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RÉSEAU
Table de Matières Réseau..............................................................................................................................................................1 Synthèse des Couches.................................................................................................................................3 Illustration 1: Modèle TCP / IP............................................................................................................................................. 3 Missions des différentes couches.......................................................................................................................................... 3
Protocole TCP................................................................................................................................................4 Illustration 2: Synthèse Protocole TCP.............................................................................................................................. 5 Légende de l'Illustration......................................................................................................................................................... 5
Protocole UDP...............................................................................................................................................6 Les Sockets.....................................................................................................................................................6 Principe général en pseudo-code:......................................................................................................................6 Illustration 3: Synthèse Socket TCP.................................................................................................................................... 6 Illustration 4: Synthèse Socket UDP................................................................................................................................... 6
Protocole Application: HTTP...................................................................................................................7 Messages du Client vers le Serveur....................................................................................................................7 Messages du Serveur vers le Client....................................................................................................................7 Signification du code envoyer par le serveur................................................................................................................. 7
Traduction des Adresses...........................................................................................................................8 Illustration 5: Synthèse traduction des adresses.......................................................................................................... 8
Trame Ethernet.............................................................................................................................................8 Illustration 6: Synthèse trame ethernet........................................................................................................................... 8
Principe d'Encapsulation..........................................................................................................................9 Illustration 7: Synthèse principe d'encapsulation........................................................................................................ 9
Parité Bi-Dimensionnelle..........................................................................................................................9 Illustration 8: Synthèse parité bi-dimensionnelle........................................................................................................ 9
Paquet IPv4..................................................................................................................................................10 Illustration 9: Synthèse paquet IPv4............................................................................................................................... 10 Légende de l'Illustration....................................................................................................................................................... 10
Paquet IPv6..................................................................................................................................................11 Illustration 10: Synthèse paquet IPv6............................................................................................................................ 11 Légende de l'Illustration....................................................................................................................................................... 11
DNS.................................................................................................................................................................12 Structures.................................................................................................................................................................. 12 Illustration 11: Structure DNS........................................................................................................................................... 12
Mise en place d'un serveur DNS.......................................................................................................................13 Routage sur Internet................................................................................................................................13 BGP.................................................................................................................................................................13 Protocoles de Communication..............................................................................................................14 RFC............................................................................................................................................................................... 14 Définitions...................................................................................................................................................15 Acronymes...................................................................................................................................................16 Les Ports.......................................................................................................................................................18 1 / 16
SYNTHÈSE DES COUCHES
Illustration 1: Modèle TCP / IP Serveur (envoie des données) : • • • •
• • •
Application: génération des données Présentation: mise en forme des données Session: Établissement de la communication Transport: Préparation des données à envoyer en fonction du type de communication ◦ TCP: orienté connexion, gestion des erreurs (HTTP, SMTP, IMAP, SSH, …) ◦ UDP: envoie de messages (datagramme) (DNS, DHCP, …) ◦ ICMP: message d’administration ou de gestion (ping, traceroute) Réseau: Envoie des données (IP). Routage sur le réseau Internet Liaison: Connexion physique au réseau local (MAC/ARP) Physique: Émission de bits vers le canal de communication
La couche transport réception d’un flux d’octets depuis les applications qui est découpé en petit morceaux en prévision de l’envoi sur le réseau. Et gestion de l’envoi et de la bonne réception des morceaux Multiplexage entre plusieurs applications grâce à TCP ou UDP La couche réseau
Transfert de paquets IP entre deux machines. Ne gère pas la communication entre deux applications. Pas de gestion des problèmes de transmission (paquets retardés ou perdus)
Missions des différentes couches
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PROTOCOLE TCP Fonctionnement en 3 temps: 1. Établissement de la connexion 2. Transfert des données 3. Fin de la connexion Transmission des données: • Transfert des données: acquittement (ACK) des segments reçus • Réémission du segment si pas d’acquittement au bout d’un certain temps • 3 variables à considérer: ◦ ACK: 1 bit pour dire si le segment contient un accusé de réception ◦ Sequence number: Numéro du segment (utile pour remettre dans l’ordre à l’arrivée) ◦ ACK number: numéro du prochain segment à recevoir (signifie que les précédents ont tous été bien reçus) • Les numéros de séquences et d’acquittement sont basés sur le volume de données transmis
Illustration 2: Synthèse Protocole TCP Offs (Offset) Res Flags Window Size
Nb mots de 32 bits dans l’entête: trouver le début des données Non utilise (que des 0) URG / ACK / PSH / RST / SYN / FIN Taille de la fenêtre (double tant que possible)
Légende de l'Illustration
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PROTOCOLE UDP • • •
Pas de connexion: protocole non fable. Aucune gestion d’erreur, de congestion, de réémission. En-tête simple: 8 octets (port source, port destination, longueur totale, checksum). A réserver pour des petits messages
LES SOCKETS • •
•
Permet a une application de effectivement envoyer/recevoir des données vers/depuis le réseau. Terminaison d’une communication bidirectionnelle entre deux applications (les extrémités du tuyau pour faire simple) Communication bidirectionnelle: par le réseau (Ethernet/wifi) ou en interne sur la machine Disponible dans tous les langages de programmation avec différents mécanismes de manipulation d’adresses IP, de résolutions de noms (DNS) et de résolution de ports (par nom ou numéro)
Principe général en pseudo-code: TCP (mode connecté)
UDP (mode non connecté)
Illustration 4: Synthèse Socket UDP Illustration 3: Synthèse Socket TCP
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PROTOCOLE APPLICATION: HTTP • • • •
Port 80 (http) Port 443 (https: du HTTP dans une connexion SSL/TLS) Messages en ASCI Deux ensembles de messages: client vers serveur (méthodes)ou réponse du serveur au client
Messages du Client vers le Serveur Méthodes les plus utilisées du client vers le serveur: TOUJOURS EN MAJUSCULE • GET ◦ GET / HTTP/1.0 ◦ GET / HTTP/1.1 Host : www.emi.u-bordeaux.fr • HEAD • POST
Messages du Serveur vers le Client • •
Réponse à une requête du client par un code à 3 chiffres Différentes classes de code selon le 1er chiffre 200
OK (success)
301
Moved Permanently
302
Found
400
Bad Request
401
Unauthorized
403
Forbidden
404
Not Found
405
Method Not Allowed
408
Request Timeout
500
Internal Server Error
501
Not Implemented
503
Service Unavailable
Signification du code envoyer par le serveur
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TRADUCTION DES ADRESSES
Illustration 5: Synthèse traduction des adresses
TRAME ETHERNET
Illustration 6: Synthèse trame ethernet Protocoles: IPv4, IPv6, ARP, … Données: transmis par la couche supérieure (encapsulation)
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PRINCIPE D'ENCAPSULATION
Illustration 7: Synthèse principe d'encapsulation
PARITÉ BI-DIMENSIONNELLE
Illustration 8: Synthèse parité bi-dimensionnelle
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PAQUET IPV4
Illustration 9: Synthèse paquet IPv4 Ver
Version (toujours 4 en décimale)
hdrl
header length (défaut 5 mais des options non représentés ici sont possibles)
TOS
Type Of Service (inutilisé)
Length
longueur totale (en-tête et données)
Identification numéro du fragment Flags
DF (Don’t Fragment) | MF (More Fragments)
Offset
Position du fragment
TTL Protocole
Time To Live TCP / UDP / ICMP / ARP
Légende de l'Illustration
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PAQUET IPV6
Illustration 10: Synthèse paquet IPv6 Ver Class Flow label Length
Version (structure identique au paquet IPv4) Traffic class (priorité) Type du paquet Taille des données
Next hdr
Type des données (le plus souvent TCP6 ou UDP6)
Hop lim
Équivalent du TTL de IPv4
Légende de l'Illustration
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DNS • • • • • • • •
Annuaire d’Internet: trouver le serveur de messagerie électronique, résolution d’adresses IP, géolocalisation, répartition de charge, … Fonctionnement normal: UDP, port 53 Synchronisation entre serveurs: TCP, port 53 Gestion globale par l’ICANN dont le département IANA Protocole non sécurisé ⇒ DNSSEC Système centralisé (éviter les doublons) Base de données répartie sur l’ensemble de l’Internet Chaque responsable de domaine maintient son DNS (délégation, AFNIC pour les .fr et .re notamment)
Structures • • •
• •
Décomposition hiérarchique en domaine, sous domaine, sous-sous domaine, … Séparation par un point TLD: ◦ ccTLD (.fr, .eu, .pt, .es, .uk, .kr) ◦ gTLD (.com, .org, .edu) SLD: ◦ Le sous-domaine d'un TLD (wikipedia[.org], u-bordeaux[.fr], nasa[.gov]) TLD gérés par 13 serveurs racines connus de tous
Illustration 11: Structure DNS
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Mise en place d'un serveur DNS • • •
•
• • • • • •
Notion de zone DNS Serveur maître/esclave et transfert de zone Principaux enregistrements ◦ A, AAAA: adresse IP qui correspond à un nom ◦ CNAME un alias sur un enregistrement A ou AAAA Principaux enregistrements ◦ NS: liste des serveurs DNS de la zone ◦ MX: serveur de messagerie électronique du domaine ◦ PTR: résolution inverse ⇨ domaine .in-addr.arpa (IPv4) ou ip6.arpa (IPv6) et attention à écrire l’adresse IP à l’envers ◦ SOA: « Start of Authority » Registre des noms de domaines: ICANN Attribution des adresses IP: ICANN (IANA) Pas de vente des TLD mais délégation par l’ICANN RIR coordonnées par l'ICANN Local Internet Registry (LIR) Notion d’AS
ROUTAGE SUR INTERNET • •
Unité de base: AS. En général un fournisseur d’accès (particulier ou entreprise) ou producteur de contenu Routage à l’intérieur d’une AS: c’est l’administrateur de l’AS qui décide. Tous les routeurs ont la même politique et se font confiance pour trouver la route la plus efficace ou l’administrateur peut imposer des routes. Protocole famille IGP
BGP • •
•
Protocole standard de l’Internet pour interconnexions entre opérateurs (échange de routes et de trafic entre les routeurs au frontière de l’AS) Routage entre AS: pas d’autorité pour décider unanimement, pas de politique partagée d’échange de routes (problème Free/Google, Free/ Netflix). Famille de protocole eGP. C’est dans ce cas que BGP est utilisé (c’est même le seul protocole) But: transport ou échange de trafic: transit ($$$) ou peering.
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PROTOCOLES DE COMMUNICATION •
Développer par: ◦ IETF ◦ Communauté participative et ouverte ◦ Rédaction de RFC
RFC • • •
Une RFC ne change jamais une fois publiée. Publication d’une nouvelle RFC pour corriger pour remplacer. Après relectures et discussions par la communauté une RFC peut devenir un standard de l’Internet (Internet Standard) Différents états de maturité
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DÉFINITIONS Internet: Un ensemble de réseaux interconnectés. Réseau informatique mondial, résultant de l'interconnexion d'une multitude de réseaux informatiques a travers la planète, unifiées grâce au protocole IP. [1983] Protocole Réseau: Un protocole définit de manière formelle et inter-opérable l'échange des informations entre ordinateurs. Web: L'ensemble des hyperliens (ou liens hypertextes) qui relient les pages web entre elles. [1990] Le premier site est en activité depuis le 30 avril 19933 Site Web: Ensemble de pages web (contenant des images, vidéos, ...) liées par des hyperliens. Un ou plusieurs ordinateurs (serveur web) permettent de les mettre à disposition sur la toile. ex: www.google.com, fr.wikipedia.org, www.u-bordeaux.fr Navigateur Web: Logiciel (client du serveur Web) permettant de consulter les ressources du Web ex: Google Chrome, Firefox, M$ Edge HTML: Langage à balise pour décrire une page Web (mise en forme, liens hypertextes, ressources multimédias, ...). HTTP: Protocole de transfert des pages HTML permettant de naviguer sur le Web (HTTPS pour la version sécurisée). Messagerie électronique: Un outil permettant d'échanger des messages (courrier électronique ou courriel ou mail) de manière asynchrone (i.e. en différé) par l'intermédiaire d'une boîte à lettres électronique identifiée par une adresse électronique. Cet outil peut se présenter comme un logiciel installé en local (client de messagerie) ou comme une application Web (webmail). Débit: Le débit est la quantité d'informations que le réseau peut transmettre par seconde. Il se mesure en bits par seconde. Latence: Nombre de secondes que met le premier bit pour aller de la source à la destination
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ACRONYMES IP
Internet Protocol Numéro d'identification qui est attribué à chaque branchement à un réseau informatique
ICMP
Internet Control Message Protocol Permet le contrôle des erreurs de transmission, message d'administration ou de gestion, ping, traceroute
IGMP
Internet Group Management Protocol Protocole qui permet à des routeurs IP de déterminer de façon dynamique les groupes multicast qui disposent de clients dans un sous-réseau.
HTML
HyperText Markup Language
HTTP
HyperText Transfer Protocol
HTTPS HyperText Transfer Protocol Secure MAC
Media Access Control
MX
Mail Exchanger
SMTP
Simple Mail Transfer Protocol
POP3
Post Office Protocol Permet de récupérer les courriers électroniques situés sur un serveur de messagerie électronique
IMAP
Internet Message Access Protocol
ADSL
Asymmetric Digital Subscriber Line
DNS
Domain Name System
DNSSEC Domain Name System Security Extensions DHCP
Dynamic Host Configuration Protocol
TLD
Top Level Domain
SLD
Second-Level Domain
gTLD
Generic TLD
ccTLD
Country Code TLD
FQDN
Fully Qualified Domain Name
AS ARPA RIR
Autonomous System Address and Routing Parameter Area Regional Internet Registry
Telnet Terminal Network Telecommunication network, Teletype network, permet de communiquer avec un serveur distant en échangeant des lignes de texte et en recevant des réponses également sous forme de texte. 14 / 16
LIR
Local Internet Registry
ICANN Internet Corporation for Assigned Names and Numbers IANA
Internet Assigned Numbers Authority
IGP
Interior Gateway Protocol
SSH
Secure Shell Programme informatique et protocole de communication sécurisé
SSL
Secure Sockets Layers
BGP
Border Gateway Protocol
eGP
Exterior Gateway Protocol
IETF
Internet Engineering Task Force
RFC
Request For Comments
TLS
Transport Layer Security
TCP
Transmission Control Protocol Orienté connexion, gestion des erreurs HTTP, SMTP, IMAP, SSH ...
UDP
User Datagram Protocol Envoi de messages, datagramme, DNS, DHCP...
FTP
File Transfer Protocol
NTP
Network Time Protocol Permet de synchroniser via un réseau informatique l'horloge locale d'ordinateurs sur une référence d'heure.
ARP
Address Resolution Protocol Protocole utilisé pour traduire une adresse de protocole de couche réseau (typiquement une adresse IPv4) en une adresse de protocole de couche de liaison (typiquement une adresse MAC).
ASDL
Asymmetric Digital Subscriber Line
VDSL
Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line
SDSL
Symmetric Digital Subscriber Line
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LES PORTS ECHO 7
DNS 53
FTP 20/21
DHCP 67/68
DAYTIME 13
HTTP 80
SSH 22
HTTPS 443
Telnet 23
POP3 110 IMAP 143 SMTP 25
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