Plan de cours Réseaux : Protocoles & Applications

R´eseaux services supports et applicatifs
´
Ecole Nationale d’Ing´enieurs de Tunis
2007 - 2008
Mohamed Koub`aa
D´epartement Technologies de l’Information et des Communications
´
Ecole Nationale d’Ing´enieurs de Tunis
courriel: mohamed.k[email protected]
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Plan du cours (1)
•Introduction aux r´eseaux
•Les protocoles de transport
◦Le protocole TCP
◦Le protocole UDP
•Les protocoles de cœur de r´eseau
◦Le protocole X.25
◦Le relais de trames
◦Les r´eseaux ATM - Asynchronous Transfer Mode
◦Les r´eseaux MPLS - MultiProtocol Label Switching
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Plan du cours (2)
•La couche application
◦La notion d’annuaire
◦Le transfert de fichiers
◦L’´emulation de terminal
◦La messagerie ´electronique
◦Le web
◦La parole t´el´ephonique
◦La t´el´ephonie sur IP
◦La vid´eo
◦Les protocoles d’applications P2P
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Introduction aux r´eseaux
Les protocoles de transport
Lesprotocolesdecœurder´eseau
La couche application
G´en´eralit´es
Le mod`ele OSI
Les cat´egories de r´eseaux
Les topologies de r´eseaux
La commutation
Les modes de communication
Plan du cours
•Introduction aux r´eseaux
•Les protocoles de transport
◦Le protocole TCP
◦Le protocole UDP
•Les protocoles de cœur de r´eseau
◦Le protocole X.25
◦Le relais de trames
◦Les r´eseaux ATM - Asynchronous Transfer Mode
◦Les r´eseaux MPLS - MultiProtocol Label Switching
•La couche application
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Introduction aux r´eseaux
Les protocoles de transport
Lesprotocolesdecœurder´eseau
La couche application
G´en´eralit´es
Le mod`ele OSI
Les cat´egories de r´eseaux
Les topologies de r´eseaux
La commutation
Les modes de communication
Que signifie r´eseau ?
•Un r´eseau en g´en´eral est le r´esultat de la connexion de plusieurs
machines entre elles, afin que les utilisateurs et les applications qui
fonctionnent sur ces derni`eres puissent ´echanger des informations
•Le terme r´eseau en fonction de son contexte peut d´esigner plusieurs
choses :
◦L’ensemble des machines d’une organisation avec les protocoles qui
sont utilis´es (Internet)
◦La fa¸con dont les machines d’un site sont interconnect´ees (r´eseau local
d’une entreprise)
◦Le protocole utilis´e pour assurer la communication entre machines
(r´eseau TCP/IP)
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Les protocoles de transport
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Le mod`ele OSI
Les cat´egories de r´eseaux
Les topologies de r´eseaux
La commutation
Les modes de communication
Pourquoi des r´eseaux ? (1)
•` Al’´epoque o`u on travaillait sur une mˆeme machine, toutes les
informations n´ecessaires au travail ´etaient centralis´ees sur la mˆeme
machine
•Pour des raisons de coˆuts ou de performances, on est venu `a
multiplier le nombre de machines ; les informations devaient alors
ˆetre dupliqu´ees sur les diff´erentes machines du mˆeme site
•La duplication ne permettait pas toujours d’avoir des informations
coh´erentes sur les machines ; Ce fˆut l’apparition des r´eseaux locaux
(propri´etaires ou maisons)
•Le besoin d’´echanger des informations entre sites distants se fait
ressentir ; Les r´eseaux moyenne et longue distance voient le jour
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Les topologies de r´eseaux
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Pourquoi des r´eseaux ? (2)
•Un r´eseau permet entre autre de :
◦Partager des donn´ees et des applications
◦Partager des p´eriph´eriques (imprimantes, serveurs, . . . )
◦Communiquer entre personnes (messagerie, discussion en direct, . . . )
◦Travailler sur les mˆemes informations (bases de donn´ees, . . . )
•mais aussi . . .
◦Diminuer les coˆuts par le partage des donn´ees et des ressources
◦Standardiser les applications
◦Faciliter l’acc`es aux donn´ees
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Le mod`ele OSI
Les cat´egories de r´eseaux
Les topologies de r´eseaux
La commutation
Les modes de communication
Pourquoi une normalisation ?
•Le besoin de normalisation afin de permettre l’´echange
d’informations entre les diff´erentes entit´es (ne parlant pas
n´ecessairement le mˆeme langage (protocole)) ne faisant pas partie
de la mˆeme communaut´e
•Des r´eflexions ont ´et´e faites dans ce sens afin d’essayer de recenser
les diff´erents probl`emes auxquels on est confront´e lorsqu’on veut
mettre des machines en r´eseau
•Apparition de mod`eles de r´ef´erence pour les r´eseaux (mod`ele OSI de
l’ISO)
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Les organismes de normalisation
•Deux organismes de normalisation pour r´eseaux informatiques :
◦L’ISO (International Standardization Organization)
◦L’UIT-T (Union Internationale des T´el´ecommunications) ex CCITT
•L’ISO est un organisme d´ependant de l’ONU
◦Les repr´esentants nationaux sont des organismes nationaux de
normalisation :
ANSI pour les USA
AFNOR pour la France
DIN pour l’Allemagne
BSIpourleRoyaumeUni
HSC pour le Japon
•L’UIT-T comprend des op´erateurs et industriels des
t´el´ecommunications
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Le mod`ele OSI (1)
•Pour faire circuler l’information sur un r´eseau, on peut utiliser
principalement deux strat´egies :
◦L’information est envoy´ee en un seul morceau
◦L’information est fragment´ee en petits morceaux (paquets) ; chaque
paquet est envoy´es´epar´ement sur le r´eseau. Les paquets sont ensuite
r´eassembl´es `a la destination. On parle de r´eseau `a commutation de
paquets
•La premi`ere strat´egie n’est pas utilis´ee car les risques d’erreurs et les
probl`emes sous-jacents sont trop complexes `ar´esoudre
•Le mod`ele OSI est un mod`ele `a sept couches qui d´ecrit le
fonctionnement d’un r´eseau `a commutation de paquets
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Les modes de communication
Le mod`ele OSI (2)
•Chacune des couches de ce mod`ele repr´esente une cat´egorie de
probl`emes que l’on rencontre dans un r´eseau et apporte les solutions
pour y rem´edier
•Le d´ecoupage des probl`emes en couche pr´esente des avantages :
◦Lorsqu’on met en place un r´eseau, il suffit de trouver une solution pour
chacune des couches
◦Il est possible de changer de solution technique pour une couche sans
pour autant ˆetre oblig´edetoutrepenser
◦Chaque couche garantit `alacouchequiluiestsup´erieure que le travail
qui lui a ´et´econfi´ea´et´er´ealis´e sans erreur
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Le mod`ele OSI (3)
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La commutation
Les modes de communication
La couche physique
•La couche physique s’occupe de la transmission des bits de fa¸con
brute sur un canal de communication
•Elle doit garantir la parfaite transmission des donn´ees (un bit `a1
envoy´edoitˆetre bien re¸cu comme bit valant 1)
•Elle doit normaliser :
◦Les caract´eristiques ´electriques (un bit `a1doitˆetre repr´esent´e par une
tensionde5V)
◦Les caract´eristiques m´ecaniques (forme des connecteurs, de la
topologie, ...)
◦Les caract´eristiques fonctionnelles des circuits de donn´ees ;
◦Les proc´edures d’´etablissement, de maintien et de lib´eration du circuit
de donn´ees
•L’unit´e d’information typique de cette couche est le bit, repr´esent´e
par une certaine diff´erence de potentiel
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La couche liaison de donn´ees
•La couche liaison a pour rˆole de transformer la couche physique en
une liaison a priori exempte d’erreurs de transmission pour la couche
r´eseau (d´etection et correction des erreurs de transmission)
•Elle fractionne les donn´ees d’entr´ee de l’´emetteur en trames,
transmet ces trames en s´equence et g`ere les trames d’acquittement
renvoy´ees par le r´ecepteur
•Elle doit ˆetre en mesure de reconnaˆıtre les fronti`eres des trames
(fanion)
•Elle doit ˆetre capable de renvoyer une trame lorsqu’il y a eu un
probl`emesurlalignedetransmission
•Elle int`egreunefonctiondecontrˆole de flux pour ´eviter
l’engorgement du r´ecepteur
•L’unit´e d’information de la couche liaison est la trame (quelques
centaines `a quelques milliers d’octets maximum)
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La commutation
Les modes de communication
La couche r´eseau
•La couche r´eseau permet de g´erer le sous-r´eseau, i.e. le routage des
paquets sur ce sous-r´eseau et l’interconnexion des diff´erents
sous-r´eseaux entre eux
•Au moment de sa conception, il est n´ecessairedebiend´eterminer le
m´ecanisme de routage et de calcul des tables de routage (tables
statiques ou dynamiques . . . )
•Elle contrˆole ´egalement l’engorgement du sous-r´eseau
•Il est aussi possible d’y int´egrer des fonction de comptabilit´e pour la
facturation au volume (peut ˆetre d´elicat)
•L’unit´ed’informationdelacoucher´eseau est le paquet
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La couche transport (1)
•La couche transport est responsable du bon acheminement des
messages complets au destinataire
◦Prend les messages de la couche session
◦Les d´ecoupe, s’il le faut, en unit´es de plus petites tailles (segmentation)
◦Passe les unit´es `alacoucher´eseau
◦S’assure de la bonne arriv´ee des unit´es de l’autre cot´edelaliaison
◦R´eassemble les morceaux `alar´eception
•Elle est ´egalement responsable de l’optimisation des ressources du
r´eseau (distribution du trafic sur le r´eseau, multiplexage, . . . )
•Elle est responsable du type de service `a fournir `a la couche session,
et finalement aux utilisateurs du r´eseau:serviceenmodeconnect´e
ou non, avec ou sans garantie d’ordre de d´elivrance, diffusion du
message `a plusieurs destinataires `alafois,...
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La couche transport (2)
•Elle est ´egalement responsable de l’´etablissement et du relˆachement
des connexions sur le r´eseau
•Elle est responsable du contrˆoledeflux
•La couche transport est l’une des couches les plus importantes, car
c’est elle qui fournit le service de base `a l’utilisateur, et c’est par
ailleurs elle qui g`ere l’ensemble du processus de connexion, avec
toutes les contraintes qui y sont li´ees
•L’unit´ed’informationdelacouchetransportestlemessage
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La couche session
•La couche session organise et synchronise les ´echanges entre tˆaches
distantes
•Elle r´ealise le lien entre les adresses logiques et les adresses
physiques des tˆaches r´eparties
•Elle ´etablit une liaison entre deux programmes d’application devant
coop´erer et commande leur dialogue (qui doit parler, qui parle . . . ) ;
Ce service d’organisation s’appelle la gestion du dialogue
•Elle permet d’ins´erer des points de reprise dans le flux de donn´ees de
mani`ere `a pouvoir reprendre le dialogue apr`es une panne
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La couche pr´esentation
•La couche pr´esentation s’int´eresse `a la syntaxe et `alas´emantique
des donn´ees transmises : c’est elle qui traite l’information de
mani`ere `a la rendre compatible entre tˆaches communicantes
•Elle assure l’ind´ependance entre l’utilisateur et le transport de
l’information
•Elle peut convertir les donn´ees, les reformater, les crypter et les
compresser
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Les modes de communication
La couche application
•La couche application constitue le point de contact entre l’utilisateur
et le r´eseau
•Elle apporte `a l’utilisateur les services de base offerts par le r´eseau,
comme par exemple le transfert de fichiers, la messagerie
´electronique, . . .
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