Cours de l`uv SR04 - Les réseaux - UTC

SR04
Cours de l'uv
SR04 - Les
réseaux
A. BOUABDALLAH
Version 3

Table des
matières
Introduction 11
I - Le modèle OSI 13
A. Les réseaux informatiques............................................................................13
1. Fonctions des réseaux......................................................................................................14
2. Normalisation.................................................................................................................15
3. Identification d'une norme................................................................................................15
B. Fonctions et organisation d'un réseau............................................................17
1. Fonctions d'un réseau......................................................................................................17
2. Organisation...................................................................................................................17
C. La normalisation ISO...................................................................................18
1. Le modèle de référence OSI.............................................................................................18
2. Les concepts d'une architecture en couches........................................................................20
3. SAP(N) et Protocole(N)....................................................................................................21
4. Dialogue entre couches : la segmentation..........................................................................22
5. Dialogue entre couches : la concaténation..........................................................................23
6. Dialogue entre couches : connexion et multiplexage............................................................23
D. Couche physique.........................................................................................24
1. Présentation des couches.................................................................................................24
E. Couche liaison de données............................................................................24
1. Fonction de la couche liaison de données............................................................................24
2. Contrôle d'erreurs...........................................................................................................25
3. Méthodes de détection d'erreurs (CRC)..............................................................................26
4. Contrôle de flux..............................................................................................................27
5. Exemple de protocole de niveau 2.....................................................................................28
F. Couche réseau............................................................................................29
1. Modes utilisés.................................................................................................................30
2. Le routage.....................................................................................................................31
3. La congestion.................................................................................................................32
G. Couche transport........................................................................................32
1. Fonctions.......................................................................................................................32
2. Qualité de service...........................................................................................................32
3. Classes de transport........................................................................................................32
H. Couche session...........................................................................................34
1. Fonctions.......................................................................................................................34
2. Services fournis par la couche session................................................................................34
3. Etablissement des connexions de session...........................................................................34
I. Couche présentation....................................................................................35
1. Fonctions.......................................................................................................................35
3

J. Couche application.......................................................................................35
1. Protocoles de transfert de fichiers......................................................................................35
2. Messagerie X400.............................................................................................................36
3. Administration des réseaux..............................................................................................38
II - Internet, Intranet, TCP-IP et IPv6 41
A. Introduction...............................................................................................41
1. Historique......................................................................................................................41
2. Les instances de régulation de l'Internet............................................................................42
3. Internet Request For Comment (RFC)................................................................................42
4. Modèle en couches..........................................................................................................43
B. Adressage..................................................................................................43
1. Classes d'adresses IP.......................................................................................................43
2. Adresse de réseau et adresse de diffusion..........................................................................44
3. Gestion des adresses Internet...........................................................................................45
4. Internet privé.................................................................................................................45
5. Sous adressage...............................................................................................................45
6. Réalisation du sous-adressage avec les masques.................................................................46
7. Adressage CIDR..............................................................................................................47
C. IP sur LAN..................................................................................................47
1. ARP : Address Resolution Protocol.....................................................................................47
2. Mémoire cache de résolution d'adresse..............................................................................48
3. Réalisation des ARP.........................................................................................................48
4. Encapsulation et identification de l'ARP..............................................................................48
5. Format ARP....................................................................................................................49
6. Protocoles de recherche d'une adresse IP...........................................................................49
D. Le protocole IP...........................................................................................50
1. Format d'un datagramme IP.............................................................................................50
2. Encapsulation des datagrammes.......................................................................................51
3. Réassemblage des fragments............................................................................................51
4. Options du datagramme IP...............................................................................................52
E. Routage des datagrammes IP.......................................................................53
1. Routage IP utilisant des tables..........................................................................................53
2. Les routes par défaut.......................................................................................................53
F. ICMP (Internet Control and error messages)...................................................54
1. Compte rendu d'erreurs...................................................................................................54
2. Structure des messages ICMP...........................................................................................54
3. Test de l'accessibilité et de l'état.......................................................................................55
4. Compte rendu de destination inaccessible...........................................................................55
5. Congestion et datagramme de contrôle de flux....................................................................56
6. Demande de réduction ou de modification de route..............................................................56
7. Détection des boucles de routage......................................................................................56
G. Couche transport........................................................................................56
1. UDP...............................................................................................................................57
2. Le protocole de contrôle de transmission de TCP.................................................................57
3. Format d'un segment TCP................................................................................................58
4. Ouverture de connexion...................................................................................................59
5. Fermeture de connexion...................................................................................................60
6. Taille maximum des segments..........................................................................................60
H. Algorithmes de routage...............................................................................61
1. Routage statique.............................................................................................................61
2. Routage dynamique.........................................................................................................61
3. Système autonome.........................................................................................................61
I. Routage intradomaine..................................................................................62
1. Routage à vecteur de distance..........................................................................................62
2. Routing Infomation Protocol (RIP).....................................................................................63
3. Routage a états de liaisons...............................................................................................64
4

J. Routage interdomaine..................................................................................65
1. Annonce des routes.........................................................................................................65
K. Le systeme de nom de domaine....................................................................66
1. Préambule......................................................................................................................66
2. Résolution des noms et adresses.......................................................................................66
L. Les applications...........................................................................................68
1. Telnet : Connexion à distance...........................................................................................68
2. FTP...............................................................................................................................68
3. Protocole SMTP...............................................................................................................68
M. Intranet.....................................................................................................69
1. Hypertext, World Wide Web, Navigateurs...........................................................................69
2. Intranet (Intranet = Internet + LAN).................................................................................69
3. Intranet et le monde exterieur..........................................................................................69
N. IP sur liaison série.......................................................................................70
1. PPP - protocole Point à Point.............................................................................................70
O. IP nouvelle generation : IPV6.......................................................................71
1. Introduction...................................................................................................................71
2. Format de l'entete IPV6...................................................................................................72
3. Les en-têtes IPv6 d'extension...........................................................................................72
4. Ordre des en-têtes d'extension.........................................................................................74
5. Options..........................................................................................................................74
6. En-tête des options hop by hop.........................................................................................75
7. En-tête de routage..........................................................................................................76
8. En-tête de fragmentation.................................................................................................77
9. En-tête des options de destination.....................................................................................79
10. Pas d'entete suivant.......................................................................................................80
11. Adressage IPv6 (RFC 3513)............................................................................................80
12. Les préfixes IPv6...........................................................................................................81
13. Types d'adresses IPv6....................................................................................................82
14. Adresses Unicast...........................................................................................................82
15. Adresses IPv6 particulieres.............................................................................................83
16. Adresses multicast.........................................................................................................84
17. Adresses Anycast..........................................................................................................85
18. Les adresses IPv6 d'un hote............................................................................................85
19. Les adresses IPv6 d'un routeur........................................................................................86
20. Les identificateurs d'interfaces IPv6.................................................................................86
III - Les réseaux locaux 91
A. Topologies LAN...........................................................................................91
1. Introduction...................................................................................................................91
2. Topologie Bus.................................................................................................................92
3. Topologie en anneau.......................................................................................................93
4. Topologie en étoile..........................................................................................................93
5. Topologies logiques (cas 1)..............................................................................................94
6. Topologies logiques (cas 2)..............................................................................................95
B. Achitecture LAN : Couches 1 et 2..................................................................95
1. Préambule......................................................................................................................95
2. Couche 1 : Supports de transmission.................................................................................96
3. Couche 1 : Paire torsadée................................................................................................96
4. Couche 1 : Câble coaxial..................................................................................................97
5. Couche 1 : Fibre optique..................................................................................................97
6. Couche 1 : Fibre optique (suite)........................................................................................99
7. Couche 2 : sous-couche MAC..........................................................................................100
8. Couche 2 : Adressage MAC.............................................................................................100
9. Couche 2 : Adressage MAC (suite)...................................................................................101
10. Couche 2 : Adressage MAC (suite).................................................................................101
11. Couche 2 : Adressage MAC (suite).................................................................................101
12. Couche 2 : protocole CSMA/CD.....................................................................................102
13. Couche 2 : Sous-couche LLC.........................................................................................102
14. Couche 2 : Adressage LLC............................................................................................103
15. Couche 2 : PDU LLC (trame LLC)...................................................................................103
5

16. Couche 2 : LLC - Protocole SNAP...................................................................................103
17. Couche 2 : LLC - Protocole SNAP (suite).........................................................................104
C. Le réseau Ethernet....................................................................................105
1. Introduction.................................................................................................................105
2. Ethernet 10 Mbits/s : 10 base 5......................................................................................106
3. Ethernet 10 Mbit/s : 10 Base 2.......................................................................................107
4. Ethernet 10 Mbit/s : 10 Base T.......................................................................................107
5. Ethernet 10 Mbits / s : Récapitulatif.................................................................................109
6. Ethernet : couche 1.......................................................................................................109
7. Ethernet : Couche 2......................................................................................................110
8. Ethernet haut débit.......................................................................................................111
9. Ethernet 100 Base T (Fast Ethernet)................................................................................112
10. Ethernet 100 Base T (Suite)..........................................................................................112
11. Ethernet commute (Switch)..........................................................................................113
12. Ethernet commute (Suite)............................................................................................113
13. 100 BASE VG Any LAN.................................................................................................114
14. 100 BASE VG Any LAN (Suite).......................................................................................114
15. Ethernet 1000 Mbits/s : Gigabit Ethernet........................................................................114
16. Ethernet 1000 Mbits/s : Gigabit Ethernet (Suite).............................................................115
D. Les réseaux locaux sans fils.......................................................................115
1. Le modèle de référence Wifi............................................................................................116
2. Wireless : technologies et normes...................................................................................117
3. Avantages et inconvenients des WLAN's...........................................................................117
4. La couche MAC.............................................................................................................118
5. Architecture des réseaux 802.11x...................................................................................119
6. Couche physique...........................................................................................................119
7. Couche liaison..............................................................................................................120
8. DFC.............................................................................................................................120
9. Probleme de la station cachée.........................................................................................121
10. RTS-CTS....................................................................................................................122
11. PCF : Point Coordination Function..................................................................................123
12. Fragmentation et reassemblage.....................................................................................123
13. Gestion de la mobilité..................................................................................................124
14. Format de trame (MAC)................................................................................................125
E. Les réseaux locaux virtuels (VLANs)............................................................126
1. Ponts et switchs............................................................................................................126
2. Les concepts des VLANs.................................................................................................126
3. VLANs de niveau 1........................................................................................................129
4. VLANs de niveau 2........................................................................................................130
5. VLANs de niveau 3........................................................................................................131
6. Présentation des problèmes d'intercommunication.............................................................132
7. Analyse de la solution 2.................................................................................................133
8. Echanges inter-vlan.......................................................................................................134
F. Interconnexions de LANs............................................................................135
1. Analyse architecturale des composants............................................................................136
2. Définition des unités d'interconnexion..............................................................................136
3. Eléments d'hétérogénéité...............................................................................................136
4. Equipements d'interconnexion.........................................................................................137
5. Modes de fonctionnement d'une passerelle.......................................................................138
6. Interconnexion de niveau physique : Les répéteurs............................................................139
7. Interconnexion de niveau 2 : Le pont...............................................................................139
8. Interconnexion de niveau 3 : Les routeurs........................................................................141
9. Passerelles applicatives..................................................................................................142
IV - Transmission de données 143
A. Composition d'une liaison de transmission de données...................................143
1. Présentation.................................................................................................................143
B. Modes d'exploitation d'une liaison...............................................................144
1. Présentation.................................................................................................................144
C. Caractéristiques d'une voie de transmission..................................................144
1. Affaiblissement.............................................................................................................145
6