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Terminale GSI

Architecture et fonctionnementdes réseaux

Sommaire

n Définition des réseauxn Les servicesn Les médiasn Les protocolesn Ethernetn TCP-IP

DEFINITIONn Qu’est ce qu’un réseau ?

Un réseau informatique est un ensemble d’ordinateurs reliés les uns aux autres qui permet aux utilisateurs de communiquer, d’échanger des informations et de partager des ressourcesmatérielles et logicielles

Architecture matérielle du réseaun On distingue trois catégories

de réseaux selon leur taille:

¨ Les LAN (Local Area Network)

¨ Les MAN (Metropolitan Area Network)

¨ Les WAN (Wide Area Network)

n Réseau local : forme la plus simple de réseaun Réseau d ’ordinateurs situés dans une petite

zone géographique : salle, bâtiment…n Vitesse de transfert des données : 10 Mbps à

10Gbps

1. Les LANn Un MAN est une série de

réseaux locaux interconnectés à l’échelle d’une ville ou d’une agglomération.

n Ces réseaux utilisent des lignes spécialisées fibre optique (jusqu’à 100 Mbps par ligne)

2. Les MAN

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n Un WAN est une série de LAN et de MAN interconnectés à l’échelle d’un pays, d’un continentet même du monde (Internet).

n La vitesse d’accès aux ressources par un WAN est limitée par la vitesse de la connexion de l’usager (téléphone ou ADSL 25 Mbps, câble…)

3. Les WAN 3. Les WAN autre représentation

Distance entre les unités centrales

Emplacement des unités centrales

Dénomination Usuelle

< 1 cm Circuit ImpriméAssistant personnel

Carte mèreRéseau PAN (personal area network)

< 1 m Mainframe Réseau de système informatique

<10m Salle réseau local (RLE ou LAN)votre salle

< 100 ou 200 m Bâtiment Idem LAN

< 1 km Campus LAN (université)

< 10 km métropolitain MAN pour Metropolitan Area Network.

100 Km Pays Réseau longue distance WAN

1000, 10 000, 1000 000 Km

Continent, planète, Système terre lune

WAN et interconnexion de réseaux grande distance

Résumé Les 3 composantes d’un réseau

1. Des services2. Un média3. Un langage de

communication : le protocole

1. LES SERVICES1) Les services de fichier et droits associés

PartageTransfert : ex. FTP Serveur de fichier FTP

2) Les services d’impression

+Impressions simultanées, File d’attente, ….

+ Mail, messagerie instantanée, forum.

+ WorkFlow (Travail collaboratif)Lotus Domino, MS Exchange, SPIP

3) Les services de messagerie

1. LES SERVICES

http://localhost/spip

http://192.168.1.150./spip

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1. LES SERVICES4) Les services applicatifs

…

http://localhost/phpmyadmin http://www.gsi.local

Quelques règles de fonctionnement :

¨ L’information doit être restituée avec fiabilité¨ L’information doit être délivrée à coup sûr¨ Plusieurs ordinateurs doivent être capable de

s’identifier à travers le réseau¨ Un standard de nommage et d’identification

des composantes du réseau doit être défini.

2-Les médiasCâble

réseau Prises réseau

Connecteur à l’arrière de l’ordinateur

Connecteur sur prise murale

2-Les médias

Ordre des fils et signification Plan d’ensemble d’un Lycée type

Ce lycée comprend 8 bâtiments dont 7 sont « câblés » et reliés en réseau. Je suis actuellement dans le bâtiment A1 situé au 3e étage, plus précisément dans la salle A1-355.

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Au départ je me connecte au réseau !Je me connecte sur le réseau à partir du poste 06 de la salle A1-355 située au 3eme étage.

A1-311

B1-003

Il paraît que l’ordinateur « serveur » qui vérifie mon nom d’utilisateur et mon mot de passe se trouve dans le Bâtiment B1 dans le local 003.

De mon ordinateur à la prise muraleIl faut s’authentifier: nom d’utilisateur et mon mot de passe au clavier. Ces informations sont envoyées sur le réseau par le biais d’un câble reliant mon ordinateur à la prise murale.

3-06

Fenêtre de saisie du nom et du mot

de passe

Connecteur RJ45

Prise murale RJ45

Après le mur…Qu’y-a-t-il derrière cette prise murale ?Je retrouve un câble orange ou jaune portant l’inscription manuscrite «06 » comme sur l’étiquette de la prise murale. Le câble remonte dans la cloison, il longe le plafond au-dessus des dalles, il rejoint d’autres câbles et sort dans le couloir.

CouloirSalle 355 22

Armoire de

brassage

- Que trouve t-on dans une armoire de brassage?Une armoire de brassage peut contenir :• des connecteurs « RJ45 » pour les câbles issus des prises murales

• des connecteurs optiques, pour brancher les fibres optiques qui permettent de couvrir de grandes distances

• des équipements d’interconnexion : concentrateur, commutateur

Les connecteurs et les équipements d’interconnexionReprésentation Physique

Cat5 UTP..

Prise Murale

Baie de brassage

Hub/repéteur ou switch

Hôte

NIC

Le Modem ADSL

Internet

Routeur

Un lien unique

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Ou..

Serveur de donnéesServeur mandadaireProxy

Internet

Routeur Commutateur

modem

Comment ça marche.. les médiasLes cartes réseaux (NIC) sont l’interface(èHôte) entre l’ordinateur et le réseau.

Chaque carte réseau possède une adresse MAC unique au monde, définie en général par le constructeur ou Adresse BRULEE.

C ’est un numéro codifié sur 48 bits ou six octets écrit sur une mémoire non volatile de la carte (PROM).Les trois premiers octets identifient le constructeur (Intel, Cisco, 3Com .etc.)Les trois derniers octets sont attribués par le constructeurexemple carte IBM : 08 00 5A 00 2B 6D

Format de la trame Ethernet (99% des réseaux locaux 2006)

n Format de la trame Ethernet II¨ Préambule : Ce champ est codé sur 7 octets et permet de synchroniser l'envoi.

¨ Starting Frame Delimiter (SFD ) : Ce champ est codé sur 1 octet et indique à la carte réceptrice que le début de la trame va commencer.

¨ Adresse MAC destination : 48 Bits – unicast/multicast/broadcast¨ Adresse MAC source : 48 Bits ¨ Protocole de niveau supérieur (Type) : 2 octets par exemple IP¨ Données : de 46 a 1500 octets¨ Contrôle d’erreur (CRC) : 4 octets

DonnéesTypeSFDPréambule @ Source@ Destination CRC

§ Norme Ethernet

08 00 5A 00 2B 6D 08 00 5A A8 91 07

Les réseaux informatiques

Le réseau local : schéma de base dLe réseau local : schéma de base d ’Ethernet ’Ethernet

La carte réseau permet d’émettre et de recevoirLe câble relie la carte au concentrateurLe concentrateur diffuse les données qu ’il reçoit à toutes les cartes connectées

Concentrateur ou hub

Les réseaux informatiques

Le réseau local : la diffusionLe réseau local : la diffusion

Diffusion d ’un message

0000D81C15A10000D80B1222 0000D8F48012 0000D84554DB 0000D8A2BD01J ’envoie à

0000D84554DB Ce n ’est pas moi

Ce n ’est pas moi

Ce n ’est pas moi

C ’est moi !

Les réseaux informatiques

Le réseau local : la collisionLe réseau local : la collision

Si deux cartes émettent en même temps les données vont entrer en collision car les signaux vont se superposer

La liaison entre les postes estpartagées par tous :Il faut organiser son utilisation

Boum

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Les réseaux informatiques

Le réseau local : la commutationLe réseau local : la commutation

Commutation d ’un message

0000D81C15A10000D80B1222 0000D8F48012 0000D84554DB 0000D8A2BD01J ’envoie à

0000D84554DB C ’est moi !

0000D84554DBse trouve sur le

8ème portSwitch

Le réseau étendu ou Le réseau étendu ou l’interconnexion des réseauxl’interconnexion des réseaux

Le réseau étendu : INTERNET PROTOCOLLe réseau étendu : INTERNET PROTOCOL

1. INTERNET est une interconnexion de réseaux au niveau mondial.

2. INTERNET repose sur le protocole d ’interconnexion IP : Internet Protocol.

3. IP est un standard incontournable.

4. C ’est un protocole utilisé à la fois pour l ’interconnexion de réseaux, mais aussi pour la communication dans un réseau local.

5. IP est indépendant de la technologie utilisée par le réseau local (Ethernet par exemple).

6. Il propose un système d’adressage au dessus du système d ’adressage utilisé par la technologie du réseau local (les adresses MAC).

7. Ce système d’adressage introduit la notion de réseau et d ’appartenance d’un poste à un réseau, grâce à l’adresse IP.

Le réseau étendu : lLe réseau étendu : l ’adresse IP’adresse IP

Dans la version 4 d ’IP, une adresse est composée de 4 octets

exprimés sous forme décimale.

Un réseau IP est en ensemble de postes partageant la même adresse réseau.

Exemple: adresse 192. 168 . 1. 46Masque de sous-réseau 255.255.255.0

A Combien d’ordinateurs peut-on donner une

adresse?

Net-id Host-id

Le réseau étendu : lLe réseau étendu : l ’adresse IP’adresse IP

Lorsque tous les bits de la partie netid sont à 1, on obtient ce que l'on appelle l'adresse de diffusion limitée (multicast).

L'adresse 127.0.0.1 est appelée adresse de boucle locale (en anglais loopback), car elle désigne la machine locale (en anglais localhost).

Adresses particulièresLorsque l'on annule la partie host-id, on obtient ce que l'on appelle l'adresse réseau. Ainsi, 192.168.1.0 est une adresse réseau et on ne peut donc pas l'attribuer à un des ordinateurs du réseau.

Lorsque tous les bits de la partie host-id sont à 1, on obtient ce que l'on appelle l'adresse de diffusion (en anglais broadcast), Ici 192.168.1.255 c'est-à-dire une adresse qui permettra d'envoyer le message à toutes les machines situées sur le réseau spécifié par le netID.

Découpage des adresses en classe

Classe A Une adresse IP de classe A, en binaire, ressemble à ceci: 0xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxRéseau Ordinateurs

Il y a 27 (00000000 à 01111111) possibilités de réseaux, c'est-à-dire 128. Toutefois le réseau 0 (00000000) n'existe pas et le nombre 127 est réservé pour désigner votre machine

Les réseaux disponibles en classe A sont donc les réseaux allant de 1.0.0.0 à 126.0.0.0 (lorsque les derniers octets sont des zéros cela indique qu'il s'agit d'un réseau et non d'un ordinateur!)

Les trois octets de droite représentent les ordinateurs du réseaux, le réseau peut donc contenir:224-2 = 16777214 ordinateurs.

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Classe B Une adresse IP de classe B, en binaire, ressemble à ceci: 10xxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx

Réseau Ordinateurs

Dans une adresse IP de classe B, les deux premiers octets représentent le réseau.

Les deux premiers bits sont 1 et 0, ce qui signifie qu'il y a 214 (10 000000 00000000 à 10 111111 11111111) possibilités de réseaux, c'est-à-dire 16384.

Les réseaux disponibles en classe B sont donc les réseaux allant de 128.0.0.0 à 191.255.0.0

Les deux octets de droite représentent les ordinateurs du réseau, le réseau peut donc contenir:216-2 = 65534 ordinateurs.

Classe C

Une adresse IP de classe C, en binaire, ressemble à ceci: 110xxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxx

Réseau Ordinateurs

Dans une adresse IP de classe C, les trois premiers octets représentent le réseau.

Les trois premiers bits sont 1,1 et 0, ce qui signifie qu'il y a 221 possibilités de réseaux, c'est-à-dire 2 097 152. Les réseaux disponibles en classe C sont donc les réseaux allant de 192.0.0.0 à 223.255.255.0L'octet de droite représente les ordinateurs du réseau, le réseau peut donc contenir:28-21 = 254 ordinateurs.

Adresses IP réservées

L'INTERNIC a réservé une poignée d'adresses dans chaque classe pour permettre d'affecter une adresse IP aux ordinateurs d'un réseau local relié à Internet sans risquer de créer de conflits d'adresses IP sur le réseau. Il s'agit des adresses suivantes: •10.0.0.1 à 10.255.255.254 •172.16.0.1 à 172.31.255.254 •192.168.0.1 à 192.168.255.254

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Réseau localConfiguration IP

Pierre Roger Daniel

Serveur de données

192.168.1.50

192.168.1.1 192.168.1.2 192.168.1.3

Masque de sous réseau255.255.255.0

Commutateur

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Réseau localConfiguration IP

Pierre Roger Daniel

Serveur de données

192.168.1.50

192.168.1.1 192.168.1.2 192.168.1.3

Masque de sous réseau255.255.255.0

Internet

Routeur Commutateur 192.168.1.254

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Configuration IPcommande ipconfig

C:\>ipconfig

Configuration IP de Windows

Description . . . . . . . . . . . : Intel(R) PRO/100Adresse physique . . . . . . . . .: 00-07-E9-6F-BF-DBDHCP activé. . . . . . . . . . . : OuiConfiguration automatique activée . . . . : OuiAdresse IP. . . . . . . . . . . . : 192.168.1.1Masque de sous-réseau . . . . . . : 255.255.255.0Passerelle par défaut . . . . . . : 192.168.1.254Serveur DHCP. . . . . . . . . . . : 192.168.1.254Serveurs DNS . . . . . . . . . . : 212.27.54.252

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Réseau localServeur mandataire (proxy)

Pierre Roger Daniel

Serveur de données

192.168.1.50

192.168.1.1 192.168.1.2 192.168.1.3

Masque de sous réseau255.255.255.0

Serveur mandadaireProxy

Internet

Routeur Commutateur

192.168.1.99

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Saisie de l’adresse du serveur mandataire proxy

ici dans Internet Explorer

Etude d’un Ping de Roger vers 192.168.1.2 ou Pierre La problématique des noms et leur résolution

Sur TCP-ip on peut désigner un hôte soit par son IP soit par son nom

èPar fichier Hosts sur le client

èPar DNS

Le réseau étendu : les noms dLe réseau étendu : les noms d ’hôtes’hôtesComme la manipulation des adresses IP est lourde pour un utilisateur,On associe à une adresse IP un nom d ’ordinateur. Cette association se fait dans des fichiers organisés de façon arborescente dans l ’environnement Internet.Lorsqu ’on veut communiquer avec un poste, on donne son nom et un logiciel remplace ce nom par l ’adresse IP. C’est le serveur DNS. La communication utilise toujours les adresses IP.

fr

ac-lyon

www.ac-lyon.fr

=

222.10.20.30

Mail.ac-lyon.fr

=

222.10.20.31

ac-marseille …etc....

www.ac-marseille.fr

=

267.25.10.11

Mail.ac-marseille.fr

=

267.25.10.12

Remarque : les adresses de ce schéma

sont fictives.

èEn images….48

Analyse d’une URLCas d’une page web

http://www.orange.org/outils/simulateur.html

Nom du protocole utilisé pour communiquer

Nom du serveur

Nom du domaine Internet

Nom d’un répertoire sur le serveur

Nom du document demandé (une page HTML)

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Analyse d’une URLCas d’un script PHP

http://www.avancerare.org/outils/outils.php?num=236

Nom du serveur

Nom du domaine Internet

Nom d’un répertoire sur le serveur

Nom du document demandé (un script PHP)

Paramètre passé au script

Nom du protocole utilisé pour communiquer

Architecture logique des réseaux

n Pair à pair

n Client-serveur