La couche Réseau

A. Obaid © - Téléinformatique (INF3270) La couche Réseau 1

La couche Réseau

Les fonctions de la couche Réseau:– Acheminement des paquets:

Correspondances entre les lignes d’entrées et les lignes de sortie dans chaque nœud traversé (Commutateur ou Routeur)

– Routage: Recherche d’un chemin optimal entre la source et la destination

Réseau

Liaison de données

Physique

Réseau

Liaison de données

Physique

Réseau

Liaison de données

Physique

Réseau

Liaison de données

Physique

Hôte A Hôte B


Table de routage

Etiquette 3 1

Etiquette 4 3

Etiquette 1 2

Etiquette 2 2

Table de routage/commutation

Protocole de routage

R1

R2

R3

R4

R5

C1

C2

C3

C4

C5C6

En-têteLigne sortie

Etiquette 1 Ligne 2


Services du réseau

Quels services le réseau peut-il offrir ?– Livraison garantie des paquets

– Livraison dans un délai acceptable

– Variation bornée du délai

– Livraison des paquets dans l'ordre de leur émission

– Bande passante garantie

Réseaux et Qualité de services (QdS ou QoS)– Internet : Pas de garantie de services, à la base !

– Réseau téléphonique : Certains services garantis

– Réseau orienté QoS : Asynchronous Transmission Mode (ATM)


Le routage

Le routage consiste à trouver un chemin optimal à travers le réseau.

Les algorithmes de routage basent leurs décisions sur des critères de coût minimal:– capacité des liens

– trafic sur les liens

– longueur des liens

– taille des files d'attente sur les nœuds

– délai sur les nœuds

– combinaison de plusieurs de ces critères


La commutation

Commutation de circuits:– utilisée en téléphonie

Commutation de paquets:– utilisée sur les réseaux de données

Après avoir trouvé un chemin:– Suite à une procédure d'établissement de la connexion.

– Chaque paquet contient l'identifiant de son circuit (virtuel ou CV).

Acheminement des paquets selon l'identifiant de CV et le contenu des tables de commutation


Réseaux commutés

Les réseaux téléphoniques :– Les circuits sont physiques

Réseau X.25:– Les circuits sont virtuels

– L'offre de service est fonction du type d'abonnement

Les réseaux ATM:– Orienté QoS

– Commutation de petits paquets appelés Cellules (53 octets)

– Commutation rapide


Réseau téléphonqiue commuté

Organisé hiérarchiquement autour des commutateurs

Utilise la commutation de circuits

Les boucles locales sont (encore) analogiques

Bureau central

Bureau régional Bureau

Intermédiaire

Bureau régional

Bureau central

Boucle locale

Trançon T1 Trançon T1Trançon T2

ou plusTrançon T2

ou plus

Commutateur

Commutateur Commutateur


Commutation de circuits Utilisée en téléphonie Un chemin fixe établi au moment de l'appel. Sélectionner un circuit qui durera toute la session

Qualité de services: Pas de congestion, car il y a un utilisateur par circuit Propagation de l'ordre de 6 msec/1000 Km

Couplage physique

lors de l’appel


Commutation de messages

Lorsqu'un message est reçu à un nœud, il est stocké, vérifié pour les erreurs, puis retransmis, un nœud à la fois – Store-and-forward.

Inconvénients:– Les messages peuvent être très longs, il y aura nécessité de grand

espace de stockage. – Un long message (ex. un long fichier) peut monopoliser les lignes

lors de sa transmission.

Technique peu (ou plus) utilisée.


Commutation de paquets

Les messages sont découpés en paquets de petites tailles.

Les paquets sont mis dans des files d'attente de transmission dans les routeurs

Diminue le temps de transmission

Nécessite de gérer de la mémoire tampon pour stocker les paquets avant de les transmettre sur des lignes


Architecture de réseaux à commutation de paquets

Les paquets sont acheminés par des commutateurs ou routeurs

Une gestion adéquate des files d'attente dans ces nœuds peut influencer sur la qualité de services.

Modules deCommutation

4 1 3

2 1

Algorithme de routage

1 2 1

3 4

Un nœud de commutation/routage

Architecture à commutation de paquets


Performances des 3 techniques

Msg

Msg

Msg

Délai de propagation

Délai de d’attente

au switch

A B C D

Commutation de messages

Appel

Données

Accepté

Établissement de la connexion

Commutation de circuits

Pqt 1

A B C D

Commutation de paquets

Pqt 2

Pqt 3

Pqt 4

Pqt 1

Pqt 2

Pqt 3

Pqt 4

Pqt 1

Pqt 2

Pqt 3

Pqt 4

Msg


Le réseaux X.25 Premier réseau à commutation de paquets

Plusieurs sessions de transfert de données peuvent avoir lieu simultanément sur une même liaison physique.

Puisque les liens ne sont pas dédiés à une seule communication, les nœuds intermédiaires stockent les paquets.

Réseau à commutation de paquets offrant deux types de services:– Circuit virtuel– Datagramme

Exemples de réseaux X25:– Datapac (Canada)– Transpac (France)

B

A

C

D

AD

DA

ABACCA

BC AC

CA CB

CDDC


Interfaces usager-réseau:

Protocoles aux interfaces:

Architectures et protocoles X.25

X.25

Réseau publicX.21

ETCD(Équipement terminal de

communication de données)

X.21

ETCD(Équipement terminal de

communication de données)

ETTD(Équipement terminal de traitement

de données)

X.25

ETTD(Équipement terminal de traitement

de données)

Réseau publicX.21

ETCD

X.21

ETCD ETTDETTD

3

1

4

2

3

12

3

12

3

1

4

2

Physique (X.21)

Liaison de données (X.25 Niveau 2)

Réseau (X25 Niveau 3)

Physique (X.21)

Liaison de données (X.25 Niveau 2)

Réseau (X25 Niveau 3)

Protocoles internes au réseau

Transport (classe 1, 2 et 4)


Circuits virtuels

Établissement de circuit lors de la connexion– Requiert une étape de connexion

Préserve l'ordre d'émission des paquets Les paquets contiennent un petit identifiant de circuit Traitement des erreurs

12

Service Circuit virtuel


Datagramme

Pas d'ouverture de connexion Chaque paquet peut suivre un chemin différent Les paquets peuvent arriver hors d'ordre Les paquets doivent contenir les adresses source et

destination

21

Service datagramme


Acheminement des paquets

Le routage permet de trouver un chemin optimal.

Il faut acheminer les paquets le long de ce chemin

À chaque nœud on doit pouvoir prendre une décision quant à la direction vers laquelle le paquet doit être acheminé

Le routage intervient :– Dans le cas du mode circuit virtuel pour acheminer le paquet

d'établissement de la connexion. – Dans le cas du mode datagramme pour acheminer chaque paquet

individuellement.


Établissement de connexion

Dans les réseaux commutés:– Avant d’émettre des paquets, les deux stations (source et

destination) et les commutateurs doivent établir une connexion virtuelle

– Les paquets suivent cette connexion

Dans les réseaux en datagrammes:– Les paquets sont acheminés en fonction de leur adresse destination.– Les routeurs pourraient choisir un chemin différent pour chaque

paquet individuel.

Plusieurs niveaux de connexion:– Réseau: entre deux ordinateurs– Transport: entre deux processus


Les circuits virtuels

Chaque nœud doit se rappeler:– Dans quelle direction envoyer un paquet et sur quel circuit virtuel– Sur une même ligne il peut y avoir plusieurs C.V. ouverts, chacun

allant vers une destination différente (canal virtuel).

Chaque paquet doit porter un identifiant (numéro) de C.V.

Ce numéro de CV peut changer le long du parcours. La table de commutation fait le lien:

Entre une ligne en entrée et une ligne de sortie Entre un identifiant d'entrée et un identifiant de sortie.


A

B C

D

FE

H

H H

H

HH

On suppose que les routages et les CV se font comme suit:

Source: A Source B:0 - ABCD 0 - BCD1- AEFD 1 - BAE2 - ABFD 2 - BF3 - AEC4 - AECDFB

H 0 B 0 H 1 E 0 B 0 E 1 H 2 B 1 H 3 E 2 H 4 E 3

A 0 C 0 H 0 C 1 H 1 A 0 A 1 F 0 H 2 F 1 F 0 H 0

A 0 F 0 A 1 H 0 A 2 C 0 A 3 C 1

B 0 D 0 B 1 D 1 E 0 H 0 E 1 D 2

E 0 D 0 B 0 D 1 B 1 H 0 D 0 B 0

C 0 H 0 C 1 H 1 F 0 H 2 F 1 H 3 C 2 F 0 H 4 E 3

B C

E F

DA

4 3 1 2 0

H à A A à E E à C C à D D à F

0

F à B

0

B à H

Parcours d‘un paquet

Champs #CV

Établissement d'un circuit virtuelExemple

Source: Tanenbaum


Architecture type d’Internet

Intenet Routeur

Pont/Switch


Topologies de routage

12

109

21

11

16

7

8

5

2

L LAN

1

L

21


Algorithmes de routage

Globale vs réparti – Global:

Tous les routeurs possèdent la topologie complète du réseau Algorithme: Link State

– Réparti: Chaque routeur connait ses voisins et les coûts des liens vers eux. Processus d'échange régulier d'informations sur les voisins Algorithme : Distance vector

Statique vs dynamique– Statique:

Les routes changent peu fréquemment

– Dynamique: Les routeurs changent fréquemment Mises à jour périodiques Réponse aux changements des coûts des liens.


Routage statique

Chaque nœud possède une table statique. Chaque entrée correspond à une destination:– (Adresse Destination, Prochain nœud, Poids)

À chaque direction est associé un poids qui pourrait être utilisé pour répartir la charge de transmission de manière automatique`:– Par exemple en générant un nombre aléatoire et le comparant aux

poids.

Algorithme non adaptatif au trafic réel sur le réseau.

Utilisé pour les petits réseaux et/ou qui ne changent pas fréquemment.


Routage statique

B

D

F

GC

A

E

Pour que D envoie à G, le premier choix est à travers le nœud C, ensuite A, ensuite E.

A

B

C

D

E

F

G

A (0.4)

A (0.5)

C (0.6)

--

A (0.4)

A (0.45)

C (0.5)

C (0.35)

C (0.25)

C (0.3)

--

E (0.3)

C (0.3)

A (0.4)

E (0.25)

E (0.25)

A (0.1)

--

C (0.3)

C (0.25)

E (0.1)

De D à :

E(0.3)


Recherche du plus court chemin

On utilise l’algorithme de Dijkstra pour le calcul du plus court chemin:

On a une racine R et une destination D. On marque chaque nœud comme suit:

Sa distance de la racine est infinieLe nœud précédent est inconnuLe nœud est non permanent

Le nœud courant est R. Il est permanent.Tant qu’il reste des nœuds non permanents:

Prendre un nœud N qui a la plus petite distance de la racineRendre N permanentPour chaque nœud M, voisin de N, mettre à jour sa distance comme suit:

On ajoute à la distance de M à R la distance de M à NSi la nouvelle distance est plus petite que l’ancienne

On remplace l’ancienne distance par la nouvelleOn met N comme précédent de M

La longueur du chemin est obtenue lorsque le seul nœud qui reste est D

Le plus court chemin est obtenu en parcourant le chemin inverse à partir de D


Algorithme de Dijkstra

C

A

B

E

FD

10

5

87 11

27

3

(∞, -)

(∞, -)

(∞, -)

(∞, -)

(∞, -)

(1)

C

A

B

E

FD

10

5

87 11

27

3

(∞, -)

(∞, -)

(10, A)

(7, A)

(8,A)

(2)

C

A

B

E

FD

10

5

87 11

27

3

(∞, -)

(D, 18)

(9, D)

(7, A)

(8,A)

(3)

C

A

B

E

FD

10

5

87 11

27

3(C, 17)

(9, D)

(7, A)

(8,A)

(13, B)

(4) C

A

B

E

FD

10

5

87 11

27

3(E, 16)

(9, D)

(7, A)

(8,A)

(13, B)

(5)

(C,17)

Plus courts chemins (Taille:16): F C D A ou F E B A


La couche Réseau d’Internet

La couche Réseau contient:– Les protocoles de routage– Un protocole de gestion des erreurs du réseau (ICMP: Internet

Control Message Protocol).– Ces protocoles sont tous véhiculés par IP (Internet Protocol).– Le routage se fait entre un ordinateur et un réseau (et non un

ordinateur)

Protocoles de routage

(IGP, OSPF, BGP)Protocole IP

ICMP(Internet Control

Message Protocol)

Table de routage

Liaison de données

Physique

Réseau


La couche Réseau d’Internet

Le routage se fait entre un ordinateur et un réseau (et non un ordinateur)

Chaque réseau se charge de la livraison locale On réduit ainsi la taille de la table de routage

– On y met les adresses des réseaux de destination et non celles des stations


Adressage IP

Les adresses IP sont sur 32 bits. Elles servent à identifier:– Les réseaux– Les stations dans un réseau.

– 192.1.1.3 = 11000000.00000001.00000001.00000011

Allouées par Internet Corporation for Assigned Names and Numbers

Un routeur a au moins deux adresses car il interconnecte au moins deux réseaux.


Exemple d’affectation d’adresses

192.1.1.2 192.1.1.3 192.1.1.4

192.1.2.6

192.1.2.2

192.1.2.1

192.1.3.2 192.1.3.2

192.1.3.1

192.1.1.1

19.1.1.0

19.1.2.0

19.1.3.0


Classes d’adresses Il y a 232 adresses IPv4 possibles.

Une adresse IP est hiérarchique:– (Numéro de réseau, Numéro de station dans ce réseau) ou (Net ID,

Host ID)

Pour s’adapter aux tailles des réseaux, des classes ont été définies: Classe A, Classe B, Classe C et Classe D:

– La classe A dédie un octet pour le Net ID– La classe B dédie 2 octets pour le Net ID– La classe C dédie 3 octets pour le Net ID

Numéro de sous réseau (Net Id)

Numéro de station (Host Id)


Structure d’adresse

Net Id Host Id

Host IdNet Id

Host IdNet Id

Classe A

Classe B

Classe C

0

10

110

Group ID

Classe D1110


Classes d’adresses

Classe A:– 28-2 réseaux. Jusqu'à 224-2 stations

– Le premier octet compris entre 0 et 127 Classe B:

– 214 réseaux. Jusqu'à 216-2 stations

– Le premier octet compris entre 128 et 191 Classe C:

– 221 réseaux. Jusqu'à 28-2 stations

– Le premier octet 192 et 223 Classe D:

- 228-1 groupes. Le premier octet compris 224 et 23


Les sous-réseaux

L’ adresse IP est composée de deux parties– Adresse de sous réseau (qui peut être le réseau lui-même)– L’adresse de la station dans le sous-réseau

Un réseau peut-être composé de un ou plusieurs sous-réseaux.– Le nombre de sous réseaux qu’une organisation peut avoir dépend de

ses besoins

Un sous-réseau est composé de stations ayant la même adresse de sous-réseau.

Une adresse de sous-réseau n’exige pas de s’adresser au ICANN


Sous-réseaux

ISP

Sous-réseau 1Sous-réseau 2

Sous-réseau 3

Routeur principal


Adresses de sous-réseaux

192.1.1.2 192.1.1.3 192.1.1.4

192.1.2.6

192.1.2.2

192.1.2.1

192.1.3.2 192.1.3.2

192.1.3.1

192.1.1.1

Sous-réseau 1

Sous-réseau 2

Sous-réseau 3

192.1.2.0/24

192.1.3.0/24

192.1.1.0/24


Allocation d’adresses

Statiquement par l’administrateur du système

Pour une station– Obtenue automatiquement grâce à un serveur DHCP

(Dynamic Host Configuration Protocol).

Pour une organisation:– On obtient une portion de l’espace d’adresses alloué à son

fournisseur d’accès Internet (FAI ou ISP : Internet Service Provider)


Adressage CIDR

Les adresses IP sont de plus en plus rares

CIDR (Classless Inter Domain Routing) a été introduit pour pallier au problème de pénurie d’adresses IP.

Il ne repose plus sur la notion de classe d’adresses:– La partie sous-réseau de l’adresse peut être d’une taille arbitraire.

Avantages:– Éviter le gaspillage d’adresses :

– Une adresse de classe C pour 100 stations = 154 adresses non utilisées

– Réduire les tables de routage


Notation CIDR

Préfixes de Net Id: – a.b.c.d/n ou n est le nombre de bits dans la partie sous-réseau de

l’adresse.– Exemples:

206.13.01.48/25 utilise 25 bits pour le Net Id. /27 1/8e de la classe C (32 stations) /26 1/4 de la classe C (64 stations) /23 2 classes C (512 stations) /16 256 Classes C (B) (65,536 stations)

192.15.9.3/23 11000000 00001111 00001001 00000011/23

Numéro de sous–réseau sur 23 bits 259


Allocations CIDR

Une compagnie XYZ a des adresses CIDR (ex. /16) qui peuvent à leurs tours être allouées en format CIDR à ses clients (ex. de /24 à /19).

Les tables de routage contiendront des entrées pour le groupe d’adresses de XYZ. – Routage hiérarchique– Tables de routage plus petites.

10000000.00001000.01001010.00000001

Université du Québec/16

Université du Québec à Montréal/24


Allocation d’adresses de soous réseaux

ISP:– 132.208.16.0/20– 10000100.11010000.00010000.00000000/20

Une station:– 10000100.11010000.00010011.01000011/23– 132.208.20.67/23

Organisation 1:– 10000100.11010000.00010010.00000000/23– 132.208.18.0/23

Organisation 2:– 100000100.11010000.00010100.00000000/23– 132.208.20.0/20

Organisation 3:– 100000100.11010000.00010110.00000000/23– 132.208.22.0/20


Masque de sous-réseaux

Au lieu d’utiliser la notation CIDR, on pourrait utilser des masques sur 32 bits.

Une position à 1 dans un masque indique le bit à retenir pour l’adresse du sous-réseau. Cette valeur sera utilisée par les routeurs avec une opération AND bit-à-bit avec l’adresse IP.

Exemple:– 132.208.20.67/23 est équivalent à – 132.208.20.67 AND 255.255.254.0

– En binaire: 10000100.11010000.00010010.00000000/23 11111111.11111111.11111110.00000000


Réseaux privés IP

Réseaux utilisant les adresses privées dites non routables (RFC 1918):– 10.0.0.0–10.255.255.255 (Classe A)

– 172.16.0.0–172.31.255.255 (Classe B)

– 192.168.0.0–192.168.255.255 (Classe C) Raisons:

– On ne veut pas associer une adresse publique à tous les équipements de l’entreprise (imprimante, …)

– Certaines adresse sont locales (ex. Adresse dans une résidence)

– Pénurie d’adresses IP v4.

– Sécurité


NAT

Network Address Translation: module permettant de traduire des adresses non routables en adresses publiques routables

Un ISP donne un bloc d’adresses publiques à une entreprise. Mais ces adresses pourraient ne pas être utilisées à l’intérieur de l’entreprise.

Avantages:– Des adresses privées non enregistrées (non fournies par l'ISP )

peuvent être utilisées à l’intérieur de l’entreprise. – On peut changer les adresses des postes internes sans notifier

l'extérieur– L'adresse fournie par l'ISP peut changer sans changer les adresses

internes


NAT - Exemple

10.2.12.23

10.2.12.22

10.2.12.24

132.12.10.12

132.12.10.13

132.12.10.14

Internetpublique

Réseau privé

10.2.12.23

10.2.12.22

10.2.12.24

132.12.10.12

132.12.10.13

132.12.10.14

Internetpublique

Réseau privé

10.2.12.23 132.12.10.12

10.2.12.22 132.12.10.13

10.2.12.24 132.12.10.14

Table de traduction

Traduction statique

Traduction dynamique

Un adresse privée est traduite en la première adresse publique disponible.

Traduite un à un.


PAT: Port Address Translation Une version plus élaborée de NAT

Paquets sortants– Remplacer

– (Adresse Source, Port1) par (Adresse Source NAT, Port2)– Les stations distances répondront avec une adresse destination (Adresse

NAT, Port2).– Dans la table NAT on doit stocker les paires de correspondance

– (Adresse Source, Port1) - (Adresse Source NAT, Port2)

Paquets entrants– Remplacer

– (Adresse Destination NAT, Port2) par (Adresse Source, Port2) – La stocker dans la table NAT

Problème: – Intervient au niveau de la couche Transport pour le numéro de port !!


PAT - Exemple

Internetpublique

10.2.12.23:4550 132.12.10.12:4960

Table de traduction NAT

Adr. privée Adr. publique

192.23.10.14

10.2.12.23

10.2.12.23:4550

192.23.10.14:80

132.12.10.12

10.2.12.23

132.12.10.12:4960

192.23.10.14:80

192.23.10.14:80

10.2.12.23:4550

192.23.10.14:80

132.12.10.12:4960


DHCP

Dynamic Host Configuration Protocol

Assigne des adresses IP et d’autres informations (masque, Serveur DNS,..) aux postes.

Le serveur DHCP définit un ensemble d’adresses qui peuvent être allouées aux stations.

Une station envoie une requête au serveur DHCP. Celui-ci envoie un Ack.

Un serveur DHCP peut louer des adresses IP pour une période de bail.


DHCP

BD d’adressesServeur

DHCP

Clients DHCP

132.12.10.12

138.22.12.34


Tables de routage globales vs réparties

C

A

B

D

E

A

B

C

D

E

-

BA (1)

CA (a)

DBA(2),DEA(2)

EA(1)

AB(1)

-

CAB(1)

DB(1)

EAB(2),EDB(2)

AC(1)

BAC(2)

-

DEC(2)

EC(1)

ABD(2),AED(2)

BD(1)

CED(2)

-

ED(1)

AE(1)

BDE(2),BAE (2)

CE(1)

DE(1)

-

A B C D EA

B

C

D

E

De A

-

B

C

E

E

Vers Par

A

B

C

D

E

A

-

A

D

A

Vers Par

De B

A

B

C

D

E

A

A

-

E

E

Vers Par

De C

Table globaleTables locales (réparties)


Construction des tables de routage

On calcule le plus court chemin pour distribuer les tables de routage vers les nœuds localement:– Si J se trouve sur le plus court chemin entre A et B (A étant voisin

de J), alors JB est le plus court chemin entre J et B. A va donc livrer le paquet allant vers B à son voisin sur le plus court chemin, soit J.

On distribue les tables localement:– On construit une table globale pour tout le réseau et on les

distribue aux nœuds locaux. – Applicable aux réseaux de petites tailles seulement:

– Chaque nœud devrait informer ses voisins de l’état de ses liens.

A J B


Routage réparti

Chaque nœud envoie (périodiquement) des informations de routage vers ses voisins.

Chaque nœud contient une table par nœud voisin. Cette table est indexée par les nœuds du réseau.

Chaque nœud doit connaître la distance vers ses voisins. Cette distance peut être un des critères de routage (coût, délai, …) sur un lien vers le voisin.

Chaque nœud met à jour sa table en fonction des informations reçues de ses voisins.


A B C D

E F G H

I J K L

A B C D E F G H I J K L

De J à:

0 12 25 40 14 23 18 17 21 9 24 29

20 31 19 8 30 19 6 0 14 7 22 9

21 28 36 24 22 40 31 19 22 10 0 9

A A I H I I H H I K K

8 20 28 20 17 30 18 12 10 0 6 15

De A De H De K

24 36 18 27 7 20 31 20 0 11 22 9

De I

Tables reçues par J de ses voisins Nouveau délai estimé par J

Délai JA = 8

Délai JI = 10

Délai JH = 12

Délai JK = 6

Table de J

Si J doit calculer sa nouvelle route vers G,il trouve que c'est à travers H avec un coût total de 18 (JH = 12 et HG = 6).

Technique de routage réparti


- 1 1 2 3 3 4 3 2 3 4 4 4 5 5 6 5

- 1B 1C 1B 1B 1B 1B 1C 1C 1C 1C 1C 1C 1C 1B 1C 1C

1A 1B 1C 2A 2B 2C 2D 3A 3B 4A 4B 4C 5A 5B 5C 5D 5E

Dest. Ligne

Table de 1A

1B

1A

1C

2A 2B

2C 2D

5C

5D5E

5B

5A

4B 4C

4A

3B3A

Région 1 Région 2

Région 3Région 4

Région 5

Routage hiérarchique

- 1B QC 1B 1C 1C 1C

- 1 1 2 2 3 4

SautsLigne

1A 1B 1C 2 3 4 5

Dest.

Table hiérarchique de 1A

1C


UDP TCP

IP

IEEE 802.3 IEEE 802.5

SNMP DNS SMTP FTPTELNET

ICMPEGP

IGP

HTTP

La pile TCP/IP


Routage dans IP

Plusieurs types de protocoles de routage:– Distance-Vector: IGP (Interior Gateway Protocol), RIP (Routing

Information Protocol),…

– Link state: OSPF (Algorithme de Dijkstra adapté)

– Inter AS : EGP (Exterior Gateway Protocol), BGP (Border Gateway Protocol), …

Autonomous System (AS)

G

G

G

G

G

G

G

GEGP, BGP

IGP

AS 1

AS 2

AS 3


Le routage RIP

Routing Information Protocol (RIP) utilisé pour le routage interne (IGP)

Les tables contiennent:– L'adresse IP du réseau destinataire

– Le compte de sauts vers ce réseau

– L'adresse IP du routeur voisin (Passerelle) utilisé pour acheminer les paquets vers la destination

– Le temps depuis la dernière mise à jour de l'entrée (TTL=180 sec)

Destination Passerelle Sauts Temps128.9 128.5.4.2 4 120132.12 128.5.4.3. 12 90Default 128.5.4.2 - -

Destination Passerelle Sauts Temps128.9 128.5.4.2 4 120132.12 128.5.4.3. 12 90Default 128.5.4.2 - -


Échanges de messages RIP

Chaque routeur diffuse périodiquement (toutes les 30 secondes) sa table à ses voisins

Un routeur qui reçoit la table d'un voisin met à jour sa propre table en gardant les entrées qui améliorent les distances

La distance maximale est à 15. 16 représente l'infini


Échanges de messages RIP

199.14.1.0/24

199.12.1.3/24

199.16.2.2/24

199.14.1.1/24

199.16.2.4/24

199.16.2.0/24

199.12.1.0/24

Vers Par Dist.

199.12.1.0 - 0199.16.2.0 - 0

Vers Par Dist.

199.14.1.0 - 0199.16.2.0 - 0

Table initiale de R1

Routeur R1

Routeur R2

Table initiale de R2

Vers Par Dist.

199.14.1.0 R2 1199.16.2.0 R2 1

Recue de R2 par R1

Vers Par Dist.

199.12.1.0 R1 1199.16.2.0 R1 1

Recue de R1 par R2

Vers Par Dist.

199.12.1.0 - 0199.16.2.0 - 0199.14.1.0 R2 1

Vers Par Dist.

199.14.1.0 - 0199.16.2.0 - 0199.12.1.0 R1 1

Nouvelle table de R1

Nouvelle table de R2


Le routage OSPF

Open Shortest Path First

Algorithme Link State.

Basé sur l’échange des états des liens entre un routeur et ses voisins.– L’échange est fait (par IP) au niveau de l’AS au complet.

Chaque nœud connait la topologie du réseau.

La recherche du plus court chemin se fait avec l’algorithme de Dijksta.


Avantages de OSPF

Les messages OSPF sont authentifiés

Fournit plusieurs chemins si disponibles.

Pour chaque lien, plusieurs métriques (TOS) peuvent être utilisées.

Hiérarchique sur de larges réseaux.


Le protocole IP

Effectue les fonctions suivantes:– Transport de paquets

– Service sans connexion (datagramme)

– Routage

– Segmentation et réassemblage des paquets

– Transport de messages de routage

– Contrôle de flux (avec ICMP)


Avantages de IP

Service en datagramme:– Transport des paquets facilité

– Pas besoin d'établissement de connexion

Transport pour d’autres protocoles (ICMP,BGP,…)

Souplesse


Identification du paquet

Version LongueurEn-tête

Type de service Longueur totale du paquet IP

Fanion Position relative

015 31

Compteur du temps de vie

ProtocoleZone de contrôle des erreurs de l'en-tête(Checksum)

Adresse source

Adresse destination

Options Bourrage

Données

Paquet IP


Les champs du paquet IP

Eléments d'en-tête:– Version=4, Longueur d'en-tête (en unités de 32 bits)– Type de service (TOS, Type of service) – Longueur totale du paquet en octets, Identification du paquet– Fanion: DF (Don’t Fragment), M (More Fragments),...– Position relative du fragment dans le paquet d’origine– Compteur du temps de vie (TTL), Protocole: protocole encapsulé

dans IP, Zone de contrôle d’erreurs de l’en-tête – Adresse IP source et adresse IP destination – Bourrage – Options

Données (Paquets TCP, UDP, ICMP,…)


Protocoles encapsulés dans IP

Un datagramme IP peut encapsuler des données provenant de différents protocoles:

– 1 ICMP (Internet Control Message Protocol)

– 6 TCP (Transmission Control Protocol)

– 8 EGP (Exterior Gateway Protocol)

– 9 IGP (Interior Gateway Protocol)

– 17 UDP ( User Datagram Protocol)

– …


Fragmentation et assemblage

Les réseaux traversés par les datagrammes IP sont limités par la taille maximale de leurs trames (Maximum Transfer Unit ou MTU)

IP s’adapte à ces réseaux en fragmentant les paquets

La destination finale assemble les fragments et reconstruit le datagramme initial

SLIP

ID=200M=0

OS=0Taill=1900

ID=200M=0

OS=0Taill=1500

ID=200M=0

OS=1500Taill=400

ID=200M=0

OS=0Taill=800

ID=200M=0

OS=1500Taill=400

ID=200M=0

OS=800Taill=700

MTU=1500

MTU=4464

MTU=800


Le champ TOS

TOS: Type Of Service

Indique la priorité du paquet et le type de service désiré en fonction des critères:– Délai (D), Débit (T), Fiabilité (R), Coût (C). Chaque critère est

codé sur un bit

La priorité est codée sur 3 bits:– PPP: valeurs de 0 à 7

P P P D T R C 0


Le champ TOS

Un critère est normal (0) ou meilleur (1)

Exemples (PPP=000):– Telnet : D=1, T=0, R=0, C=0. Valeur= 0x10– FTP Data: D=0, T=1, R=0, C=0. Valeur= 0x08

La priorité (PPP):– 000: Routine,…, 111: Network Control


Token Ring

MAC:7809ABFE0011IP: 123.4.5.67

MAC:7999ABF70122IP: 194.4.5.12

Destination Passerelle sauts194.4.5.0 - 0123.0.0.0 - 0

…

IP MAC194.4.5.12 7999ABF70011 123.4.5.67 7809ABFE0122

MAC:AA0099778943IP: 123.4.5.68

MAC:AA0099779999IP: 194.4.5.13

Destination Passerelle194.4.5.0 123.4.5.68 default 123.4.5.68

Destination Passerelle123.4.5.0 194.4.5.13 default 194.4.5.13

7999ABF70122 AA0099779999 123.4.5.67 194.4.5.12

IP MAC123.4.5.68 AA0099778943

AA0099778943 7809ABFE0011 123.4.5.67 194.4.5.12

Table de routageTable de routage


Table ARPTable ARP

Table ARPTable ARP


Trame Ethernet

Trame Token Ring

Exemple de transfert IP


Les options de IP

Record Route:– Chaque routeur traversé ajoute son adresse IP au paquet

Timestamp: – Chaque routeur traversé stocke son adresse IP et la valeur de son

horloge dans le paquet

Source Routing: – Liste des adresses des routeurs à traverser– Loose Source Routing– Strict Source Routing

Etc.


ICMP

Le rôle de ICMP (Internet Control Message Protocol) est de fournir des informations de rétroaction sur des problèmes du réseau:– Destination inaccessible– Congestion dans un routeur – Demande de re-routage– …

Les messages ICMP se présentent sous forme de rapports

Il utilise IP pour acheminer ses messages


Messages ICMP

Les message ICMP contiennent les champs Type, Code , Checksum et les données du message.

Parmi les types de messages on a:– ECHO REQUEST/ECHO REPLY: Envoie une sonde et reçoit la

réponse correspondante. – SOURCE QUENCH: Avertit la source pour réduire son trafic.– DESTINATION UNREACHABLE: Destination du paquet inaccessible– TIME EXCEEDED: Le TTL a atteint 0


traceroute

Donne la liste des adresses des routeurs empruntés par un datagramme IP.

Utilise des messages ICMP pour construire cette liste:– Trois sondes ICMP avec TTL= 1 sont envoyées. Le premier routeur

rencontré renvoie ses réponses avec une message Time exceeded et son adresse IP.

– Trois autres sondes sont envoyées avec un TTL=2, puis TTL=3, etc.

– On arrête lorsqu'on aura atteint la destination.


ping

Commande de diagnostic des réseaux utilisant ICMP.

Utilise les messages ECHO REQUEST/ REPLY.

Retourne des informations telles que le TTL du serveur, les valeurs du RTT, …

Peut également invoquer des options IP : RR, SR, etc. (ex. ping –R …)

Peut être utilisée pour tester la fragmentation en forçant l'utilisation du flag D de IP (ex. ping –D …)


Protocole ARP

Pour livrer les trames à un hôte, il faut qu’au niveau du réseau local on traduise les adresses IP en adresses physiques MAC)

Cette traduction est faite par le protocole ARP (Address Resolution Protocol).

197.20.3.3 197.20.3.4

Qui est 197.20.3.4 et quelle est son adresse MAC?

C’est moi et mon adresse MAC est 00:9A:77:88:AE:7B?

Documents

La couche Réseau