Protocoles et architectures

Chapitre 3
Protocoles et architectures
Nous étudierons dans ce chapitre les normes qui s’appliquent en téléinformatique. Nous
traiterons d’abord de la nécessité des protocoles et architectures des systèmes informatiques. Nous présenterons ensuite les organismes responsables des normes en téléinformatique, puis nous examinerons le modèle de référence OSI qui propose une
structuration en sept couches. Nous nous pencherons enfin sur les protocoles utilisés dans
les couches du modèle OSI, de même que sur les protocoles Internet.
Voici les concepts importants abordés dans ce chapitre :
–
L’introduction à la réseautique
•
la nécessité des protocoles
•
les organismes de normalisation
–
Le modèle de référence OSI
–
Les protocoles de la couche physique
–
Les protocoles de la couche liaison
•
la sous-couche MAC
•
la sous-couche LLC
–
Les protocoles de la couche réseau
•
les protocoles de la communication par paquets
•
les protocoles de routage
•
les protocoles Internet
–
Les protocoles de la couche transport
•
Le protocole TCP
•
Autres protocoles de la couche transport
–
Les protocoles de la couche application
•
le Web ou WWW
•
les services de répertoire (directory)
•
les protocoles de transfert de fichiers
•
le courrier électronique
•
le protocole en temps réel et multimédia
–
Les suites de protocoles
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PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
3.1
2
INTRODUCTION À LA RÉSEAUTIQUE
Dans cette introduction, nous présenterons la raison d’être des protocoles et architectures
de réseaux, puis nous verrons les organismes chargés de les normaliser.
3.1.1 Généralités
Le principe de l’architecture de réseau, fondé sur des couches de protocole bien définies,
s’est imposé historiquement. Il fut un temps où il fallait intégrer ensemble des produits
informatiques différents, ce qui était quasiment impossible, même au sein d’une même
compagnie. Le besoin d’un standard s’est vite fait sentir pour les connecteurs, les câbles,
les formats d’encodage et d’adressage, les codes de détection d’erreurs, les routages, les
types d’application, etc. L’idée maîtresse, c’est qu’un ordinateur ou un équipement
informatique ne doit pas se résumer à être un produit isolé, qui soit incompatible avec
d’autres équipements informatiques.
Un réseautage standardisé fait en sorte que tout équipement informatique constitue un
module qui puisse s’adapter au sein d’une structure modulaire. De plus, des équipements
informatiques différents doivent pouvoir communiquer entre eux dans des réseaux qui
peuvent être situés dans une même salle, sur un même étage, dans un même bâtiment,
dans une même compagnie, mais qui peuvent aussi être distribués géographiquement, en
différents endroits. Pensons aux systèmes de réservation de billets d’avion, de chambres
dans un hôtel, aux systèmes de vidéoconférence intégrés à l’ordinateur personnel, à
Internet, etc. Les progrès en matière de réseautage ont atteint une maturité patente;
toutefois, aucune de ces applications n’aurait pu exister sans un ensemble de normes
universellement acceptées.
La structure modulaire doit permettre qu’un usager communique avec des ressources, et
ce par un certain nombre de « nœuds » (commutateurs, ponts, etc.). Le terme nœud
s’applique tant à l’usager et à son vis-à-vis qu’aux étapes intermédiaires par lesquelles
l’information transite, comme le montre la figure 3.1.
Noeud
Noeud
Usager
Ressources
ou vis-à-vis
Noeuds intermédiaires
FIGURE 3.1
Structure modulaire de communication.
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3
La topologie des niveaux décrit la façon dont les nœuds sont interconnectés : réseau
maillé, réseau en arbre, réseau en étoile, réseau en bus ou réseau en boucle. Ajoutons que
les réseaux n’ont pas toujours besoin d’être connectés physiquement. Une topologie
particulière peut consister en un circuit virtuel qui donne à l’usager l’impression qu’il a à
sa disposition une topologie particularisée. Par exemple, un usager du téléphone à
l’impression, lorsqu’il parle à son interlocuteur, d’avoir un câble individuel qui le relie à
ce dernier.
3.1.2 Organismes de normalisation en téléinformatique
Afin de permettre la compréhension entre les divers constructeurs de matériel
informatique et de logiciels à travers le monde, ainsi qu’entre les divers transporteurs
(téléphone, câble, satellite, etc.), il a été nécessaire de mettre sur pied certaines
organisations de normalisation téléinformatique, qui se retrouvent aux paliers national et
international.
Les organismes internationaux les plus importants sont l’Union internationale des
télécommunications (UIT), anciennement le Comité consultatif international pour le
télégraphe et le téléphone (CCITT), et l’International Standards Organization (ISO).
–
Le UIT-T (secteur des télécommunications) est un comité de l’UIT qui est un
organisme de l’ONU. Les membres du UIT-T sont les représentants des
administrations nationales des PTT (Poste, télégraphe et téléphone), ainsi que des
organisations privées de télécommunications officiellement reconnues.
–
L’ISO est, pour sa part, un organisme international spécialisé dans la normalisation,
constitué des organismes nationaux de normalisation de 89 pays : ANSI (American
National Standard Institute) pour les États-Unis; AFNOR (Association française de
normalisation) pour la France; CCN (Conseil canadien des normes) ou SCC
(Standards Council of Canada) pour le Canada; BSI (British Standard Institute)
pour la Grande-Bretagne; etc. L’ISO un membre non votant du UIT-T, qui est à
l’origine des couches de protocoles dédiées en téléinformatique, selon une
architecture de systèmes ouverts dite OSI (Open Systems Interconnexion).
L’objectif de l’ISO est de faciliter les échanges de marchandises et les prestations
de services entre les nations, et de réaliser une entente mutuelle dans le domaine
intellectuel et scientifique, ainsi que dans ceux de la technique et de l’économie.
Les membres de l’ISO sont les organismes nationaux ou régionaux de
normalisation. Ses domaines de compétence sont très étendus; c’est le comité
technique 97 (système de traitement de l’information) qui a la charge du domaine
informatique et qui traite également de la bureautique et de la télématique.
Travaux relevant du UIT-T
Le UIT-T est un organisme chargé de traiter des problèmes liés aux télécommunications
sur câbles ou supports guidés. Cet organisme fonctionne par périodes d’étude de quatre
ans. C’est au cours d’une assemblée plénière que le Comité ratifie, par l’émission d’avis,
les travaux de ses diverses commissions d’études, qui sont généralement chargées
d’études ponctuelles. Ces avis sont ensuite publiés. Les recommandations I, Q, V et X se
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PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
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préoccupent respectivement du RNIS (réseau numérique à intégration de services) – ou
ISDN (Integrated Services Distribution Network) –, de signalisation, de transfert de
données par téléphone et de réseaux de transmission de données. Les normes du UIT-T
sont nommées par une lettre suivie d’un point et d’un numéro : V pour la transmission de
données par téléphone (par exemple, V.24, V.28, etc.); X pour les réseaux publics de
données (par exemple, X.25, X.75, etc.); F, S et T pour les nouveaux services
télématiques; Z pour la description et les significations; et Q pour la signalisation.
Le programme de travail du UIT-T est élaboré à partir des questions suggérées par les
commissions d’études qui se chargent ensuite de le mettre en œuvre. Le CCITT veille,
pour sa part, aux relations et à la coordination entre les commissions. Certains membres
siègent à plusieurs commissions.
Les présidents des commissions d’études sont choisis par élection. Ils ont des
responsabilités par rapport aux autres commissions, mais aussi à l’extérieur du CCITT,
par exemple envers l’ISO.
Travaux relevant de l’ISO
Les résultats des travaux techniques de l’ISO sont publiés sous la forme de normes
internationales qui permettent de concilier les intérêts des fabricants, des usagers, des
gouvernements et des milieux scientifiques.
Chaque pays délègue à l’ISO un comité membre, qui est l’organisme le plus représentatif
de la normalisation dans son pays. Les travaux techniques de l’ISO s’effectuent au sein
des comités techniques. Ceux-ci peuvent créer des sous-comités et des groupes de travail
chargés de s’occuper de différents aspects.
Une norme internationale est l’aboutissement d’un accord intervenu entre les comités
membres de l’ISO. L’élaboration de ces normes suppose la présentation d’un avantprojet, qui doit passer par plusieurs étapes avant d’être accepté. Cette procédure vise à
garantir que le résultat final puisse être accepté par autant de pays que possible. Lorsque
les membres du comité technique se sont mis d’accord sur un avant-projet, celui-ci est
soumis au vote de tous les comités membres. Si le projet est approuvé par 75 % des
comités, il est alors soumis au conseil de l’ISO, pour qu’il l’accepte comme norme
internationale.
Étant donné l’évolution rapide des techniques, des matériaux et des méthodes, les normes
de l’ISO sont soumises à une révision périodique, en principe à des intervalles de cinq
ans au plus.
Parallèlement à ces organismes, plusieurs organisations de normes ou associations
industrielles coordonnent leurs standards avec l’ISO ou le UIT-T.
–
L’ECMA (European Computer Manufacturers Association) est à la source de
nombreuses normes ISO.
–
Le CEPT (Commission européenne d’administration des postes et des
télécommunications) et l’ETSI (European Telecommunication Standards Institute)
produisent des normes NET (Normes européennes de télécommunications).
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–
–
–
–
–
–
–
5
L’organisme du FCC (Federal Communication Commission) aux États-Unis
chapeaute la majorité des groupes de travail en matière de normes de
télécommunications. Cet organisme est également responsable de l’octroi du
spectre radio.
L’ANSI (American National Standards Institute) interprète et élabore des normes
UIT-T pour leur application aux États-Unis.
Aux États-Unis, l’EIA (Electronic Industries Association) et le TIA (Telecommunications Industry Association) ont développé un grand nombre de
recommandations et de normes. Ces deux organismes sont représentés à l’ANSI.
L’ECSA (Exchange Carriers Standards Association) est une association de
compagnies de téléphone et de manufacturiers membres de l’ANSI.
Le CBEMA (Computer and Business Equipment Manufacturers Association) est
également membre de l’ANSI.
Le NBS (National Bureau of Standards) aux États-Unis regroupe les compagnies
de télécommunications et les manufacturiers de commutateurs.
L’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) est à l’origine de
nombreux standards, notamment dans le domaine des réseaux locaux LAN et celui
des réseaux métropolitains MAN.
Les normes en télécommunications doivent cohabiter avec d’autres normes dans des
domaines connexes. Ainsi, au Canada par exemple, nous retrouvons l’ACNOR
(Association canadienne des normes) ou CSA (Canadian Standard Association), le NBC
(National Building Code), le CEC (Canadian Electrical Code), de même que de
nombreux règlements provinciaux et municipaux.
L’Internet Society est une organisation se rapportant à l’UIT. L’IAB (Internet
Architecture Board) reçoit les propositions des groupes de recherche IRSG (Internet
Research Steering Group) et des groupes de travail IETF (Internet Engineering Task
Force) qui proposent des RFC (Requests For Comments). Toute personne peut proposer
de nouveaux protocoles ou de nouvelles modifications de protocoles à l’éditeur en chef
de l’IAB. Ces RFC ont remplacé les anciens IEN (Internet Engineering Notes). Précisons
que certains produits sur le marché ne sont pas à cent pour cent compatibles avec la
norme TCP/IP officielle.
En matière de téléinformatique, les protocoles internationaux de l’OSI cohabitent avec
d’autres protocoles nationaux comme ceux du GOSIP (Government OSI Protocol, des
États-Unis) et de nombreux protocoles de facto qui se sont instaurés dans l’industrie, tels
TCP/IP, Telnet, File Transfer, courrier électronique, Xerox XNS, Sun, NFS, etc. Par
ailleurs, certaines compagnies ont développé des protocoles propres à leurs produits :
SNA et DLSN chez IMB, AppleTalk chez Apple, Novell, Vines, etc. Enfin, d’autres
protocoles propres aux ordinateurs personnels ont été adoptés dans l’industrie : NetBios,
OS/2 LAN, etc.
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PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
3.2
6
MODÈLE DE RÉFÉRENCE OSI
Le modèle de référence OSI (Open System Interconnexion) définit sept niveaux de
protocoles auxquels sont rattachées des fonctions particulières. Ces niveaux sont
hiérarchisés, en ce sens que chaque niveau englobe le suivant en ajoutant, ou en omettant,
des caractéristiques particulières. L’avantage d’une telle hiérarchie est que, d’une part, les
niveaux sont standardisés et que, d’autre part, des équipements provenant de différents
manufacturiers et pouvant être appliqués à un ou plusieurs niveaux peuvent fonctionner
ensemble. Voyons ces couches et les fonctions qui s’y rattachent :
–
les médiums de transmission (fibre optique, câble bifilaire, câble coaxial) sont
définis à la couche physique (physical layer);
–
le codage par trame, pour le contrôle d’erreurs de transmission, est dans la couche
liaison (link layer);
–
la segmentation ou le rassemblement des données binaires en paquets, de même que
le routage de l’information sont définis à la couche réseau (network layer);
–
le dialogue de contrôle (monologue, conversation simplex, conversation duplex) est
défini à la couche transport (transport layer);
–
le dialogue de commande est défini à la couche session (session layer);
–
le format de présentation des données (caractères ASCII ou autres) l’est à la couche
présentation (presentation layer);
–
le type d’application (courrier électronique, transfert de fichiers, accès au Web,
etc.) l’est enfin dans la couche application (application layer).
La couche application contient une trame relativement courte. Celle-ci est enrichie d’un
en-tête (header) pour former la trame de la couche transport. Cette dernière est enrichie
d’un nouvel en-tête pour former la trame de la couche session, et ainsi de suite. Lors de la
transmission, la couche application s’enrichit de multiples en-têtes pour finir à la couche
physique. Lors de la réception, les en-têtes successifs sont ôtés à chaque niveau, pour
revenir à la simple trame de départ, à la couche application.
Le développement de la norme IEEE 802 traitant des réseaux locaux a débuté en 1980 et
s’est terminé cinq ans plus tard. Cette norme diffère quelque peu de celle qui est
préconisée par le modèle OSI. Ainsi, pour la couche réseau, on différencie deux souscouches : LLC (Logical Link Control) et MAC (Media Access Control). La souscouche MAC définit le réseau particulier au sein duquel l’information va évoluer
(Internet, réseau à jeton, etc.), chacun de ces réseaux devant être adressé d’une façon
particulière.
Par ailleurs, le modèle de référence TCP/IP qui prévaut grandement dans l’industrie
diffère lui aussi de celui qui est préconisé dans le modèle OSI, notamment au niveau de la
couche session.
Bien que les protocoles OSI développés par l’ISO (International Organisation for
Standardisation) et TCP/IP développés par IETF (Internet Engineering Task Force)
soient reconnus et appliqués mondialement, il existe en parallèle des architectures propres
à certaines compagnies, telles que SNA (System Network Architecture) d’IBM, Netware
de Novell et AppleTalk de Apple. Le tableau 3.1 donne des exemples de protocoles
propres aux différentes couches ISO.
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PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
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TABLEAU 3.1
Exemples de protocoles propres aux différentes couches ISO
Couches
OSI
UNIX
-7-
Applications
d’utilisation du
réseau
Applications d’utilisation du réseau : FTP, TELNET, etc.
Application
-6Présentation
-5Session
-4Transport
Format des données XDR (eXternal Data Representation)
en transit sur le
Universalisation de la représentation des données qui
réseau
deviennent ainsi indépendantes des structures propres aux
différents constructeurs.
Communications
entre applications
Détection et
correction d’erreurs
RPC (Remote Procedure Call)
Bibliothèques de routines cachant aux couches supérieures
les accès au réseau par l’usage d’appel de fonctions.
TCP (Transmission Control Protocol) RFC 793
Fiabilité du transfert des données par contrôle des
données, reséquencement si IP ne les livre pas dans le bon
ordre, contrôle du flux et du niveau de priorité.
UDP (User Datagram Protocol) RFC 768
Transfert en mode datagramme sans contrôle ni
séquencement.
-3Réseau
Connexions entre
les machines du
réseau
IP (Internet Protocol) RFC 791, 894
Routage en mode datagramme, fragmentation des données
et contrôle rudimentaire de leur flux.
ARP (Address Resolution Protocol) RFC 286
Correspondance : adresses Internet → adresses physiques.
RARP (Reverse Address Resolution Protocol)
Correspondance : adresses physiques → adresses Internet.
ICMP (Internet Control Message Protocol) RFC826
Gestion du protocole IP : correction des erreurs, etc.
-2Liaison
-1Physique
Transfert physique
des données
Ethernet IEEE802.3
Propriétés des
Ethernet IEEE802.2
canaux physiques de
transfert
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Il faut garder en perspective le fait que les normes OSI ne sont que des recommandations
et n’ont pas force de loi. Elles permettent cependant d’établir un barème de référence qui
est relativement respecté. Malgré les différences existantes entre les modèles de la norme
IEEE 802 et la norme TCP d’une part, et celles des couches de référence OSI de l’autre,
la terminologie du modèle OSI est largement utilisée. Il en va de même de la
nomenclature des couches ou encore d’une terminologie propre à OSI, dont nous
présentons quelques exemples :
–
SAP
Service Access Point, que l’on retrouve dans DSAP (Destination Data
Link SAP) et SAAP (Service Data Link SAP) et SNAP qui est une adresse
du réseau OSI.
–
PDU
Protocol Data Unit, que l’on retrouve dans BPDU (Bridge PDU ou PDU
d’un pont) ou nPDU (PDU correspondant à la couche n). Exemple :
DPDU, TPDU, etc.
–
ES
End System ou terminal.
–
IS
Intermediate System ou nœud intermédiaire.
–
ASN1 Abstract Syntax Notation One.
–
GOSIP Government OSI Profile, ou variation de la norme OSI avec des particularités propres au gouvernement américain.
Rappelons qu’un terminal informatique peut être défini par les sept couches du
modèle OSI. Les nœuds se trouvant le long des lignes de communication (interrupteurs,
routeurs, etc.) n’ont besoin que des couches 1, 2 et 3, et sont appelés systèmes
intermédiaires, que l’on différencie des nœuds terminaux.
–
Les relais au niveau de la couche 7, sont des passerelles ou gateways.
–
Les relais au niveau de la couche 3, sont des routeurs ou routers.
–
Les relais au niveau de la couche 2, sont des ponts ou bridges.
–
Les relais au niveau de la couche 1, sont des répéteurs ou repeaters.
Il existe des relais au niveau 4, mais ceux-ci ne sont pas inclus dans le modèle de
référence OSI.
3.2.1 Suivi de la transmission d’un message dans un réseau par paquets
L’illustration des transformations subies par une suite d’informations à communiquer
peut permettre de voir la complexité certes, mais aussi l’extrême fonctionnalité du
modèle proposé par l’ISO pour assurer une communication efficace et sûre des données
(figure 3.2). Examinons, d’abord du point de vue de l’émetteur, les transformations
subies par une suite d’informations, à partir du moment où l’information est « entrée »
par l’utilisateur sur son terminal, jusqu’à ce qu’elle circule sur les lignes physiques. De la
couche 7 à la couche 1, il faut, entre chaque niveau, rajouter de l’information, mais aussi
découper le message et le compléter pour permettre un meilleur cheminement. Arrivées à
la couche physique, les données peuvent enfin être acheminées sous la forme d’un signal
électrique ou lumineux, selon les cas.
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Normalement, le train de données transitera par différents nœuds, durant son passage
dans le réseau de données par paquets. À chacun des relais (nœud, passerelle), le train de
données subira de nouvelles transformations, d’abord par contrôle et dépouillement
successif des en-têtes, puis par réadressage et réexpédition vers le prochain nœud.
Arrivées à destination (couche 1, chez le destinataire), les données referont le chemin
inverse, pour être restituées sous la forme d’informations interprétables par l’utilisateur
humain sur le terminal (couche application).
SYSTÈME
ÉMETTEUR
SYSTÈME
RÉCEPTEUR
NIVEAU
x
x
7
'x
'x
6
"x
"x
5
Interface 6/7
Interface 5/6
E4 "x1
E4 "x2
E4 "x1
E4 "x2
4
E3 E4 "x1
E3 E4 "x2
E3 E4 "x1
E3 E4 "x2
3
E2 E3 E4 "x1 K2
E2 E3 E4 "x2 K2
E2 E3 E4 "x1 K2
E2 E3 E4 "x2 K2
2
NIVEAU 1
NIVEAU 1
1
FIGURE 3.2
Cheminement de l’information.
Cheminement dans le système A
Ce cheminement commence par la couche application qui est la seule perceptible par
l’utilisateur. En fait, les deux premières couches (application et présentation) s’entendent
pour déterminer le type du message qui sera émis et la forme qu’il prendra.
Niveau 7
COUCHE APPLICATION
Un message x doit être émis au niveau 7 du système émetteur A.
Avant que le message ne soit envoyé, les couches application des systèmes A et B
s’entendent sur l’identification des ordinateurs et des terminaux des deux systèmes.
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La couche application utilise les différents logiciels d’application pour préparer les
données à envoyer (texte, chiffres, commandes à l’ordinateur distant, etc.). C’est à
ce niveau que l’information est codée sous une forme généralement binaire.
Avant de passer le message x à la couche présentation, la couche application y
préfixe un en-tête qui identifie, dans un langage codé, les ordinateurs et les
terminaux de l’émetteur et du receveur.
Niveau 6
COUCHE PRÉSENTATION
Avant que le message ne soit envoyé, les couches présentation des systèmes A et B
s’entendent sur l’utilisation d’un alphabet commun pour le temps de la session (le
plus courant est le code ASCII).
La couche présentation permet de convertir les fichiers créés par certains
ordinateurs avec un formatage différent, en effaçant les disparités de fonctionnement entre les divers terminaux. Ces disparités peuvent avoir trait par exemple à la
longueur des lignes et à la taille de l’écran, ainsi qu’aux types de caractères.
Parmi les tâches les plus courantes de la couche présentation, on retrouve encore la
compression de texte, ce qui permet d’optimiser le fonctionnement du réseau, en
réduisant le temps de transfert et l’espace de stockage, ainsi que la cryptographie,
ce qui permet d’assurer le caractère privé de certaines communications.
Avant de passer le nouveau message ’x au niveau 5 par l’interface 6/5, la couche
présentation lui ajoute un nouvel en-tête codé, qui fournit les indications pertinentes
au compactage et à la cryptographie, le cas échéant.
Les deux couches suivantes (session et transport) s’occupent de la communication entre
les deux postes distants.
Niveau 5
COUCHE SESSION
C’est au niveau de la couche session que se négocie l’établissement d’une
connexion avec un processus sur un autre système. Dès que la connexion est
établie, c’est la couche session qui gère le dialogue d’une manière ordonnée. Si les
utilisateurs, aux deux extrémités, veulent choisir parmi une variété d’options, par
exemple une communication semi-duplex ou une communication duplex intégral,
c’est à la couche session que revient la tâche de gérer ces options.
Par ailleurs, la couche session marque le début et la fin des messages. Elle ajoute
enfin un nouvel en-tête indiquant les ententes prises, entre autres sur le mode de
communication.
Niveau 4
COUCHE TRANSPORT
La couche transport a pour tâche de créer une connexion. Normalement, une
connexion distincte est créée chaque fois qu’elle est demandée par la couche
session. Toutefois, dans certaines situations, la couche transport peut créer plusieurs
connexions ou encore effectuer un multiplexage de plusieurs connexions en une
seule.
La couche transport a également pour tâche de définir la classe de service fournie.
Elle détermine par exemple si les paquets envoyés à travers le réseau doivent être
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restitués dans leur ordre d’émission à leur arrivée à l’autre extrémité ou si, au
contraire, l’ordre d’arrivée des paquets importe peu.
Étant donné que les sources hôtes, émettrices ou réceptrices, fonctionnent de telle
sorte qu’un grand nombre de connexions entrent et sortent de chacune d’entre elles,
l’identification du message à une connexion précise relève de la couche transport.
La couche transport doit enfin contrôler le flux de données qui s’écoule entre les
deux extrémités utilisatrices.
Par ailleurs, compte tenu qu’il existe une limite à la taille des messages acceptés par
le niveau 3, le niveau 4 (couche transport) découpe le message en petites unités ou
segments et les identifie avec un nouvel en-tête. Comme l’illustre la figure 3.3, cet
en-tête « E4 » inclut des informations de contrôle, telle une séquence de numéro qui
permettra au niveau 4 du système-récepteur de reconstituer le message x dans la
bonne séquence ordonnée, au cas où les niveaux inférieurs ne maintiendraient pas
l’ordre des unités du message.
E4 "x1
E4 "xn
FIGURE 3.3
Exemples d’en-têtes du niveau 4 (détail).
Après division du message en segments, la couche transport fait une copie de
chaque segment. Cette copie pourra être retransmise s’il arrivait un incident dans le
transfert des données; elle est détruite dès que la couche transport du système B
accuse bonne réception du segment.
Les trois couches suivantes, dites de bas niveau, constituent ce qu’il est aussi convenu
d’appeler le sous-réseau de communication. Elles ont la tâche de convoyer les données
dans le réseau. La couche réseau sélectionne la route, la couche liaison assigne le
message à des canaux spécifiques et la couche physique transmet le signal.
Niveau 3
COUCHE RÉSEAU
Dès qu’un segment de message entre dans la couche réseau en provenance de la
couche transport, il est divisé en paquets.
Une des tâches les plus importantes de la couche réseau est la détermination des
routes que les paquets utiliseront. La couche réseau doit effectuer à cet effet un
contrôle permettant d’éviter la congestion résultant de la présence d’un trop grand
nombre de paquets aussi bien dans les nœuds que dans les circuits du sous-réseau.
Il est donc possible que les paquets d’un même message utilisent des chemins
différents pour se rendre à leur destination. La gestion des routes ou des circuits à
utiliser relève de la couche réseau.
Le niveau 3 ajoute un nouvel en-tête contenant la séquence des paquets dans le
message, ainsi que l’adresse du destinataire, comme l’illustre la figure 3.4.
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E3 E4 "x1
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E3 E4 "xn
FIGURE 3.4
Exemples d’en-têtes du niveau 3.
Niveau 2
COUCHE LIAISON
La couche liaison du système A s’entend avec son équivalent du système B sur la
façon d’accuser la réception des paquets.
La couche liaison a pour tâche d’assurer le transport des paquets de données en
garantissant l’absence d’erreurs. C’est à ce niveau que sont établies et transmises
les trames de données.
Le niveau 2 assure la liaison des données en ajoutant un autre en-tête « E2 » au
message, ainsi qu’une spécification « K2 » de début ou de fin de message, située à
la fin du message (figure 3.5). La trame permet ainsi de convoyer une séquence de
contrôle permettant la vérification et la détection des erreurs de transmission, ainsi
que les adresses réseau du prochain nœud que le paquet rencontrera.
E2 E3 E4 "x1 K2
E2 E3 E4 "xn K2
FIGURE 3.5
Exemples d’en-têtes du niveau 2.
La couche liaison fait et conserve une copie de chaque paquet jusqu’à ce qu’elle
reçoive l’accusé de réception du prochain nœud indiquant que le paquet est arrivé
intact.
Niveau 1
COUCHE PHYSIQUE
Arrivés à la couche physique, les bits de chaque paquet sont encodés en fonction du
support qui les véhiculera. Pour les lignes téléphoniques, il s’agit encore le plus
souvent de la production d’un signal analogique. Pour les réseaux en fibre optique,
les bits sont transformés en pulsions lumineuses.
La couche physique (niveau 1) a pour fonction la transmission physique des
données sur un canal de communication.
Relais dans un nœud intermédiaire
Le rôle d’un nœud dans le réseau peut être assumé par un serveur, qui servira de
passerelle vers le serveur destinataire, ou par un processeur dédié à cette tâche. Chaque
nœud contient au moins les trois couches inférieures du sous-réseau du modèle OSI, ce
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qui constitue le minimum requis pour le travail de vérification, de reroutage et de
transfert.
Quand un paquet arrive à un nœud, les opérations exécutées auparavant par l’émetteur
sont pour ainsi dire « détricotées » : les en-têtes sont lus, les séquences de contrôle
vérifiées et, le cas échéant, les accusés de réception sont envoyés à l’hôte émetteur pour
l’informer que le paquet est arrivé intact.
Niveau 1
COUCHE PHYSIQUE
Véhiculé par des fils ou par un autre support, le signal contenant le message arrive à
un nœud du réseau par la voie de la couche physique. Le signal est alors décodé et
rétabli en une suite de bits.
Niveau 2
COUCHE LIAISON
La tâche de la couche liaison consiste à prendre les trains binaires qui lui sont
fournis par la couche physique et à les transformer en une liaison sans erreurs pour
la couche suivante, c’est-à-dire la couche réseau.
Cette tâche est effectuée par la transmission séquentielle des trames1 de données et
le traitement de l’accusé de réception, par le récepteur. Le niveau liaison assume en
outre diverses tâches :
– étant donné que le niveau physique accepte et transmet des ensembles binaires
sans en connaître la structure ni la signification, la couche liaison doit
reconnaître les frontières des trames;
– le niveau liaison doit de plus résoudre les problèmes causés par la perte, la
destruction ou la duplication des trames de données; dans les deux premiers cas,
le niveau liaison du système émetteur doit retransmettre celle-ci; il doit
également intervenir au cas où de multiples transmissions de la même trame
introduiraient la duplication de celle-ci, par exemple lorsque l’accusé de
réception d’une trame envoyé du récepteur à l’émetteur est détruit;
– le niveau liaison doit enfin assurer la coordination entre l’émission rapide des
données et leur réception lente.
Avant de passer à la couche réseau, l’en-tête et la queue sont extraits de chaque
paquet.
Niveau 3
COUCHE RÉSEAU
Comme cela s’est produit dans le sous-réseau du serveur émetteur, le nœud établit,
maintient et termine la connexion jusqu’à la prochaine station le long du chemin, le
serveur receveur, par exemple. De plus, une entente est reprise sur les modalités de
réception des paquets.
La couche réseau examine l’en-tête qui lui est propre, et qui a été fixée par la
précédente station, pour déterminer le nouveau segment de route à faire effectuer au
paquet. Grâce à un schéma de routage adaptatif, le nœud du réseau peut aussi
rerouter le paquet pour éviter la congestion.
1
Par trame, on entend un bloc d’informations composé et transmis selon un ensemble de règles
constituant une procédure de contrôle de liaison de données.
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PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
14
Niveau 2
COUCHE LIAISON
La couche liaison rétablit la trame, réencadre chaque paquet avec un en-tête et une
queue et réinsère une séquence de contrôle. Chaque paquet reçoit maintenant
l’adresse du nouveau point dans le cheminement.
Avant de passer le paquet à la couche physique, une copie en est faite. Le double
est conservé jusqu’à ce qu’un accusé de réception certifie son arrivée intacte au
prochain arrêt.
Niveau 1
COUCHE PHYSIQUE
La couche physique réencode les bits de chaque paquet dans la forme propre au
support de transmission choisi et les expédie.
Cheminement à l’intérieur du système B
Quand un serveur peut aussi bien fonctionner comme passerelle vers un autre serveur que
pour son propre compte, et qu’il reçoit des données, il trie les paquets qui ne font que
transiter, comme on vient de le voir, et conserve ceux qui lui sont destinés.
Les paquets que le serveur conserve sont examinés et restaurés au fur et à mesure qu’ils
progressent de la couche physique à la couche application, conformément au modèle OSI.
Niveau 1
COUCHE PHYSIQUE
Quand le signal entre dans le serveur récepteur par la couche physique, les
différences de voltage ou les pulsions lumineuses sont reconverties en bits.
Niveau 2
COUCHE LIAISON
Le travail effectué lors du passage dans le nœud se répète ici avant que les paquets
ne passent à la couche réseau.
Niveau 3
COUCHE RÉSEAU
La couche réseau vérifie l’adresse de chaque paquet. Ceux qui sont destinés à un
serveur différent sont réadressés et renvoyés pour poursuivre leur route. Les
paquets portant l’adresse du système B sont passés à la couche transport.
La couche réseau réassemble les paquets dans les segments de message à partir des
numéros indiqués dans chaque en-tête pour remettre les paquets en ordre. Puis, lors
de leur progression vers la couche transport, les paquets sont dépouillés des en-têtes
qui contenaient le numéro du paquet et l’adresse du destinataire.
À des fins de facturation et de contrôle croisé avec l’émetteur, la couche réseau
recompte les paquets entrants.
Niveau 4
COUCHE TRANSPORT
La couche transport relie entre eux, grâce aux numéros portés dans l’en-tête, les
segments de message que lui a remis la couche réseau.
Après vérification, un avis de réception est envoyé à l’émetteur; sinon, la couche
transport demande à son équivalent de retransmettre le segment de message.
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PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
15
Avant que ce segment n’arrive à la couche session, la couche transport retire l’entête qui lui est propre.
Niveau 5
COUCHE SESSION
La couche session groupe les messages de telle sorte qu’aucun d’entre eux n’arrive
à destination avant que l’ensemble des messages n’y soit. Ce mécanisme vise à
assurer qu’aucune déficience du matériel ou du logiciel dans le sous-réseau ne
cause un abandon de la transaction avant la fin de celle-ci. Dans le cadre d’un
système de gestion de base de données, il est en effet crucial, lors d’une transaction
complexe, que les échanges ne soient pas abandonnés durant celle-ci, car cela
laisserait la base de données dans un état incohérent.
Par ailleurs, le niveau 5 peut retenir un message destiné au niveau 6, alors que
celui-ci transmet des données au niveau 5.
Avant que le segment de message n’arrive à la couche présentation, la couche
session retire l’en-tête qui indique les ententes prises pour que la session de
communication commence.
Niveau 6
COUCHE PRÉSENTATION
Si le message est cryptographié à l’origine, la couche présentation de l’ordinateur
destinataire doit le déchiffrer en fonction des règles sur lesquelles les deux
ordinateurs correspondants se sont entendus au début de la session.
Si l’information a été compactée, la couche présentation rétablit le code dans une
forme acceptable pour la couche application.
Enfin, avant que le segment de message n’arrive à la couche application, la couche
présentation retire l’en-tête qui indique l’alphabet et les consignes concernant le
compactage et le cryptage.
Niveau 7
COUCHE APPLICATION
La couche application vérifie l’en-tête qui indique l’adresse du destinataire,
reconvertit les bits en caractères lisibles pour l’utilisateur et dirige les données vers
le logiciel d’application approprié.
Quand le dernier en-tête est retiré, le message peut être affiché au terminal
destinataire.
Cet exemple illustre bien l’importance de la relation entre la communication virtuelle de
chaque niveau et la communication physique propre au niveau 1.
3.3
PROTOCOLES DE LA COUCHE PHYSIQUE
La couche physique permet de déterminer l’activation, le maintien et la désactivation
d’une connexion au sein d’un médium donné, en vue de transmettre des données binaires.
Cette couche peut inclure des répéteurs qui réamplifient le signal dans des nœuds
intermédiaires.
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PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
16
Par exemple, le connecteur EIA (UIT-T, V.24/V.28) est défini du point de vue mécanique
(norme ISO 2110), électrique (bit 1 = tension entre –3 et –15 volts et bit 0 = tension entre
+3 et +15 volts), fonctionnel (broche 2 = données à transmettre, broche 3 = données
reçues, broche 4 = demande à transmettre, etc.) et procédural (demande de transmission
et vérification avant la transmission de données).
Au niveau de la couche physique, la communication peut être synchrone ou asynchrone.
La communication asynchrone débute et se termine par des bits de démarrage et d’arrêt
reconnaissables (start bit et stop bit). Par exemple, un caractère ASCII de 7 bits est
précédé d’un bit de démarrage (start bit) et est suivi par un bit de parité (error check bit)
et d’un bit d’arrêt (stop bit). Le nombre connu de bits qui les séparent des bits d’arrêt
permet de reconstituer l’horloge qui a servi à la transmission (figure 3.6).
Toutefois, en communication synchrone, il n’est pas nécessaire de faire précéder le
caractère représentant des ensembles de bits, par des bits de démarrage et d’arrêt.
L’horloge peut être reconstituée au récepteur à partir des transitions des bits dans le
message reçu.
S ign a l bin a ire a lé a to ire
(R B S )
C ircu it d e
re c o n s titu tio n
d 'h o rlo g e
S ig n a l d 'h o rlo g e
FIGURE 3.6
Reconstitution d’un signal d’horloge.
La synchronisation d’horloge au récepteur est essentielle, car elle permet d’identifier le
milieu de chaque bit en vue de savoir s’il s’agit d’un « 1 » ou d’un « 0 ».
Dans le cas d’un réseau numérique à intégration de services (RNIS) qui vise à intégrer
des transmissions audio avec des transmissions de données dans le système téléphonique,
les vitesses binaires transmises sont des multiples de 64 kb/s.
Dans le cas des réseaux de haute vitesse SONET (Synchronous Optical Network) ou SDH
(Synchronous Digital Hierarchy) recommandés par le UIT-T, on atteint des vitesses de
plusieurs gigabits par seconde. Les vitesses sont des multiples de 155 Mb/s (dits STS-3
pour Synchronous Transfer Signal 3). Le système SONET permet d’inclure des vitesses
multiples de 51,84 Mb/s (dits OC-1 pour Optical Carrier 1 ou STS-1 pour Synchronous
Transfer Signal 1).
Entre autres protocoles de la couche physique, mentionnons les pendants UIT des
séries V d’interface de modems, tels les V.24, V.28 (EIA RS-232-D) et V.34 (allant à
28,8 kb/s), de même que ceux de la série X, tels les X.21 et X.21bis.
3.4
PROTOCOLES DE LA COUCHE LIAISON
La couche liaison peut servir entre des connexions point à point, entre des connexions au
sein d’un réseau local ou, encore, entre deux routeurs.
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PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
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La couche liaison établit la connexion, en contrôle le séquencement, l’initiation et la
déconnexion.
La détection d’erreurs est du type CRC-16 (Cyclical Redondancy Check) dans les réseaux
locaux. La vérification des trames au moyen du CRC permet de confirmer au
transmetteur que la trame est bonne (ACK pour Acknowledgment) ou qu’elle est
mauvaise (NAK pour Non Acknowledgment). Dans ce dernier cas, le transmetteur doit
transmettre la trame à nouveau (figure 3.7).
ou vice versa
Préambule de
synchronisation
Adressage
/ Contrôle
Contrôle
Identifie le début
(n x 8)
identifie
de la
pour l'adresse,
le type
transmission contrôle et identifie de trame
01111110
le type de trame
(n=8 ou 16)
Données
N bits
Détection
d'erreurs
Fin de
trame
16 bits
code CRC-16
x16+x12+x5+1
FIGURE 3.7
Trame au niveau de la couche liaison.
Le débit des paquets doit également être contrôlé, car le récepteur peut avoir une
mémoire tampon et une vitesse de traitement limitées. En effet, le récepteur doit être prêt
à accepter de la nouvelle information.
Le protocole HDLC est un protocole de la couche liaison, utilisé selon différentes
variantes dans les protocoles X.25 et ISDN, dans la connexion entre les modems, dans la
connexion point à point (P/P) ou dans les relais de trame (frame relay).
Il y a trois types de trames de contrôle HDLC :
–
Une trame d’information qui contient de l’information sur les données.
–
Une trame de supervision qui transmet des messages tels que : récepteur prêt ou
non prêt, rejet, rejet sélectif, etc.
–
Une trame non numérotée destinée à des opérations de commande en transmission
asynchrone.
Le contrôle du débit est effectué en transmettant une fenêtre de quelques trames afin de
laisser au récepteur un certain temps de réaction. Cette fenêtre de trames est décalée, une
trame à la fois. Le nombre de trames par fenêtre dépend de la vitesse à laquelle le
récepteur peut absorber l’information qui lui est transmise. Dans le cas d’une réaction
telle que « récepteur non prêt », le flux de transmission est interrompu. La confirmation
(ACK) ou la non-confirmation (NACK) du récepteur ne sont nécessaires que dans les
communications en mode orienté connexion (connection-oriented). En cas de nonconfirmation de la trame reçue (NAK), toute la fenêtre de trames est retransmise par
l’émetteur.
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PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
18
Dans le protocole de communication par paquets X.25, la trame HDLC en mode
asynchrone balancé est appelée LAP-B (Link Access Procedure, Balanced). Le
qualificatif balancé vient préciser qu’il n’y a pas de site primaire et que tous les
terminaux ont le même statut. Dans le système téléphonique RNIS, une variation de la
trame HDLC dans le canal D dédié à la signalisation porte le nom de LAP-D (Link
Access Procedure for the D Channel).
3.4.1 Sous-couche MAC
Dans les réseaux locaux, la couche liaison est divisée en deux sous-couches : LLC
(Logical Link Control) et MAC (Media Access Control).
Dans la sous-couche MAC, notons l’IEEE 802.3 (ou Internet), IEEE 802.4 (ou Token
Bus), IEEE 802.5 (ou Token Key) ou FDDI (Fiber Data Distributed Interface).
Typiquement, un MAC comprend un préambule, l’adresse de destination, l’adresse de
source, l’information LLC et le codage d’erreurs.
Le rôle d’un pont est de filtrer les messages, selon l’adresse de la destination, et de les
assigner à un câble particulier. C’est le cas dans la plupart des ponts IEEE et FDDI. Les
ponts de IEEE 802.5 filtrent le trafic selon l’adresse de la source, car la source contient de
l’information sur la destination. Un paquet exploratoire est envoyé et peut arriver par
plusieurs chemins. Celui qui encourt le délai le plus court est retenu. Dans ce cas
particulier, des boucles de ponts peuvent exister. En dehors de ce cas, les ponts ne
doivent pas former de boucles, car l’information risquerait alors de rouler sans fin entre
les ponts. Une topologie en arbre est préférable.
Il existe aussi un commutateur entre les réseaux locaux dit Switched LAN Interconnect.
Les LAN y sont reliés par un pont (switching hub) qui joue aussi le rôle d’un répéteur.
3.4.2 Sous-couche LLC
La sous-couche LLC comprend :
–
l’adresse SAP (Source Access Point ou Payload Identifier) de destination
(un octet);
–
l’adresse SAP (Source Access Point) de source (un octet);
–
l’information de contrôle (un ou deux octets).
Une adresse spéciale SNAP (SubNet Access Protocol) permet de désigner l’adresse où le
type de protocole peut être identifié.
3.5
PROTOCOLES DE LA COUCHE RÉSEAU
3.5.1 Protocoles de la communication par paquets
Dans cette section, nous verrons les protocoles de la communication par paquets :
–
Le protocole X.25, qui est un protocole de la couche réseau et aussi, partiellement,
de la couche de transport. Il est largement utilisé et fait usage du système
téléphonique, mais il est malheureusement beaucoup trop lent.
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PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
–
–
19
Le relais de trame (frame relay), qui est la réponse pour une transmission plus
rapide, car des trames plus grandes sont transmises à plus haute vitesse.
Le relais de cellules (cell relay), qui livre le message en petits paquets dont la
longueur type est de 48 octets, plutôt qu’en groupes entiers, comme le fait le relais
de trame. Le protocole ATM (Asynchronous Transfer Mode) fait usage du relais de
cellules et peut supporter des informations audio, vidéo ou encore des données.
À titre comparatif, le tableau 3.2 présente les propriétés propres à chacun de ces modes de
communication par paquets.
TABLEAU 3.2
Comparaison entre les modes de communication par paquets
X.25
Relais de trame
ATM (relais de
cellules)
Unité de données
paquet
trame
cellule
Taille maximale en octets
128
1600
48
Vitesse de transmission
9,6 kb/s → 56 kb/s 56 kb/s / 64 kb/s
(T1)
T3 → OC-n
Contrôle du début
RNR/RR
Congestion Flag
GFC
Identification
nombre de canaux DLCI
logiques
VCI/VPI
Séquencement
no de séquence
implicite
implicite
ACK
par paquet
aucun
aucun
CRC-16
Capteur de détection
d’erreurs(Detection Sensor)
CRC-16
CRC-32
Demande de retransmission oui
non
non
FECN/BECN
Protocole X.25
Le protocole X.25 interface un terminal DTE (Data Terminal Equipment) à un réseau de
communication DCE (Data Communication Equipment) dans un réseau public à
commutation par paquets. Il est orienté connexion et permet d’avoir des circuits virtuels
commutés ou permanents. La vitesse de transmission varie typiquement de 9,6 kb/s à
56 kb/s. La figure 3.8 montre un réseau utilisant le protocole X.25.
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D TE
D TE
X .2 5
X
X .2 5
X
DCE
DC E
X .7 5
FIGURE 3.8
Exemple de réseau utilisant le protocole X.25.
Lors d’une demande de communication CR (Call Request), la longueur du message et les
adresses de source et de destination sont transmises, de même que toute autre limitation
particulière à la longueur des paquets et à la longueur des fenêtres (qui paie les frais de
conversation par exemple, etc.). Ces paramètres sont négociés avec le partenaire avant
que la transmission des informations ne commence.
Dans le protocole X.25, les données sont transmises par paquets. Chaque paquet
comprend un bit de qualification (Q = 1 : est un paquet de supervision et Q = 0 : est un
paquet de données). Un bit de confirmation D qui demande la confirmation de la
réception d’un paquet. Un fanion M indique le nombre de paquets qui doit être considéré
comme une unité logique, de façon à avoir une confirmation pour ce nombre de paquets.
Il existe des paquets spéciaux tels que :
–
Reset : pour compter les séquences et les ACK;
–
Restart : pour réinitialiser la connexion des paquets de diagnostic;
–
Fast Select : pour accélérer les transactions;
–
Expedited Data : pour envoyer les messages urgents;
–
Clear Request : pour mettre fin à la conversation.
Le protocole X.75 permet de communiquer entre deux réseaux X.25. Il ajoute quelques
informations telles celles qui sont relatives à la tarification. Les protocoles X.28, X.3
et X.29 accompagnent le protocole X.25 (figure 3.9). Ils définissent les paramètres
relatifs à la formation de paquets (X.3), aux terminaux (X.28) et au serveur (X.29). Le
protocole X.21 est un protocole de basse vitesse au niveau de la couche physique.
DCE
X .2 5
T e r m in a l
X .2 8
X .3
(P A D )
X .2 9
H ost
P a c k e t A s s e m b le r
/ D is a s s e m b le r
FIGURE 3.9
Les protocoles associés au protocole X.25.
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PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
21
Relais de trame
Le protocole de relais de trame (frame relay) est la solution utilisée en Amérique du Nord
pour remplacer le protocole X.25. C’est un service orienté connexion. La vitesse de
transmission est très rapide et s’effectue sur fibre optique. La figure 3.10 montre une
trame de ce protocole.
Le relais de trame n’occupe que la couche physique et la couche liaison (X.25 occupe
également la couche réseau). Il fournit comme services la détermination du début et de la
fin d’une trame, la détection des erreurs de transmission. La transmission est plus fiable
et il n’y a pas de retransmission ou de ACK. Les trames erronées sont détruites. C’est à
l’utilisateur de s’en apercevoir et de les récupérer. Les paquets ont des longueurs de
1600 octets (au lieu de 138 avec X.25) et des trames entières sont transmises. Le
protocole HDLC de la couche liaison est celui du RNIS, soit le LAPD.
Fanion
Adresse et
contrôle
Error
Check
Donn é es
Fa nion
Identification de 10 bits : DLCI (Data Link Connection Identification)
ou identifie un client particulier.
FECN (Forward Explicit Congestion Notification) ou
BCEN (Backward Explicit Congestion Notification)
pour signaler le congestionnement et initier un ralentissement.
DEF(Discard Eligibility Field) indique quelles trames peuvent
être abandonnées s'il y a congestion.
FIGURE 3.10
Trame type dans le protocole de relais de trame.
Un FRAD (Frame Relay Access Device) est une unité d’interface entre des relais de
trame, qui prend les mesures nécessaires quand il y a congestion. Un FRAD peut émuler
un réseau en anneau virtuel.
Relais de cellules
Le protocole de relais de cellules (cell relay) peut être orienté connexion (connectionoriented) ou non orienté connexion (connectionless). Chaque cellule possède 48 bits et un
en-tête de 5 bits. Les trames sont divisées en petites cellules.
5
48
53 bits
cellule type
FIGURE 3.11
Cellule type du protocole de relais de cellules.
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PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
22
L’avantage de ce protocole est que l’en-tête est uniforme et qu’elle est non distribuée en
plusieurs endroits comme dans le X.25. Les cellules peuvent transmettre de l’audio, du
vidéo et des données. La commutation des cellules est faite de façon matérielle pour
minimiser le temps de traitement.
Cette approche a été retenue dans le protocole IEEE 802.6 (MAN pour Metropolitan
Area Network) et dans le SMDS (Switched Multimegabit Data Service) non orienté
connexion (connectionless) dédié aux données seulement. La méthode d’accès
d’IEEE 802.6 agit comme un LAN géant.
Mode de transfert asynchrone (ATM)
ATM est une forme de relais de cellules (cell relay). Il est orienté connexion. Selon la
couche adaptation (adaptation layer) retenue, ATM sert à la transmission audio, vidéo et
de données.
–
Pour la voix, on parle de AAL1 (ATM Adaptation Layer 1).
–
Pour la vidéo, on parle de AAL2 (ATM Adaptation Layer 2 ).
–
Pour les données CO/CL, on parle de AAL3/4 (ATM Adaptation Layer 3
connection-oriented/ connectionless).
–
Pour les données CL, on parle de AAL5.
En ATM, l’en-tête occupe cinq octets. ATM peut émuler un LAN, ou encore un relais de
trame. Il est aujourd’hui utilisé comme pivot central ou dorsale (backbone). Il pourra
remplacer le LAN, si son coût baisse.
ATM est l’éventuelle solution au futur réseau à large bande RNIS ou BISDN (Broadband
Integrated Services Data Network). Il peut atteindre de très grandes vitesses.
Réseau SMDS et normes SONET et SDH
Le réseau SMDS (Switched Multimegabit Data Service) fonctionne par relais de cellules.
Il est dédié à la transmission de données exclusivement et il peut interconnecter des
vitesses T1 et T3, soit 1,544 Mb/s et 44,736 Mb/s. Le réseau SMDS devrait être
compatible avec le futur réseau RNIS à large bande ou BISDN.
La norme SONET (Synchronous Optical Network) définit des vitesses de transmission à
haut débit sur des fibres optiques monomodes. Cette norme est compatible avec la
transmission ATM. En Amérique du Nord, les vitesses OC-1, OC-3, OC-12 et OC-48
sont respectivement de 51,84 Mb/s, 152,52 Mb/s, 622,08 Mb/s et 2,488 Mb/s. Ailleurs, la
norme porte le nom de SDH (Synchronous Digital Hierarchy) et les vitesses STM-1,
STM-4 et STM-16 correspondent aux vitesses Sonet OC-3, OC-12 et OC-48.
3.5.2 Protocoles de routage
L’information de routage est une base de données à laquelle il faut accéder selon un
certain protocole. En effet, les routeurs doivent avoir un langage commun et il est
important de veiller à la transmission intégrale des données.
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PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
23
Quelques protocoles de routage
Protocole RIP (Routing Information Protocol)
Ce protocole vise un minimum de nœuds intermédiaires et le routage optimal est calculé
toutes les trente secondes. Il permet l’échange de tables de routage entre les routeurs.
Chaque routeur diffuse sa table de routage toutes les minutes ou lors d’un changement
dans sa table. Le routage optimal est alors calculé toutes les 30 secondes, en visant un
minimum de nœuds intermédiaires pour transmettre un paquet entre un nœud d’origine et
de destination.
Protocole OSPF (Open Shortest Path Fast)
Chaque routeur dérive indépendamment le chemin optionnel à partir de la base de
données. Étant donné que la base de données est dynamique, les routeurs définissent des
zones de recherche au sein desquelles l’information pourrait être véhiculée.
Pour les domaines à l’extérieur d’une zone, le protocole EGP (Exterior Gateway
Protocol) suffit. On lui préfère cependant le BGP (BGP-3 et BGP-4) (Border Gateway
Protocol) qui optimise le routage entre les différents domaines.
Protocole OSI
Le protocole OSI comprend le routage ES-IS et le routage IS-IS et IDRP (Inter Domain
Routing Protocol).
Routage Novell
Le protocole RIP (Routing Information Protocol) est un routage Novell, fondé sur
l’optimisation de la distance virtuelle minimale; il est rajusté toutes les 60 secondes.
Routage AppleTalk
Il existe des protocoles AppleTalk qui ont été développés pour DECnet, Banyan VINES
et autres. Ce routage se fonde sur l’optimisation de la distance virtuelle et est rafraîchi à
toutes les dix secondes.
Routage SNA
Le routage SNA est très différent de celui de TCP/IP, car il fait appel à des tables de
routage spécialisées. Le routage APPN (Advanced Peer to Peer Networking) est
automatique. La version améliorée APPN+ ou HPR (High Performance Routing) tient
compte de la possibilité d’une panne et est compatible avec les autres routages SNA.
Protocoles de communication entre les routeurs
Les protocoles PPP (Port to Port Protocol) ou SLIP (Serial Line IP) identifient le type
d’information pour l’acheminer au routeur. Rappelons qu’un routeur doit pouvoir
rediriger des informations provenant de différents types de réseaux et ayant des paquets
de types différents.
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PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
24
3.5.3 Protocoles Internet
Les protocoles Internet (IP) sont des protocoles intraréseaux et sont non orientés
connexion (connectionless) – ou dits sans connexion. Ils occupent les trois premières
couches du modèle OSI.
Des routeurs connectent ensemble des réseaux. Ils sont appliqués aux couches physique,
liaison et réseau. Ce sont donc des relais. Le rôle d’un protocole Internet est de
communiquer avec les routeurs voisins.
Le protocole IP prend en charge le routage, la taille du paquet, l’information sur le type
de service, le contrôle du début, la segmentation et le rassemblement en paquets.
Protocole IP
Le IP (Internet Protocol) est un protocole non orienté connexion qui permet
l’interopérabilité entre de nombreux réseaux : anneaux à jetons, X.25, Internet, etc.,
quelles que soient les caractéristiques de la couche physique de ces réseaux.
Il existe deux versions du protocole IP : la version 4 et la version 6 (ou IP nouvelle
génération), normalisées par l’IETF (Internet Engineering Task Force). La version 4 est
la plus utilisée; elle permet un adressage des terminaux sur 32 bits, alors que la version 6
offre un adressage sur 128 bits. La version 6 est en pleine expansion.
Du point de vue des couches ISO, IP se situe immédiatement au-dessus de la sous-couche
réseau et offre une adresse logique pour les ordinateurs d’un réseau. L’adresse IP de
32 bits doit être capable d’adresser des nœuds recevant des liaisons de types différents
(Internet : 48 bits, X.25 : 14 chiffres décimaux) et des trames de longueurs différentes
fixées à la carte réseau de l’ordinateur (4500 octets en FDDI, 1518 octets pour Internet,
etc.). Pour cela, un service de datagramme permet de refragmenter ou de rassembler les
trames entrantes en paquets généralement plus petits. La fragmentation n’est nécessaire
que si la longueur de la trame est plus grande que celle que permet un datagramme. Dans
le cas contraire, le datagramme partiellement rempli est transmis. Les datagrammes
peuvent arriver à destination en suivant un routage différent. Ils sont numérotés afin de
reconnaître leur ordonnancement.
Le protocole IP n’offre ni contrôle de flux ni contrôle d’erreurs. Il les détecte sans les
contrôler; si le paquet est erroné, il le rejette sans en aviser la couche supérieure et sans
chercher à en générer un autre.
L’en-tête associé aux protocoles IP comprend les informations suivantes : adresses de
source et de destination, type de service, longueur des paquets et des en-têtes, codage
d’erreurs de l’en-tête, information de fragmentation, mécanique et automatique, si l’on
n’est pas dans une boucle, numéro de version, amplificateur et variété de champs
optionnels, comme forcer l’information à passer par un routeur particulier.
La figure 3.12 illustre un datagramme IP.
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Version
4
25
En-tête
4
Type de
service
8
Identification
16
En-tête IP
Durée maximale
8
Longueur totale
16
Fanion
3
Protocole
8
Fragment
13
Contrôle d’erreurs
16
Adresse IP d’origine
32
Adresse IP de destination
32
Options
Remplissage
8
Données
FIGURE 3.12
Le datagramme IP.
Le champ Version (VERS) de quatre bits indique la version de protocole IP : version 4 ou
version 6.
Le champ En-tête (IHL, Internet Header Length) de quatre bits indique la longueur de
l’en-tête en mots de 32 bits, ce qui permet de pointer directement vers le début des
données. Le nombre de mots de 32 bits peut varier entre cinq et seize, selon la longueur
du champ d’options.
Le champ Type de service est un champ de 8 bits indiquant le type de service. Les trois
premiers bits indiquent la priorité. Les quatre bits suivants précisent le type de service
(normal : 0 0 0 0, avec minimisation des coûts : 0 0 0 1, avec fiabilité maximale : 0 0 1 0,
avec maximisation de débit : 0 1 0 0, ou en minimisation de délai : 1 0 0 0).
Le champ Longueur totale (total length) est un champ de 16 bits et indique la longueur
totale (en octets) de l’adresse IP (en-tête IP et données IP). La longueur maximale d’un
datagramme IP est limité à 65 535 octets. Les routeurs sont conçus pour interpréter des
datagrammes IP d’au moins 576 octets.
Le champ Identification permet de modifier un datagramme IP particulier : c’est le
numéro d’identification d’un datagramme spécifique. Si un datagramme IP doit être
fragmenté, le numéro du datagramme est copié dans chaque fragment.
Le champ Fanion (flags) est un champ de quatre bits; il informe le récepteur si le
datagramme est fragmenté ou non. La figure 3.13 nous montre comment ce champ est
divisé.
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INF 5004
PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
26
0
Réservé ;
doit être égal
à zéro.
DF
"Don't Fragment"
DF = 1
signifie que le
datagramme ne
peut être fragmenté.
MF
"More Fragment"
MF = 1
indique que d'autres
fragments suivent.
FIGURE 3.13
Le champ Fanion (Flags).
Le champ Fragment (fragment offset) indique la position du fragment dans le
datagramme IP. La valeur de ce champ correspond au premier numéro d’octet qui
appartient à ce fragment particulier. Si le fragment précédent contenait par exemple
2364 octets allant du numéro 6700 à 9064, le champ du fragment actuel affichera alors la
valeur 9065.
Le champ Durée maximale (time-to-live) de huit bits indique la durée maximale permise
d’un datagramme IP. La valeur de ce champ fait démarrer un compteur qui est
décrémenté régulièrement. Lorsque le compteur atteint la valeur zéro, le datagramme est
détruit. Ce champ permet d’éviter des situations où l’information circule indéfiniment en
boucle entre les routeurs.
Le champ Protocole de huit bits indique le type de protocole qui est encapsulé dans les
données du datagramme IP. Les valeurs types sont :
–
1
pour ICMP;
–
6
pour TCP;
–
17
pour UDP.
Le champ Contrôle d’erreurs de l’en-tête (header checksum) de seize bits effectue un
contrôle d’erreurs, mais au sein de l’en-tête seulement. Ce champ est vérifié par le
destinataire. S’il y a découverte d’une erreur, le datagramme est détruit.
Les champs Adresse d’origine et Adresse de destination occupent chacun 32 bits. Les
adresses sont des adresses IP de classe A, B, C ou D.
Le champ Options a une longueur variable. Il peut être étendu ou omis. Des bits de
remplissage sont utilisés pour compléter un mot à 32 bits. Le champ Options comprend
un bit de fanion, deux bits pour la classe d’option et cinq bits pour l’option.
Alternativement, ce champ peut consister en un seul octet définissant une option
particulière.
La figure 3.14 illustre comment sont définis les types d’options, dans le premier cas.
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INF 5004
PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
Fanion
1
Classe
2
27
Option
5
Remplissage ou paramètres
d'option supplémentaires
FIGURE 3.14
Définition des types d’options.
Le fanion est un bit dont la valeur « 1 » ou « 0 » indique si le fichier a été copié au
routeur ou non.
Les bits de la classe d’options sont de quatre types :
– contrôle (0 0);
– réservé (1 0);
– dépannage et mesure (0 1);
– réservé également (1 1) pour un usage futur.
Les cinq bits d’options peuvent être réservés :
– 00000
End of Option List
indique la fin de la liste des options, au
cas où cette liste n’occuperait pas 32 bits.
– 00001
No Operation
sert à aligner les octets dans une liste
d’options et ne représente pas une option
particulière.
– 00010
Security
sert à définir le niveau de sécurité
employé.
– 00011
Loose Source Routing
indique qu’aucun routage particulier n’est
retenu.
– 01001
Strict Source Routing
indique que le datagramme doit passer par
des nœuds (ou routeurs) bien définis.
– 00111
Record Route
permet de conserver l’historique des
routeurs empruntés.
– 01000
Stream ID
ceci est une option (discrète) pour
transporter une identification de type
SATNET.
– 00100
Type Stamping
permet d’indiquer l’heure (en
milliseconde) à chaque nœud.
Adresse IP
Comme le montre la figure 3.15, l’adresse IP est divisée en deux parties : la première
(Netid) est destinée à identifier le routeur, la seconde (Hostid) est destinée à identifier le
terminal. Il existe cinq classes d’adresses dénommées A, B, C, D et E qui dépendent du
nombre de réseaux ou de terminaux rattachés au serveur.
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INF 5004
PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
28
En-tête
Netid
Hostid
Adresse IP
Classe
En-tête
Bits
« Netid »
Nombre d’adresses
de routeurs
Bits
« Hostid »
Nombre d’adresses
de terminaux
A
0
7
127
24
16 777 214
B
10
14
16 384
16
65 536
C
110
21
2 097 152
8
255
D
1110
Mode tous-points « Broadcast »
E
1111
Classe non encore définie
FIGURE 3.15
Adresse IP et classes d’adresses.
L’adresse est lue en quatre octets séparés, chaque octet étant lu de façon décimale.
Exemple d’adresse
146 .
P .
25 .
Q .
19 .
R .
34
S
Le premier nombre décimal P est indicateur de la classe d’adresses.
–
Dans la classe A, l’en-tête est composé du bit « 0 ». Les sept autres bits du premier
octet constituent l’indicateur de la classe qui peut prendre des valeurs comprises
entre 1 et 127. Le premier octet permet d’identifier les routeurs, tandis que les trois
autres octets servent à identifier les différents terminaux. Cette classe est utilisée
pour l’adressage, dans les réseaux qui comprennent un très grand nombre de
terminaux, soit 16 777 214.
–
Dans la classe B, l’en-tête est composé des bits « 10 ». Les six autres bits du
premier octet constituent l’indicateur de la classe qui peut prendre des valeurs
comprises entre 128 et 191. Les deux premiers octets permettent d’identifier les
routeurs, tandis que les deux autres octets servent à identifier les différents
terminaux. Cette classe est utilisée pour l’adressage, dans les réseaux intermédiaires
pouvant compter jusqu’à 65 536 terminaux.
–
Dans la classe C, l’en-tête est composé des bits « 110 ». Les cinq autres bits du
premier octet constituent l’indicateur de la classe, qui peut prendre des valeurs
comprises entre 192 et 223. Les trois premiers octets permettent d’identifier les
routeurs, tandis que le dernier octet sert à identifier les différents terminaux. Cette
classe est utilisée pour l’adressage, dans les réseaux d’au plus 255 terminaux.
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INF 5004
PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
–
–
29
Dans la classe D, l’en-tête est composé des bits « 1110 ». Les quatre autres bits du
premier octet constituent l’indicateur de la classe, qui peut prendre des valeurs
comprises entre 224 et 239. Dans cette classe d’adresses, la notion de réseau est
absente. Cette classe est utilisée pour diffuser les datagrammes vers un groupe de
terminaux.
Dans la classe E, l’en-tête est composé des bits « 1111 ». Elle est réservée pour un
usage futur.
Adresse de masque
Le sous-réseautage simplifie l’administration en permettant de former des sous-groupes
fonctionnels au sein d’une administration. L’adresse IP devient :
Hostid
Netid
Numéro de
sous-réseau
Numéro de
terminal
Pour que l’on puisse savoir s’il existe un sous-réseau ou non, l’adresse IP est
accompagnée d’un masque « P.Q.R.S. » Les principaux masques sont :
–
255.0.0.0
pour une adresse IP de classe A; Q.R.S. est l’adresse du terminal;
–
255.255.0.0
pour une adresse IP de classe B; R.S. est l’adresse du terminal;
–
255.255.255.0 pour une adresse IP de classe C; S constitue l’adresse du terminal.
La démarcation entre les valeurs décimales 255 et 0 du masque permet d’établir quelle
partie du champ Hostid servira à déterminer le sous-réseau. La partie gauche servira à
déterminer le sous-réseau, tandis que la partie droite servira à déterminer le terminal.
Rappelons que le nombre P (le premier nombre de l’adresse IP) définit la classe
d’adresse IP : de 1 à 127 pour la classe A, de 128 à 191 pour la classe B, de 192 à 223
pour la classe C et de 224 à 239 pour la classe D. L’adresse IP complète d’un terminal est
donc constituée de l’adresse IP et du masque IP. Ces informations sont généralement
accompagnées de l’identification d’un routeur par défaut.
Considérons l’adresse IP « 75.40.6.13 », accompagnée du masque « 255.255.0.0. »
L’adresse IP montre qu’il s’agit d’une adresse de classe A, et que le terminal est identifié
par « 40.6.13 ». Comme la démarcation dans le masque se situe entre le deuxième et le
troisième nombre décimal à partir de la gauche, dans l’adresse du terminal, « 40 »
représentera le numéro du sous-réseau et « 6.13 » représentera le terminal.
Considérons l’adresse IP « 160.38.6.9 » accompagnée d’un masque « 255.255.255.0 ».
L’adresse IP montre qu’il s’agit d’une adresse IP de classe B, et que le terminal est
identifié par « 6.9 ». Comme la démarcation dans le masque se trouve entre le troisième
et le quatrième nombre, « 6 » représentera le sous-réseau, tandis que « 9 » représentera le
terminal.
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INF 5004
PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
30
Considérons enfin l’adresse IP « 198.230.160.5 » accompagnée du masque
« 255.255.255.0 ». L’adresse IP montre qu’il s’agit d’une adresse de classe C, et que le
terminal est identifié par « 5 ». Comme la démarcation dans le masque se trouve entre le
troisième et le quatrième nombre, le nombre « 5 » représentera le terminal. Il n’y a pas de
sous-réseau étant donné qu’il n’y a aucun nombre à gauche de la démarcation pour
pouvoir le représenter.
L’adresse du sous-réseau occupe une partie du champ Hostid, ce qui réduit la dimension
de l’adresse du terminal et augmente la dimension de l’information de routage. De fait,
un réseau particulier est défini par l’adresse Hostid « 0 » (zéro), c’est-à-dire que tout le
champ Hostid, qui peut être inférieur à un octet, est tout plein de bits « 1 » (un), c’est que
l’on est en mode tous-points (Broadcast).
Normalement, l’adresse IP est fournie par le pourvoyeur de service Internet. Toutefois, si
un usager ne veut pas se brancher à Internet, il peut obtenir une adresse IP valide grâce à
un NAT (Network Address Translation). Les adresses réservées pour un usager privé
sont :
10.0.0.0
→ 10.255.255.255
172.16.0.0 → 172.31.255.255
192.168.0.0 → 192.168.255.255
soit un réseau de classe A
soit 16 réseaux de classe B
soit 256 réseaux de classe C
Ces adresses sont uniques au sein d’un réseau local donné. Toutefois, il peut y avoir des
problèmes si l’on en sort, car la même adresse privée peut avoir été octroyée ailleurs.
Aussi est-il préférable de passer par le NAT.
Pour surmonter les limitations de l’adressage IP traditionnel (version 4), la nouvelle
version IPv6 fait usage d’une adresse de 128 bits qui inclut l’adresse IPv4 : 96 bits sont
ajoutés avant les 32 bits de l’adresse IPv4; ceci permet d’inclure du cryptage. Par ailleurs,
certains zéros de l’adresse sont compressés.
Protocole SNAP
Le protocole SNAP (SubNet Access Protocol) permet d’inclure de l’information
d’adressage dans huit octets du champ d’information d’une trame LLC (Logical Link
Control) IEEE 802.3, 802.4, X.25 ou à la couche AAL de ATM. Ce protocole est utilisé
par IBM et Apple. L’information IP insérée est :
DSAP
–
–
–
–
–
SSAP
CTR
OUI
Ethetype
DSAP (Destination Service Access Point);
SSAP (Source Service Access Point);
CTR (contrôle);
OUI (Organisation Unit Identifier ou Identification du protocole de l’organisation);
Ethertype (type de l’application).
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INF 5004
PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
31
Protocoles de routage
Voyons deux protocoles de routage : le protocole de routage basé sur la distance
vectorielle minimale et le protocole de routage basé sur le statut de la liaison. La
figure 3.16 présente un exemple de routage.
–
Le protocole de routage basé sur la distance vectorielle minimale vise à un
minimum d’étapes intermédiaires entre le terminal et l’appelant et entre le terminal
et l’appelé.
–
Dans le protocole de routage basé sur le statut de la liaison, le délai de
transmission minimal prend en considération les vitesses de propagation. Ce
protocole est donc bien plus performant que le précédent.
Le m auvais chem in sera pris
en considération car le nom bre
de ponts m inim al ne correspond
pas toujours au délai de B
transm ission m inim al.
C hoisit le routage
ayant le nom bre
de ponts m inim al
A
1 kb/s
1 kb/s
2000 s
0.3 s
10 M b/s
10 Mb/s
10 Mb/s
FIGURE 3.16
Exemple de routage.
Routeurs IP
Le rôle d’un routeur est de traiter chacun des datagrammes entrant par un port donné et
de les acheminer vers d’autres ports, en se basant sur une table de routage interne et sur
l’adresse IP de la destination. Une table de routage permet de désigner le chemin à
prendre entre deux routeurs ou entre un terminal et un routeur. Les routeurs communiquent entre eux par des liens séparés. La figure 3.17 présente le diagramme d’un routeur.
Le protocole de routage tient compte des routeurs qui lui sont directement liés ou de ceux
qui sont reliés par un certain nombre de routeurs intermédiaires. Il va sans dire que le
routeur vérifie tout d’abord si le datagramme entrant ne cherche pas à rejoindre une
adresse appartenant à son réseau local. Si le routeur est directement connecté à l’adresse
de la destination, il procède à un ARP (Address Resolution Protocol) en vue d’obtenir
l’adresse MAC du terminal désiré avant d’acheminer le datagramme à cette adresse. Si le
routeur n’est pas directement connecté à l’adresse de destination, il se fie à sa table de
routage. Si l’adresse de destination n’apparaît pas dans la table de routage, il utilise une
route « par défaut » pour continuer à chercher l’adresse de destination. Le nombre
d’étapes de routage est limité. L’information TTL (Time To Live) dans la trame IP est
décrémentée à chaque routeur. La transmission est interrompue lorsque le compteur TTL
est rendu à zéro. De la sorte, on évite les situations où l’information circule en boucle
fermée entre des routeurs.
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INF 5004
PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
32
T a b le s
d e r o u ta g e
M é m o r is a tio n
d u p ro g ra m m e
F la s h
C o n f ig u r a t io n
CPU
RAM
R A1
M é m o ir e
viv e
C o n s o le
C a r te s I/O
FIGURE 3.17
Diagramme synoptique d’un routeur.
Si un même serveur réalise que deux terminaux ont la même adresse IP, il peut ignorer la
seconde, effacer la première ou alors rester bloqué. Il convient alors de retracer le
problème au moyen d’un analyseur de réseau ou d’un renifleur (sniffer). Un paquet IP
comprend, entre autres, les adresses de source et de destination, ainsi que de
l’information relative à la fragmentation ou la non-fragmentation des paquets. Chaque
fragment a son en-tête. L’information du champ Fragment (fragment offset) permet de
situer le fragment par rapport à l’origine du message.
Les informations optionnelles peuvent inclure le routage, le niveau de sécurité, le temps
de transmission, etc. De nombreux mécanismes permettent de limiter le temps de
transmission; si l’information est bloquée, la transmission doit être interrompue. Les
adresses ont des longueurs variables (classes A, B, C et D), l’adresse du réseau pouvant
varier de sept, quatorze et 21 bits.
Il est possible de diviser l’adresse en sous-réseaux de façon à créer des sous-réseaux
Internet privés regroupant un certain nombre de terminaux (IP Multicast,
IP Subnetworking). Le nombre d’adresses IP possible est de plusieurs dizaines de
millions. La figure 3.18 illustre le passage aux sous-réseaux.
D e r n ie r
te r m in a l
S o u s -ré s e a u
A d m in is t ra tio n
d e s o u s -ré s e a u x
O r g a n i s a t io n
d e l'a d m in is tr a tio n
S o u s -ré s e a u
FIGURE 3.18
Du réseau au sous-réseau.
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INF 5004
PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
33
IP nouvelle génération
Le problème de la longueur limitée des adresses est pris en compte par le IpnG (IP Next
Generation) et sa version IPv6. La longueur des adresses passe à 16 octets. En effet, il est
prévu qu’il pourra y avoir de nombreux sous-réseaux par personne (résidence, voiture,
amis, travail, etc.). Avec ce protocole, la fragmentation est la responsabilité des TCP et
non plus des IP. L’en-tête est deux fois plus long; il est donc de 40 octets, dont 16 octets
pour l’adresse de source et seize autres pour l’adresse de destination, et le nombre
d’options est plus important. Le protocole doit permettre de configurer un réseau en
tenant compte du fait qu’il doit interroger les terminaux pour connaître les adresses IP et
les adresses MAC (adresses de la couche liaison propre au réseau).
Il existe une version 4 (IP V.4) qui peut coexister avec celle de l’IP V.6.
Autres protocoles Internet
Internet OSI ou CLNP
Le protocole de la couche réseau en mode sans connexion (CNLP Connectionless
Network Layer Protocol), que montre la figure 3.19, est une extension du protocole IP.
Les adresses sont des adresses OSI longues de 20 bits et la segmentation est optionnelle.
AFI
O rg a n iz a tio n a l
ID I
E n d S y s te m
(A u th o rity
S u b s e t W o rk
Id
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Id e n tifie r)
o u d e s tin a tio n
Id e n tifie r )
N SA P
(N e tw o rk
S e rv ic e
A c c e s s P o rt)
In fo rm a tio n p ro p re a u ré s e a u
FIGURE 3.19
Protocole CLNP.
Novell IPX
La compagnie Novell a son propre protocole Internet : Novell IPX (Internet Pocket
Exchange). Au niveau de la couche transport, son protocole est comparable à l’UDP
(User Datagram Protocol). Ce protocole est approprié pour fonctionner avec la plupart
des applications. La longueur des paquets est auto-ajustée. L’adresse du réseau est
octroyée par Novell ou par l’administrateur du réseau; celle des terminaux est
l’adresse MAC.
AppleTalk DDP
Le nombre de nœuds intermédiaires des AppleTalk DDP (Datagram Delivery Protocol)
est limité à quinze et est renouvelé toutes les dix secondes.
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INF 5004
PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
3.6
34
PROTOCOLES DE LA COUCHE TRANSPORT
La couche transport doit veiller à l’intégrité du message transmis; elle doit veiller à
vérifier que tous les paquets ont été transmis de bout en bout. Au départ, on a supposé
que le réseau de communication était parfait et qu’il n’y avait pas de pertes de paquets.
Cette assomption s’est révélée erronée.
Le protocole de la couche transport s’occupe du réseau, de l’adresse et de l’application.
Dans le cas où la communication se fait en mode connexion (connection-oriented), le
contrôle du débit est important. Dans le cas où la communication est en mode sans
connexion (connectionless), il y a lieu d’ignorer le trafic en excès.
3.6.1 Protocole TCP
Le service offert par le protocole TCP (Transport Control Protocol) ressemble à celui qui
est offert par le protocole de transport ISO. Par rapport aux couches ISO, le
protocole TCP/IP occupe quatre couches : la sous-couche réseau (subnetwork layer) qui
intègre la couche physique et la couche liaison, la couche interréseau (internetwork layer)
qui correspond à la couche réseau, la couche dite SPL (Service Provider Layer) qui
correspond à la couche transport et, enfin, la couche application qui regroupe le reste des
couches ISO (figure 3.20).
Applications variées
TFTP SNMP FTP etc.
Applications variées
TFTP SNMP FTP etc.
TCP
UDP
IP ou ICMP
Application
Transport
Réseau
Liaison
Sous-couche réseau
Physique
FIGURE 3.20
Les familles de protocoles TCP/IP et UDP/IP au sein des couches ISO.
Aux données à transmettre viennent s’ajouter quatre en-têtes : la première pour les
services, la seconde pour TCP ou UDP, la troisième pour IP et la dernière pour la souscouche réseau. Le protocole IP est non orienté connexion; il octroie une adresse de
32 bits à chaque usager. L’adressage IP est universel et est valide quelle que soit
l’application envisagée, comme l’indique la figure 3.21.
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INF 5004
PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
35
SMTP
avec serveur
SMTP
FTP
FTP
Réseau TCP/IP
Telnet
Telnet
DNS
avec serveur
DNS
FIGURE 3.21
Divers types d’application supportés par TCP/IP.
Le protocole TCP permet à deux couches application de se connecter et d’échanger des
messages. Il offre un service de transport avec connexion, retransmission de paquets en
cas d’erreurs, contrôle de flux (en octets par seconde plutôt qu’en paquets par seconde) et
séquencement des messages. Les numéros de séquences sont de 32 bits, car chaque octet
est numéroté et les opérations sont faites par octet. TCP transmet l’en-tête, les données et
les paramètres de transmission à IP. Les paquets, dans le cadre de TCP, sont appelés des
segments. La figure 3.22 présente un segment TCP, structuré en plusieurs champs
représentés par groupes de 32 bits.
Port d’origine TCP
16
Port de destination TCP
16
Numéro de séquence
32
En-tête TCP
Numéro d’accusé de réception 32 bits
HLEN
4
Réservé
6
Code bits
6
« Window »
16
« Checksum »
16
Pointeur d’urgence
16
Options
Remplissage
Données
FIGURE 3.22
Segment TCP.
Les champs Port d’origine TCP et Port de destination TCP, de 16 bits chacun, indiquent
le port d’origine ou de destination du segment TCP.
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INF 5004
PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
36
Le champ Numéro de séquence (sequence number) contient le numéro de séquence du
segment. Rappelons qu’au niveau de la couche transport, l’information est segmentée de
façon que sa longueur soit acceptable pour les couches inférieures. Le premier segment a
un numéro aléatoire (généré de façon pseudo-aléatoire, c’est-à-dire n’importe où au sein
d’une longue séquence connue qui est aléatoire en apparence). Le premier octet porte ce
numéro aléatoire plus un.
Le champ Accusé de réception (acknowledgment number) indique le prochain numéro de
séquence attendu. Ce champ confirme automatiquement l’acceptation des numéros de
séquence des champs précédents.
Le champ Longueur d’en-tête (HLEN pour Header Length) indique la longueur de l’entête en mots de 32 bits. Cette longueur varie entre cinq et seize, selon la longueur du
champ d’options qui peut varier entre zéro et onze mots de 23 bits.
Le champ Réservé (reserved) est gardé pour un usage futur.
Le champ Code bits, de 6 bits, indique l’une des possibilités suivantes, chacune
correspondant à un bit particulier, qui passe à « 1 » si ladite possibilité est activée.
–
URG ou Urgent Pointer indique au destinataire que les données doivent être
traitées en priorité sans tenir compte du contrôle de flux;
–
ACK ou Acknowledgment est un accusé de réception, en réponse à une commande
SYN, PSH ou FIN (SYN pour l’établissement de la connexion, PSH pour le
transfert de données et FIN pour la fermeture de la connexion);
–
PSH ou Push indique au destinataire qu’il faut transmettre tout de suite à
l’application les données se trouvant dans le tampon, sans attendre que le segment
ait atteint une dimension optimale;
–
RST ou Reset sert à fermer une connexion TCP de façon brutale;
–
SYN ou Synchronize sert durant la phase d’établissement d’une connexion pour
synchroniser les compteurs de source et de destination et pour demander
l’établissement d’une connexion;
–
FIN ou Final sert à demander au destinataire la fermeture d’une connexion TCP.
Le champ Window (fenêtre) sert au contrôle de flux. Il indique le nombre maximal
d’octets que l’on peut transmettre sans avoir reçu d’accusé de réception. Si ce nombre
maximal est atteint, la transmission est interrompue momentanément, car il y a
probablement congestion dans le réseau. La dimension maximale de la fenêtre est
65 535 octets.
Le champ Checksum vérifie l’intégrité du segment TCP. C’est un complément binaire de
la somme des compléments binaires de l’en-tête TCP et de la pseudo-en-tête TCP. Cette
dernière n’est pas transmise, elle consiste en l’adresse de source IP, l’adresse de
destination IP suivi de huit bits « 0 », huit bits désignant le protocole (par exemple, 6
indique qu’il s’agit de TCP) et de seize bits indiquant la longueur du segment TCP.
Le champ Pointeur d’urgence (urgent pointer) est utilisé en conjonction avec le bit URG
indiquant une information prioritaire. La valeur de ce champ indique le nombre d’octets
prioritaires.
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INF 5004
PROTOCOLES ET ARCHITECTURES
37
Le champ Options a une longueur variable, mais son contenu est toujours un multiple de
32 bits. Le champ 0 0 0 0 0 0 0 0 indique la fin des options, alors que le champ
0 0 0 0 0 0 0 1 indique qu’il n’y a aucune option (ce dernier n’est pas nécessaire). De
façon générale, le champ d’options est structuré comme suit :
–
deux octets indiquant le type d’options;
–
quatre octets pour la longueur d’options en octets;
–
deux octets indiquant la longueur maximum du segment (en octets et non en mots
de 32 bits).
Pour bien fonctionner avec Internet, il y a lieu de connaître :
–
l’adresse IP;
–
le DNS (Domain Name System), qui est un répertoire d’adresses électroniques;
–
l’ASN (Autonomous System Number) qui permet le routage automatique. Chaque
groupe d’ordinateurs a un même ASN, c’est-à-dire un routeur par défaut. Les
routeurs ne s’adressent qu’aux ASN.
Ces trois adresses sont octroyées par le pourvoyeur de service Internet ISP (Internet
Service Provider).
Pour pouvoir identifier une application particulière dans un réseau téléinformatique, il y a
lieu de préciser le type de protocole dans la couche liaison, l’adresse IP dans la couche
réseau et le numéro de port dans la couche transport. Une trame TCP/IP se présente
comme suit :
En-tête
Protocole
IP
Port
TCP
Données
Précisons la signification du terme « port ». Il ne s’agit pas d’une adresse physique, mais
d’un code particulier qui associe une application particulière à un point d’accès ou de
sortie particulier. Par exemple, les applications FTP-Contrôle, FTP-Data ou Telnet
correspondent aux numéros de port 21, 20 ou 23. Soulignons qu’un port d’entrée et un
autre de sortie sont assignés pour chaque session. Le TCP émet un deuxième numéro qui
rend chacune des communications (sessions) uniques. Dans la figure 3.23, le TE1
demande à établir une session FTP1, en faisant appel au port 21. Le TCP répond en
octroyant un numéro de port, 1026 dans l’exemple illustré; ce même numéro de port est
assigné au TE2 afin de rendre la session unique.
Lorsque le TE1 transmet, son port de source est 1026 et son port de destination est 21.
Pour la même session, le TE2 répond : son port de source est 21 et son port de destination
est 1026.
L’adjonction du numéro de port à une adresse IP constitue une interface logique
spécifique (socket).
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Destination TE2
Origine TE1
FTP1
FTP2
1026
21
1030
21
FTP1
21
FTP2
1026 1030
TC P
21
TCP
FIGURE 3.23
Deux sessions FTP et numéros des ports.
Établissement d’une connexion
La procédure d’établissement d’une connexion est faite à l’aide de la méthode dite en
trois étapes (three way hanshake), de la manière suivante : une des extrémités, par
exemple le serveur, attend de manière passive l’arrivée d’une communication. À l’autre
extrémité, le client fait une demande de connexion au serveur en lui indiquant le port
auquel il désire se connecter, la taille maximale des segments TCP qu’il admet et
éventuellement quelques données utilisateur (par exemple, le mot de passe). Un segment
TCP est envoyé avec le bit SYN à l et le bit ACK à 0, ainsi qu’un numéro de séquence
(SEQ = 100 dans l’exemple de la figure 3.24) et attend une réponse. Quand ce segment
arrive à destination, l’entité TCP du serveur vérifie s’il existe une application à l’écoute
du port indiqué dans le champ Port de destination TCP. Si elle n’en trouve pas, elle
rejette la demande de connexion en envoyant une réponse avec le bit RST à 1.
USAGER
Actif
Ouvert
( ouvert )
TCP
SYN = oui
ACK = non valide
SEQ no = 100
TCP
USAGER
Crée une
table
d'états
Ouvert
SYN = oui, ACK = valide, SEQ no = 300, ACK no = 101
SYN = non, ACK = valide,
SEQ no = 101, ACK no = 301
( ouvert )
FIGURE 3.24
Établissement d’une conversation en TCP.
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Autrement, on fournit à cette application le segment entrant. Si la connexion est acceptée,
l’application envoie un segment accusant réception du segment. Son champ ACK vaut
101 pour indiquer qu’il a reçu la séquence numéro 100 et qu’il s’attend maintenant à
recevoir la séquence numéro 101. Le segment contient également une référence initiale
qui lui est propre, soit SEQ = 300 dans l’exemple de la figure. Pour terminer, le client
confirme le choix du serveur en accusant la réception du segment SEQ = 300 avec un
ACK = 301.
Durant le transfert, il y a confirmation ACK par transmission du prochain nombre
d’octets.
Transfert de données
La gestion des fenêtres (Window dans le segment TCP) n’est pas directement liée aux
accusés de réception. Expliquons le transfert de données, à partir de l’exemple de la
figure 3.25.
Émetteur
Récepteur
L’application
écrit 2K
2K / SEQ = 0
Tampon du récepteur
0
4K
Vide
ACK = 2048 Window = 2048
2K
L’application
écrit 3K
2K / SEQ = 2048
L’émetteur est bloqué
ACK = 4096 Window = 0
Plein
L’application lit 2K
ACK = 4096 Window = 2048
2K
L’application peut
envoyer jusqu’à 2K
1K / SEQ = 4096
1K
2K
FIGURE 3.25
Le TCP en mode de transmission de données.
Le destinataire possède un tampon mémoire de 4096 octets (4 Koctets). Si le client
transmet un segment de 2048 octets (2 Koctets), le destinataire l’acquitte, s’il le reçoit
correctement, en envoyant un segment dont l’ACK vaut 2048; il annonce dans le champ
Window qu’il lui reste un espace libre de 2048 octets dans son tampon (jusqu’à ce que
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l’application y retire des données) pour les prochains transferts. Le client transmet de
nouveaux 2048 octets. Le destinataire l’acquitte, mais la fenêtre est maintenant nulle. Le
client doit donc arrêter d’émettre, le temps que l’application distante lise les données dans
les tampons. Cependant, il peut envoyer un segment avec le champ URG actif pour
commander l’arrêt de l’application. Il peut ensuite envoyer un autre segment d’un octet
pour obliger le serveur à ré-annoncer le prochain octet attendu, ainsi que la taille de la
fenêtre.
Fermeture d’une connexion
Le client ou le serveur peuvent l’un ou l’autre demander la fermeture de la connexion.
Celui qui en fait la demande doit activer le champ FIN du segment contenant les
dernières données à transmettre. Il doit ensuite attendre que l’autre ait fini d’envoyer ses
données pour fermer la connexion, comme le montre la figure 3.26.
D a ta
AC K
FIN = oui
FIN = oui
FER M É
(C lo s e )
D élai d'attente final (par précaution)
FIGURE 3.26
Fermeture d’une connexion TCP.
Un pointeur d’urgence permet d’interrompre la conversation et de recommencer. Pour le
contrôle de débit, il existe une fenêtre d’octets dont la longueur varie. S’il y a des paquets
de longueurs différentes, il est préférable de faire la confirmation par fenêtre d’octets.
Le fanion Push signifie qu’il faut transmettre sans attendre d’avoir suffisamment
d’information à envoyer. Le fanion Reset force la fermeture de la connexion.
En résumé, le protocole TCP/IP diffère de celui d’OSI. La structure des couches OSI est
très rigide et moins flexible. Ainsi, la couche session est responsable du dialogue et, plus
précisément, de la gestion du dialogue : départ, interruption, reprise, arrêt,
communications simplex ou duplex. La couche présentation définit les caractères et la
syntaxe qui sont indépendants de l’équipement qui peut être utilisé au niveau application.
Au niveau de la couche application, le protocole OSI distingue l’ACSE (Association
Control Service Element) qui définit les paramètres de connexion et le ROSE (Remote
Operations Service Element) qui le fait pour les appels à distance.
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3.6.2 Autres protocoles de la couche transport
Voyons quelques protocoles de la couche transport : le protocole UDP (User Datagram
Protocol), les protocoles de Novell, de Apple et de IBM.
Le protocole UDP (User Datagram Protocol) offre un service de transport en mode
datagramme, sans l’établissement d’une connexion. L’UDP utilise le service IP. Ce
dernier réalise alors un service réseau non connecté. Le paquet UDP est appelé
datagramme. Sa structure est présentée à la figure 3.27.
Port d’origine UDP
16
Longueur du datagramme UDP
16
Données
Port de destination UP
16
« Checksum »
16
FIGURE 3.27
Datagramme UDP.
Le datagramme UDP est, on le voit, fort simple par rapport au segment TCP. De fait, la
mention du port d’origine est optionnelle et peut être remplacée par une série de seize
bits « 0 ». Notons que le protocole UDP ne garantit aucunement la bonne réception du
datagramme et a donc un minimum de fiabilité de transmission. En effet, il n’y a pas de
contrôle de débit (pas de fenêtre), pas d’accusé de réception et, par conséquent, pas de
retransmission des datagrammes perdus ou modifiés.
Précisons que lors de l’encapsulation des données des cordes supérieures, les numéros de
port utilisés en UDP ne sont pas identiques à ceux qui sont utilisés en TCP.
Dans les routeurs, le datagramme IP est fragmenté, si c’est nécessaire, et chacun de ces
fragments comprend l’en-tête du datagramme IP original et le datagramme UDP est
considéré comme faisant partie des données. Lors de la réception, les fragments IP sont
réassemblés et le datagramme reconstruit est transmis à la couche de transport pour être
lui-même décapsulé pour être transmis au numéro de port de destination qui se trouve
dans son en-tête.
Le protocole SPX de Novell est utilisé entre les serveurs. Le protocole SPX II est une
version améliorée et plus flexible. Le protocole IPX est l’équivalent du protocole UDP.
AppleTalk a recours à un protocole de transaction plutôt qu’à un protocole de transport.
Le protocole SNA de IBM a la possibilité d’envoyer des messages urgents, quel que soit
le débit. Le chiffrement est optionnel.
3.7
LES PROTOCOLES DE LA COUCHE APPLICATION
Au niveau de la couche application comme aux autres niveaux, la normalisation porte
essentiellement sur la communication de données entre deux ou plusieurs systèmes
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distants. On distingue, parmi les applications, celles qui relèvent de l’environnement local
et qui ne sont pas touchées par le modèle OSI (éléments spécifiques à une application
donnée et à sa mise en œuvre), de celles qui permettent l’interconnexion de systèmes
ouverts et qui sont l’objet principal des travaux de normalisation. L’objectif visé par les
travaux de normalisation portant sur cette dernière catégorie d’applications est de
constituer un ensemble d’éléments communs à toutes les applications.
3.7.1 Web ou W3 ou WWW
Le Web, ou W3 ou WWW (World Wide Web), est l’instrument probablement le plus
convivial utilisé pour naviguer aisément et presque intuitivement dans Internet et pour y
consulter des documents appelés pages web. Il est basé sur un format standard de
documents hypertextes. Le premier, à ce jour, est connu sous le nom de HTML
(HyperText Markup Language); il repose aussi sur un protocole de transfert de ce type de
document, connu sous le nom de HTTP (HyperText Transfer Protocol). Le W3 fut créé
en 1989, à la suite d’une initiative de Tim-Berners-Lee, pour être utilisé au Centre
européen de recherche nucléaire (CERN) à Genève.
L’élément d’information de base du W3 est la page web. Celle-ci peut contenir du texte,
des images, des sons, de l’animation, etc. et aussi, possiblement, des liens vers d’autres
pages web. Une page web est en fait un fichier situé sur un serveur W3 qui peut recevoir
des requêtes et y répondre par la transmission au requérant du contenu du fichier
correspondant à la page web demandée. Le fichier est alors traité de façon appropriée par
le logiciel client situé sur l’ordinateur du requérant à l’aide du protocole HTTP, qui
définit le mode d’accès du serveur, et à l’aide du standard de marquage de texte (HTML,
XML, etc.), qui codifie la mise en forme de la page web. Chaque page web située sur un
serveur W3 possède une adresse qui lui est propre. Cette adresse est dénommée l’URL
(Universal Resource Locator) et est constituée comme suit :
protocole://nom d’utilisateur:mot :passa@adresse du serveur:port TCP/paramètres
Le protocole indique le type de connexion que le logiciel doit mettre en œuvre. HTTP est
utilisé pour le W3, FTP est utilisé pour le transfert des fichiers, etc. Sa mention est
obligatoire.
Le port TCP indique le port de connexion à utiliser. Sa mention n’est obligatoire que s’il
est différent du port de connexion standard (80 pour HTTP).
Le nom d’utilisateur et le mot de passe ne sont utilisés que pour accéder à des ressources
ou à des services non publics, et réservés à une ou plusieurs catégories d’utilisateurs
autorisés. Dans les autres cas, ils ne sont pas requis.
Les paramètres spécifient l’emplacement de la page web demandée dans l’hiérarchie des
fichiers du serveur.
Dans le cas d’un serveur public, la forme simplifiée suivante de l’URL est suffisante :
protocole://adresse du serveur/paramètres
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3.7.2 Service de répertoire
Le service de répertoire (directory) ressemble au bottin téléphonique qui donne
l’adresse IP d’un usager particulier. De fait, chaque ordinateur possède un numéro IP. Le
service de répertoire en TCP/IP est appelé DNS (Domain Name System) et celui d’ISO
porte le nom de X.500 (Recommandation du UIT-T).
Il existe une hiérarchie DNS qui analyse la demande de connexion à une adresse
particulière. Chaque niveau peut représenter une certaine catégorie ou sous-catégorie :
.com (commerciale); .edu (université); .net ([XXX]); .uk (pays); etc.
La compagnie Novell possède un système NDS (Netware Directory Services) qui est
fondé sur le protocole X.500 de OSI. Pour donner des exemples d’autres répertoires,
mentionnons Archie, qui permet de trouver des informations ou archives sur différents
sujets, Gopher (Internet), WAIS (Wide Area Information Servers), www (hypertextes et
repérage de textes), URL (Uniform Ressource Locator).
La connexion à distance est effectuée par un serveur Telnet qui prend en charge
l’établissement de la connexion. Le protocole OSI dit VTS (Virtual Terminal Service)
permet d’accéder à tout système à partir d’un terminal.
3.7.3 Protocoles de transfert de fichiers
Ce protocole permet de lire ou d’écrire des fichiers entiers. Le protocole FTP (File
Transfer Protocol) fonctionne avec le protocole TCP. Le protocole NFS (Network File
System) est utilisé pour accéder à des sections de fichiers dans le réseau. Le standard OSI,
dit FTAM (File Transfer, Access and Management), permet de copier, de lire, d’écrire et
de réorganiser des fichiers.
3.7.4 Courrier électronique
Le courrier électronique (E-Mail) sert au transfert de textes, données, graphiques, images
et vidéos. Les usagers du courrier électronique sont appelés UA (User Agent) et les
serveurs sont appelés MTA (Message Transfer Agents). La figure 3.28 présente un
schéma synoptique du courrier électronique.
P a s s e r e lle d e
c o u rr ie r
é le c t r o n iq u e
U A (u s a g e r)
MTA
M é m o ir e
MTA
UA
(jo u e le r ô le d 'u n e
a g e n c e p o s ta le )
FIGURE 3.28
Courrier électronique.
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Il revient à l’UA de préparer l’information et de l’archiver. Le MTA agit comme poste
électronique. Parfois des passerelles (gateways) convertissent l’information entre les
différents systèmes de courrier électronique afin de les rendre compatibles, leur codage
alphanumérique étant différent, par exemple.
Le protocole STMP (Simple Mail Transfer Protocol) est un protocole prévalant entre
différents MTA.
Le protocole MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) a été développé pour étendre
le courrier électronique du texte ASCII pour des langages autres que ceux de l’ASCII, des
symboles d’accents, la voix, les graphiques, etc.
La norme de messagerie électronique d’OSI, soit X.400, est assez complète et inclut des
spécifications de texte.
3.7.5 Protocole en temps réel et multimédia
La vidéoconférence est un exemple type d’opération en temps réel. La continuité du débit
d’information est essentielle.
Le protocole dit Multicast permet de rejoindre plusieurs participants, c’est l’IGMP
(Internet Group Management Protocol).
Les paquets peuvent disparaître ou arriver dans le mauvais ordre. Aussi, dans le
protocole UDP/IP, des cachets dateurs permettent de replacer les paquets dans l’ordre.
C’est ce qui se fait aussi dans un protocole additionnel RTP (Real Time Protocol) qui est
adjoint au protocole UDP/IP. Une autre possibilité est le RSVP (Resource Reservation
Protocol), qui prend en considération le débit en fonction des routes à prendre, des
ressources disponibles à réserver, etc., afin de pouvoir assurer une transmission vidéo
continue de qualité supérieure ou moyenne.
3.8
SUITES DE PROTOCOLES
L’acronyme TCP/IP ne se réfère pas seulement à TCP et à IP, il fait référence aussi à
toute une famille, les suites de protocoles (stacks) :
–
Un protocole de gestion et de contrôle du réseau.
–
Un protocole de livraison des données.
–
Des protocoles d’application pour l’usager :
•
le protocole Telnet, utilisé pour le branchement à distance « logging »;
•
le protocole FTP (File Transfer Protocol), utilisé pour le transfert de fichiers;
•
le protocole SMPT (Simple Mail Transfer Protocol), utilisé pour l’envoi du
courrier;
•
le protocole NFS (Network File System) avec XDR (External Data
Representation) et RPC (Remote Procedure Call).
–
L’accès au Web, effectué en langage HTTP.
–
Des protocoles de gestion et de contrôle du réseau ou SNMP (Simple Network
Management Protocol)
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Il existe de nombreuses autres suites de protocoles propres à Novell : IPX (Internet
Packet Exchange), NCP (Netware Care Protocol) et le SPX (Sequenced Packet
Exchange) utilisé entre les serveurs. Ainsi que des protocoles de routage, dont RIP
(Routing Information Protocol) et NLSP (Netware Link Service Protocol).
AppleTalk a aussi ses propres suites de protocoles : AppleTalk Transaction Protocol,
AppleTalk Data Mean Protocol, Zone Information Protocol et Routing Table
Maintenance Protocol.
Enfin, IBM et la hiérarchie SNA ont leur propre suite de protocoles avec APPC
(Advanced Program to Program Communications), LU6.2 (Transaction Processing
Protocol) et APPN (Advanced Peer to Peer Networking). Le protocole DSLW (Data Link
Switching) permet d’encapsuler des paquets SNA dans TCP/IP.
La suite de protocoles OSI demeure toutefois la référence. On les rappelle dans la
figure 3.29.
Application
X.400
FTAM
VT
ACSE
Présentation
Présentation
Session
Session
Transport, classe 4
Transport
Convectionless Network Protocol
Réseau
Liaison
Physique
X.25
LLC, classe 1
Token
CSMA
Token
king
/CD
bus
8802/3
8802/4
8802/5
HDLC
LAPB
V.35
RS232
FIGURE 3.29
Les sept couches OSI.
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