Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet,

Computer Networking:
A Top Down Approach
Featuring the Internet,
2nd edition.
Jim Kurose, Keith Ross
Addison-Wesley, July
2002.
ENPC
Réseau
1
‰ Architecture générale
‰ Couche réseau: IP et le routage
‰ Couche transport: TCP et UDP
‰ Couche et programmation application
ENPC
Réseau
2
Organisation de l’internet
‰
Millions de machines
connectés: hôte, site


PC, station de travail,
serveurs
PDA, téléphone
routeur
serveur
station de travail
portable
ISP local
Exécutant applis réseau
‰
Liens de communication :


‰
ENPC
ISP regional
Fibre, radio, satellite…
Vitesse de transmission:
largeur de bande
routeurs: transmettent
des paquets (morceau de
données)
Réseau
d’entreprise
Réseau
3
Organisation de l’internet
‰
protocoles contrôlent l’envoi et
la réception des messages

‰
ex:, TCP, IP, HTTP, FTP, PPP
Internet: “réseau de réseaux”


Approximativement hiérarchique
Internet public versus intranet
privé
routeur
serveur

portable
ISP local
ISP regional
‰ Normes Internet

station de travail
RFC: Request for comments
IETF: Internet Engineering
Task Force
Réseau
d’entreprise
ENPC
Réseau
4
Services
‰
infrastructure de
communication
permettant des
applications réparties:

ENPC
Web, email, jeux, ecommerce, base de
données, partage de
fichiers (MP3)
Réseau
5
Protocole réseau
Toute activité dans l’internet est gouvernée par
des protocoles
‰ Les protocoles définissent le format, l’ordre des
messages échangés, ainsi que les actions
effectuées
‰
ENPC
Réseau
6
exemple
TCP connexion
requete
TCP connexion
réponse
Get http://www.awl.com/kurose-ross
<fichier>
temps
ENPC
Réseau
7
Structure du réseau:
‰ Extrémité du
réseau: applications
et hôtes
‰ Intérieur du
réseau:
 routeurs
 réseau
de réseaux
‰ Liens de
communication
ENPC
Réseau
8
Noeud réseau:
‰ Hôtes, sites:



ENPC
Exécutent des programmes
d’applications
Ex: Web, email
À l’extrémité du réseau
Réseau
9
Noeud réseau:
‰ Modèle client/serveur


Le site client demande un
service au site serveur et
reçoit la réponse. Le serveur
est toujours prêt à répondre
aux requêtes des clients.
Ex: Web browser/serveur;
email client/serveur
‰ Modèle pair à pair:


ENPC
communication entre sites,
sans passage par un serveur
Ex: Gnutella, KaZaA
Réseau
10
Transfert de données entre sites
‰
TCP - Transmission Control Protocol [RFC 793]

‰
UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]:

ENPC
Service orientée connexion
Service sans connexion
Réseau
11
Intérieur du réseau
‰ Maillage de routeurs
interconnectés
‰ Le problème: comment
transférer les données à
travers le réseau?
 Commutation par circuits:
circuit dédié pour une
communication: réseau
téléphonique
 Communication par paquets:
données envoyées par
“morceaux”
ENPC
Réseau
12
Structure de l’internet: réseau des
réseaux
Hiérarchique en général
Au centre: ISPs de niveau 1 se considérant comme égaux
entre eux(ex:UUNet, BBN/Genuity, Sprint, AT&T)
couverture national/internationalÆ ossature de
l’internet
‰
Interconnexion
des ISPs de
Niveau 1
Niv 1 ISP
Niv1 ISP
ENPC
Niv 1 ISP
Réseau
13
‰
ISPs Niveau 2 : ISPs plus petits (souvent régional)

‰
Connecter à un ou plusieurs ISPs de niveau 1, et possiblement à
d’autres ISPs de niveau 2
ISPs “Niv 3” et ISPs locaux (Dernière étape de l’accès
au réseau)
local
ISP
Niv 3
ISP
Niv-2 ISP
local
ISP
local
ISP
local
ISP
Niv-2 ISP
Niv 1 ISP
Niv 1 ISP
ENPC
Niv-2 ISP
local
local
ISP
ISP
Niv 1 ISP
Niv-2 ISP
local
ISP
Niv-2 ISP
local
ISP
Réseau
14
local
ISP
Niv 3 3
ISP
Niv 2 ISP
local
ISP
local
ISP
local
ISP
Niv 2 ISP
Niv 1 ISP
Niv 1 ISP
ENPC
Niv 2 ISP
local
local
ISP
ISP
Niv 1 ISP
Niv 2 ISP
local
ISP
Niv 2 ISP
local
ISP
Réseau
15
Comment perte et délai peuvent
apparaître?
paquets mis en file d’attente dans les tampons des
routeurs
‰ La vitesse d’arrivée des paquets excède la capacité des liens en
sortieÆ perte
‰ File d’attente pour les paquets qui doivent attendre leur tour
Paquet devant être transmis (délai)
A
B
ENPC
Paquet en attente(délai)
tampons libres. Paquets perdus si
plus de tampons libres
Réseau
16
Délais et routes dans l’Internet:
‰
Le programme Traceroute: fournit une mesure
des délais d’une source aux routeurs rencontrés
sur la route vers la destination. Pour chaque
routeur i:



L’émetteur envoie 3 paquets vers chaque routeur
Le routeur renvoie les paquets à l’émetteur
L’émetteur mesure l’intervalle entre l’envoi et la réponse
3 enquêtes
3 enquêtes
3 enquêtes
ENPC
Réseau
17
exemple
traceroute: gaia.cs.umass.edu à www.eurecom.fr
3 mesures
1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms
2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu (128.119.3.145) 1 ms 1 ms 2 ms
3 cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130) 6 ms 5 ms 5 ms
4 jn1-at1-0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129) 16 ms 11 ms 13 ms
5 jn1-so7-0-0-0.wae.vbns.net (204.147.136.136) 21 ms 18 ms 18 ms
6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu (198.32.11.9) 22 ms 18 ms 22 ms
7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46) 22 ms 22 ms 22 ms Liens
8 62.40.103.253 (62.40.103.253) 104 ms 109 ms 106 ms
9 de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129) 109 ms 102 ms 104 ms
10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms
11 renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54) 112 ms 114 ms 112 ms
12 nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13) 111 ms 114 ms 116 ms
13 nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102) 123 ms 125 ms 124 ms
14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110) 126 ms 126 ms 124 ms
15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54) 135 ms 128 ms 133 ms
16 194.214.211.25 (194.214.211.25) 126 ms 128 ms 126 ms
17 * * *
* Indique pas de réponse
18 * * *
19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms
ENPC
trans atlan
Réseau
18
Couches de protocoles
Les réseaux sont
complexes!
‰ Beaucoup de notions
 hôtes
 routeurs
 Liens de
communication
variés
 applications
 protocoles
 matériel, logiciel
ENPC
Organisation de la
structure des réseaux
Réseau
19
Organisation en couche
‰
Chaque couche implémente un service
 via ses propres actions
 En utilisant les services fournis par la couche
inférieure
‰
La modularité facilite la maintenance et la mise à
jour du système
 Un changement dans l’implémentation d’une
couche est transparent pour le reste du
système
ENPC
Réseau
20
Pile de protocoles Internet
‰
application: applications réseaux

‰
transport: transfert de données
entre port d’un site

‰
ENPC
IP
liaison: transfert de données entre
voisins

‰
TCP, UDP
réseau: routage des datagrammes
entre sites

‰
FTP, SMTP, STTP
application
transport
réseau
liaison
physique
PPP, Ethernet
physique: bits “sur le fil”
Réseau
21
Communication logique entre couches
Chaque couche:
‰ Distribuée
‰ Entité
implémentant
les fonctions à
chaque noeud
‰ Entité qui
effectue des
actions,
échange des
messages avec
les entités
pairs
ENPC
application
transport
réseau
liaison
physique
application
transport
réseau
liaison
physique
réseau
liaison
physique
application
transport
réseau
liaison
physical
application
transport
réseau
liaison
physique
Réseau
22
Ex.: transport
‰ Prend des données
de application
‰ Ajoute adressage
et des infos pour
assurer la fiabilité:
forme un
datagramme
‰ Envoie le
datagramme à son
pair
‰ Attend du pair
l’accusé de
réception(ack)
ENPC
données
application
transport
transport
réseau
liaison
physique
application
transport
réseau
liaison
physique
ack
données
réseau
liaison
physique
données
application
transport
réseau
liaison
physique
application
transport
transport
réseau
liaison
physique
Réseau
23
Communication physique
données
application
transport
réseau
liaison
physique
application
transport
réseau
liaison
physique
ENPC
réseau
liaison
physique
application
transport
réseau
liaison
physique
données
application
transport
réseau
liaison
physique
Réseau
24
Couches de protocoles et données
Chaque couche de la source prend les données de la couche
supérieur
‰ Ajoute un entête pour créer une nouvelle unité de données
‰ Transmet ces donnes à la couche du dessous
source
M
Ht M
Hn Ht M
Hl Hn Ht M
ENPC
application
transport
réseau
liaison
physique
destination
application
Ht
transport
Hn Ht
réseau
liaison
Hl Hn Ht
physique
M
message
M
segment
M datagramme
M
trame
Réseau
25