INTERNET SNT-seconde Léon l’Africain 2019-2020 INTERNET Historique • 1961 (lors de la guerre froide entre USA et la URSS), le pentagone demande à la RAND corporation de développer une alternative du réseau de télécom qui ne serait pas interrompu par une attaque russe. • 1964 Paul Baran émet l’idée de créer un réseau décentralisé. Parallèlement l’ ARPA travaille sur un projet similaire (Agence américaine pour les projets de recherches avancés de la défense) • 1969 : Création d’ARPANET : l’ancêtre d’INTERNET 4 ordinations en ligne dans des laboratoires de recherches différents • 1972 : invention du premier courrier électronique • 1974 : Les réseaux deviennent de plus en plus étendus. Invention du protocole TCP/IP. • 1983 : Le protocole TCP/IP se standardise. Le réseau devient assez dense. L’ ARPANET se détache du réseau qui devient INTERNET. • 1992 : 1 000 000 d’ordinateurs connectés à INTERNET • 1997 : Apparition du Wi-Fi • 2018 : Plus de 1,5 milliard de sites internet dans le monde Définition d’un réseau Ensemble formé de lignes ou d'éléments qui communiquent ou s'entrecroisent : Réseaux routiers, réseaux ferroviaires, réseaux aériens • Conçus pour relier différentes régions entre elles, qui appartiennent à une même compagnie. Réseaux électriques • Conçus pour permettre la circulation et la distribution de l'électricité Réseaux téléphoniques • Conçus pour le transport de la voix en temps réel Objet de Ce cours Réseaux informatiques • Conçus pour le transport de données informatiques etc …… Les réseaux informatiques Définition : Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Des réseaux pour quoi faire ? Pour communiquer entre les machines et entre les utilisateurs Partage d’informations : des fichiers de données (dossiers partagés) des bases de données Partage de ressources : Imprimantes Scanner Les composants d’un réseau Des ordinateurs, serveurs, imprimantes Des câbles avec des connecteurs RJ45 Des fibres optiques Des commutateurs (switch) Des cartes réseaux Routeur Du wifi Le débit standard actuel d’un réseau éthernet est de 100 Mbits/s à 1Gbits/s Le câble cuivre 4 paires torsadées Les lignes de transmission sont formées de deux conducteurs enroulés l'un autour de l'autre dans le but de maintenir précisément la distance entre fils pour • supprimer les réflexions des signaux aux raccords et en bout de ligne. • diminuer la diaphonie : « bruit » due aux interférences. La fibre optique Elle a un débit d'informations nettement supérieur à celui des câbles coaxiaux (1Go/sec) et supporte un réseau « large bande » par lequel peuvent transiter aussi bien la télévision, le téléphone, la visioconférence ou les données informatiques. Utilisée pour les longues distances. La fibre est insensible aux parasites électromagnétiques et radioélectriques. Carte réseau • Chaque machine est équipée d’une carte réseau • Une carte réseau sert d’interface physique entre l’ordinateur et le câble. • Rôle : - Elle prépare pour le câble réseau les données émises par l’ordinateur émetteur - Elle transfère les données vers un autre ordinateur toute en contrôlant le flux de données - Traduit les données venant du câble - Prépare les données - Contrôle le flux Traduit les données venant du câble Carte réseau Carte réseau intégré sur la carte mère Carte réseau placée sur un slot libre de la carte mère Chaque carte dispose d’une adresse unique, appelée adresse MAC unique codée sur 6 octets Exemple : 00-14-78-53-01-D8 Les commutateurs (Switchs) Un Switch ou commutateur est un dispositif électronique permettant de relier des machines entre elles dans un réseau informatique local de type Ethernet. Ce dispositif est dit intelligent par opposition au hub car, alors que ce dernier fait transiter les données par toutes les permet de uniquement destinataire. machines, le Switch diriger les données vers la machine Le hub D C 3 4 Hub 1 A 2 B Lorsque la machine A envoie un message à la machine C le hub le transmet à toutes les machines du réseau (B,C,D). Mais seul la machine C peut consulter le message puisque c’est la seule qui détient l’adresse de destination. Le hub fonctionne en diffusion. C’est pour cette raison il ne s’utilise plus. Le Switch D C Port 4 3 Switch 1 A 2 Adresse MAC 1 001-0A1 3 001-0C1 2 001-0B1 4 001-0D1 B Lorsque la machine A envoie un message à la machine C. Le switch commence à remplir sa table: adresse MAC du port 1 (source) Le switch envoie à tout les ports (Sauf le port source) en demandant qui détient l’adresse indiquée par la machine A. Seul la machine C répond Chaque fois qu’une machine envoie ou reçoit un message, le switch note son adresse MAC ainsi que le port correspondant puis le mémorise dans sa table Le wifi Réseau sans fil à la norme 802.11 qui permet de relier des ordinateurs portables, des PC, des périphériques à une liaison haut débit . Norme 802.11 a • année 2001 • fréquence de 5Ghz •Débit maximum : 54 Mbit/s • périmètre 30m Norme 802.11 ac • année 2014 • fréquence de 5Ghz •Débit maximum : 1,3 Gbit/s • périmètre 100m Le wifi Avantage du Wifi Réduite les couts des installations en minimisant le câblage Exemple : dans les hôtels, les entreprises,….. Éviter ………………… Inconvenients du Wifi Contribue à la pollution EM Classification des réseaux Réseaux personnels (PAN) Réseau domestique ( < dizaine de machines) Personal Area Network Classification des réseaux Réseaux locaux (LAN) type de réseau qu’on trouve dans : • une entreprise • un établissement scolaire • Un campus couverture géographique est limitée à ̴ 1Km Nombre de machines < 100 Local Area Network Classification des réseaux Réseau métropolitain ou urbain Association de plusieurs réseaux locaux (LAN) Couverture géographique entre 10 à 25 Km L’interconnexion entre les différents réseaux est faite par des routeurs Metropolitan Area Network Classification des réseaux Réseaux etendu (WAN) Le réseau des réseaux : INTERNET Couverture géographique étendue : un pays, toute la planète Wide Area Network Récapitulation Exemple de réseau complet Serveur Routeur ADSL Pare-feu Filtre internet Routage IP Vers le réseau Serveur secondaire switch ________________ Impression Sauvegarde Serveur Intranet. ________________ Salle informatique administratif Serveur principal ________________ Antivirus Fichiers perso Imprimante laser Imprimante couleur Sur un serveur d’impression Salle de classe WiFi Mais comment communique une machine ? Pour qu’une communication fonctionne il faut établir quelques règles simples : PROTOCOLES ! Dans une conversation, par exemple, il convient de ne pas parler en même temps, de parler la même langue, de parler du même sujet… Les protocoles réseaux Qu’est-ce qu’un protocole ? Un protocole est un ensemble de standards crées dans le but de régulariser les comportements Exemple : les lumières de signalisation Objectifs des protocoles réseaux Etablir un ensemble de règles définissant le mode de communication entre machines Exemples TCP/IP , HTTP, Ethernet, etc. Architecture des réseaux : Modèle OSI Au début des années 1970, les constructeurs informatiques (IBM, Apple,.....) proposaient des architectures réseaux propre à leurs équipements Conséquence : Il n’ était pas possible d’interconnecter et donc de communiquer entre machines de constructeurs différents Pour éviter la multiplication des solutions d’interconnexion d’architecture hétérogènes, l’ISO ( International Standards Organismes), (organisme dépendant de l’ONU) a développé un modèle de référence appelé modèle OSI (Open Systems Interconnection). Ce modèle décrit les concepts utilisés et la démarche suivie pour normaliser l’interconnexion de systèmes ouverts Modèle OSI :Pour une bonne communication : Application APDU Application Présentation PPDU Présentation Session SPDU Session Transport Segments Transport Réseau Paquets Réseau Liaison Trames Liaison Physique Bits Physique L’architecture de communication est organisée selon une hiérarchie des couches Chaque couche représente un service Chaque couche demande un service de la couche inférieur Chaque couche ne peut communiquer qu’avec la couche du même niveau dans un autre système Pour une bonne communication : Le modèle TCP/IP, adapté à la communication sur Internet utilise : • des couches (règles, support), • des protocoles (sujet, langue, parole). TCP/IP Transmission control Protocol/Internet Protocol Un exemple : le protocole TCP/IP Les différents protocoles du monde TCP/IP sont donc organisés en couches. Ils communiquent entre eux verticalement en se passant des données qu’ils vont encapsuler ou désencapsuler. La remise des données encapsulées au bon destinataire se fait grâce à un code identifiant ce dernier. 32 Un exemple : le protocole TCP/IP Les protocoles de la famille TCP/IP vont, chacun, rendre un certain type de service, Essayons d’appréhender quelques uns de ces concepts à travers un exemple... 33 Observons l'organisation fonctionnelle. Un écrivain envoie régulièrement ses chapitres manuscrits à son éditeur... la comptable de l’éditeur se charge …qui les relit avant de payer l’écrivain. de les faire imprimer... En réalité, l’écrivain fait exécuter le travail d’envoi par sa secrétaire... l’éditeur et la comptable également. 35 N’étant pas dans la même ville, les secrétaires s’envoient les différents documents par la poste... Qui les fait parvenir par le rail ou la route au bureau correspondant. 36 Après avoir vu l’organisation fonctionnelle, voyons les données échangées. L ’écrivain fournit ses feuilles manuscrites à sa secrétaire... 37 Qui va la mettre dans une enveloppe, destinée à l’éditeur, remise à la poste... 38 La poste va mettre cette enveloppe dans un paquet contenant toutes les lettres destinées au bureau correspondant... 39 Après transfert par la route et/ou le rail, le paquet arrive au bureau de poste destinataire... 40 Extraite du paquet, la lettre parvient à la secrétaire... 41 Qui, voyant qu’il s’agit d’un manuscrit, le remet à l’éditeur. 42 Suivant le même chemin, la facture de l’écrivain serait remise à la comptable. 43 Observons maintenant le schéma général de l’exemple. Enfin, on trouve au sommet L’écrivain et l’éditeur la couche application. ouparticularité la comptableUne de la communiquent couche : elle fourni Le TCP document logiquement. Mais communique avec les par l’écrivain est mis physiquement, les Les secrétaires différentes applications vont en enveloppe, puis de transferts s’effectuent constituer la couche application lapaquet couche dans un : par en par des intermédiaires. transport, des ports. la couche TCP technique réseau, on parlera d’encapsulation. La poste figure ici ce que l’onLaappelle route la oucouche le rail, réseau, dénommée couche utilisés pour l’envoi des IP.données, constituent en réseau la couche physique. 44 Protocole TCP/IP • Le protocole IP (Internet Protocol) donne une adresse à toutes les machines du réseau. Ses principales fonctions sont : définir le format des données (datagramme) d’assurer l’adressage et le routage jusqu’à leur adresse de destination fragmenter et réassembler les datagrammes si nécessaire • Le protocole TCP (Transmission Control Protocol) Ses principales fonctions sont : détection d’erreurs détection de perte duplication de paquets réémission automatique des paquets perdus. Adressage Afin de diriger les informations vers le bon destinataire, il est nécessaire d’affecter une adresse différente dans le réseau à chaque ordinateur ou périphérique. Les appareils sont identifiés par un numéro ou une adresse et les données qui circulent sont accompagnées de ce « numéro adresse » pour que seul l’appareil concerné les réceptionne. Adressage physique • Sur un réseau chaque élément est affecté d’un numéro unique l’identifiant physiquement. • Cette adresse physique (adresse MAC – Media Access Control) est représentée par une suite de 6 octets. 00.50.5B. 4F.28.CA (hexa ) • Les bits de poids fort indiquent le constructeur. • Les bits de poids faible indiquent le numéro de série ou un identifiant unique de la carte. Adressage physique et logique • L’adresse MAC permet à tous les coups d’identifier la machine. • Cependant les applications doivent éviter d’utiliser cette adresse car il faudrait la changer dés lors qu’on change un ordinateur ou une carte dans le réseau. • Aussi, les applications travaillent avec une adresse logique. Adressage logique - IP Sur un réseau, les ordinateurs communiquent entre eux grâce au protocole TCP-IP qui utilise des adresses de 32 bits, que l'on écrit sous forme de 4 nombres : a.b.c.d Exemple 11000000 192.168.12.5 10101000 00001100 00000101 Une Adresse IP (V4) est constituée de 4 octets (byte) • 1 octet = 1 nombre binaire (1 ou 0 , base 2) de 8 bits : 8 bits = 2 8 = 256 => 1 octet = [0 - 255] • Chaque octet est séparé par 1 point. Sur un même réseau, chaque ordinateur doit avoir une adresse IP unique Classes d'adresses IPv4 Une adresse IP comporte 2 parties : identificateur réseau (net-id) identificateur d’hôte (host-id) 1er Octet 2ème Octet 3ème Octet 4ème Octet Classe A Réseau Host Host Host Classe B Réseau Réseau Host Host Classe C Réseau Réseau Réseau Host • Adresses de Classe A Premier Octet compris entre 0 et 127 Réseau (0 à 127) Host Host Host 8 bits 8 bits 8 bits Il y a 24 bits pour coder le numéro de host soit 224 adresses possibles ou 16 777 216 hosts Il y a 126 adresses de réseaux de Classe A: - Seuls 7 bits sont utilisés pour coder le numéro de réseau - Seules les organisations de très grande taille ont des adresses de Classe A ( Armée, Gouvernement, Universités, Opérateurs, Grandes Entreprises,...) 50% de l'espace total est pris par les adresses de Classe A • Adresses de Classe B Premier Octet compris entre 128 et 191 Réseau (128 à 191) Réseau Host Host 8 bits 8 bits Il y a 16 bits pour coder le numéro de host soit 216 adresses possibles ou 65 536 hosts Il y a 16 384 (214) adresses de réseaux de Classe B: - Seuls 14 bits sont utilisés pour coder le numéro de réseau - Les organisations de grande taille ont des adresses de Classe B ( Agences Gouvernementales, Universités, Opérateurs, Grandes Entreprises,...) 25% de l'espace total est pris par les adresses de Classe B • Adresses de Classe C Premier Octet compris entre 192 et 223 Réseau Réseau Réseau Host (192 à 223) 8 bits Il y a 8 bits pour coder le numéro de host soit 28 adresses possibles ou 256 hosts Il y a 2 097 152 (221) adresses de réseaux de Classe C: - Seuls 21 bits sont utilisés pour coder le numéro de réseau 12,5% de l'espace total est pris par les adresses de Classe C. Classes d'adresses IPv4 • Pénurie d'Adresses • Au début d'Internet, les adresses IP étaient allouées sans tenir compte du besoin réel. • Il n'y a pas de possibilité d'allouer un réseau de taille moyenne. • La première solution a été l'utilisation de sous-réseaux (RFC 950 en 1985) Classes D et E 12,5% Classe C 12,5% Classe B 25% Classe A 50% Masque de sous réseau • Le masque permet de connaître le réseau associé à une adresse IP. • Un masque réseau se présente comme une adresse IP, il comprend (dans sa notation binaire) des zéros aux niveaux des bits du host-ID et des 1 au niveau de ceux du net-ID. • En généralisant, on obtient les masques suivants pour chaque classe : • Pour une adresse de Classe A, le masque est 255.0.0.0 • Pour une adresse de Classe B, le masque est 255.255.0.0 • Pour une adresse de Classe C, le masque est 255.255.255.0 Le masque de sous-réseau 192 168 212 134 Soit en binaire Il permet de calculer simplement l’adresse du réseau associé à une adresse IP Pour connaître l'adresse du réseau associé à l'adresse IP 192.168.212.134 il suffit d'appliquer un masque dont les trois premiers octet ne comporte que des 1 (soit 255 en notation décimale), puis des 0 sur le dernier octet. 11000000 10101000 11010100 10000110 Application du masque en décimal 255 255 255 0 Soit en binaire 11111111 11111111 11111111 00000000 On associe les 2 adresses avec ET logique 11000000 10101000 11010100 10000110 ET 11111111 11111111 11111111 00000000 = 11000000 10101000 11010100 00000000 192 168 212 0 Qui correspond au réseau 192.168.212.0 Exemple de Sous Réseau Les machines appartenant physiquement au même réseau ont la même adresse réseau mais différent par leurs adresses IP. Exemple réseau de notre établissement Léon 192 168 172 158 22 0 1 25 192 172 168 15 22 114 134 134 192 172 168 234 22 22 98 98 Les 3 machines appartiennent au réseau 192.168.22.0 qui peut en contenir 254 Les 3 machines appartiennent au réseau 172.0.0.0 qui peut en contenir 16 777 214 Lors de la transmission des paquets d’un message, les routeurs cherchent à atteindre dans un premier temps le réseau de destination puis de chercher ensuite l’ordinateur sur celui-ci. Adresses IP privées / Adresses publiques Sur l’établissement, une seule machine est reliée à internet : c’est la passerelle (le proxy) : Elle utilise une adresse publique Les autres machines se connectent à cette passerelle pour accéder à internet. Elles utilisent des adresses privées 192 168 22 192 24 192 168 22 254 168 22 145 212 17 22 4 Comment fonctionne un réseau ? Mr X adresse 195.114.12.58 situé à Moscou veut communiquer avec Mr Y adresse 208.82.145.124 situé à Ankara via Internet Protocol Le message initial de Mr X va être découpé en paquets IP de taille environ 1500 octets transportant chacun l’adresse IP de Mr Y Ces paquets vont voyager à travers le réseau Internet pour arriver à destination sur la base de l’adresse IP destination Le voyage des paquets : chaque paquet emprunte un chemin Arrivés à destination dans le désordre mais TCP les met dans l’ordre Routage des paquets Internet est un « réseau de réseaux ». Les données sont transférées d'une machine à une autre sous forme de paquet de données. Voici la représentation d’un « mini internet simplifié » : Comment ces paquets de données trouvent leur chemin entre deux ordinateurs ? Sur la base de l’adresse IP qui se trouve dans le paquet, les routeurs cherchent le chemin pour à atteindre dans un premier temps le réseau de destination puis ensuite l’ordinateur destinataire sur celui-ci. Routage LAN 1 Routeurs MAN 1 WEB LAN 2 Paquet IP circulant dans un réseau Architecture client/serveur En général on trouve des architectures du type client/serveur. Les postes clients envoient des requêtes au serveur qui retourne une réponse. Client 1 Requête Réponse Serveur Client 2 Mais comment communique une machine ? Quelle est l’utilité d’un serveur ? Dédier des tâches à des serveurs Client 1 Un serveur est un ordinateur ou un Requête programme informatique qui rend service aux ordinateurs et logiciels qui Réponse Serveur s'y connectent à travers un réseau informatique, les clients. Transformer une adresse IP en nom Stocker des fichiers Donner des droits d’accès Héberger un site web Contrôler le réseau Transférer du courrier électronique Sécuriser les postes Gérer les impressions Le serveur DNS ( Domain Name System) Chaque ordinateur directement connecté à internet possède une adresse IP propre. Cependant, il est très difficile de travailler et de mémoriser des adresses numériques du genre 212.27.35.98. On préfère utiliser un nom de domaine ou des adresses plus explicites du type www.liberg ier.net Le DNS permet d’associer le nom de domaine à l’adresse IP du serveur web 212 27 35 98 Adresse IP du serveur web www.libergier.net Nom du serveur web Le système DNS s'appuie sur une structure arborescente ca eu egypt www com edu asso harvard ftp louvre scribe Racine gouv fr éducation net TLD * asso libergier www ftp home Hôte : nom du serveur web qui héberge (www – scribe ...) Domaine : nom unique dans cette structure (libergier – google ...) TLD : chaque serveur web est déclaré dans un serveur de domaine de niveau supérieur (13 au monde) Domaine Hôte Fonctionnement du système DNS 7 6 Serveur DNS appartenant au domaine du client 1 enregistrant les noms dans un cache 4 5 Serveur web 3 www.libergier.net Client 2 Serveur de nom racine .net Serveurs ayant autorité sur le domaine qui vont renvoyé le nom de domaine libergier correspondant à l’adresse IP qui va renvoyer la liste des serveurs qui font autorité sur le domaine libergier Commandes utiles pour le débogage d’un réseau • ipconfig /all Donne la configuration réseau de la machine : @IP, @mac, passerelle, serveur DNS….. • ping adresse_IP Vérifie la connectivité de la machine • ping nom_de_machine Vérifie le fonctionnement du serveur DNS • traceroute adresse_IP Vérifie le routage
