IP : Couche réseau

1

IP : Couche réseau

2

Introduction : Connections de LANs indépendants

D. Diffusion

D. Diffusion

D. Diffusion

Réseau IP

Réseau IPRéseau IP

En local = Même D. de diffusion

Switch

3

A) Réseau IP = Routage (sur tout support)

IP

4

B) Format d’un paquet IP (V4) (RFC 792)

0 3 7 15 31Version IHL Type de service Longueur totale

Identification Flags Place de fragments

durée de vie Protocole Checksum de l' entête

Adresse Source

Adresse Destination

Options

DONNÉESde la couche 4

MTU (Maximum Transmission Unit) la taille maximum pour un paquet IP(taille conseillée en réception : 576 octets).

MTU sur Ethernet 1500 Octets = Taille Max des données d’une trame !

MTU

20 Entête 60

5

C) L’adressage dans IP (V4)

Plusieurs classes d'adresses suivant l'importance du réseau (ou par hasard ?)

0

NETID host IDClasse A 7 bits 24 bits

0NETID host ID

Classe B 1 14 bits 16 bits

1NETID host ID

Classe C 1 0 21 bits 8 bits

Pour une machine : les bits de NetId et HostId ne doivent pas être tous à zéro(0) ni tous à un(1).

Si HostId = zéro(0) => c’est le numéro du réseau lui même.

Si HostId = un(1) =toutes les machines de ce réseau (adresse de diffusion local)

Découpage en Classes (historique)

6

1) Notation des adresses

Numéro en décimal pointé : D1D2D3D4 (4 décimaux = 4 octets = 32 bits) Di= représentation d’un octet (8 bits) en décimal (de 0 à 255 !)Exemple : Adresse réseau 19270330 = (11000000 01000110 00100001 00000000) Adresse machine 192703318 = (11000000 01000110 00100001 00010101)Adresse de diffusion 1927033255 = (11000000 01000110 00100001 11111111)

Réseau (sous forme de classe) et adresse IP :

0000 (une machine qui n’a pas encore de numéropeut l’utiliser pour obtenir automatiquement un numéro)

classe A D1000 => de 1.0.0.0 à 126.0.0.0

127000 LocalDomaine (localhost) Réseau ‘interne’ à la machine

classe B D1D200 => de 128.0.0.0 à 191.255.0.0

classe C D1D2D30 => de 192.0.0.0 à 223.255.255.0

255255255255 : adresse de diffusion dans un réseau local (machine qui n’a pas son numéro de réseau)

7

2) Notion de masque

Rôle : identification de l ’adresse de réseau à partir de l ’adresse d ’une machine

Masque par classe

Classe A = 255.0.0.0 ; Classe B = 255.255.0.0 ; Classe C = 255.255.255.0

Exemple :

Adresse machine = 193.55.22.71

Masque utilisé = 255.255.255.0

Adresse de réseau = 193.55.22.0

193.55.22.0

193.55.22.71

200.5.5.0

Identification du réseau pas des machines !

8

3) Découpage en sous réseaux

Redéfinition locale des bits HostId : On rajoute une partie SubNet

NetId HostIdSubNetId

10.3.0.010.1.0.0 10.2.0.0

10.0.0.0

9

4) Masque de sous réseaux

Pour distinguer un sous réseau d ’un autre il faut un masque de sous réseau

Exemples :

Adresse Masque Commentaire

10.0.0.0 255.0.0.0 Adresse du Réseau 10.0.0.0

10.1.0.0 255.0.0.0 Une adresse dans le réseau 10.0.0.0

10.1.0.0 255.255.0.0 Adresse du sous réseau 10.1.0.0

10.1.1.0 255.255.0.0 Adresse dans le sous réseau 10.1.0.0

10.1.1.0 255.255.255.0 Adresse du sous réseau 10.1.1.0

10.1.171.0 255.255.240.0 Une adresse dans le sous réseau 10.1.160.0

1010 1011 AND 1111 0000 = 1010 0000

10

Regroupage d ’adresses : Les réseaux d’adresses contiguës peuvent être regroupés 192.100.0.0/24 , 192.100.1.0/24, 192.100.2.0/24 et 192.100.3.0/24 ( donc un masque 255.255.255.0 pour chacun )Regroupé en 192.100.0.0/22 ( donc avec un masque 255.255.252.0)

5-a) Les règles CIDR (Classless Internet Domain Routing)

192.100.0.0 Masque 255.255.252.0

192.100.0.0

192.100.1.0

192.100.2.0

192.100.3.0

Notation d ’adresse : (pas de notion de classe !) l’adresse 129.20.233.18 avec un masque 255.255.0.0 est notée 192.20.233.18/16 ( /16 = 16 bits à 1 dans le masque !)

11

5-b) Les règles CIDR (Classless Internet Domain Routing)

Réservation de 3 plages pour les réseaux privés (RFC 1918) : (non affecté au niveau internationale)

10.0.0.0 - 10.255.255.255 (10/8 préfixe) 172.16.0.0 - 172.31.255.255 (172.16/12 préfixe) 192.168.0.0 - 192.168.255.255 (192.168/16 préfixe)

Zonage du monde est affectation d’adresse IP de classe C (RFC 1466). ZONE Plage d’adresses IP Multi-regional 192.0.0.0 - 193.255.255.255 Europe 194.0.0.0 - 195.255.255.255 (RIPE/AFNIC) Others 196.0.0.0 - 197.255.255.255 North America 198.0.0.0 - 199.255.255.255 Central/South America 200.0.0.0 - 201.255.255.255 Pacific Rim 202.0.0.0 - 203.255.255.255 Others 204.0.0.0 - 205.255.255.255 Others 206.0.0.0 - 207.255.255.255

12

6) Adresses particulières dans IP (V4)

1

NETID Adresse Multicast

Classe D 1 0 28 bits1

- Transmission point à multipoint (multicast) avec routage (vidéo-conférence)

pas de structuration : utilisé ponctuellement sans contrainte d’unicité.

Adresses Multicast : 224.0.0.0 à 239.255.255.255

Une adresse multicast ne peut être que destinataire

Quelques adresses multicast déjà utilisées (exemple OSPF 224.0.0.5 et 224.0.0.6)

Réseau de classe E :

1

NETID

Classe E 1 1 28 bits1

- Non utilisé au niveau mondial : servent souvent en local (pour test ou protection vis à vis de l’extérieur)

Réseau de classe D (Adresse Multicast) :

13

D) Table de routage

Net/Host @Routeur Masque Interface

200.200.200.0 0.0.0.0 255.255.255.0 eth0127.0.0.0 0.0.0.0 255.0.0.0 lo0.0.0.0 200.200.200.254 0.0.0.0 eth0

1) Une machine avec une interface

200.200.200.0/24

Adresses de l ’interfaces du routeur dans le même réseau que la machine

200.200.200.254200.200.200.1

14


200.200.200.0 0.0.0.0 255.255.255.0 eth0129.20.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 eth1127.0.0.0 0.0.0.0 255.0.0.0 lo0.0.0.0 129.20.233.18 0.0.0.0 eth1

2) routeur avec deux interfaces et une route par défaut

200.200.200.0/24

129.20.0.0/16

Adresses des interfaces du routeur dans le réseau !

eth0 = 200.200.200.254 par exemple

129.20.233.18

200.200.200.254129.20.233.17

15

Net/Host @Routeur Masque Interface200.200.200.128 0.0.0.0 255.255.255.192 eth1200.200.200.192 0.0.0.0 255.255.255.192 eth2 200.200.200.0 0.0.0.0 255.255.255.128 eth0

3) routeur avec sous réseau de tailles différentes

Diff= 200.200.200.127

Diff= 200.200.200.191

Diff= 200.200.200.255

200.200.200.0/25

200.200.200.128/26

200.200.200.192/26

16

E) Algorithme de Routage


200.200.200.0 0.0.0.0 255.255.255.0 eth0129.20.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 eth10.0.0.0 129.20.233.18 0.0.0.0 eth1

adresse de destination = 200.200.200.18

Étapes :

1.1) 200.200.200.18 AND 255.255.255.0 = 200.200.200.0

1.2) Test (200.200.200.0 = 200.200.200.0) = Vrai

Alors Transmettre une Trame directement par la sortie Eth0

Fin algorithme

17

2) Algorithme de Routage Net/Host @Routeur Masque Interface

200.200.200.0 0.0.0.0 255.255.255.0 eth0129.20.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 eth10.0.0.0 129.20.233.18 0.0.0.0 eth1

adresse de destination = 200.200.202.18

1.1) 200.200.202.18 AND 255.255.255.0 = 200.200.202.0

1.2) Test (200.200.202.0 = 200.200.200.0) = Faux

2.1) 200.200.202.18 AND 255.255.0.0 = 200.200.0.0

2.2) Test (200.200. 0.0 = 129.20.0.0) = Faux

3.1) 200.200.202.18 AND 0.0.0.0 = 0.0.0.0

3.2) Test (0.0.0.0 = 0.0.0.0) = Vrai ! On transmet le paquet dans une trame à destination de la machine 129.20.233.18 !

18

IP assure

l’émission de paquets de proche en proche (par routage). Le routage est basé sur l’adresse IP de la station destinatrice.

=> fragmentation des paquets

=> assemblage des fragments pour reconstitué le paquet d’origine.

F) Émission et réception de paquets IP

IP n’assure pas

=> la vérification du séquencement des paquets

=> la retransmission en cas d’erreur

=> la détection de la perte de paquet Si un fragment est perdu alors tout le paquet d’origine est perdu !

=> le contrôle de flux s ’il y a trop de paquets alors risque de congestion du réseau !

=> Un délai d’acheminement des paquets ! PB de gigue !

19

Concrètement : affectation d’adresse à un routeur ou une machine après une étude d’un plan d’adressage !

Attention : Adresse de diffusion IP sur un sous/réseau

Concrètement : la manière d’affecter une adresse dépend du système utilisé (machine Linux/Unix/Windows/Mac ou routeur cisco/3com etc…)

Concrètement : Souvent il faut explicitement demander aux routeurs de router ;-)

Concrètement

20

Exemple :

192.1.1.0/24

192.1.1.128/25

192.1.1.0/25

21

Exemple : Configuration d’un routeur cisco (Routeur_1) !

ip classlessip subnet-zeroip routing

interface FastEthernet 0/0 ip address 192.1.1.254 255.255.255.128

interface Serial 0/0 ip address 180.20.192.30 255.255.255.254

! IP Static Routes! Réseau Masque routeur métrique ip route 192.1.1.0 255.255.255.128 10.1.1.253 1! Route par défautip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Serial 0/0 1

22

Exemple : Configuration d’un routeur cisco (Routeur_2) !

ip classlessip subnet-zeroip routing



! IP Static Routes! Route par défautip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.1.254 1

23

/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 ou/etc/sysconfig/networking/devices/ifcfg-eth0

DEVICE=eth0IPADDR=192.1.1.193NETMASK=255.255.255.128NETWORK=192.1.1.128BROADCAST=192.1.1.255ONBOOT=yes

Concrètement : Linux (S_R.192.1.1.128/25)

/etc/sysconfig/network : configuration globale (extrait)

NETWORKING=yesHOSTNAME=redhat9.cours.fr#routeur par défaut GATWAY=192.1.1.254

24

Concrètement : Linux (S_R.192.1.1.128/25)

Routes supplémentaires (???!!)L ’emplacement des fichiers et leur contenue dépendent

du script /etc/sysconfig/network-script/ifup-route

1) /etc/sysconfig/static-routes (fichier unique) chaque route est attachée à une interface !

eth0 net 192.1.1.0 netmask 255.255.255.128 gw 192.1.1.253

2) /etc/sysconfig/network-script/route-eth0 Un fichier par interface ; une ligne par route

192.1.1.0/25 via 192.1.1.253

3) /etc/sysconfig/networking/devices/eth0.routeUn fichier par interface ; une ligne par route

Etc ...

25

Les commandes utilisées par les scripts !

ifconfig ou ip address : pour voir/modifier ou affecter des adresses IP

ifconfig eth0 192.1.1.193 netmask 255.255.255.128 \ broadcast 192.1.1.255

ip address add 192.1.1.193/25 broadcast 192.1.1.255 dev eth0

Attention cette commande1) ne fait qu’ajoute une adresse elle ne supprime pas l ’ancienne (possibilité d’avoir plusieurs adresses IP associées à l’interface)Pour la suppression : ip address del 192.1.1.193/25 dev eth0

2) n’active pas l ’interface ! Pour activer l ’interface : ip link set up dev eth0 Pour désactiver l ’interface : ip link set down dev eth0

26

Les commandes utilisées par les scripts !

route ou ip route : pour voir/modifier ou affecter des routes

route add 192.1.1.0 netmask 255.255.255.128 \ gw 192.1.1.253route add default gw 192.1.1.254

ip route add 192.1.1.0/25 via 192.1.1.253 dev eth0ip route add 0.0.0.0/0 via 192.1.1.254 dev eth0

27

ARP : Address Resolution Protocol (RFC 826)

Supposant que le réseau 1 est un réseau de type Ethernet. Pour que A1 puisse transmettre à A2 il lui faut son adresse Ethernet en plus de son adresse IP.

ARP permet de trouver l’adresse physique d’une machine sur le même réseau (domaine de diffusion) en donnant uniquement son adresse IP.

Protocoles associés à IP

@ DestEther @SrcEther Code Données

HAS = 1 ( ethernet) PAS = 0800 (IP)

Lg @ Phy = 6 Lg @Logique= 4 Type

Adresse physique (Ethernet) de l'émetteur ( sur 6 octets)

Adresse logique (IP) de l'émetteur ( sur 4 octets)

Adresse physique (Ethernet) de la cible ( sur 6 octets)

Adresse logique (IP) de la cible ( sur 4 octets)

Code = 0X0806 désigne au niveau réseau (3) le protocole ARP

28

ARP : Address Resolution Protocol (RFC 826)

A B C D

-> IP_D

ARP_Requête [diffusion](qui est IP_D ?)ARP_Réponse[Vers A](c ’est moi )

Table ARP

IP_D = Ether_D

Remarque : La trame de requête est en diffusion : elle traverse les switchs mais pas les routeurs

Sauf si le routeur fait du ‘proxy-arp’ !

29

ICMP : (Internet Controle Message Protocol) (RFC 792)Protocole de gestion de réseau et de report d’erreurs

Utilise IP (comme un protocole de niveau transport)

C ’est à dire que les messages ICMP sont véhiculée dans des Paquets IP avec les champs ‘Protocole’ = 1 et ‘ Service’ = 0

TYPE CODE CHEKSUM

Entête IP + 64 bits datagramme qui a provoqué l'envoi du paquet ICMP

0 8 16 31Format d’un message ICMP

TYPE : (22 types définis)0 = réponse à demande d'écho.3 = destination inaccessible.4 = destruction du datagramme par un routeur5 = indication de redirection.8 = demande d'écho.11 = durée de vie expirée.12 = erreur de paramètres.13 = demande de temps.14 = réponse de temps (diffusion).15 = demande d'adresse (diffusion).16 = réponse à demande d'adresse.

ping

30

ICMP et la redirection de routage (routage dynamique ????)

Le protocole ICMP peut modifier la table de routage d’un hôte (Erreur dans la table de routage de A2) .

Station A1

Routeur 1

Station B

Réseau 1 Réseau 2

Station A2

Station A3

Routeur 2

Réseau 3 Réseau 4

Routeur 3

IP(B)

ICMP(5, B,Routeur1)

IP(B)

IP(B)

31

ICMP et « durée de vie expirée » : Le programme traceroute

Tracer la route (la liste des routeurs traversés) !

A1 R11 R12

A2R21 R22 B2

B1

BhAh

traceroute Bh

Ah) -> Paquet_IP(@Source= Ah, @Desti=Bh, TTL=0)

A1 répond -> ICMP(A1, Ah, code = 11 « durée de vie expirée »)

32



A1R11 R12

A2R21 R22 B2

B1

BhAh

Ah) -> Paquet_IP(Ah, Bh, TTL=1)

A1-R11 effectue TTL=TTL-1 et transmet le paquet à R12 !

R12 répond -> ICMP(R12, Ah, code = 11 « durée de vie expirée »)

33



A1R11 R12

A2R21 R22 B2

B1

BhAh

Ah) -> Paquet_IP(Ah, Bh, TTL=2)

A1 effectue TTL=TTL-1 et transmet le paquet à R12 R12 fait TTL=TTL-1 et transmet à Bh

Bh répond -> Paquet_IP(Bh, Ah)

34

IGMP (V1 [RFC 1112],V2 [RFC 2236] ou V3 [RFC 3376]): (Internet Group Management Protocol)

protocole de communication entre les routeurs susceptibles de transmettre des datagrammes multicast et des hôtes

Utilise IP (comme un protocole de niveau transport)

C ’est à dire que les messages ICMP sont véhiculée dans des Paquets IP avec les champs ‘Protocole’ = 2

Version = 1 Type

1 = question (query) d'un routeur),2 = réponse (leave) d'un hôte.

Adresse : multicast (classe D) à laquelle appartient l'hôte qui répond.

http://www.renater.fr/Video/IPmulticast/Protocoles/P/

35

IGMP/Multicast

• Une adresse multicast ne peut être que destinataire

• les sources ont toujours une adresse unicast

• le niveau Liaison de données n'utilise pas ARP

• Être membre d'un groupe est indépendant d'envoyer à ce groupe– une source n’est pas obligatoirement membre du groupe auquel elles envoie un flux multicast

IGMP Permet à un hôte de s'abonner (désabonner) à un groupe et dire au routeur : “envoyez-moi une copie des paquets de cette adresse de groupe”

IGMP Permet aux routeurs de faire suivre un flux multicast à la destination final (sans duplication)

Documents

IP : Couche réseau