
  • Interconnecting with hubs
    • Multi-tier topology extends max distance between nodes
    • But individual segment collision domains become one large collision domain ( causes transmission rate reduction )
    • Can’t interconnect 10BaseT & 100BaseT
    hub hub hub Backbone hub ≤ 100m ≤ 100m ≤ 100m ≤ 100m ≤ 100m ≤ 100m
  • Switch
    • Link layer device
      • Operate on Ethernet frames rather than bits
      • examines frame header and selectively forwards frame based on MAC dest address
      • when frame is to be forwarded on segment, uses CSMA/CD to access segment
    • transparent
      • hosts are unaware of presence of switches
    • plug-and-play, self-learning
      • switches do not need to be configured
  • Forwarding
    • How do determine onto which LAN segment to forward frame?
    • Looks like a routing problem...
    1 2 3 hub hub hub switch
  • Switch: traffic isolation
    • switch installation breaks subnet into LAN segments
    • switch filters packets:
      • same-LAN-segment frames not usually forwarded onto other LAN segments
      • segments become separate collision domains
    collision domain collision domain collision domain hub hub hub switch
  • Institutional network hub hub hub switch to external network router IP subnet mail server web server 1Gbps 1Gbps 100Mbps 100Mbps 100Mbps 100Mbps 100Mbps 100Mbps
  • Token Ring
  • Frame Transmission on a Ring
  • Token Ring Fundamentals IEEE 802.5
    • Stations take turns sending data:
      • May transmit only during its turn and only one frame during each turn
    • Access method: “token-passing”
      • A token is a placeholder frame
    • Small “token” packet circulates on ring
    • As token passes, transmitting station changes token from “free” to “busy” and follows token with data to be transmitted
  • Token Ring Operation
  • IEEE Standard 802.5
    • • A standard for Token Ring
    • • Ring consists of point-to-point links
    • • Can be connected by twisted pair, coax, and fibre optics
    • • Typical data rate: 4 Mbps à 16Mbp
  • Token Ring LAN Implementation
  • IEEE 802.4 Token Bus
    • Same technique as Token Ring but implement in bus topology
    • Because of complexity of implementation, token bus is not a popular.
  • FDDI
    • Fiber Distributed Data Interface
    • 100 Mbps
    • LAN and MAN application
    • Use Token Ring technique
    • Dual rings
    • Mainly used for large span distance up to 200 km or for very high data rates
    • Can connect up to 1000 stations
    • 1 error in 2.5 x 1010 bits
  • FDDI Characteristics Dual-attached Concentrator Dual-attached Concentrator Single-attached Concentrator Single-attached Stations
    • Max Size - 100 Km
    • Max Nbr Stations - 500
    Dual Counter-rotating Rings
  • Counter-rotating Ring (Self-healing)
  • Wireless networks (Réseaux sans Fils)
  • Les Réseaux WAN
  • Chap 5 : WAN
  • Internetworking devices
    • Descending in increasing power and complexity
    • Hubs
    • Bridges
    • Switches
    • Routers
  • Hubs As seen earlier, a hub interconnects two or more workstations into a local area network. A simple interconnecting device that requires no overhead to operate. When a workstation transmits to a hub, the hub immediately resends the data frame out all connecting links. A hub can be managed or unmanaged. A managed hub possesses enough processing power that it can be managed from a remote location. Hubs continue to become smarter. Some call any interconnection device in a LAN a hub!
  • Hubs connecting segments
  • Bridges A bridge can be used to connect two similar LANs, such as two CSMA/CD LANs. A bridge can also be used to connect two closely similar LANs, such as a CSMA/CD LAN and a token ring LAN. The bridge examines the destination address in a frame and either forwards this frame onto the next LAN or does not. The bridge examines the source address in a frame and places this address in a routing table, to be used for future routing decisions.
  • Bridge interconnecting two identical LANs
  • A bridge interconnecting two CSMA/CD networks has two internal port tables
  • Switches
    • A switch is a combination of a hub and a bridge.
    • It can interconnect two or more workstations, but like a bridge, it observes traffic flow and learns.
    • When a frame arrives at a switch, the switch examines the destination address and forwards the frame out the one necessary connection.
      • Workstations that connect to a hub are on a shared segment .
      • Workstations that connect to a switch are on a switched segment .
  • Workstations connected to a shared segment of a LAN
  • Workstations connected to a dedicated segment of a LAN
  • A Switch with Two Servers Allowing Simultaneous Access to Each Server
  • A server with two NICs and two connections to a switch
  • Switch providing multiple access to an e-mail server
  • Routers (really specialized computers) The device that connects a LAN to a WAN or a WAN to a WAN (the INTERNET! – uses IP addresses). A router accepts an outgoing packet , removes any LAN headers (MAC addr) and trailers, and encapsulates the necessary WAN headers (IP addr) and trailers. Because a router has to make wide area network routing decisions, the router has to dig down into the network layer of the packet to retrieve the network destination address .
  • Routers Thus, routers are often called “ layer 3 devices ”. They operate at the third layer (IP), or OSI network layer, of the packet. Routers often incorporate firewall functions .
  • Connections (in general) Bridges for LANs and hubs. Switches for LANs and workstations. Routers for LANs and WANs (the Internet).
  • Linksys Router for Home Network
  • message segment datagram frame source application transport network link physical destination application transport network link physical router switch Encapsulation H t H n H l M H t H n M H t M M H t H n H l M H t H n M H t M M network link physical link physical H t H n H l M H t H n M H t H n H l M H t H n M H t H n H l M H t H n H l M
  • Internet
  • An Internet According to TCP/IP
  • IP Packet Format
  • •     Version— Indicates the version of IP currently used. •     IP Header Length ( IHL)—Indicates the datagram header length in 32-bit words. •     Type-of-Service —Specifies how an upper-layer protocol would like a current datagram to be handled, and assigns datagrams various levels of importance. •     Total Length —Specifies the length, in bytes, of the entire IP packet, including the data and header. •     Identification —Contains an integer that identifies the current datagram. This field is used to help piece together datagram fragments. • Flags —Consists of a 3-bit field of which the two low-order (least-significant) bits control fragmentation. The low-order bit specifies whether the packet can be fragmented. The middle bit specifies whether the packet is the last fragment in a series of fragmented packets. The third or high-order bit is not used. • Fragment Offset —Indicates the position of the fragment's data relative to the beginning of the data in the original datagram, which allows the destination IP process to properly reconstruct the original datagram. • Time-to-Live —Maintains a counter that gradually decrements down to zero, at which point the datagram is discarded. This keeps packets from looping endlessly. • Protocol —Indicates which upper-layer protocol receives incoming packets after IP processing is complete. • Header Checksum —Helps ensure IP header integrity
  • •     S ource Address— Specifies the sending node. •     Destination Address —Specifies the receiving node. •     Options —Allows IP to support various options, such as security. •     Data —Contains upper-layer information.
  • IP Addressing
  • Global Addressing Scheme
    • Specified by Internet Protocol
    • In addition to physical address (contained in NIC), each host is assigned a 32-bit IP address .
  • Internet Addresses
    • Each interface on the internet must have a unique Internet Address , or IP address.
    • An IP address is a 32 bit number.
    • Usually written using Dotted Decimal Notation
    • Example:
      • 1000 1100 1111 1100 0000 1101 0010 0001 in binary
      • 8C FC 0D 21 in hex
      • 140.252.13.33 in dotted decimal
  • Dotted Decimal Notation
    • Syntactic form used by IP software to make the 32-bit form shorter and easier to read
      • Written in decimal form with decimal points separating the bytes
  • Details of IP Addresses
    • Assigned per interface , not per host, hence...
      • Routers always have multiple IP addresses.
    • Three kinds of IP Addresses
      • unicast : destined for a single host
      • broadcast : destined for all hosts on a local net (not all hosts on the “internet”)
      • multicast : destined for all hosts in a specific multicast group .
    • (We will concentrate for now on unicast addresses)
  • IP Address Hierarchy
    • 2-part IP address
      • Prefix: identifies the physical network to which the computer is attached – Network number or id
      • Suffix: identifies an individual computer on a given physical network – Host id
    • Unique address
      • Netid assigned globally – Internet Assigned Number Authority, IANA
      • Hostid assigned locally
    • How many bits for Netid and for Hostid?
  • Classful IP addressing
    • 5 different classes to cover the needs of different types of organizations
      • 3 primary classes: A, B, C
    • Class type is determined by the first four bits
      • Netid and hostid have varying lengths, depending on the class type and use byte boundaries
    • Classful IP addresses are self-identifying
    • Maximum number of networks and maximum number of hosts for each class?
  • Classes of IP Addresses 0 Class A netid hostid 7 bits 24 bits 14 bits 16 bits 21 bits 8 bits 28 bits 27 bits netid hostid netid hostid multicast group id (reserved for future use) A: 0.0.0.0 to 127.255.255.255 B: 128.0.0.0 to 191.255.255.255 C: 192.0.0.0 to 239.255.255.255 D: 224.0.0.0 to 239.255.255.255 E: 224.0.0.0 to 247.255.255.255 E 1 1 1 1 0 D 1 1 1 0 B 1 0 0 1 C 1
  • Decimal representation and class ranges of Internet addresses
  • Details of IP Addresses (continued)
    • Assigned by a central authority
      • the Network Information Center, or InterNIC (rs.internic.net) assigns network id’s for the entire internet.
      • Local system administrator gets a network id from the InterNIC, then assigned Id’s to individual interfaces on each host.
    • The hostid portion may be broken down by a local system administrator into “subnet” and “host”.
    • Special case addresses:
  • Network and Host Addresses
  • Summary of special IP addresses
    • Prefix Suffix Type of Address Purpose______
    • All 0s All 0s This computer Used during bootstrap
    • Network All 0s Network Identifies a network
    • Network All 1s Directed broadcast broadcast on specified net
    • All 1s All 1s limited broadcast broadcast on local net
    • 127 Any loopback testing
  • Routers and IP addresses
    • An internet is composed of arbitrarily many physical networks interconnected by routers
      • Each IP address specifies only one physical network. What is the router’s address?
      • Routers can have more than two interfaces, therefore must be assigned one IP address for each connection.
    • An IP address identifies a connection between a computer and a network, not a specific computer.
  • routers
  • Subnetting
    • IP addressing has only two levels of hierarchy
    • Subnetting - Add another level to address/routing hierarchy: subnetworks
  • Subnetting
    • 3 levels of hierarchy: Netid, subnetid, hostid
    • Subnets are visible only within the local site
    • Masking : process that extracts address of physical network from an IP address.
    • Subnet masks define variable partition of host part of Class A and B addresses
    Network Number SubnetID HostID Subnetted Address Class B Address Subnet Mask (255.255.255.0) 00000000 111111111111111111111111
  • Masking To find network or subnetwork address, apply (perform AND) the mask to the IP address
  • L'adresse 193.112.2.166 avec le masque 255.255.255.128 désigne la machine numéro 38 du réseau 193.112.2.128 qui s'étend de 193.112.2.129 à 193.112.2.254 (plage de 126 adresses). Les adresses ont été converties en base 2  :
  • CIDR notation
    • CIDR: Classless Inter-Domain Routing
    • CIDR notation uses slash notation followed by the size of the mask in decimal example: 128.10.0.0/16
    • CIDR mask The mask tells you which bits count
      • Suppose 10.10.9.3 wants to send to 10.10.10.9
        • Are we on the same network?
        • That depends on the mask
          • If we are 10.10.10.10/24, then no
          • If we are 10.10.10.10/22, then yes
  • Subnet Mask Conversions /1 128.0.0.0 /2 192.0.0.0 /3 224.0.0.0 /4 240.0.0.0 /5 248.0.0.0 /6 252.0.0.0 /7 254.0.0.0 /8 255.0.0.0 /9 255.128.0.0 /10 255.192.0.0 /11 255.224.0.0 /12 255.240.0.0 /13 255.248.0.0 /14 255.252.0.0 /15 255.254.0.0 /16 255.255.0.0 /17 255.255.128.0 /18 255.255.192.0 /19 255.255.224.0 /20 255.255.240.0 /21 255.255.248.0 /22 255.255.252.0 /23 255.255.254.0 /24 255.255.255.0 /25 255.255.255.128 /26 255.255.255.192 /27 255.255.255.224 /28 255.255.255.240 /29 255.255.255.248 /30 255.255.255.252 /31 255.255.255.254 /32 255.255.255.255 Prefix Length Subnet Mask Prefix Length Subnet Mask 128 1000 0000 192 1100 0000 224 1110 0000 240 1111 0000 248 1111 1000 252 1111 1100 254 1111 1110 255 1111 1111 Decimal Octet Binary Number
  • Summary on IP addressing
    • Virtual network needs uniform addressing scheme, independent of hardware
    • IP address:
      • 32-bit number
      • 5 classes: A, B, C, D, E
      • specifies a connection between a computer and a network
      • Dotted decimal notation and CIDR notation
      • Some special IP addresses
  • Network Layer
  • Network Layer
    • Handles the movement of packet around the network
    • Routing of packets
    • Internet Protocol
  • ARP
    • Address resolution protocol
    • Convert IP address to MAC address.
    • Before sending IP datagram, host boardcast ARP request into network
    • Other host that receive ARP request will check whether its address.
    • If yes, sending ARP reply
  • ICMP
    • Internet Control Message Protocol
    • Communicate error message and other conditions
    • Packed in IP frame, sent as general IP frame
    • If ICMP packet errors, host must not generate other ICMP packet
  • Ping Program
    • Packet InterNet Groper
    • Test whether another host is reachable
    • Use ICMP
    • Implemented by raw socket
  • IP Routing
    • IP routing protocols are dynamic. Dynamic routing calls for routes to be calculated automatically at regular intervals by software in routing devices. This contrasts with static routing, where routers are established by the network administrator and do not change until the network administrator changes them.
    • An IP routing table, which consists of destination address/next hop pairs, is used to enable dynamic routing. An entry in this table, for example, would be interpreted as follows: to get to network 172.31.0.0, send the packet out Ethernet interface 0 (E0).
  • [email_address] [email_address]
  • Transport layer
  • Transport layer
    • Provides a flow of data between two hosts.
    • Two vastly different transport protocol
      • UDP
      • TCP
  • UDP
    • User Datagram Protocol
    • Simple, datagram-oriented, transport layer protocol.
    • No reliability
  • UDP
  • TCP
    • Transmission Control Protocol
    • Use same network layer as UDP
    • Connection-oriented, reliable, byte stream service
      • Sliding Window
  • TCP : Transmission Control Protocol
    • Connection based communication
    • Uses the IP layer service
    • Provides reliable service
    • Enables distinguishing among multiple destinations within a host computer
  • TCP - Transmission Control Protocol
    • TCP is the protocol layer responsible for making sure that the commands and messages are transmitted reliably from one application program running on a machine to another one on the other machine
    • A message is transmitted and then a positive acknowledgement is being waited for If the positive acknowledgement does not arrive in a certain period of time, the message is retransmitted
    • Messages are numbered in sequence so that no one is being lost or duplicated;
    • Messages are delivered at the destination in the same order they were sent by the source
    • If the text of a mail is too large, the TCP protocol will split it into several fragments called “ datagrams” and it makes sure that all the datagrams arrive correctly at the other end where they are reassembled into the original message
    • TCP can be viewed as forming a library of routines that many applications can use when they need reliable network communication with an application on another computer
    • TCP provides also flow control and congestion control
  • TCP Protocol Format
  • TCP
  • TCP Protocol Format Source Port Destination Port Sequence Number Acknowledgment Number Checksum (16) Urgent Pointer Options(If any) Padding Data (variable length) 0 4 10 16 24 31 Offset Reserv Flags(6) Window (16 bits)
    • Source/Dest port : TCP port numbers to ID applications at both ends of connection
    • Sequence number : ID position in sender’s byte stream
    • Acknowledgement : identifies the number of the byte the sender of this segment expects to receive next
    • Hlen : specifies the length of the segment header in 32 bit multiples. If there are no options, the Hlen = 5 (20 bytes)
    • Reserved for future use, set to 0
    • Code : used to determine segment purpose, e.g. SYN, ACK, FIN, URG
    • Window : Advertises how much data this station is willing to accept. Can depend on buffer space remaining.
    • Checksum : Verifies the integrity of the TCP header and data. It is mandatory.
    • Urgent pointer : used with the URG flag to indicate where the urgent data starts in the data stream. Typically used with a file transfer abort during FTP or when pressing an interrupt key in telnet.
    • Options : used for window scaling, SACK, timestamps, maximum segment size etc.
  • Establishing and closing TCP Connections Close time SYN ACK SYN+ACK Open FIN ACK ACK FIN
  • Send pkt 1 Start timer ACK normally arrives Rcv ACK 1 Network messages Pkt should arrive Rcv pkt 1 Send ACK 1 ACK should be sent Sender site Receiver site Loss Timer expires Retransmit pkt 1 start timer TCP – simple lost packet recovery
  • Sliding Windows Positive acknowledgment with retransmission Sliding window transmission time segment 1 segment 2 ack1 ack2 segments acks 1 2 3 4 1 2 3 4
  • TCP flow control
    • Windows vary over time
      • Receiver advertises (in ACKs) how many it can receive
        • Based on buffers etc. available
      • Sender adjusts its window to match advertisement
      • If receiver buffers fill, it sends smaller adverts
    • Used to match buffer requirements of receiver
    • Also used to address congestion control (e.g. in intermediate routers)
  • Well-known TCP ports
            • 21 - FTP server
            • 23 - telnet server
            • 25 - SMTP mail server
            • 53 - domain nameserver
            • 109 - POP2 server
            • 110 - POP3 server
  • Flow using Streams (TCP) Server socket() bind() listen() accept() send()/recv() closesocket() Client connect() send()/recv() closesocket() socket()
  • Internet application Layer
  • DNS
    • Domain Name System
    • Distributed database
    • Map between hostnames and IP addresses
    • Electronic mail routing information
  • Others Protocol
    • TFTP
    • Telnet
    • FTP
    • SMTP
    • SNMP
    • HTTP
    • SSH
    • DHCP
    • POP
    • NFS
    • NIS
  • Something required to connect
    • IP address
    • Netmask
    • Network ID
    • Boardcast
    • Default gateway
    • DNS
    • DHCP
    • WINS
  • www.storrconsulting.com
  • Network - Intranet / Internet LAN Server Internet Web Server Software: - Proxy Server - Cache Server - Gateway Server - Firewall Server - Router - Switch