Réseaux I Conclusion : retour sur l`architecture protocolaire

Année 2010-2011
Réseaux I
Conclusion : retour sur l’architecture protocolaire
Nicolas Baudru
mél : [email protected]
page web : nicolas.baudru.perso.esil.univmed.fr
1
Plan
1 Rappels
2 Le dialogue inter-couches
3 OSI : le modèle de référence
4 L’architecture protocolaire de fait : TCP/IP
2
Rappels
Protocoles
Définition : Ensemble de règles convenues entre 2 entités désirant
communiquer et permettant d’instaurer un dialogue compréhensible.
Fonctions des protocoles : Assurer à l’utilisateur un accès aux ressources
informatiques distantes et lui procurer des services identiques que les
ressources soient locales ou distantes : c’est la notion de transparence.
Principaux problèmes à traı̂ter pour connecter des équipements et échanger
des informations :
I techniques de connexions compatibles
I protocoles d’échanges identiques
I sémantique de l’information compatible et compréhensible par les
différents partenaires de la communication
Chacun de ces problèmes spécifiques peut être traı̂té par une entité
fonctionnelle appelée couche, destinée à accomplir une tâche ou à rendre un
service.
Intérêt : évolutivité facile du système !
3
Rappels
Protocoles (2)
Exemples de fonctions pouvant être assurées par un protocole :
I
Codage des bits en signaux
I
Procédure de transmission
I
Détection des erreurs
I
I
Retransmission des données perdues
Contrôle de flux
I
Contrôle et mise à jour du routage
I
Fragmentation et réassemblage
I
Vérification du séquencement des paquets
I
Aiguillage locale vers une application
I
Formatage des données
I
...
4
Rappels
Besoin de protocoles à plusieurs niveaux
I
I
I
I
I
entre voisins (couche 1). Exemple : techniques de connexions compatibles
entre deux utilisateurs/commutateurs/routeurs contigus (couche 2).
Exemple : détection des erreurs
entre deux utilisateurs/routeurs contigus (couche 3). Exemple : contrôle
et mise à jour du routage
entre deux utilisateurs de bout en bout (couche 4). Exemple : vérification
du séquencement des paquets
entre applications de bout en bout (couche > 4). Exemple : formatage des
données
couche 1
couche 2
couche 3
couche 4
couche > 4
5
Rappels
Protocoles point à point et bout en bout
protocoles bout en bout
protocoles point à point
relais
relais
Protocole point à point :
I réalise un dialogue entre un système d’extrémité et un relais, ou entre
deux relais ;
I assure le transport de l’information dans le réseau ;
I fonctionne en mode connecté ou non connecté.
Protocole bout en bout :
I réalise un dialogue entre les systèmes d’extrémités ;
I vérifie l’intégrité des informations remises aux applications ;
I organise le dialogue applicatif ;
I fonctionne généralement en mode connecté.
6
Le dialogue inter-couches
Plan
1 Rappels
2 Le dialogue inter-couches
3 OSI : le modèle de référence
4 L’architecture protocolaire de fait : TCP/IP
7
Le dialogue inter-couches
Protocole et service
utilise
Service 4
fournit
couche 4
utilise
Service 3
fournit
couche 3
utilise
Service 2
fournit
P
R
I
M
I
T
I
V
E
protocole couche 4
protocole couche 3
couche 3
couche2
protocole
couche 2
couche 2
protocole
couche 2
couche 2
couche 1
protocole
couche 1
couche 1
protocole
couche 1
couche 1
utilise
Service 1
fournit
8
Le dialogue inter-couches
Principe de fonctionnement
I3
I3
protocole
couche n+1
données 3
H2
+
données 3
données 3
H2
données 3
protocole
couche n
I2
I2
données 2
H1 +
données 2
données 2
H1
données 2
protocole
couche n-1
données 1
données 1
données 1
H1
H2
données
9
Le dialogue inter-couches
Principe d’encapsulation de données
couche N+1
(N+1)IDU
(N+1)ICI
couche N
(N+1)PDU
(N+1)ICI
(N)SDU
Traitement
des
instructions
(N)ICI
(N)PDU
(N+1)PCI
(N)SDU
(N)IDU
(N)ICI
(N)PDU
couche N_1
PDU : Protocol Data Unit
IDU : Interface Data Unit
SDU : Service Data Unit
PCI : Protocol Control Information
ICI : Interface Control Information
10
OSI : le modèle de référence
Plan
1 Rappels
2 Le dialogue inter-couches
3 OSI : le modèle de référence
4 L’architecture protocolaire de fait : TCP/IP
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OSI : le modèle de référence
Les 7 couches du modèle OSI
Gestion des
applications
Fonctions de
transport
application
couche 7
présentation
couche 6
session
couche 5
transport
couche 4
réseau
couche 3
liaison de données
couche 2
physique
couche 1
12
OSI : le modèle de référence
Portée des différents protocoles
7
7
6
6
5
5
4
4
2
1
hôte A
3
3
3
1
3
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
LAN
WAN
LAN
WAN
13
hôte B
OSI : le modèle de référence
Encapsulation de données dans le modèle OSI
7
Application Protocol Data Unit (APDU)
6
Presentation Protocol Data Unit (PPDU)
5
Session Protocol Data Unit (SPDU)
4
Transport Protocol Data Unit (TPDU)
Segment
3
Network Protocol Data Unit (NPDU) ou paquet
2
Link Protocol Data Unit (LPDU) ou trame
1
Transfert de bits
14
OSI : le modèle de référence
Services mis en oeuvre dans une couche
Mécanismes élémentaires
I
L’encapsulation
I
Les primitives de service
Mécanismes supplémentaires
I
L’adaptation de la taille des unités de données
I
Le multiplexage et l’éclatement des connexions
I
I
Le contrôle de flux
Le maintien en séquence
I
L’accusé de réception
I
La détection, la correction et la notification d’erreur
I
La qualité de service
I
...
15
OSI : le modèle de référence
La couche physique
Fonctions :
Assure un transfert de bits sur le support
Fournit les moyens mécaniques (ex : connecteurs), électriques (ex : niveau de
tension) et fonctionnels à l’activation, au maintien et à la désactivation des
connexions physiques utilisés pour la transmission de bits.
Principaux éléments de la couche physique :
I
support physique
I
interface de connexion
I
codec, modem
I
multiplexeur, concentrateur, répéteur
16
OSI : le modèle de référence
La couche liaison de données
Fonctions :
Doit mettre en oeuvre une procédure de transmission des données (HDLC,
PPP, LLC, CSMA/CD, . . .)
Doit assurer que la transmission binaire sur le support est exempte d’erreur :
I
transmission des trames = (2)PDU en séquence
I
mécanisme d’acquittement des trames
I
contrôle du flux de transmission
I
gestion des erreurs (CRC)
Doit assurer l’acheminement des données dans un réseau de niveau 2
Principaux éléments de la couche liaison : commutateurs de niveau 2.
17
OSI : le modèle de référence
Couche réseau
Fonctions :
Doit assurer l’acheminement des données de la source vers la destination via
les différents réseaux de niveaux 2 constituant un réseau de niveau 3 :
I
techniques de routage
I
contrôle de la congestion
Doit permettre l’interconnexion de réseaux hétérogènes
I
techniques de segmentation et de réassemblage
I
gestion de l’interconnexion de réseaux utilisant des protocoles différents
Principaux éléments de la couche réseau : routeurs
18
OSI : le modèle de référence
Modèle de réseau de réseaux
19
OSI : le modèle de référence
Couche transport
Fonctions :
Assure un transport fiable des données de bout en bout quel que soit le réseau
sous-jacent (i.e. assure la transparence vis-à-vis des couches hautes) :
I
accepte des données de la couche supérieur
les divise en unités plus petites (appelées segments) si nécessaire
I
les transmet à la couche réseau
I
s’assure qu’elles arrivent correctement à l’autre bout
I
Principaux éléments de la couche transport : les équipements d’extrémité
(ETTD)
20
OSI : le modèle de référence
Couches session, présentation et application
Services session :
I
Boite à outils d’organisation du dialogue
I
Contrôle du tour de parole
I
Découpage hiérarchique du dialogue
I
Interruptions et reprises du dialogue
Services présentation :
I
Négociation de syntaxe (nombres binaires, textes, bouléens,...)
I
Conversation de syntaxe
Services application :
I
Contient une partie dépendante du contexte local (dépend de l’OS)
I
Les parties indépendantes du contexte local sont identifiées et normalisées
Dans le modèle TCP/IP, ces services sont assurés par un même protocole.
21
L’architecture protocolaire de fait : TCP/IP
Plan
1 Rappels
2 Le dialogue inter-couches
3 OSI : le modèle de référence
4 L’architecture protocolaire de fait : TCP/IP
22
L’architecture protocolaire de fait : TCP/IP
Modèle TCP/IP
7
6
SMTP
TELNET
FTP
HTTP
DNS
Vidéo
Tél
SNMP
5
TCP
4
3
UDP
ICMP
Protocole
routage
IP
ARP
2
Ethernet
PPP
FDDI
1
modèle
OSI
modèle
TCP/IP
23
Frame Relay
ATM
L’architecture protocolaire de fait : TCP/IP
Encapsulation de données
FTP
données
Entête TCP
TCP
n° de séquence, n° port, fenêtre
paquet IP
IP
Adresse IP source/destinataire, priorité, ségmentation, ...
trame Ethernet
Eth.
Phy
Adresse Ethernet source/destinataire
transfert de bits
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CRC
L’architecture protocolaire de fait : TCP/IP
A travers les couches
FTP
données
FTP
fragment TCP
TCP
TCP
paquet IP
paquet IP
IP
IP
IP
trame Eth.
paquet
IP
IP
trame FR
Eth.
Eth Eth
trame
Eth.
Eth.
Eth Eth
bits
Eth
FR
Eth phy
bits
FR
Ethernet
25
FR
Eth
trame
Eth.
Eth.
phy
Eth
bits
Eth.
Eth.
L’architecture protocolaire de fait : TCP/IP
Redistribution des fonctions des couches
Pourquoi ?
I
Les taux d’erreurs bit sont de plus en plus faibles
I
Les débits sont de plus en plus importants
I
La mémoire devient de moins en moins chère
=⇒ Simplification des protocoles de niveau 2.
Nouvelles tendances :
la correction des erreurs et le contrôle de flux sont assurés
I
au niveau transport pour TCP ;
I
au niveau application pour UDP ;
I
pas du tout pour les applications temps réelles.
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