Réseau IP

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seau IP RRééseau IP

Enseignant : Mme HajerHajer Tounsi Enseignant : Mme rieure des Communications de Tunis Ecole SupSupéérieure des Communications de Tunis Ecole

Naouar Tounsi Naouar

H. Tounsi, Ecole Supérieure des Communications de Tunis

Introduction

(cid:1) Objectifs

(cid:2) Interconnecter des Réseaux hétérogènes (Ethernet, Token Ring,

FDDI, X25, etc)

(cid:2) Masquer à l’utilisateur la réalité physique du réseau (cid:2) une Interconnexion de réseaux basée sur les protocoles TCP/IP:

Internet

(cid:1) INTERNET = INTERconnexion NETworks (cid:1) Internet = IP = TCP/IP (Transmission Control Protocol /

Internet Protocol)

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Introduction

(cid:1) Famille de Protocoles TCP/IP

(cid:2) non liée à un système d’exploitation (cid:2) Indépendante des constructeurs et disponible sur tous types de matériel (micro, station, super-calculateur et équipements de réseaux)

(cid:1) Structure globale de l ’Internet Réseau local de laboratoire Réseau fédérateur de Campus Réseau Régional Réseau National Réseau mondial

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Introduction

(cid:1) Principe: la commutation de paquets (cid:1) Interconnexion universelle : les machines ont une adresse unique sur

l'Internet.

(cid:1) Interconnexion d'égal à égal (peer to peer systems) : il n'y a pas de machines prioritaires (en opposition à une structure hiérarchique). (cid:1) Applications standards bâties sur la technologie de base : courrier électronique, transfert de fichier, émulation terminal, web, etc.

(cid:1) Technologie largement validée depuis de nombreuses années dans un

monde hétérogène.

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Concept de l’interconnexion

(cid:1) L'interconnexion : faire transiter des informations depuis un réseau vers un autre réseau par des noeuds spécialisés appelés passerelles (gateways) ou routeurs (router)

(cid:1) Les routeurs possèdent une connexion sur chacun des réseaux:

Réseau A

R

Réseau B

Le routeur R interconnecte les réseaux A et B.

(cid:1) Le rôle du routeur R est de transférer sur le réseau B, les paquets circulant sur le réseau A et destinés au réseau B et inversement.

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Concepts de l’interconnexion (suite)

Réseau A

R1

Réseau B

R2

Réseau C

(cid:1) R1 transfère sur le réseau B, les paquets circulant sur le réseau A et

destinés aux réseaux B et C

(cid:1) R1 doit avoir connaissance de la topologie du réseau; à savoir que C

est accessible depuis le réseau B.

(cid:1) Le routage n'est pas effectué sur la base de la machine destinataire

mais sur la base du réseau destinataire

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Concepts de l’interconnexion (suite)

(cid:1) A l'intérieur de chaque réseau, les noeuds utilisent la technologie spécifique de leur

réseau (Ethernet, X25, etc)

(cid:1) Le logiciel d'interconnexion (couche réseau) encapsule ces spécificités et offre un service commun à tous les applicatifs, faisant apparaître l'ensemble de ces réseaux disparates comme un seul et unique réseau.

Vue utilisateur

Vue réelle du réseau

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Comment se connecter à Internet

(cid:1) Commencer par répondre à ces questions!

(cid:2) Se connecter à qui?

(cid:3) Fournisseur de service?

(cid:2) Se connecter en mono-poste ou en multipostes? (cid:2) Se connecter via une ligne RTC, LS, X25, RNIS, ADSL,

Satellite…?

(cid:1) Fournisseurs de service en Tunisie •FSI Privés : GlobalNet, Planet Tunisie, TUNET, TOPNET, HEXABYTE •FSI publics :

•CCK: Institutions universitaires •INBMI: Ecoles et lycées secondaires •IT.com: Instituts de recherche •IRESA: Secteur Agricole •CIMSP: Secteur de la santé •FSI de la défense •ATI: Administrations et organismes publiques

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Comment se connecter à Internet?

(cid:1) Accès LAN via LS

Routeur

LS

Fournisseur de services

Modem

Routeur?

(cid:4)Unité qui fonctionne au niveau 3 (cid:4)connecter différentes technologies de niveau 2 (cid:4)dispose au minimum 2 interfaces (cid:4)examiner les paquets entrants (donnée de couche 3), et choisir le meilleur chemin pour les transporter sur le réseau et les commuter ensuite à l’interface de sortie appropriée

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Comment se connecter à Internet?

(cid:1) En Europe, on distingue cinq types de lignes selon leur débit :

(cid:4) E0 (64Kbps), (cid:4) E1 = 32 lignes E0 (2Mbps), (cid:4) E2 = 128 lignes E0 (8Mbps), (cid:4) E3 = 16 lignes E1 (34Mbps), (cid:4) E4 = 64 lignes E1 (140Mbps)

(cid:1) Aux Etats-Unis la notation est la suivante :

(cid:4) T1 (1.544 Mbps) (cid:4) T2 = 4 lignes T1 (6 Mbps), (cid:4) T3 = 28 lignes T1 (45 Mbps)., (cid:4) T4 = 168 lignes T1 (275 Mbps).

(cid:1) Les frais de Tunisie Télécom (estimatif)

(cid:4) Frais d’installation : 225 DT (cid:4) Frais annules

(cid:5) Debit 64 kbps : 1800 DT/an, 128 kbps : 2470 DT/an, 256 kbps :3600 DT/an, ….,

2048 KKbps :12150DT, …

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Comment se connecter à Internet?

(cid:1) Accès Internet en LAN par RTC

Routeur

modem

RTC

Fournisseur de services

Serveur de communication

Internet

(cid:1) Accès Internet mono-poste par RTC

RTC

Fournisseur de services

modem ou carte modem

Serveur de communication H. Tounsi, Ecole Supérieure des Communications de Tunis

Accès via RTC

(cid:1) Le serveur de communication :

(cid:2) donne accès au réseau local à partir de lignes séries (cid:2) assure

(cid:2) La concentration de lignes série. (cid:2) La fonction de passerelle avec le protocole du réseau local (IP) (cid:2) Le routage des paquets IP vers les stations destinatrices (cid:1) Chaque port du serveur de terminal a une adresse IP: c ’est l’adresse

attribuée à la station isolée

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Accès Via ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)

Client

Routeur

Modem

Opérateur de données

DSLAM

BRAS

FSI

Routeur

•L’ensemble modem/routeur (le plus souvent intégré dans le même boîtier) permet de communiquer via une paire de fils de cuivre avec le DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) . •Le DSLAM envoie le trafic au BRAS (broadband remote access server) qui assure l’authentification du client et l’acheminement de trafic au FSI concerné.

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Backbone Tunisien

Nabeul

Hached

Belvedère

Core MPLS

Hached

Belvedère

Ouardia

Ouardia

Kasbah

Kasbah

Sousse

Beja

Sousse

Sfax

Sfax

Kairouan

Gafsa

Medenine

STM1 E3

STM16 (2,5 Gb/s) Gigabit Ethernet

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Les services de l’Internet

(cid:1) Inter-opérabilité au niveau des applications (cid:1) Les utilisateurs invoquent les applications sans se préoccuper de

la technologie de l ’Internet ni de son architecture.

(cid:1) Les services les plus populaires

(cid:2) Le courrier électronique (SMTP) (cid:2) Le transfert de fichiers (FTP) (cid:2) L’accès à l ’information distante (WWW) (cid:2) L’accès à des machines distantes (telnet) (cid:2) Les forums (News)

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Modèle en couches des protocoles Internet

Messages, flots,unités de données

Segments TCP Datagrammes UDP

Paquets (datagrammes)

Trames

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IP : Internet Protocol

(cid:1) Le protocole Internet (Internet Protocol ou IP) :

(cid:2) réalise les fonctionnalités de la couche réseau selon le modèle OSI (cid:2) IP offre un service réseau en mode non connecté

(cid:1) Le service offert par le protocole IP est dit non fiable :

(cid:2) remise de paquets non garantie, (cid:2) sans connexion (paquets traités indépendamment les uns des

autres),

(cid:2) pour le mieux (best effort, les paquets ne sont pas éliminés sans

raison).

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IP : Internet Protocol (suite)

(cid:1) Le protocole IP définit :

(cid:4) L’adressage (cid:4) l'unité de donnée transférée dans les interconnexions (paquet IP), (cid:4) la fonction de routage,

(cid:5)les règles qui mettent en oeuvre la remise de paquets en mode

non connecté

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L’adressage Internet

(cid:1) But : fournir un service de communication universel permettant à

toute machine de communiquer avec toute autre machine du réseau Internet

(cid:1) Une machine doit être accessible aussi bien par des humains que

par d'autres machines

(cid:1) Vocabulaire lié à une machine :

(cid:2) une adresse, qui doit être un identificateur universel de la

machine

(cid:2) un nom, mnémotechnique pour les utilisateurs (cid:2) une route, précisant comment la machine peut être atteinte.

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L’adressage Internet

Solution (cid:1) adressage binaire compact assurant un routage efficace (cid:1) Adressage « à plat », par opposition à un adressage hiérarchisé (X25,

IPv6)

(cid:1) unique au monde

Publicité

(cid:2) configurable par logiciel (cid:2) associée à chaque interface réseau

(cid:1) une adresse = 32 bits dite « Internet Address » ou « IP address »

(cid:2) constituée d'une paire (netid, hostid) où netid identifie un réseau et

hostid identifie une machine sur ce réseau.

(cid:2) cette paire est structurée de manière à définir cinq classes

d'adresses

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L’adressage Internet (suite)

Classe A

0

0

Net-id

8

16

24

31

Host-id

Classe B

1

0

Net-id

Host-id

Classe C

1

01

Net-id

Host-id

Classe D

1

1

01

Classe E

1

1

1

1

0

Multicast

Réservé

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L’adressage Internet (suite)

(cid:1) Notation décimale

quatre entiers décimaux séparés par un point, chaque entier représente un octet de l'adresse IP :

10000000 00001010 00000010 00011110 est écrit :

128.10.2.30

(cid:1) Adresses réseau : adresse IP dont la partie hostid ne comprend que

des zéros

(cid:3) la valeur zéro ne peut être attribuée à une machine réelle : 190.20.0.0

désigne le réseau de classe B 190.20.

(cid:1) Classe A : 1.0.0.0 à 126.0.0.0

(cid:1) Classe B : 128.1.0.0 à 191.255.0.0

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L’adressage Internet (suite)

(cid:1) Classe C : 192.0.1.0 à 223.255.255.0

(cid:1) Classe D: 224 à 231 (cid:1) Classe E: 239 à 254 (usage futur)

(cid:1) Adresses particulières

(cid:2) Adresse machine IP dont le champ réseau (netid) ne contient que

des zéros :

(cid:2) hostid = 0 (=> tout à zéro), l'adresse est utilisée au démarrage

du système afin de connaître l'adresse IP (RARP,DHCP). (cid:2) hostid != 0, hostid spécifie l'adresse de la machine sur le

réseau courant

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L’adressage Internet (suite)

(cid:1) Adresses de diffusion : la partie hostid ne contient que des 1

(cid:2) Adresse de diffusion limitée : netid ne contient que des 1 ;

255.255.255.255 concerne uniquement le réseau physique associé

(cid:2) L'adresse de diffusion dirigée : netid est une adresse réseau

spécifique => la diffusion concerne toutes les machines situées sur le réseau spécifié ; 190.20.255.255 désigne toutes les machines du réseau 190.20.0.0

(cid:1) Adresse de boucle locale : l'adresse réseau 127.0.0.0 est réservée

pour la désignation de la machine locale, c'est à dire la communication intra-machine. Une adresse réseau 127 ne doit, en conséquence, jamais être véhiculée sur un réseau et un routeur ne doit jamais router un datagramme pour le réseau 127.

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L’adressage Internet (suite)

(cid:1) Adresses réseaux privées

(cid:2) une adresse de classe A: 10.0.0.0 (cid:2) 16 adresses de classe B: 172.16.0.0 à 172.31.0.0 (cid:2) 256 adresses de classe C : 192.168.0.0 à 192.168.255.0

(cid:1) Une adresse privée ne sera jamais référencée par un routeur sur

l ’Internet

(cid:1) Pas de connectivité avec l ’extérieur: il faut passer par une passerelle

applicative (proxy) ou un serveur NAT (Network Address Translation) pour communiquer avec l ’extérieur

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L’adressage Internet (suite)

(cid:1) Résumé

0

8

16 Tout à zéro

24

31

Tout à zéro

Host-id

Tout à un

Net-id

Tout à un

désigne la machine courante

machine Host-id sur le réseau courant

diffusion limitée sur le réseau courant

diffusion dirigée sur le réseau Net-id

127

N’importe quoi (souvent 1)

boucle locale

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L’adressage Internet (suite)

(cid:1)Adresses et connexions

Une adresse IP => une interface physique => une connexion réseau.

A une machine est associé un certain nombre N d'adresses IP. Si N > 0 la machine (ou passerelle) est multi-domiciliée : S'applique particulièrement aux routeurs qui possèdent par définition plusieurs connexions à des réseaux différents

193.49.60.41

193.49.60.43

193.49.60.1

192.100.1.2

192.100.1.1

La passerelle est multi-domiciliée: interface 1 : Ethernet 193.49.60.1 interface 2 : Token Ring 192.100.1.1

192.100.1.7

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Routage des datagrammes

(cid:1) Le routage est le processus permettant à un datagramme d’être

acheminé vers le destinataire.

(cid:1) Le chemin parcouru est le résultat du processus de routage qui effectue les choix nécessaires afin d’acheminer le datagramme.

(cid:1) Les routeurs forment une structure coopérative de telle manière qu’un

datagramme transite de routeur au routeur jusqu’à ce que l’un d’entre eux le délivre à son destinataire.

(cid:1) Machines et routeurs participent au routage IP:

(cid:4) les machines doivent déterminer si le datagramme doit être délivré sur le réseau

physique sur lequel elles sont connectées (routage direct) ou bien si le datagramme doit être acheminé vers une passerelle (routage indirect); dans ce cas elle doit identifier la passerelle appropriée.

(cid:4) les passerelles effectuent le choix de routage vers d’autres passerelles afin

d’acheminer le datagramme vers sa destination finale.

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Routage des datagrammes (suite)

P1

P2

M

M est mono-domiciliée et doit acheminer les datagrammes vers une des passerelles P1 ou P2; elle effectue donc le premier routage.

Le routage indirect repose sur une table de routage IP, présente sur toute machine et passerelle, indiquant la manière d’atteindre un ensemble de destinations.

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Masque du réseau

(cid:1) Pour savoir si deux machines se trouvent sur le même réseau ou pas,

on utilise le Netmask (masque du réseau)

(cid:2) c ’est une adresse de même structure que l ’adresse IP (cid:2) utilisé par l ’algorithme de routage (cid:2) constitué de 1 pour la partie Netid, et de 0 pour la partie Hostid

(cid:1) Exemples:

(cid:2) Netmask du réseau 190.20.0.0 est 255.255.0.0 (cid:2) Netmask du réseau 193.95.17.0 est 255.255.255.0

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Routage des datagrammes

(cid:1) Les tables de routage IP, pour des raisons évidentes d’encombrement, renseignent en général les adresses réseaux et non pas les adresses machines.

(cid:1) Typiquement, une table de routage contient des couples (R, P) où R est l’adresse IP d’un réseau destination et P est l’adresse IP de la passerelle correspondant au prochain saut dans le cheminement vers le réseau destinataire.

(cid:1) La passerelle ne connaît pas le chemin complet pour atteindre la

destination.

(cid:1) Si une machine M contient une table de routage contenant des

couples (R, P) , alors P et M sont forcément connectés sur le même réseau physique.

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Routage des datagrammes (suite)

Route_Datagramme_IP(datagramme, table_de_routage) (cid:1) Extraire l’adresse IP destination, ID, du datagramme, (cid:1) Calculer l’adresse du réseau destination, IN. (cid:1) Si IN correspondant à une adresse de réseau directement accessible,

envoyer le datagramme vers sa destination, sur ce réseau. (cid:1) sinon si dans la table de routage, il existe une route vers ID

router le datagramme selon les informations contenues dans la table de routage.

(cid:1) sinon si IN apparaît dans la table de routage,

router le datagramme selon les informations contenues dans la table de routage.

(cid:1) sinon s’il existe une route par défaut

router le datagramme vers la passerelle par défaut.

(cid:1) sinon déclarer une erreur de routage.

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Routage des datagrammes (suite)

(cid:1) Après exécution de l’algorithme de routage, IP transmet le

datagramme à l’interface réseau correspondant à l’adresse IP déterminée.

(cid:1) L’interface physique détermine alors l’adresse physique associée à

l’adresse IP et achemine le datagramme sans l’avoir modifié (l’adresse IP du prochain saut n’est sauvegardée nulle part).

(cid:1) Si le datagramme est acheminé vers une autre passerelle, il est à nouveau géré de la même manière, et ainsi de suite jusqu’à sa destination finale.

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Routage des datagrammes (suite)

20.0.0.1

30.0.0.5

40.0.0.1

Reseau 10.0.0.0

F

Reseau 20.0.0.0

G

Reseau 30.0.0.0

H

Reseau 40.0.0.0

10.0.0.1

20.0.0.2

Publicité

30.0.0.1

Pour atteindre les machines du réseau

10.0.0.0

20.0.0.0

30.0.0.0

40.0.0.0

Router vers

20.0.0.1

direct

direct

30.0.0.1

Table de routage de G

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Routage IP de base: Exemple (1)

Réseau 128.10.0.0

128.10.1.1 129.7.3.3

Réseau 129.7.0.0

C

128.10.1.1 128.10.1.1 129.7.3.3

128.10.1.2

129.7.2.2

E

128.10.1.1 129.7.3.3

D

128.15.1.3

128.15.1.2

F

129.7.3.3

Réseau 128.15.0.0

128.10.1.1 129.7.3.3

A

B

128.15.1.4 128.15.1.1

4 hôtes : A, B, C, F ; 2 routeurs : D,E

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Routage IP de base: Exemple (2)

(cid:1) Le hôte C (128.10.1.1) veut faire parvenir un datagramme au hôte F

(129.7.3.3) (cid:4) La couche IP du host C attache au datagramme un entête IP contenant entre autre adresse IP Source (128.10.1.1 ) et adresse IP destination (129.7.3.3)

(cid:4) Table de routage dans le hôte C

N

128.10.0.0

Gateway

128.10.1.1

Par défaut

128.10.1.2

(cid:5) IP consulte l ’@ destinataire et prélève le NetId (129.7) (cid:5) utiliser ce Netid pour la colonne N de sa table de routage (cid:5) ne trouvant aucune entrée pour ce netid, il choisira l ’entrée par défaut

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Routage IP de base: Exemple (3)

(cid:1) Table de routage dans le routeur D

N

128.10.0.0 128.15.0.0 129.7.0.0

G

128.10.1.2 128.15.1.3 128.15.1.2

(cid:4) A l ’arrivée du datagramme au routeur D, la couche IP

(cid:5) consulte l ’adresse destination et extrait le Netid (129.7) (cid:5) parcourt la table de routage avec cette valeur (cid:5) trouve une entrée qui pointe vers l ’adresse IP 128.15.1.2 (routeur E) (cid:5) envoie le datagramme au routeur E

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Routage IP de base: Exemple (4)

(cid:1) Table de routage dans le routeur E

N

129.7.0.0 128.15.0.0 128.10.0.0

G

129.7.2.2 128.15.1.2 128.15.1.3

(cid:4) A l ’arrivée du datagramme au routeur E, la couche IP

(cid:5) consulte l ’adresse destination et extrait le Netid (129.7) (cid:5) parcourt la table de routage avec cette valeur (cid:5) trouve que la destination est sur une connexion directe (cid:5) envoie le datagramme directement en utilisant l ’adresse destination

129.7.3.3

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Le sous-adressage

(cid:1) Le sous-adressage est une extension du plan d’adressage initial (cid:1) Devant la croissance du nombre de réseaux de l’Internet, il a été

introduit afin de limiter la consommation d’adresses IP

(cid:3)

(cid:3)

(cid:3)

(cid:3)

la gestion administrative des adresses IP, la taille des tables de routage des passerelles, la taille des informations de routage, le traitement effectué au niveau des passerelles.

(cid:1) Principes

(cid:4) A l’intérieur d’une entité associée à une adresse IP de classe A, B ou C,

plusieurs réseaux physiques partagent cette adresse IP.

(cid:4) On dit alors que ces réseaux physiques sont des sous-réseaux (subnet) du réseau

d’adresse IP.

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Le sous-adressage (suite)

128.10.1.0

Internet

P

128.10.2.0

128.10.0.0

A

D

B

E

C

F

Un site avec deux réseaux physiques utilisant le sous-adressage de manière à ce que ses deux sous-réseaux soient couverts par une seule adresse IP de classe B. La passerelle P accepte tout le trafic destiné au réseau 128.10.0.0 et sélectionne le sous-réseau en fonction du troisième octet de l’adresse destination.

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Le sous-adressage (suite)

(cid:1) Le site utilise une seule adresse pour les deux réseaux physiques. (cid:1) A l’exception de P, toute passerelle de l’Internet route comme s’il

n’existait qu’un seul réseau.

(cid:1) La passerelle P doit router vers l’un ou l’autre des sous-réseaux ; le découpage du site en sous-réseaux a été effectué sur la base du troisième octet de l’adresse : (cid:4) les adresses des machines du premier sous-réseau sont de la forme

128.10.1.X,

(cid:4) les adresses des machines du second sous-réseau sont de la forme

128.10.2.X.

(cid:1) Pour sélectionner l’un ou l’autre des sous-réseaux, P examine le troisième octet de l’adresse destination : si la valeur est 1, le datagramme est routé vers réseau 128.10.1.0, si la valeur est 2, il est routé vers le réseau 128.10.2.0.

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Le sous-adressage (suite)

(cid:1) Conceptuellement, la partie locale dans le plan d’adressage initial est

subdivisée en “partie sous réseau” + “identification de machine (hostid) sur ce sous-réseau” :

Partie Internet (Netid)

Partie locale (hostid)

Partie Internet

Sous réseau

Identifieur Machine

(cid:1) «Partie Internet» correspond au NetId (plan d’adressage initial) (cid:1) «Partie locale» correspond au hostid (plan d’adressage initial) (cid:1) les champs «sous réseau» et «identificateur Machine» sont de taille

variable; la longueur des 2 champs étant toujours égale à la longueur de la «Partie locale».

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Le sous-adressage (suite)

Structure du sous-adressage (cid:1) Structuration souple : chaque site peut définir lui-même les longueurs

des champs réseau physique et identificateur de machine.

(cid:1) Flexibilité indispensable pour adapter la configuration réseau d’un site:

Réseau 4

Réseau 5

P4

P5

P1

Réseau 1

P2

P3

Réseau 2

Réseau 3

Ce site a cinq réseaux physiques organisés en trois niveau : le découpage rudimentaire en réseau physique et adresse machine peut ne pas être optimal.

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Le sous-adressage (suite)

(cid:1) Le choix du découpage dépend des perspectives d’évolution du site:

(cid:4) Exemple Classe B : 8 bits pour la partie réseau et 8 bits pour la partie machine donnent un potentiel de 256 sous-réseaux et 254 machines par sous-réseau, tandis que 3 bits pour la partie réseau et 13 bits pour le champ machine permettent 8 réseaux de 8190 machines chacun.

(cid:4) Exemple Classe C : 4 bits pour la partie réseau et 4 bits pour le champ machine

permettent 16 réseaux de 14 machines chacun.

(cid:1) Lorsque le sous-adressage est ainsi défini, toutes les machines du réseau doivent s’y conformer sous peine de dysfonctionnement du routage ==> configuration rigoureuse.

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Le sous-adressage (suite)

(cid:1) Utilisation de masques

(cid:4) Bits du masque de sous-réseau (subnet mask) :

(cid:5) positionnés à 1 : partie réseau, et sous réseau (cid:5) positionnés à 0 : partie machine

(cid:4) 11111111 11111111 11111111 11000000

==> 26 bits pour le champ réseau, 6 bits pour le champ machine (cid:4) Les bits du masque identifiant sous-réseau et machine peuvent ne pas

être contigus : 11111111 11111111 00011000 01000000

(cid:4) Les notations suivantes sont utilisées :

(cid:5) décimale pointée; exemple : 255.255.255.224 (cid:5) adresse réseau/masque : 193.49.60.0/27 (27=# bits contigus du

masque)

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Le sous-adressage (suite)

(cid:1) Diffusion sur les sous-réseaux

(cid:2) Dans le plan d’adressage Internet initial, Hostid = 11..1, ==>

diffusion vers toutes les machines du réseau.

(cid:2) D'un point de vue extérieur à un site doté de sous-réseaux, la diffusion n’a de sens que si la passerelle qui connaît les sous- réseaux propage la diffusion à tous ses réseaux physiques

(cid:2) Depuis un ensemble de sous-réseau, il est possible d’émettre une diffusion sur un sous-réseau particulier : { réseau, sous- réseau,1...1 }.

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Routage avec sous-réseaux

(cid:1) Le routage IP initial a été étendu à l’adressage en sous-réseaux; (cid:1) l’algorithme de routage obtenu doit être présent dans les machines ayant une

adresse de sous-réseau, mais également dans les autres machines et passerelles du site qui doivent acheminer les datagrammes vers ces sous-réseaux.

Réseau 1 (adr IP = N)

Réseau 2 (ss-réseau de N1)

P2

M

P2

Réseau 3 (ss-réseau de N1)

M doit utiliser le routage de sous-réseaux pour décider si elle route vers les passerelles P1 ou P2 bien qu’elle même soit connectée à un réseau (Réseau 1) n’ayant pas de sous-adressage

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Routage avec sous-réseaux

Le routage unifié : Une entrée dans la table de routage = (adresse sous-réseau, masque de sous-réseau, adresse de la passerelle) Algorithme de routage unifié : (cid:1) Route_IP_Datagram(datagram, routing_table) (cid:1) Extraire l’adresse ID de destination du datagramme, (cid:1) Calculer l’adresse IN du réseau destination, (cid:1) Si IN correspond à une adresse réseau directement accessible

envoyer le datagramme sur le réseau physique correspondant,

(cid:1) Sinon

(cid:4)

Pour chaque entrée dans la table de routage,

(cid:5)

(cid:5)

N = (ID & masque de sous-réseau de l’entrée) Si N est égal au champ adresse réseau de l’entrée router le datagramme vers la passerelle correspondante,

Publicité

(cid:4)

Fin_Pour

(cid:1) Si aucune entrée ne correspond, déclarer une erreur de routage.

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Le sous-adressage variable (VLSM)

(cid:1) RFC 1009 : un réseau IP peut posséder plusieurs masques différents; ==>

réseau de type VLSM (Variable Length Subnet Masks)

(cid:1) Evite la rigidité du masque fixe qui impose :

(cid:4) le nombre de sous-réseaux (cid:4) le nombre de machines par sous-réseau (cid:4) Exemple : 130.5.0.0/22 ==> 64 sous-réseaux et 1022 machines / sous-réseau (cid:5) inadapté pour des petits sous-réseaux de quelques machines; exemple 30

machines sur un sous-réseau ==> 992 adresses IP perdues

(cid:1) Permet l’adaptation de l’adressage IP à la taille des sous-réseaux (cid:4) Exemple précédent : cohabitation de grands et petits sous-réseaux (cid:5) 130.5.0.0/22 (64 sous-réseaux et 1022 machines / sous-réseau) (cid:5) 130.5.0.0/26 (1024 sous-réseaux de 62 machines / sous-réseau)

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VLSM : agrégation de routes

(cid:1) Division d’un espace IP en sous-réseaux successifs (cid:1) Permet de masquer les informations de routage entre groupes de sous-

réseaux

11.0.0.0/8

11.1.0.0/16

. . .

11.254.0.0/16

11.1.1.0/24

. . .

11.1.254.0/24

11.254.32.0/19

. . .

11.254.192.0/19

11.1.253.32/27 11.1.253.64/27 . . .

11.1.253.192/27

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CIDR : classless Inter-Domain Routing

(cid:1) Problématique

(cid:2) Pénurie d’adresses de classe B (cid:2) Seulement 254 machines dans un réseau de classe C (cid:2) Saturation des tables de routage

(cid:1) CIDR

(cid:2) Groupement de plusieurs adresses réseaux de classe C (cid:2) On annonce plusieurs adresses en une seule fois (cid:2) Il n’y a plus de notion de classe (cid:2) Longueur de préfixe variable

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CIDR : classless Inter-Domain Routing

(cid:1) la plage d’adresses réseaux 193.95.0.0/24 à 193.95.255.0/24 est

équivalente à 193.95.0.0/16

(cid:1) Exemple : une société a besoin de 2000 adresses (cid:1) Adresse de classe B : perte de plus de 63000 adresses (cid:1) On attribut 8 adresses de classe C contiguës

(cid:2) 192.24.0.0 à 192.24.7.0 (cid:2) Masque : 255.255.248.0

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IP : Internet Protocol (le datagramme)

(cid:1) Le datagramme IP

0

4

8

16

19

24

31

VERS HLEN

Type de service

Longueur totale

Identification

Flags

Offset fragment

Durée de vie

Protocole

Somme de contrôle Header

Adresse IP Source

Adresse IP Destination

Options IP (éventuellement)

Padding

Données

. . .

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IP : Internet Protocol (le datagramme)

Signification des champs du datagramme IP : (cid:1) VERS : numéro de version de protocole IP, actuellement version 4, (cid:1) HLEN : longueur de l'en-tête en mots de 32 bits, généralement égal à 5 (pas

d'option),

(cid:1) Longueur totale : longueur totale du datagramme (en-tête + données) (cid:1) Type de service : indique comment le datagramme doit être géré :

Précédence D T R Inutilisé

(cid:4) PRECEDENCE (3 bits) : définit la priorité du datagramme; en général ignoré

par les machines et passerelles (pb de congestion).

(cid:4) Bits D, T, R : indiquent le type d'acheminement désiré du datagramme,

permettant à une passerelle de choisir entre plusieurs routes (si elles existent) : D signifie délai court, T signifie débit élevé et R signifie grande fiabilité.

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IP : Internet Protocol (le datagramme)

(cid:1) FRAGMENT OFFSET, FLAGS, IDENTIFICATION : les champs de la

fragmentation. (cid:2) Sur toute machine ou passerelle mettant en oeuvre TCP/IP une

unité maximale de transfert (Maximum Transfert Unit ou MTU) définit la taille maximale d'un datagramme véhiculé sur le réseau physique correspondant

(cid:2) lorsque le datagramme est routé vers un réseau physique dont le

MTU est plus petit que le MTU courant, la passerelle fragmente le datagramme en un certain nombre de fragments, véhiculés par autant de trames sur le réseau physique correspondant,

(cid:2) lorsque le datagramme est routé vers un réseau physique dont le MTU est supérieur au MTU courant, la passerelle route les fragments tels quels (rappel : les datagrammes peuvent emprunter des chemins différents),

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IP : Internet Protocol (le datagramme)

(cid:2) le destinataire final reconstitue le datagramme initial à partir de l'ensemble des fragments reçus. Si un seul des fragments est perdu, le datagramme initial est considéré comme perdu : la probabilité de perte d'un datagramme augmente avec la fragmentation.

(cid:1) FRAGMENT OFFSET : indique le déplacement des données

contenues dans le fragment par rapport au datagramme initial. C'est une valeur multiple de 8 octets;

(cid:1) chaque fragment a une structure identique à celle du datagramme initial, seul les champs FLAGS et FRAGMENT OFFSET sont spécifiques.

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IP : Internet Protocol (le datagramme)

Réseau 1

MTU=1500

P1

Réseau 2 MTU=620

P2

Réseau 3 MTU=1500

Données 1400 octets

EF1

600 octets

EF1

600 octets

En-tête datagramme

600 octets

EF2

600 octets

EF2

EF3

200 oct.

EF3

200 oct.

EF1 et EF2 ont le bit More (M) positionné. Le déplacement (depl) est relatif au datagramme initial.

En-tête fragments: M=0; depl=1200

En-tête fragments: M=1; depl=600

En-tête fragments: M=1; depl=00

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IP : Internet Protocol (le datagramme)

(cid:1) Longueur totale : taille du fragment et non pas celle du datagramme initial. A

partir du dernier fragment (TOTAL LENGTH, FRAGMENT OFFSET et FLAGS) on peut déterminer la taille du datagramme initial.

(cid:1) IDENTIFICATION : entier qui identifie le datagramme initial (utilisé pour la

reconstitution à partir des fragments qui ont tous la même valeur).

(cid:1) FLAGS (3bits)

(cid:4) 1er bit toujours à 0 (cid:4) 2éme bit appelé "do not fragment" (01X) (cid:4) un autre bit appelé "More fragments" (FLAGS = 001 signifie d'autres fragments à suivre) permet au destinataire final de reconstituer le datagramme initial en identifiant les différents fragments (milieu ou fin du datagramme initial)

(cid:1) les passerelles doivent accepter des datagrammes dont la taille maximale

correspond à celle du MTU le plus grand des réseaux auxquels elle est connectée.

(cid:1) En général, les passerelles acceptent sans les fragmenter les datagrammes de

longueur 576 octets.

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IP : Internet Protocol (le datagramme)

(cid:1) Durée de vie

(cid:4) Ce champ devrait indiquer en secondes, la durée maximale de transit du

datagramme sur l ’Internet. La machine qui émet le datagramme définit sa durée de vie.

(cid:4) Les passerelles qui traitent le datagramme doivent décrémenter sa durée de vie du nombre de secondes (1 au minimum) que le datagramme a passé pendant son séjour dans la passerelle; lorsque celle-ci expire le datagramme est détruit et un message d'erreur est renvoyé à l'émetteur.

(cid:4) En pratique, ce champ contiendra le nombre de routeurs maximal à visiter (cid:4) pour atteindre la destination. Il est décrémenté à chaque saut.

(cid:1) Protocole

Ce champ identifie le protocole de niveau supérieur dont le message est véhiculé dans le champ données du datagramme : (cid:4) 6 : TCP, (cid:4) 17 : UDP, (cid:4) 1 : ICMP.

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IP : Internet Protocol (le datagramme)

(cid:1) Somme de contrôle de l’en-tête

(cid:4) Ce champ permet de détecter les erreurs survenant dans l'en-tête du

datagramme, et par conséquent l'intégrité du datagramme.

(cid:5)

(cid:5)

(cid:5)

(cid:5)

(cid:4) C ’est le complément à 1 de la somme des compléments à 1 des mots de 16 bits de l'en-tête du datagramme. Lors du calcul, le champ HEADER CHECKSUM est supposé contenir la valeur 0 : xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx 0000 0000 0000 0000 xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx ... H. Tounsi, Ecole Supérieure des Communications de Tunis

(VERS, HLEN, TYPE OF SERVICE) (TOTAL LENGTH) (ID. FLAGS, FRAGMENT OFFSET) (TIME TO LIVE, PROTOCOL) (HEADER CHECKSUM) (IP SOURCE ) (IP SOURCE) (IP DESTINATION) (IP DESTINATION) (OPTIONS éventuelles + PADDING

(cid:5)

(cid:5)

(cid:5)

(cid:5)

(cid:5)

(cid:5)

IP : Internet Protocol (le datagramme)

(cid:1) OPTIONS

(cid:4) Le champ OPTIONS est facultatif et de longueur variable. (cid:4) Les options concernent essentiellement des fonctionnalités de mise au point. (cid:4) Peu utilisées pour des raisons d’efficacité (cid:4) Une option est définie par un champ de 1 octet :

0 1 2 3 7 C

Numéro d’option

classe d’option

(cid:4) copie (C) indique que l'option doit être recopiée dans tous les fragments (c=1)

ou bien uniquement dans le premier fragment (c=0).

(cid:4) les bits classe d'option et numéro d'option indiquent le type de l'option et une

option particulière de ce type :

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IP : Internet Protocol (le datagramme)

• Enregistrement de route (classe = 0, option = 7) : permet à la source de créer une liste d'adresses IP vide et de demander à chaque passerelle d'ajouter son adresse dans la liste.

code Longueur pointeur

Adresse IP

Adresse IP

. . .

(cid:5)Les passerelles enregistrent successivement leurs adresses à l'emplacement indiqué par le champ pointeur.

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IP : Internet Protocol (le datagramme)

• Routage strict prédéfini par l'éme