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RSX1 – TD1NOTIONS DE COURS

FST FIL RSX1 2020 - GROUPE 3 - TD1 1

DÉFINITIONS : ACQUITTEMENT

Envoyé du récepteur

Confirmation de l’arrivée d’un message

2 versions

ACK → Message reçu intact

NACK → Message reçu non intact / corrompu


Emetteur Récepteur

Reçu intact

Reçu corrompu

Corruption du message

(collision, brouillage, etc.)

Composé de 3 éléments

Header : Contient des informations sur les données

Charge Utile : Données/Message du Layer supérieur

Trailer : Contient des informations de control

Seulement Layer 2

Processus d’ajout des en-têtes et trailers : Encapsulation

Header Trailer

DÉFINITIONS : FORMAT D’UN MESSAGE


Data

Header

du layer

+1

Trailer

du layer

+1Data du layer + 1

Enveloppe

Message

Signature

DÉFINITIONS : VITESSE

Vitesse de Transmission / Émission → 𝑉𝑡

Quantité d’information qui peut être transmis par

unité de temps

Débit binaire

Unité facteur de bit / s (puissance de 1000)

100 bit/s

10 kbit/s

5 Mbit/s

Vitesse de Propagation → 𝑉𝑝

Circulation d’une onde sur un support

Dépend du support utilisé

Dans le vide : célérité c

Unité facteur de m / s (puissance de 1000)

20 m/s

300 000 km/s (célérité)


DÉFINITIONS : TEMPS DE TRANSFERT → 𝑇𝑡

Appelé aussi Délais d’Acheminement

Temps entre le début du transmission et le réception

par le destinataire

Durée

Variables

𝑇𝑒 → 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑠 𝑑′É𝑚𝑖𝑠𝑠𝑖𝑜𝑛 : secondes

𝑇𝑝 → 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑠 𝑑𝑒 𝑃𝑟𝑜𝑝𝑎𝑔𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 : secondes

Unité : secondes

𝑇𝑡 = 𝑇𝑒 + 𝑇𝑝


DÉFINITIONS : TEMPS DE ÉMISSION → 𝑇𝑒

Aussi appelé Temps de Transmission

Délai entre l’envois du premier et du dernier bit

Durée

Variables

𝑆𝑚 → 𝑇𝑎𝑖𝑙𝑙𝑒 𝑑𝑢 𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒 : bits

𝑉𝑡 → 𝑉𝑖𝑡𝑒𝑠𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑠𝑖𝑜𝑛 : bits / secondes

Unité : secondes

𝑇𝑒 =𝑆𝑚𝑉𝑡


DÉFINITIONS : TEMPS DE PROPAGATION → 𝑇𝑝

Temps d’acheminement du signal

Durée

Variables

d𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑒 entre les stations : mètres

𝑉𝑝 → 𝑉𝑖𝑡𝑒𝑠𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑔𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 : mètres / secondes

Unité : secondes

𝑇𝑝 =𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑒

𝑉𝑝


DÉFINITIONS : ROUND TRIP TIME → 𝑅𝑇𝑇

Durée totale de l’échange (Message + ACK)

Variables

𝑇𝑡 𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒 → 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑠 𝑑𝑒 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑒𝑟𝑡 𝑑𝑢 𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒secondes

𝑇𝑡 𝐴𝐶𝐾 → 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑠 𝑑𝑒 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑒𝑟𝑡 𝑑𝑢 𝑨𝑪𝑲 :

secondes

Unité : secondes

𝑅𝑇𝑇 𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒 = 𝑇𝑡 𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒 + 𝑇𝑡 𝐴𝐶𝐾


DÉFINITIONS : DÉBIT

Débit Nominal → 𝑑𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙

Quantité théorique transmis par unité de temps

Ne prends pas en compte la taille des acquittements

Calcul à partir de

𝑆𝑚 → 𝑇𝑎𝑖𝑙𝑙𝑒 𝑑𝑢 𝑀𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒 : bits

𝑅𝑇𝑇 𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒 → 𝐷𝑢𝑟é𝑒 𝑑𝑒 𝑙′é𝑐ℎ𝑎𝑛𝑔𝑒 𝑑𝑢 𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒 : secondes

Unité : bits / secondes

𝑑𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 =𝑆𝑚

𝑅𝑇𝑇 𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒

Débit Utile → 𝑑𝑢𝑡𝑖𝑙𝑒

Quantité réel transmis par unité de temps

Considère seulement données réels, pas la taille des entêtes

Calcul à partir de

𝑆𝑚 → 𝑇𝑎𝑖𝑙𝑙𝑒 𝑑𝑢 𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒 : bits

σ𝑖=1𝑛 𝑆ℎ 𝑖 → 𝑆𝑜𝑚𝑚𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑇𝑎𝑖𝑙𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑠 𝑑𝑜𝑛𝑛é𝑒𝑠

𝑑′𝑒𝑛𝑐𝑎𝑝𝑠𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 : bits

𝑅𝑇𝑇 𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒 → 𝐷𝑢𝑟é𝑒 𝑑𝑒 𝑙′é𝑐ℎ𝑎𝑛𝑔𝑒 𝑑𝑢 𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒 : secondes

Unité : bits / secondes

𝑑𝑢𝑡𝑖𝑙𝑒 =𝑆𝑚 − σ𝑖=1

𝑛 𝑆ℎ 𝑖

𝑅𝑇𝑇 𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒


ENVOYER ET ATTENDRE (STOP-AND-WAIT)

L’émetteur envoie son message et attend un accusé

de réception (ACK)

Envoie prochain message seulement après réception

du ACK

Vitesse réduite


Emetteur Récepteur

Corruption du message

(collision, brouillage, etc.)te

mps


Problème : Message perdu?

Emetteur renvoi jamais son message car pas d’ACK

Ajout d’un temporisateur

Renvoyer message lors de l’expiration du chrono

Répond aux pertes de messages et d’ACK

Résolut problème d’attendre indéfiniment


Emetteur Récepteur

tem

ps

Message perdu

tem

po

risa

teur

tem

po

risa

teur

tem

pori

sate

ur


Problème : Associer ACK/NACK au message?

Ajout d’un système de control : bit alterné

Bit d’identification (FLAG) → 0 / 1

Récepteur répond en inversant le FLAG → 1 / 0

Si le FLAG de l’accusé est diffèrent

Envoyer le prochain message

Si le FLAG de l’accusé est le même

Renvoyer le dernier message


Emetteur Récepteur

tem

ps

Message perdu

M1

M2

M2

FLAG 0

0

1 1

1 0

FLAG

reçu

FLAG

attenduM1

M2

M2

Reçoit message avec

FLAG 0, envoi ACK 1


FLAG 1, envoi ACK 0


FLAG 1, attendait

FLAG 0, renvoi ACK 0…

FLAG 1

FLAG 1

renvoi

0

41 2 3


Mécanisme Fenêtre

Notion de Tampon

Envoyer tous les messages dans le tampon sans

attendre les ACK

Chaque ACK libère une place dans le tampon

Permet d’envoyer un autre message


tem

ps

Tampon émission

41 2 3

41 2 3

1

1 2

41 2 3

41 2 3

41 2 3

1 2 3

41 2 3

Messages

reçus

41 2 3

Messages

à envoyer

Messages envoyés

ACK reçus

Tampon réception

Messages reçues

Emetteur Récepteur

41 2 3


Mécanisme Fenêtre

Si NACK reçu

Renvoyer message concerné

Envois bloqué en attendant le ACK

Dés ACK reçu, déplacer le tampon

Reprendre les envoies


Emetteur Récepteur

tem

ps

41 2 3

41 2 3

1

1 2

41 2 3

41 2 3

41 2 3

1 2

Messages

reçus

41 2 3

Messages

à envoyer

Message corrompu 1 2 3

41 2 3

Tampon émission

Messages envoyés

ACK reçus

Tampon réception

Messages reçues

Messages invalides

41 2 3

41 2 3

Renvoyer

M1

DÉFINITIONS : PROTOCOLES DE TRANSPORT – LAYER 4

UDP – User Datagram Protocol

Fonctionnement non-connecté (stateless), peu fiable

Envoi des datagrammes uniques

Pas de vérifications à la réception

Vitesse plus important que fiabilité

Applications temps-rées (streaming)

Fonctionnement similaire à la Poste

TCP – Transmission Control Protocol

Fonctionnement orienté connexion (stateful), fiable

Envoie un flux de paquets

Traitement spécifique au niveau de l’interface

Plusieurs mécanismes pour assurer fiabilité

3-way handshake, control de gestion / flux, …

Fonctionnement similaire à un appel téléphonique


DÉFINITIONS : MÉCANISMES TCP – 3-WAY HANDSHAKE

Établir une connexion entre machines

Initialiser les numéros de séquence

3 étapes

FLAG SYN

Indique le démarrage d’une connexion

Initialise un numéro de séquence aléatoire

FLAG SYN–ACK

Confirme demande d’ouverture de session

Acquitte numéro de séquence + 1

Initialise un numéro de séquence aléatoire

FLAG ACK

Confirme ouverture de session

Acquitte numéro de séquence + 1


Client Serveur

tem

ps

SYN-SENT

ESTABLISHED

ESTABLISHED

SYN-RECEIVED

État connexion État connexion


DÉFINITIONS : MÉCANISMES TCP – ÉTATS CONNEXION

Automate des états de

connexion TCP

DÉFINITIONS : ENCAPSULATION / DÉCAPSULATION

Encapsulation

Effectué lors de l’envois d’un message

Ajoute les informations sur le contenu ainsi que la

source / destination

Ajoute les éléments de control de contenu

Récursif sur le model OSI

Descendant Layer 7 → Layer 1

Décapsulation

Effectué lors de la réception d’un message

Retire les entêtes / trailers

Ne garde que le contenu

Récursif sur le model OSI

Montant Layer 1 → Layer 7


DÉFINITIONS : ENCAPSULATION / DÉCAPSULATION


Envoi de message

Ajout des en-têtes

Encapsulation

Réception de message

Retrait des en-têtes

Décapsulation

DÉFINITIONS : FORMAT – LAYER 2 – ETHERNET


Autres Data …MAC SourceMAC Destination

Adresse MAC source

6 octets → 48 bits

Adresse MAC destinataire


Options de contrôle


Charge

utile


Trailer




DÉFINITIONS : FORMAT – LAYER 2 – ETHERNET 1 / 2

Adresse MAC Destination – 6 octets (48 bits)

Adresse MAC de la destination

Adresse MAC Source – 6 octets (48 bits)

Adresse MAC de la source

Ethertype – 2 octets (16 bits)

Type de protocole dans la charge utile

Cf. tableau


Code Protocol

0x0800 IPv4

0x0806 ARP

0x809B AppleTalk

0x8035 RARP

0x86DD IPv6

DÉFINITIONS : FORMAT – LAYER 2 – ETHERNET 2 / 2

Charge utile – Taille variable

Taille varie entre 46 et 1500 octets

Contient les données du Layer 3

TCP/IP → Paquet IP

FCS – 4 octets (32 bits)

Frame Check Sequence

Séquence de control de trame

Détecter une erreur dans la trame

Issue du calcul polynomial CRC (Cyclic Redundancy Code)


DÉFINITIONS : FORMAT – LAYER 3 – IPv4


Autres Data …IP Source IP Destination

Adresse IP source

6 octets → 48 bitsAdresse IP destinataire




Charge

utile


Options

Options

de

gestion

0 à 40 octets → 0 à 320 bits

DÉFINITIONS : FORMAT – LAYER 3 – IPv4 1 / 5

Version – 0,5 octets (4 bits)

Version d’IP → 4

Longueur d’en-tête – 0,5 octets (4 bits)

Nombre de mots de 32 bits (4 octets) entre 5 et 15

ToS – 1 octet (8 bits)

Type of Service

Permet gestion du Qualité de Service au Layer 3



Longueur totale – 2 octets (16 bits)

Nombre d’octets total (en-tête + données)

Identification – 2 octets (16 bits)

Numéro d’identification des paquets

Permet de reconstituer paquet fragmenté

FLAG – 0,4 octets (3 bits)

Permet de contrôler et identifier paquets

3 bits utilisables, cf. tableau


Bits Signification

0xx Réservé – Toujours 0

x1xDF → Don’t Fragment

Ne pas Fragmenter

xx1

MF → More Fragments

Paquet Fragmenté

Valeur à 0 si dernier paquet

dans un ensemble

fragmenté


Position Fragment – 1,6 octets (13 bits)

Indique la position d’un fragment par rapport au 1er

1e paquet possède champ à 0

TTL – 1 octet (8 bits)

Time To Live – Durée de vie du paquet en secondes

Décrémenté à chaque saut

Arrivé à 0 → Paquet détruit

Protocole – 1 octet (8 bits)

Numéro de protocole des Layer 4 ou 7

Cf. tableau


Valeur Protocol

1 ICMP

6 TCP

17 UDP

… …


Somme de Contrôle – 2 octets (16 bits)

Somme binaire complément à un du contenu de l’en-tête

Permet de détecter des erreurs dans l’en-tête SEULEMENT

Recalculé à chaque passage par un équipement à cause du décrément de TTL

Adresse IP Source – 4 octets (32 bits)

Adresse IPv4 de la machine source

Adresse IP Destination – 4 octets (32 bits)

Adresse IPv4 de la machine destination



Options – Taille variable (0 – 40 octets / 320 bits)

Champ optionnelle, permet un « Tuning de l’en-tête », peu utilisé

Contient un champ interne de « bourrage »

Permet de combler les options pour obtenir une en-tête multiple de 32 bits

Taille possible entre 0 et 7 bit

Charge Utile – Taille variable

Taille varie dépendant du contenu

Taille maximum dépend de l’en-tête (65 475 à 65 515) octets

Contient les données du Layer 4

TCP ou UDP


DÉFINITIONS : FORMAT – LAYER 3 – IPv6


IP Source Data …IP DestinationAutres

Adresse IP source


Adresse IP destinataire

16 octets → 128 bitsOptions de contrôle


Charge

utile



Version – 0,5 octets (4 bits)

Version d’IP → 6

Classe – 1 octets (8 bits)

Priorité du paquet

Utilisable dans le QoS des routeurs IPv6

Permet de traiter les paquets plus important en priorité

Label – 2,5 octets (20 bits)

Permit d’identifier un paquet particulier

Effectuer un traitement diffèrent sur le réseau



Longueur de Charge Utile – 2 octets (16 bits)

Taille de la charge utile en octets

En-tête suivante – 1 octet (8 bits)

Numéro de protocole des Layer 4 ou 7

Cf. tableau

Saut maximum – 1 octet (8 bits)

Remplace le TTL

Décrémenté à chaque saut

Arrivé à 0 → Paquet détruit


Valeur Protocol

1 ICMP

6 TCP

17 UDP

58 ICMPv6

… …





Adresse IPv6 de la machine destination


DÉFINITIONS : PARTICULARITÉS IPv6 1 / 3

Existence d’ en-têtes d’extension

Suivent l’en-tête d’origine

Plusieurs fonctionnalités

Routage : Spécifier le chemin à prendre

Authentification : Permettre l’authentification de l’en-tête (IPsec)

Options de Destination : Directives destinés à la machine destinataire

Sauts-après-sauts : Options que l’ensemble des routeurs doivent prendre en compte

Fragmentation : Permettre la reconstitution de paquets fragmentés



Fragmentation diffèrent que IPv4

Les routeurs ne fragmentent pas les paquets

Si trop grand, envoi paquet ICMPv6 « Packet Too Big »

L’émetteur fragmente le paquet lors de l’envois

Moins couteux sur les équipements intermédiaires

Plus fiable



Taille maximale d’un paquet hors en-tête idem que IPv4 → 65 535 octets

Option « Jumbogram »

Utilisable avec l’en-tête « Saut-après-Saut »

Augmente la taille de la charge utile à 4Go


DÉFINITIONS : FORMAT – LAYER 4 – UDP


Port Source Data …Port Destination Autres

Identifiant du port source

2 octets → 16 bitsIdentifiant du port destinataire

2 octets → 16 bitsOptions de contrôle


Charge

utile


DÉFINITIONS : FORMAT – LAYER 4 – UDP 1 / 2

Port Source – 2 octets (16 bits)

Numéro du port duquel le message à été envoyé

Port de Destination – 2 octets (16 bits)

Numéro du port auquel le message doit être envoyé

Longueur – 2 octets (16 bits)

Longueur totale du segment en octets

Valeur minimum : 8 octets (taille en-tête)


DÉFINITIONS : FORMAT – LAYER 4 – UDP 2 / 2

Somme de Contrôle – 2 octets (16 bits)

Somme binaire complément à un de l’ensemble du datagramme

Incorporation d’une « pseudo en-tête IP »

Permet de détecter des erreurs

Optionnel IPv4, obligatoire en IPv6


Taille maximale

IPv4 : 65 507 octets (65 535 – 8 octet UDP – 20 octet IPv4 (sans options))

IPv6 : 65 487 octets (65 535 – 8 octet UDP – 40 octet IPv6)

Plus grand avec « Jumbograms », champ mis à 0


DÉFINITIONS : FORMAT – LAYER 4 – TCP


Port Source Data …Port Destination Autres

Identifiant du port source


Identifiant du port destinataire



16 octets → 128 bitsCharge

utile


Options

Options de

gestion

0 à 40 octets → 0 à 320 bits

DÉFINITIONS : FORMAT – LAYER 4 – TCP 1 / 6

Port Source – 2 octets (16 bits)

Numéro du port duquel le message à été envoyé

Port de Destination – 2 octets (16 bits)

Numéro du port auquel le message doit être envoyé

Numéro de séquence – 4 octets (32 bits)

Numéro de séquence de la session TCP

Si SYN FLAG levé : Numéro de séquence original

Sinon : Numéro de séquence du premier bit de ce segment



Numéro d’acquittement – 4 octets (32 bits)

Si ACK FLAG levé : numéro de séquence du prochain bit attendu

Taille en-tête – 0,5 octets (4 bits)

Longueur de l’en-tête en mots de 32 bits

Réservé – 0,4 octets (3 bits)

Champ non utilisé

Bits mis à 000



ECN – 0,4 octets (3 bits)

Explicit Congestion Notification → Notification Explicite de

Congestion

3 Flags concernant le congestion sur le réseau

Cf. tableau

FLAG – 0,8 octets (6 bits)

6 bits de control

Apporte des informations concernant le fonctionnement

de TCP

Cf. tableau suivant


Bits FLAG Description

1xx NS

Expérimentale

Protection contre dissimulation

des données de congestion

x1x CWRRéduction de fenêtre de

congestion

xx1 ECE

Double rôle:

Si SYN levé : Indique capacité de

gestion ECN

Sinon : Indique congestion

signalée par IP



Bit FLAG Description

1xxxxx URGIndique la présence de données « urgentes » dans le champ « Pointeur de

données urgentes »

x1xxxx ACK Indique que le paquet contient un accusée de réception

xx1xxx PSH Demande l’expédition des données au récepteur

xxx1xx RST Réinitialiser la connexion

xxxx1x SYNDemande ouverture de session, synchroniser les numéros de séquence,

premier paquet envoyé

xxxxx1 FIN Indique le dernier paquet de l’échange, demande fermeture de session


Fenêtre – 2 octets (16 bits)

Taille du fenêtre de réception

Nombre d’octets que le récepteur peut recevoir sans ACK

Somme de contrôle – 2 octets (16 bits)

Somme binaire complément à un de l’ensemble du paquet

Incorporation d’une « pseudo en-tête IP »

Permet de détecter des erreurs dans le paquet

Pointeur de données urgentes – 2 octets (16 bits)

Si URG FLAG levé, indique décalage entre numéro de séquence et position d’une donnée urgente



Options – Taille variable (0 – 40 octets / 320 bits)

Champ optionnelle

Contient un champ interne de « bourrage »

Permet de combler les options pour obtenir une en-tête multiple de 32 bits

Taille possible entre 0 et 7 bit


Taille maximale

IPv4 : 65 497 octets (65 535 – 18 octet TCP (sans options) – 20 octet IPv4 (sans options))

IPv6 : 65 477 octets (65 535 – 18 octet TCP (sans options) – 40 octet IPv6)

Plus grand avec « Jumbograms », champ mis a 0


DÉFINITIONS : FORMAT – LAYER 4 – PSEUDO EN-TÊTE IP 1 / 5

Faux en-tête IP

Utilisé dans le calcul du somme de contrôle

Permet de protéger et vérifier le paquet

Pseudos champs rempli avec des valeurs réels

Adresses IP

Taille message

Numéro du protocole






Adresse IPv4 de la destination

Zéros – 1 octet (8 bits)

Ensemble de 0


IPv4 – 12 octets (96 bits)


Protocol – 1 octets (8 bits)

Identifiant protocole

TCP → 6

UDP → 17


Longueur du paquet TCP / Datagramme UDP







Adresse IPv6 de la destination


Longueur du paquet TCP / datagramme UDP




Zéros – 3 octet (24 bits)

Ensemble de 0

Protocol – 1 octets (8 bits)

Identifiant protocole

TCP → 6

UDP → 17



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