INFOS SUR LES RESEAUX - MODELE TCP-IP

Qu'est-ce que TCP / IP plus précisément ?

Ce sigle signifie : TCP : Transport Control Protocol - IP : Internet Protocol

TCP est un protocole de transport : couche 4 de l'OSI.
IP un protocole de réseau : couche 3 de l'OSI.

L'ensemble de ces deux protocoles a été développé pour le réseau Internet.

En tant que protocole de couche réseau, IP permet aux machines transmetteuses (routeurs)
situées à chaque noeud d'un réseau complexe,
d'acheminer tout paquet émis par un hôte du réseau vers l'hôte destinataire.

Toutefois IP ne joue qu'un rôle d' adressage.
Il ne peut pas garantir que la livraison au destinataire s'est réellement effectuée !
Il ne le vérifie d'ailleurs même pas !
Or, comme nous le verrons, dans un réseau, des lignes peuvent être momentanément
indisponibles, des paquets peuvent être perdus, d'autres peuvent arriver dans le désordre
et même dupliqués.

Ce contrôle incombe au protocole de couche transport , TCP qui, par des vérifications,
garantit que tous les paquets remis au réseau arriveront à leur destinataire,
dans l'ordre et non dupliqués.
S'il y a impossibilité physique d'effectuer le transport, il en prévient l'hôte expéditeur.

Nous étudierons plus loin et plus en détail les protocoles de transport en général et TCP en particulier.

Pour le moment, nous allons seulement examiner la situation des couches TCP et IP
par rapport aux couches habituellement avoisinantes.

La pile TCP / IP - (angl. : TCP / IP stack)

TCP/IP est un tandem de protocoles (TCP et IP) utilisé surtout dans les réseaux Internet ou Intranet.
Il fait donc la liaison entre des protocoles de couches applicatives particuliers tels que HTTP
et des couches basses des réseaux usuels telles que LLC et Ethernet.

Ci-dessous un schéma pour bien situer ces protocoles.

Description rapide des protocoles mentionnés dans la figure ci-dessus.

Principaux protocoles utilisés au-dessus de la couche transport.

HTTP : Hyper Text Transfer Protocol
N'est autre que le protocole permettant de visualiser des pages WEB.
Mis en oeuvre par Internet Explorer, par exemple, dans l'ordinateur de l'internaute.
FTP : File Transfer Protocol.
Pour échanger des fichiers entre ordinateurs par Internet.
TFTP : Trivial File Transfer Protocol.
Même usage, beaucoup plus simple et rapide ... mais moins fiable.
TELNET :
Pour prendre la main sur une machine à distance : pour sa maintenance par exemple.
SMTP : Simple Mail Transfer Protocol.
Pour transporter des messages sur le net (e-mail) vers des boîte à lettres (courriel sortant)..
SNMP : Simple Network Management Protocol.
Utilitaire de gestion du réseau.
DNS : Domain Name Service.
Service de traduction de noms de domaines en adresses IP ou l'inverse.
NFS : Network File System.
Exportation de systèmes de fichiers
XDR : External Data Representation.
Unification de la représentation des données.
RPC : Remote Procedure Call
Appels de procédures tournant sur des hôtes distants.

Protocoles de couche 4 transport

TCP : Transport Control Protocol
Protocole de transport. Nous en avons déjà un peu parlé ci-dessus.
Nous le décrirons en détail plus loin.
Dès maintenant on peut observer que TCP sert de couche de transport pour des applications exigeant plus de fiabilité (HTTP, FTP, TELNET, SMTP, UTILITAIRES, DNS)
UDP : User Datagram Protocol.
Protocole de transport plus simple, plus rapide, mais moins fiable.

L'étude de TCP est disponible sur ce site.
Voir sommaire "Réseaux" en :

Protocoles de couche 3 réseau.

IP : Internet Protocol.
Protocole assurant l'adressage des paquets dans le réseau.
ICMP : Internet Control Message Protocol.
Protocole permettant de gérer des messages de maintenance - surtout d'erreurs - du réseau.
Protocoles de routage.
Utilisés par les routeurs pour guider les paquets de données vers leurs destinataires.
ARP & RARP : Address Resolution Protocol & Reverse Address Resolution Protocol
Protocoles de tranduction réciproque entre adresses IP et adresses MAC.

IP , Les protocoles de routage , ARP et RARP sont étudiés séparemment dans ce site.

Protocoles de couche 2 : liaison.

Ce sont des protocoles de liaison particuliers à divers types de réseaux locaux ou distants.

IEEE802.2 - LLC1-2-3 couches liaison de robustesses différentes suivant applications.
HDLC - SLDC - LAPB liaison à des réseaux distants (deviennent historiques)

Lien à l'étude des couches liaison : .

Couches physiques.

Principaux type des réseaux locaux matériels qui supportent TCP / IP

IEEE802.3 : Réseau physique de type Ethernet :
IEEE 802.4 : Réseau physique de type Token Bus :
IEEE 802.5 : Réseau physique de type Token Ring :
EIA232 - X21 - V24 - correspondent à des liaisons locales.
ISDN - ATM - etc... - correspondent à des réseaux longue portée.

Les adresses IP

Adresses IP

Mais les adresses NetBIOS et les adresses MAC ont un grave défaut : elles donnent le nom d'un hôte et rien d'autre.

Lorsqu'on doit gèrer des réseaux étendus et complexes, il est indispensable de grouper les hôtes d'un réseau en sous-réseaux.

Comme nous allons le voir maintenant, l'ensemble d'une adresse IP et de son masque de sous-réseau vont nous fournir non seulement une adresse unique pour l'hôte désigné, mais aussi l'adresse du sous-réseau qui le contient !

Vous verrez plus tard que cette faculté permet entre autre de structurer l'énorme multiplicité des hôtes de réseaux comme Internet en zones autonomes d'adressage constituées intérieurement d'aires hiérarchisées. Ceci pour accélérer considérablement le processus de recherche d'un hôte dans un vaste réseau.
Processus qui s'appelle le routage.

Une adresse IP s'écrit sur 4 octets.

Elle ressemble, par exemple, à ceci :

11000000 00101101 00100011 00001001

Un masque de sous-réseau ressemble, par exemple, à ceci :

11111111 11111111 11110000 00000000

Bien sûr, l'écriture binaire est propice aux erreurs et fatigue les yeux !
C'est pourquoi on lui préfère tout bonnement l'écriture décimale.
Traduisez donc l'adresse IP binaire ci-desus en décimal et voyez si par hasard vous ne tombez pas sur :

192.45.35.9

Ah, c'est déjà plus sympa !
Quant au masque de sous-réseau, ne serait-ce pas :

255.255.240.0

Si vous n'êtes pas familier des traductions binaires-décimales voyez notre rubrique : numération

Ah oui ! J'ai complètement oublié de vous dire à quoi sert le masque de sous-réseau.

Il sert à séparer l'adresse du sous-réseau dans lequel se trouve l'hôte IP
de l'adrese de l'hôte dans ce sous-réseau.

Exemple :

MSK = Masque du sous-réseau : souvent appelée Subnet Mask
SsR = Adresse du sous-réseau : souvent appelée Net ID
Hôte : Adresse de l'hôte dans ce sous-réseau : souvent appelée Host ID ( ID Hôte)

Observez les opérations qui ont été effectuées :

Pour obtenir l'adresse du sous-réseau, on garde tels quels les bits de l'adresse IP qui correspondent aux positions du masque qui contiennent le niveau logique "1" et on remplace les autres par "0"
Pour obtenir l'adresse de l'hôte dans le sous-réseau on fait exactement l'inverse.

Certains m'ont écrit pour me dire qu'ils ne comprenaient pas cette dernière phrase.
Pour eux, j'ai écrit un petit supplément que vous pouvez lire en cliquant ici :

Les autres peuvent continuer la lecture.

Des deux opérations, seule la première est couramment effectuée par les interfaces de réseau IP.
En logique combinatoire, cette opération s'appelle un "ET bit à bit" ( bit-wise AND ) entre l'adresse IP et le masque de sous-réseau.

C'est une opération pénible pour l'être humain, mais la plus rapide qui soit quand elle est effectuée par les circuits internes d'un ordinateur : 4 nano-secondes !

Ici peu importe que les humains aient des difficultés, ce sont les machines qui travaillent, et elles ont un tout autre point de vue que nous !

Maintenant nous avons affaire à deux couples :

L'adresse IP et son masque de sous-réseau
L'adresse du sous-réseau et l'adresse de l'hôte dans ce sous-réseau

Ces deux couples ne sont pas identiques mais on peut passer de l'un à l'autre.

Une telle division d'une adresse IP en adresse de sous-réseau et d'adresse d'hôte dans ce sous-réseau n'intéresse que les gestionnaires de réseaux pour les structurer en domaines d'hôtes.
Donc, si vous êtes lecteur de ce cours, cela doit vous intéresser au plus haut point.

L'adresse IP seule suffit à celui qui accède à un réseau pour désigner l'hôte avec lequel il veut prendre contact.

2 - Les sous-réseaux conformes à la réglementation d'INTERNET

On ne peut pas se donner soi-même une adresse IP pour accéder à l'Internet public.
La communauté Internet a imposé une autorié internationale : l' IANA qui concède des quota d'adresses aux professionnels qui les redistribuent.

Si vous voulez accéder au réseau, deux solutions :

Vous vous abonnez à un fournisseur d'accès à Internet qui, lors de la connexion, vous en distribuera automatiquement une, grâce à un serveur spécialisé appelé BOOTP ou DHCP.
Bien entendu, l'adresse qui vous est ainsi distribuée peut changer d'une connexion à l'autre.
Elle fait partie du lot d'adresses que votre fournisseur d'accès a loué, moyennant finances, à l'IANA ou un organisme local la représentant.
Vous louez vous-même une adresse IP fixe qui caractérisera votre accès au réseau.
Je ne vous donnerai pas d'adresse de louer d'adresses fixes, mon site n'étant pas un site commercial.

Les adresses conformes IANA se subdivisent en classes.

Toutes les adresses qui, écrites en binaire, commencent à gauche par le chiffre 0 sont de classe A
Toutes les adresses qui, écrites en binaire, commencent à gauche par les chiffres 10 sont de classe B
Toutes les adresses qui, écrites en binaire, commencent à gauche par les chiffres 110 sont de classe C
Toutes les adresses qui, écrites en binaire, commencent à gauche par les chiffres 1110 sont de classe D

Exemples :

0111 0101 0101 1111 est une adresse de classe A
1011 0101 0101 1111 est une adresse de classe B
1101 0101 0101 1111 est une adresse de classe C
1110 0101 0101 1111 est une adresse de classe D

Les masques de sous-réseau sont imposés pour chaque classe :

11111111 00000000 00000000 00000000 pour le masque des adresses de classe A
11111111 11111111 00000000 00000000 pour le masque des adresses de classe B
11111111 11111111 11111111 00000000 pour le masque des adresses de classe C

(Nous laissons de côté pour le moment le masque de la classe D à usage un peu spécial).

Cela donne en décimal :

Masque de classe A : 255.0.0.0
Masque de classe B : 255.255.0.0
Masque de classe C : 255.255.255.0

Voici la situation :

La figure montre bien, pour chaque classe, la partie identifiant le sous-réseau (Net ID) et la partie identifiant l'hôte dans ce sous-réseau (ID HOTE).

Une petite précision toutefois, les Net ID comprennent les premiers bits de gauche identifiant la classe.
Pour bien enfoncer le clou, je précise la longuer des identifiants de sous-réseau :

Net ID classe A : 8 bits mais 1 imposé.
Net ID classe B : 16 bits mais 2 imposés
Net ID classe C : 24 bits mais 3 imposés

Ce qui fait qu'en :

classe A on ne peut modifier que 7 bits : 2⁷ = 128 sous-réseaux
classe B on ne peut modifier que 14 bits : 2¹⁴ = 16 384 sous-réseaux
classe C on ne peut modifier que 21 bits : 2²¹ = 2 097 152 sous-réseaux

Enfin, le nombre de bits d'adressede l'ID Hôte est :

Classe A : 24
Classe B : 16
Classe C : 8

Ls sous-réseaux peuvent donc contenir :

Classe A : 2²⁴ = 16 777 216 adresses
Classe B : 2¹⁶= 65 536 adresses
Classe C : 2⁸ = 256 adresses