Architectures, Protocoles et Administration Réseaux

Ce cours avancé en architectures, protocoles et administration réseaux s’adresse aux étudiants de deuxième année en informatique (2LFIG). Il couvre les services et protocoles essentiels des couches application, transport et réseau, ainsi que l’installation et la configuration des services réseaux dans des environnements réels et simulés, notamment à l’aide de l’outil Packet Tracer de Cisco.

Protocoles de la couche Application

La couche application est la couche la plus haute du modèle TCP/IP. Elle permet aux utilisateurs et aux applications d’accéder aux services réseau. Ce cours présente les principaux protocoles de cette couche ainsi que leur fonctionnement dans un contexte client-serveur ou peer-to-peer.

• Modèle TCP/IP : structure en couches permettant la communication réseau.
• Client-serveur et Peer-to-Peer : deux architectures d’échange d’informations.
• Protocoles étudiés : HTTP (www), FTP, DNS, DHCP, SMB, Telnet.

Exemples de laboratoires :

• Gestion d’un serveur Web
• Analyse des requêtes HTTP
• Interaction DNS et HTTP
• Messagerie électronique

Ces travaux pratiques permettent de comprendre comment les protocoles de la couche application interagissent et comment les services web, DNS et messagerie fonctionnent dans un réseau.

Protocoles de la couche Transport

La couche transport assure la communication entre les applications sur des hôtes différents, en gérant la segmentation, le contrôle de flux et la fiabilité.

• TCP : protocole orienté connexion, fiable, avec contrôle de flux, segmentation, numéros de ports et fenêtrage.
• UDP : protocole sans connexion, plus simple et rapide, utilisé notamment par DNS.

Exemple de laboratoire :

• Établissement et fermeture d’une connexion TCP
• Utilisation de UDP par DNS

Ces exercices illustrent la différence entre les modes avec et sans connexion et l’importance des numéros de ports pour identifier les services.

Protocoles de la couche Réseau

La couche réseau est responsable du routage des paquets entre les réseaux, de l’adressage IP et de la gestion des tables de routage.

• Rôle du routeur : acheminer les paquets vers leur destination en fonction des tables de routage.
• Adressage IPv4 : format, types d’adresses (publique, privée), classes d’adresses, VLSM (Variable Length Subnet Mask).
• Protocole ARP : résolution d’adresses IP en adresses MAC.
• Routage : statique (manuel) et dynamique (automatique).

Exemples de laboratoires :

• Configuration de base d’un routeur
• Affectation d’adresses IP
• Adressage dans un interréseau
• Cache ARP
• Routage statique

Ces activités permettent de maîtriser la configuration des routeurs, la gestion des adresses IP et la compréhension du fonctionnement du protocole ARP.

Routage Dynamique : RIP

Le routage dynamique permet d’automatiser la mise à jour des tables de routage, particulièrement utile dans les réseaux complexes.

• RIP (Routing Information Protocol) : protocole à vecteur de distance.
• Fonctionnalités : routes par défaut, redistribution des routes, limitation de RIPv1, gestion des boucles de routage.
• Mécanismes anti-boucles : comptage à l’infini, découpage d’horizon, empoisonnement du routage, minuteur de hors-service.
• Algorithme : Bellman-Ford.
• Commandes Cisco : configuration de base et avancée de RIP.

Exemple de laboratoire :

• Examen d’une route
• Configuration de base RIP

Routage Dynamique : OSPF

OSPF (Open Shortest Path First) est un protocole de routage à état de liaison, plus performant et adapté aux réseaux de grande taille.

• Principes : création d’une arborescence SPF (Shortest Path First), calcul des LSP (Link State Packets).
• Avantages : meilleure gestion des routes que RIP, notion de zones pour optimiser le routage.
• Messages OSPF : format et échanges entre routeurs.
• Processus : sélection des routeurs désignés (BR/BDR).
• Algorithme : Dijkstra (SPF).
• Commandes Cisco : configuration OSPF de base et avancée, modification du coût de la bande passante, adaptation aux réseaux Ethernet.

Exemples de laboratoires :

• OSPF de base (Scénarios A et B)
• OSPF avancé

Services IP : DHCP et NAT

Les services DHCP et NAT sont essentiels pour la gestion des adresses IP et la sécurité des réseaux.

• DHCP : protocole d’attribution automatique des adresses IP.
• Configuration : mise en place d’un serveur DHCP, relais DHCP, dépannage (conflits d’adresses, tests de connectivité).
• NAT : traduction d’adresses entre réseaux privés et publics.
• Types de NAT : NAT statique, NAT dynamique, PAT (Port Address Translation).
• Configuration : NAT statique, PAT avec plusieurs adresses publiques, NAT dynamique, NAT pour serveurs.
• Fonctions supplémentaires : translation DNS, apports du NAT à la sécurité réseau.

Exemple de laboratoire :

• Configuration de base de DHCP et NAT

Glossaire des termes clés

• ARP (Address Resolution Protocol) : protocole permettant de résoudre une adresse IP en adresse MAC.
• DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) : protocole attribuant automatiquement des adresses IP aux hôtes.
• DNS (Domain Name System) : service de résolution des noms de domaine en adresses IP.
• FTP (File Transfer Protocol) : protocole de transfert de fichiers.
• HTTP (HyperText Transfer Protocol) : protocole de communication pour le web.
• IP (Internet Protocol) : protocole de la couche réseau pour l’adressage et le routage des paquets.
• NAT (Network Address Translation) : technique de traduction d’adresses IP entre réseaux privés et publics.
• OSPF (Open Shortest Path First) : protocole de routage dynamique à état de liaison.
• Packet Tracer : outil de simulation réseau développé par Cisco.
• RIP (Routing Information Protocol) : protocole de routage dynamique à vecteur de distance.
• TCP (Transmission Control Protocol) : protocole de transport orienté connexion et fiable.
• UDP (User Datagram Protocol) : protocole de transport sans connexion et non fiable.

Points clés à retenir

• Les protocoles des couches application, transport et réseau sont fondamentaux pour le fonctionnement des réseaux informatiques.
• Le modèle TCP/IP structure la communication en couches distinctes, facilitant la compréhension et la configuration des réseaux.
• Le routage peut être statique ou dynamique, avec des protocoles comme RIP et OSPF pour automatiser la gestion des routes.
• Les services DHCP et NAT sont indispensables pour la gestion efficace des adresses IP et la sécurité des réseaux.
• La pratique avec des outils comme Packet Tracer permet de simuler et maîtriser la configuration des services et protocoles réseau.