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Introduction aux protocoles de l`Internet
Notes : Introduction aux protocoles de l’Internet Chaput Emmanuel 2016-2017 Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 1 / 41 Les grandes questions existencielles 1 C’est quoi l’Internet ? 2 Qui dirige l’Internet ? 3 A qui appartient l’Internet ? 4 Comment fonctionne l’Internet ? 5 Références bibliographiques Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet Notes : 2016-2017 2 / 41 C’est quoi l’Internet ? C’est quoi l’Internet ? 1 Notes : C’est quoi l’Internet ? Une communauté de personnes Un réseau de réseaux Un ensemble de ressources Des protocoles spécifiques Historique Évolutions Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 3 / 41 C’est quoi l’Internet ? Qu’est-ce que l’Internet ? Notes : Au premier abord Un ensemble de machines interconnectées Constituant le plus grand réseau du monde Animé par les protocoles TCP / IP. Ou, d’après [3] Un réseau de réseaux Une communauté de personnes Un ensemble de ressources Mais encore ? Des choix technologiques Il y a également une histoire Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet C’est quoi l’Internet ? 2016-2017 4 / 41 Un réseau de réseaux Un réseau de réseaux Notes : Inter - network Réseau Machines reliées par des liens Interconnexion Réseaux reliés par des routeurs Comme le téléphone ? Les éléments ne définissent pas le service Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet C’est quoi l’Internet ? 2016-2017 5 / 41 Un réseau de réseaux Un réseau de réseaux (2) Notes : Aux extrémités Hôtes Applications (qui sollicitent) Au cœur Liens Routeurs (qui acheminent) Entre eux Des protocoles (qui animent) Caractéristique forte Hétérogénéité (depuis le début) Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 6 / 41 C’est quoi l’Internet ? Un réseau de réseaux 11 00 000 11 1 Notes : Routeur Routeur Routeur 0 001 11 0 1 Routeur 0 001 11 0 1 Routeur Routeur Routeur Routeur Routeur 0 001 11 0 1 Chaput Emmanuel 0 001 11 0 1 0 001 11 0 1 Introduction aux protocoles de l’Internet C’est quoi l’Internet ? 0 001 11 0 1 2016-2017 7 / 41 Des protocoles spécifiques Des protocoles spécifiques Notes : Des caractéristiques propres Commutation de paquets À l’opposé de la téléphonie Routage en mode datagramme À l’opposé de X.25 Service qualifié de “best effort” Aucune garantie ! Schéma applicatif uniforme Mode client-serveur Un réseau très typé ! Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet C’est quoi l’Internet ? 2016-2017 8 / 41 Historique Historique (1/2) 1957 1958 1961 1962 1964 1968 1969 1969 1971 1972 1974 Notes : Lancement du Spoutnik (4 Octobre) Création de l’ARPA (Février) Étude de la commutation de paquet par L. Kleinrock Licklider évoque un “réseau galactique” Baran propose une structure de réseau maillé échangeant des “paquets” Appel d’offre de l’ARPA pour la création d’un réseau Première expérimentation réalisée par BBN (29 Octobre) Les quatres IMP communiquent ! (5 Décembre) ARPA net comprend 14 machines communiquant par NCP , apparition du premier mail ARPA net comprend 40 machines Première proposition de TCP / IP par Vinton Cerf et Robert Kahn. Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 9 / 41 C’est quoi l’Internet ? Historique Historique (2/2) Notes : 1974 Première proposition de TCP / IP par Vinton Cerf et Robert Kahn. 1981 ARPAnet compte 213 machines. 1983 IP et TCP deviennent les protocoles officiels de l’Internet [4] (1er Janvier) 1983 ARPAnet compte 562 machines. Création du DNS 1984 ARPAnet compte 1024 machines) 1988 L’internet worm de R. Morris contamine 10% des 60000 stations de l’Internet (2 Novembre) 2001 125 888 197 machines répertoriées (Juillet). Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet C’est quoi l’Internet ? 2016-2017 10 / 41 Évolutions Croissance de l’Internet Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet Notes : 2016-2017 11 / 41 Qui dirige l’Internet ? Qui dirige l’Internet ? 2 Notes : Qui dirige l’Internet ? L’Internet Society L’Internet Architecture Board L’Internet Engeneering Task Force L’Internet Assigned Numbers Authority L’Internet Corporation for Assigned Names and Numbers Les documents de standardisation Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 12 / 41 Qui dirige l’Internet ? L’Internet Society L’Internet Society (ISOC) Notes : Mission ”The mission of the Internet Society is to promote the open development, evolution, and use of the Internet for the benefit of all people throughout the world.” Donne un cadre plus formel a des entités existantes Chapeaute et organise les relations entre les entités Membres individuels ou non de tous pays Fondée en 1992 Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet Qui dirige l’Internet ? 2016-2017 13 / 41 L’Internet Architecture Board L’Internet Architecture Board (IAB) Notes : Mission “The IAB is chartered both as a committee of the Internet Engineering Task Force (IETF) and as an advisory body of the Internet Society (ISOC). Its responsibilities include architectural oversight of IETF activities, Internet Standards Process oversight and appeal, and the appointment of the RFC Editor.” Les “chercheurs de l’Internet” Industriels, universitaires, chercheurs Architecture globale et à long terme Évolutions majeures de l’Internet Supervise les autres organismes Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet Qui dirige l’Internet ? 2016-2017 14 / 41 L’Internet Engeneering Task Force L’Internet Engeneering Task Force (IETF) Notes : Mission “The goal of the IETF is to make the Internet work better” [1]. Développement ouvert de standards Recherche de compromis Sur la base du volontariat Structure très légère Découpée en Working Areas Subdivisées en Working Groups Structure hiérarchique et dynamique En fonction des sujets à étudier Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 15 / 41 Qui dirige l’Internet ? L’Internet Engeneering Task Force Les groupes de travail de l’IETF Notes : Regroupés en Working Areas Security area, Transport area, Routing area, . . . Dédié à une tâche précise IPDVB , NEMO , ... Présidé par un chairman Structure très informelle et ouverte Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet Qui dirige l’Internet ? 2016-2017 16 / 41 L’Internet Assigned Numbers Authority L’Internet Assigned Numbers Authority (IANA) Notes : Gestion et de l’attribution des identifiants Première idée de centralisation dans [2] Numéros de port, de protocoles, . . . Adresses IP (aka InterNIC) Délégation à des RIRs (Regional Internet Registry) Lié au routage (hiérarchie) Par classe puis à la CIDR Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet Qui dirige l’Internet ? 2016-2017 17 / 41 L’Internet Assigned Numbers Authority Les RIRs Chaput Emmanuel Notes : Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 18 / 41 Qui dirige l’Internet ? L’Internet Corporation for Assigned Names and Numbers L’Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN) Notes : Société de droit privé californien Composée de membres élus de tous pays . . . Fonction très stratégique Nombreux procès entre “clients” Service (délégué) “juteux” Régulièrement cible de critiques Uniform Domain-Name Dispute-Resolution Policy Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet Qui dirige l’Internet ? 2016-2017 19 / 41 Les documents de standardisation Les Requests For Comments Notes : Les “normes” de l’Internet Héritage de Jon Postel Une RFC décrit comment rédiger les RFC [5] Différentes catégories standards track non standards track best current practices Avant d’être une RFC : Internet Draft Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet Qui dirige l’Internet ? 2016-2017 20 / 41 Les documents de standardisation Les Requests For Comments Notes : IETF Transport Area PMTUD Working group id−truc RFC Editor RFC 352 Standards Track Non Standards Track STD 51 (PPP) RFC 1661 RFC 1662 Best Current Practice Experimental BCP : 92 RFC 4620 RFC 3932 Informational RFC 1462 Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 21 / 41 A qui appartient l’Internet ? A qui appartient l’Internet ? 3 Notes : A qui appartient l’Internet ? Les fournisseurs d’accès L’interconnexion des FAI Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 22 / 41 A qui appartient l’Internet ? À qui appartient l’Internet ? Notes : Historiquement institutions américaines Défense, éducation Actuellement gros opérateurs Publics ou privés D’une certaine façon, aux fournisseurs d’accès (FAI) Chacun sa part Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet A qui appartient l’Internet ? 2016-2017 23 / 41 Les fournisseurs d’accès Les fournisseurs d’accès Notes : On peut les répartir très schématiquement Tier-one Provider échelle mondiale Tier-two Provider échelle continentale nationale Tier-three Provider plus modestes Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 24 / 41 A qui appartient l’Internet ? Les fournisseurs d’accès Les tier-one providers Notes : AOL, ATT, GX, Level3, NTT, Qwest, SAVVIS, Sprint, Verizon, . . . Propriétaires de très gros réseaux Plusieurs dizaines (centaines) de milliers de kilomètres de fibre Leurs clients Les tier-two, . . . Entre eux Relations d’égal à égal (peering) Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet A qui appartient l’Internet ? 2016-2017 25 / 41 L’interconnexion des FAI L’interconnexion des FAI Notes : Le liant de l’Internet Liaisons entre les différents “cœurs” de l’Internet Relations entre FAIs Quelles relations commerciales ? Où les mettre en place ? Quelle mise en place technique ? Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet A qui appartient l’Internet ? 2016-2017 26 / 41 L’interconnexion des FAI Peering ou relation commerciale ? Notes : Relation commerciale Fournisseur vers client Le fournisseur achemine le trafic du/depuis le client Le client paye ce service (qu’il revend à ses clients) Peering Relation pour un bénéfice mutuel Chacun achemine une partie du trafic de l’autre Relation “équilibrée” Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 27 / 41 A qui appartient l’Internet ? L’interconnexion des FAI Les points de présence Notes : POP ou NAP Site sur lequel des équipements du FAI sont présents câbles routeur, commutateur, . . . Pour accéder à ses fournisseurs (Carrier Hotel) ses clients (DSLAM, “WebCafé”) ses partenaires Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet A qui appartient l’Internet ? 2016-2017 28 / 41 L’interconnexion des FAI La colocalisation Notes : Colocalisation de points de présences de FAIs différents telecom hotel ou carrier hotel Local fournissant un service d’hébergement D’équipements informatiques (serveurs, sauvegarde, . . . ) réseau (routeurs, commutateurs, . . . ) De services sites web accès Internet Exemple : Telehouse Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet A qui appartient l’Internet ? 2016-2017 29 / 41 L’interconnexion des FAI Les points d’échange Notes : Service d’interconnexione entre FAIs Global Internet eXchange (GIX) Service d’interconnexion Équipements spécifiques Localisé dans un Carrier Hotel par exemple Structure éventuellement “légère” Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 30 / 41 A qui appartient l’Internet ? L’interconnexion des FAI Un exemple d’IX : PARIX Chaput Emmanuel Notes : Introduction aux protocoles de l’Internet A qui appartient l’Internet ? 2016-2017 31 / 41 L’interconnexion des FAI Un exemple Point de présence d’un IX Notes : Telehouse 1 Rue des Jeuneurs Point de présence d’un FAI Accord de peering entre deux FAIs Relation client −> fournisseur entre FAIs Completel 12670 Free Telecom Nerim AS13193 PARIX Renater PARIX PARIX FreeIX FreeIX SFINX Interxion Aubervilliers Neuf Global Crossing 3549 Redbus SFINX PARIX FreeIX Chaput Emmanuel France teaser FreeIX Introduction aux protocoles de l’Internet FreeIX 2016-2017 Telehouse 2 Rue Voltaire Nerim OVH 16276 32 / 41 Comment fonctionne l’Internet ? Comment fonctionne l’Internet ? 4 Notes : Comment fonctionne l’Internet ? Architecture protocolaire Le service réseau Les services transport Le modèle client-serveur Un service avec ou sans connexion Encapsulation, fragmentation Le routage Les applications Implantation Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 33 / 41 Comment fonctionne l’Internet ? Architecture protocolaire Notes : Application Mise en oeuvre d’un service applicatif SMTP, HTTP, NNTP, ... Transport Communication fiable de bout en bout Acheminement de bout en bout au travers de liaisons heterogenes Transfert de trames de proche en proche TCP, UDP Réseau IP Liaison Ethernet, FDDI, ... Modèle plus simple que le modèle de référence Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet Comment fonctionne l’Internet ? 2016-2017 34 / 41 Architecture protocolaire Notes : Gestion P RI D NS CP Controle DH VP RS Donnees HTTP ... NFS ... ... TCP UDP ... P M IC IP Ethernet PPP ... Décomposition en plan récente dans la tradition IP Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet Comment fonctionne l’Internet ? 2016-2017 35 / 41 Le service réseau Le service réseau Notes : À commutation de paquets (de taille variable) Sans connexion De type best effort Non fiable Routage de proche en proche Mise en œuvre de IP très simple Presque aussi performant que commutation Extrèmement souple Très efficace en l’absence de congestion Mais la médaille à un revers ! Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 36 / 41 Comment fonctionne l’Internet ? Les services transport Les services transport Notes : Un service sans connexion Orienté datagramme Non fiable, non ordonné User Datagram Protocol (UDP) Un service avec connexion Service flux d’octet Fiable, ordonné Contrôle de flux Transport Control Protocol (TCP) Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet Comment fonctionne l’Internet ? 2016-2017 37 / 41 Le modèle client-serveur Le modèle client-serveur Notes : Fondement de toutes les applications IP Le serveur Attend les sollicitations des clients Y répond Le client Émet une requête Établi une connexion Échanges de données full duplex Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet Comment fonctionne l’Internet ? 2016-2017 38 / 41 Le routage Le routage Notes : Routage en mode datagramme IP se fonde sur une table de routage Des protocoles du plan de gestion la mettent à jour Protocoles applicatifs Messages véhiculés par IP (via TCP ou UDP) Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 39 / 41 Comment fonctionne l’Internet ? Les applications Les applications Notes : Applications de tout type Transfert de fichier Travail à distance Communication ... Utilisent TCP ou UDP Besoin de fiabilité Besoin d’efficacité Fiabilité à la TCP superflue Lourdeur de la connexion Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet Comment fonctionne l’Internet ? 2016-2017 40 / 41 Implantation Implantation Notes : Implantation classique de la pile IP dans un système d’exploitation Les couches réseau et transport sont implantées dans le noyau Les protocoles applicatifs sont implantés en mode utilisateur Éventuellement root ou équivalent L’API socket leur permet de communiquer Par exemple au travers d’un appel système Interface cohérente avec le système de fichiers Utilisation de read, write, . . . Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 41 / 41 Références bibliographiques [1] H. Alvestrand. RFC -3935 : A mission statement for the ietf. Best current practice, IETF, Network Working Group, October 2004. [2] V. G. Cerf and J. Postel. RFC 322 : Well known socket numbers, March 1972. Status : UNKNOWN. [3] E. Krol and E. Hoffman. RFC -1462 : Fyi on ”what is the internet ?”. Technical report, IETF, Network Working Group, May 1993. [4] J. Postel. RFC 801 : Ncp/tcp transition plan. Technical report, IETF, November 1981. [5] J. Postel and J. Reynolds. RFC 2223 : Instructions to rfc authors. Informational, ISI, October 1997. Chaput Emmanuel Introduction aux protocoles de l’Internet 2016-2017 41 / 41 Notes :
