Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Réseaux informatiques :
Introduction
(Guillaume Hiet,) Guillaume Piolle
guillaume.piolle@centralesupelec.fr
https://guillaume.piolle.fr/
CentraleSupélec – électif « Réseaux et Sécurité »
Guillaume Piolle
Introduction
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
CM 1 : Introduction
Objectifs du cours
Définitions, concepts fondamentaux liés aux réseaux informatiques ;
Éléments d’historique ;
Typologie des réseaux et topologies de réseaux ;
Interconnexion de réseaux : Internet ;
Notion de protocole de communication ;
Modèles en couches.
Guillaume Piolle
Introduction
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Réseaux informatiques
1
Réseaux informatiques
Concepts, historique et usages
Typologies liées aux réseaux
Performances d’un réseau
Difficultés pouvant se présenter sur un réseau
2
Internet
3
Protocoles de communication
Guillaume Piolle
Introduction
3 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Concepts, historique et usages
Qu’est-ce qu’un réseau informatique ?
Interconnexion d’équipements informatiques
Nœuds : équipements terminaux (ordinateurs / portables / serveurs,
smartphones / tablettes, objects connectés...) et équipements
d’interconnexion (commutateurs, routeurs, points d’accès wifi...) ;
Liens (support de transmission) : câbles (paire torsadée, câble
coaxial, CPL...), fibre optique, liaison radio (wifi, Bluetooth, liaison
satellitaire...).
NB : un routeur est parfois considéré comme un équipement terminal. Il existe
également une typologie normalisée entre ETTD (équipement terminal de traitement
de données, DTE en anglais) et ETCD (équipement terminal de circuit de données,
DCE en anglais), mais elle s’applique quasi exclusivement aux liaisons série (RS-232)
et nous ne l’évoquerons pas.
Guillaume Piolle
Introduction
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Concepts, historique et usages
Qu’est-ce qu’un réseau informatique ?
Infrastructure offrant des services aux applications
Permet de réaliser des applications distribuées (au sens
« impliquant des communications entre plusieurs entités ») : web,
VoIP, courriel, stockage en ligne...
Fournit des interfaces de programmation (API) aux développeurs.
Guillaume Piolle
Introduction
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Concepts, historique et usages
Historique
1952 Semi-Automatic Ground Environment : réseau de stations radar.
1959 SABRE : système de réservations pour American Airlines.
1961 Leonard Kleinrock publie un article sur la commutation de paquets.
1965 HP-IB : bus de connexion d’appareil de mesure.
1969 ARPANET : premier réseau par commutation de paquets.
1971 CYCLADES : réseau expérimental français de commutation de paquets.
1973 Ethernet
1974 IBM Systems Network Architecture
1975 DECnet
1983 ARPANET passe à TCP/IP, « naissance » d’Internet
1990 Web (Tim Berners-Lee & Robert Cailliau)
1994 Yahoo !
1995 Amazon
1998 Google
2004 Facebook
Guillaume Piolle
Introduction
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Typologies liées aux réseaux
Différents types de réseaux
PCI
Express
SONET/SDH
USB
Provider
Backbone
Transport
WiFi
(IEEE 802.11)
Bluetooth
(IEEE 802.11)
OpenCore
Ethernet
(IEEE 802.3)
Frame Relay
CAN
PAN
Réseaux personnels
NoC, bus, …
1m
Guillaume Piolle
MPLS
10 m
MAN
Réseaux
métropolitains
LAN
Réseaux locaux
100 m
Introduction
1 km
10 km
WAN
Réseaux étendus
100 km
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Typologies liées aux réseaux
Réseau domestique
VoIP
Ordinateur
Téléphone RTC
Ordinateur portable
Ligne téléphonique dédiée
(boucle locale)
Smartphone,
tablette
Switch
Routeur
Point accès WiFi
« Box » ADSL
Modem
ADSL ou fibre
Filtre
ADSL
Fibre optique type
Fiber To The Home
(boucle locale optique)
Télévision
connectée
Guillaume Piolle
Introduction
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Typologies liées aux réseaux
Internet
Fournisseur d’Accès à Internet
(Internet Service Provider)
Opérateur de
téléphonie
(3G/4G)
Réseau domestique
Réseau d’entreprise
Réseau serveurs
(DMZ)
Réseau utilisateurs (LAN)
Guillaume Piolle
Serveurs Web,
de couriel, VoIP, etc.
Introduction
Opérateurs
de transit et d’échange,
FAI de premier plan (tier 1)
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Typologies liées aux réseaux
Topologies
Complètement connectée
En étoile
Bus
Guillaume Piolle
Maillée
En anneau
Introduction
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Typologies liées aux réseaux
Interconnexion de segments réseau
Utilisation de commutateurs
Guillaume Piolle
Introduction
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Typologies liées aux réseaux
Modes de communication
Unicast
Multicast
Broadcast
(unidiffusion, point-à-point)
(multidiffusion)
(diffusion)
Autres modes : anycast (destinataire le plus proche au sein d’un groupe), geocast
(tous les destinataires correspondant à une dénomination géographique).
Guillaume Piolle
Introduction
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Typologies liées aux réseaux
Stratégies de commutation
Commutation de circuits
Deux étapes : négociation du circuit dédié, puis utilisation du circuit ;
Performances garanties ;
Liaison occupée même si aucun message n’est transmis.
Guillaume Piolle
Introduction
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Typologies liées aux réseaux
Stratégies de commutation
Commutation de paquets
Liens de communication partagés.
Performances variables selon la charge.
Optimisation de l’utilisation des liens.
Guillaume Piolle
Introduction
14 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Typologies liées aux réseaux
Stratégies de multiplexage
Fréquence
Frames
Temps
Slots
Multiplexage temporel (time-division multiplexing)
Exemples : SDH/SONET, GSM ;
Partage équitable du support ;
Sous-utilisation du support si la charge est faible.
Guillaume Piolle
Introduction
15 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Typologies liées aux réseaux
Stratégies de multiplexage
Fréquence
Canaux
Temps
Multiplexage fréquentiel (frequency-division multiplexing)
Exemples : ADSL, télévision ;
Surtout utilisé pour le multiplexage des signaux analogiques ;
Limité par la bande passante du support.
Guillaume Piolle
Introduction
16 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Typologies liées aux réseaux
Stratégies de multiplexage
Fréquence
Temps
Paquets
Multiplexage statistique (utilisé en commutation de paquets)
Exemples : Ethernet, Frame Relay, 4G ;
Même principe que le multiplexage temporel, mais sans avoir de créneaux (slots)
pré-alloués ;
Pas de garantie sur les performances, sauf à utiliser des mécanismes spcifiques
de gestion de la qualité de service (QoS).
Guillaume Piolle
Introduction
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Performances d’un réseau
Principe de la commutation de paquets
Découpage en paquets
de taille L (en bit)
Transmission d’un paquet
au débit maximum
M1
Destination Interface
M1
M2
M3
M4
2
3
4
1
Table de commutation (routage)
Files de paquets
en attente d’émission
2
1
3
4
M4
Lien de capacité
(débit maximum, bande passante)
B (en b/s)
M2
M3
Guillaume Piolle
Introduction
18 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Performances d’un réseau
Délais (latence)
Délai de traitement (commutation) : Dc
Délai dû à la vérification du paquet et à sa commutation. Ordre de grandeur : < ms
Délai d’attente dans la file : Da
Fonction de l’occupation de la file ;
Lié à la différence entre le débit d’arrivée et la capacité de la ligne de sortie ;
Peut varier fortement, difficile à prévoir.
Délai de propagation : Dp
Délai entre l’émission du premier bit et sa réception : Dp = d/s
d est la distance que le signal doit parcourir ;
s est la vitesse de propagation du signal dans le support :
Pour les liaisons sans fil : s ≈ c ≈ 3 × 108 m/s
Pour les liaisons filaires : s ≈ 0, 7 × c.
Guillaume Piolle
Introduction
19 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Performances d’un réseau
Délais de transmission
Dans la commutation en mode différé (store and forward) : le commutateur attend la
réception complète du paquet avant de le retransmettre (alternative : cut-through).
Délai nécessaire à l’envoi de l’ensemble des bits d’un paquet : Dt = L/B
Délai de transmission à travers n commutateurs : DT = n.L/B
Ces délais dépendent de la taille des paquets (L)
Exemple de protocole à taille fixe : ATM ;
Exemple de protocole à taille variable : Ethernet ;
Taille maximale des paquets : Maximum Transmission Unit (MTU – 1500 octets par défaut
sur Ethernet).
Ces délais dépendent de la capacité (bande-passante) de la ligne (B)
Ethernet : B = de 10 Mbit/s à 10 Gbit/s (paire de cuivre) ou 100Gbit/s (fibre) ;
ADSL (sens descendant) : B = de 2 Mbit/s à 20 Mbit/s
Fibre résidentielle : B = de 100 Mbit/s à 1Gbit/s
Wifi : B = de 1 Mbit/s à 6.75 Mbit/s, suivant la norme et les conditions (généralement
20-350 Mbit/s)
Guillaume Piolle
Introduction
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Performances d’un réseau
Délais : bilan
Dc
(commutation)
Da (attente dans la file)
Dt (transmission)
Dp
(propagation sur le lien)
Délai à chaque nœud : Dn = Dc + Da + Dt + Dp
Guillaume Piolle
Introduction
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Performances d’un réseau
Débit
S1
C1
Bs
S2
Bs
Bc
Br
Bc
C1
Bc
Bs
S3
C1
Débit instantané (moyen) : nombre de bits échangés en une seconde
entre les nœuds terminaux à un instant donné (en moyenne)
Le débit est limité par le goulot d’étranglement. Dans cet exemple :
dMax = min(Bs , Br /3, Bc )
En négligeant les temps de commutation, d’attente et de propagation ;
En supposant que les commutateurs du cœur du réseau partagent équitablement
le débit et que chaque client échange des données au débit maximum.
Guillaume Piolle
Introduction
22 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Difficultés pouvant se présenter sur un réseau
Difficultés pouvant se présenter sur un réseau
Coupure ou perturbation du lien
Rupture d’un câble, perturbation électro-magnétique d’une liaison radio ou filaire non
blindée, etc.
Congestion
La congestion survient lorsque le débit de l’ensemble des paquets en entrée d’un
équipement réseau excède durablement la capacité du lien en sortie :
Remplissage des files d’attente internes de l’équipement ;
Perte de paquets lorsque de nouvelles données arrivent et que la file est pleine.
Problème de contrôle de flux
Si l’émetteur envoie les données plus rapidement que le destinataire peut les traiter, il
finit par y avoir perte d’information.
Le contrôle de flux consiste à adapter le débit d’émission aux capacités du récepteur.
Guillaume Piolle
Introduction
23 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Internet
1
Réseaux informatiques
2
Internet
Historique, principes, définitions
Architecture d’Internet
3
Protocoles de communication
Guillaume Piolle
Introduction
24 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Historique, principes, définitions
Internet : une interconnexion de réseaux
Historique
1969 : Création d’ARPANET ;
1972 : Démonstration publique d’ARPANET (NCP – Network
Control Program) ;
1973 : Connexion à ARPANET du Norwegian Seismic Array
(NORSAR, première liaison transatlantique) ;
1980 : Scission MILNET / NSFnet ;
1983 : Déploiement de TPC/IP, DNS ;
1991 : Suppression des restrictions sur l’usage commercial par la
NSF ;
Aujourd’hui : réseau sociaux, GAFAM, cloud, chatons, memes...
Guillaume Piolle
Introduction
25 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Historique, principes, définitions
Internet : une interconnexion de réseaux
Principes
Interconnexion mondiale de réseaux autonomes (AS = Autonomous
Systems) ;
Utilisation d’un ensemble de protocoles communs (pile TCP/IP) ;
Offre de nombreux services (Web, courriel, VoIP, streaming, etc.) ;
Système d’adressage commun : adresses IP et noms de domaine
(DNS) ;
Pas d’autorité centrale, mais les adresses sont gérées par l’ICANN
(IANA) et la standardisation des protocoles par l’IETF (ONG).
Guillaume Piolle
Introduction
26 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Architecture d’Internet
Architecture d’Internet
Différents types de liens
Liens de transit :
Un opérateur (fournisseur d’accès, FAI / ISP) est client d’un autre
opérateur (de transit) qui lui fournit des routes vers l’ensemble
d’Internet.
Liens de peering :
Deux opérateurs ont un accord bilatéral pour échanger directement
du trafic provenant de leur réseaux respectifs ;
Un lien de peering peut être gratuit (si le trafic est équilibré).
Guillaume Piolle
Introduction
27 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Architecture d’Internet
Architecture d’Internet
Différents types d’opérateurs
Opérateurs de niveau 1 (Tier 1 ) : Ils fournissent des liens de transit à d’autres
opérateurs. Ils ne paient pas eux-mêmes pour des liens de transit et n’ont besoin
que de liens de peering pour accéder à l’ensemble d’Internet ;
Opérateurs de niveau 2 (Tier 2 ) : Ils utilisent à la fois des liens de transit et de
peering pour pouvoir accéder à l’ensemble d’Internet. Ils peuvent éventuellement
fournir des liens de transit à leurs clients ;
Opérateurs de niveau 3 (Tier 3 ) : Ils souscrivent des liens de transit auprès
d’opérateurs de niveau 1 ou 2. Ils n’utilisent pas de liens de peering et ne
fournissent pas eux-mêmes de liens de transit.
Les opérateurs peuvent également être appelés transporteurs (en particulier pour les
niveaux 1 et 2) ou fournisseurs d’accès / FAI / ISP (en particulier pour le niveau 3).
Tous les niveaux d’opérateurs peuvent avoir pour clients des utilisateurs finaux (parfois
de manière indirecte).
Guillaume Piolle
Introduction
28 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Architecture d’Internet
Topologie
Liens de partage
(peering)
Liens de transite
Opérateur de
niveau 1 (Tier 1)
Opérateur de
niveau 1 (Tier 1)
Opérateur de
niveau 1 (Tier 1)
Réseau de
diffusion de
contenu (CDN)
FAI local
(Tier 3)
Réseau de
diffusion de
contenu (CDN)
Opérateur de
niveau 2
(Tier 2)
Point
d’échange
(IXP)
Opérateur de
niveau 2
(Tier 2)
FAI local
(Tier 3)
Guillaume Piolle
FAI local
(Tier 3)
Point
d’échange
(IXP)
FAI local
(Tier 3)
Introduction
FAI local
(Tier 3)
FAI local
(Tier 3)
FAI local
(Tier 3)
29 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Architecture d’Internet
A quoi ressemble un réseau d’opérateur ?
https://lafibre.info/reseau-orange/reseau-orange/
https://www.submarinecablemap.com/
http://www.level3.com/~/media/files/maps/en-networkservices-level-3-network-map.pdf
Guillaume Piolle
Introduction
30 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Protocoles de communication
1
Réseaux informatiques
2
Internet
3
Protocoles de communication
Définitions
Spécification de protocoles
Standardisation et normalisation
Fonctions réseau, garanties et propriétés
Modèles en couches
Guillaume Piolle
Introduction
31 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Définitions
Protocoles de communication
Problématique
Comment échanger de l’information entre plusieurs nœuds d’un ou de
plusieurs réseaux ?
Il est nécessaire d’adopter des conventions et règles communes
Comment encoder l’information (format des messages) ?
Comment (dans quel ordre) échanger ces messages ?
Quelles actions locales faut-il réaliser à la réception ou à l’émission
de ces messages ?
Définition
Un protocole est un ensemble de règles régissant les échanges de
données entre plusieurs entités (machines, application) d’un réseau afin
qu’elle puissent communiquer.
Guillaume Piolle
Introduction
32 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Spécification de protocoles
Spécification de protocoles
Définition
La spécification d’un protocole doit définir au moins :
Le (ou les) service(s) rendu(s) par le protocole (exemple : échange
de fichiers, adressage, etc.) ;
Les hypothèses concernant l’environnement (exemple : nombre
d’entités impliquées, existence et caractéristiques d’un support de
transmission, etc.) ;
L’ensemble des messages valides (le vocabulaire) ;
Le format de chacun de ces messages ;
Les règles de procédures qui garantissent la cohérence des échanges.
Propriétés attendues
La spécification doit être complète (toutes les règles et hypothèses
doivent être mentionnées explicitement), minimale, non ambiguë et
cohérente (absence de contradictions).
Guillaume Piolle
Introduction
33 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Spécification de protocoles
Spécification du vocabulaire du protocole
Définition de l’ensemble des messages et de leur sémantique
Method
GET
HEAD
POST
Description
Transfer a current representation of the target resource.
Same as GET, but only transfer the status line and header section.
Perform resource-specific processing on the request payload.
Exemple extrait de la RFC 7231 (HTTP)
Définition du format des messages
Souvent constitués de plusieurs champs, de taille fixe ou variable. Le destinataire
doit pouvoir identifier la fin d’un champ de taille variable :
utilisation de délimiteurs (par exemple retour à la ligne) ;
encodage de la taille dans un champ précédent.
Encodage textuel : les champs sont des chaînes de caractères (exemples :
HTTP, SMTP, POP3) ;
Encodage binaire : les champs sont une succession de bits ou d’octets
(exemples : IP, TCP, DNS).
Guillaume Piolle
Introduction
34 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Spécification de protocoles
Spécification du format des messages
Spécification informelle
Description textuelle ou sous forme de schéma. Exemple pour l’en-tête du
protocole IP :
Langages de description de syntaxe
ASN.1 : norme ITU-T X.680 (ISO/IEC 8824-1)
ABNF : standard (RFC 5234) utilisé par l’IETF
Guillaume Piolle
Introduction
35 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Spécification de protocoles
Spécification des aspects temporels
Spécification textuelle et graphique
Les règles de procédure peuvent être informelles.
Modélisation sous forme de diagramme de séquence :
Diagrammes de séquence de messages (Message Sequence Chart),
ITU-T Z.120.
Diagramme de séquence UML/SysML.
Modélisation sous forme d’automates :
Diagrammes UML/SySML d’états-transitions (statechart).
Utilisation de langages formels
SDL (Specification and Description Language) : ITU-T Z.100 ;
LOTOS (Language Of Temporal Ordering Specification) : norme ISO 8807:1989.
Permettent une validation et une vérification formelle avant implémentation ;
Possibilité de génération automatique de code (C, ADA, etc.) ;
Peu utilisés en pratique sauf dans les domaines critiques (e.g. spatial, transports).
Guillaume Piolle
Introduction
36 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Spécification de protocoles
Diagramme état-transition
Transitions de la forme : event[guard]/action
event : événement reçu
Etat initial
réception d’un message du protocole
ou de l’environnement ;
expiration d’un délai de garde
(timer ), etc.
start/{a=3, t=10s}
e3
S2
S1
e1[e1.a==5]/e3
Transitions
e2[a=0]/
{e4,a=3}
S3
e2[a>0]/{e3,a=a-1}
e4/t.start()
guard : condition sur un événement ou une
variable interne ;
action : action réalisée lors de la transition :
déclenchement d’un événement (e.g.
émission d’un message) ;
modification d’une variable interne ;
initialisation ou déclenchement d’un
délai de garde (timer ).
S4
t/e5
Etats intermédiaires
Etat final
Guillaume Piolle
Introduction
37 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Standardisation et normalisation
Standardisation et normalisation
Si le protocole doit être adopté par plusieurs acteurs indépendants, il faut
s’accorder sur un référentiel commun : la spécification devient un
standard ou une norme.
Standard de fait
Spécification publiée par un acteur du marché ;
Spécification publiée par un consortium d’acteurs industriels (par
exemple l’IEEE ou OASIS) ;
Spécification publiée par un organisme à but non lucratif (par
exemple l’IETF ou le W3C).
Un standard peut être ouvert (diffusé librement) ou fermé.
Guillaume Piolle
Introduction
38 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Standardisation et normalisation
Standardisation et normalisation
Norme
La spécification est publiée par un organisme de normalisation
reconnu par un (ANSI, AFNOR) ou plusieurs états (ETSI, ISO,
UTI) ;
La norme nécessite une analyse technique et un consensus entre les
acteurs ;
La norme peut être imposée de manière contractuelle ou législative.
La plupart des protocoles utilisés sur Internet sont des standards de fait,
publiés notamment par l’IETF dans des RFC (Requests for Comments).
https://www.ietf.org/standards/rfcs/
https://tools.ietf.org/rfc/index
Guillaume Piolle
Introduction
39 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Fonctions réseau, garanties et propriétés
Diverses fonctions à assurer
Partage du support de communication (bus, réseau sans fil) ;
Encodage des données en signal électrique ou optique ;
Adressage : identification de l’émetteur et du destinataire ;
Routage (sélection d’un chemin dans le réseau) :
Définition des tables de routage (manuellement ou via un protocole
de routage dynamique) ;
Utilisation des tables de routage pour l’acheminement des paquets.
Garantie de bon acheminement :
Pas de corruption, perte, réordonnancement ni duplication des
messages ;
Contrôle de flux ;
Gestion de la congestion ;
Gestion de la qualité de service (QoS) ;
Propriétés de sécurité : authentification des interlocuteurs,
confidentialité, authenticité et intégrité des messages.
Guillaume Piolle
Introduction
40 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Modèles en couches
Modèles en couches
Problématique
Les besoins ne sont pas les mêmes, en termes de fonctions, propriétés et garanties,
suivant les différents sous-réseaux / liens d’un réseau.
Différents supports de communication (cuivre, optique, sans-fil, etc.) :
Des systèmes d’encodage différents sont nécessaires ;
Les caractéristiques (rapport signal / bruit, bande passante, etc.)
varient.
Différentes applications réseau : Web, échange de fichiers, VoIP, etc.
Solution
Utilisation conjointe de plusieurs protocoles : chaque protocole est spécialisé et offre
un nombre limité de fonctionnalités.
Organisation en couche :
Un protocole implémente le service associé à une couche ;
Il bénéficie des services des couches inférieures ;
Il offre un service aux couches supérieures ;
Guillaume Piolle
Introduction
41 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Modèles en couches
Les modèle OSI et Internet (TCP/IP)
Guillaume Piolle
Introduction
42 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Modèles en couches
Couches protocolaires hautes
Application
Correspond aux différentes applications réseau : web (HTTP), courriel
(SMTP, POP, IMAP), DNS, etc.
Présentation
Correspond au codage des données applicatives :
Conversion entre les données des applications et celles effectivement
transmises ;
Compression, chiffrement.
Par exemple : codage en BER ou DER de données spécifiées en ASN.1
Session
Gestion de la session entre plusieurs connexions.
Peu utilisé en pratique.
Guillaume Piolle
Introduction
43 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Modèles en couches
Couches protocolaires intermédiaires
Transport
Gestion du flux de communication de bout-en-bout (entre la source et le
destinataire). Exemples : TCP, UDP.
Détection d’erreur (somme de contrôle) ;
Multiplexage applicatif (notion de ports TCP ou UDP) ;
Mode connecté (TCP) :
Contrôle de flux ;
Gestion de la congestion ;
Livraison fiable des données (sans perte, dans l’ordre).
Réseau
Assure la communication au travers de réseaux interconnectés. Exemple : IP.
Adressage logique des différent nœuds sur l’ensemble du réseau ;
Détermination du chemin emprunté par les données (routage) ;
Relais (acheminement) des paquets à chaque nœud du réseau.
Guillaume Piolle
Introduction
44 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Modèles en couches
Couches protocolaires basses
Liaison de données
Livraison des trames sur un même réseau local (protocoles utilisés entre deux nœuds
adjacents). Exemples : Ethernet, Wi-Fi, PPP.
Organisation en deux sous-couches (protocoles IEEE) :
Contrôle d’accès au support (MAC) ;
Contrôle de la liaison logique (LLC) (contrôle de séquence et de flux).
Physique
Transmission effective des signaux (train de bits). Exemples : Ethernet couche
physique (10BASE-T, 100BASE-TX...), Wi-Fi couche physique (différentes fréquences
de porteuse).
Spécification du support (connecteurs, type de câble, bande de fréquences, etc.) ;
Codage en bande de base : NRZ, Manchester, etc.
Modulation ;
etc.
Guillaume Piolle
Introduction
45 / 48
Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Modèles en couches
Primitives de services et protocole de couche
Récepteur
Emetteur
Primitives de services
Couche N+1
Couche N+1
Requête
Réponse
SDU(N)
Confirmation
Indication
Protocole de couche N
Couche N
Couche N-1
Couche N
PDU(N) = SDU(N-1)
= SDU(N) + entête (N)
Couche N-1
…
…
Paquet effectivement
transmis sur le support
Couche 1
Guillaume Piolle
Couche 1
Introduction
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Modèles en couches
Encapsulation
Emetteur
Destinataire
Application
Application
Transport
Guillaume Piolle
Commutateur
niveau 3
(routeur IP)
Réseau
Commutateur
niveau 2
(switch Ethernet)
Accès au
réseau
Accès au
réseau
Introduction
Transport
Accès au
réseau
Réseau
Accès au
réseau
Accès au
réseau
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Réseaux informatiques
Internet
Protocoles de communication
Références
Bibliographie
Jean-Sebastien Bedo et al. “Que nous apprend la topologie du
réseau Internet sur la structure de marché et les stratégies d’acteurs
de l’Internet”. In : XVIIème Conférence de l’AIMS. 2008. url :
http://www.strategie-aims.com/events/conferences/6xviieme-conference-de-l-aims/communications/1675-quenous-apprend-la-topologie-du-reseau-internet-sur-lastructure-de-marche-et-les-strategies-dacteurs-delinternet/download.
La Fibre.info. Comprendre ce qu’est le peering et le transit IP.
Jan. 2018. url :
https://lafibre.info/peering/peering-transit/.
Gerard J. Holzmann. Design and validation of computer
protocols. Upper Saddle River, NJ, USA : Prentice-Hall, Inc., 1991.
Matt Might. The language of languages. Sept. 2018. url :
http://matt.might.net/articles/grammars-bnf-ebnf/.
Guillaume Piolle
Introduction
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