Chapitre 4:Couche Réseau

Objectifs du chapitre Identifier le rôle de la couche réseau; Présenter le protocole de couche réseau le plus courant, IP (Internet Protocol), et ses caractéristiques pour fournir un service d’acheminement « au mieux », sans connexion ;

Comprendre les principes utilisés pour guider la division, ou le groupement, des périphériques dans les réseaux ;

Comprendre l'adressage hiérarchique des périphériques et comment ceci permet la communication entre réseaux ;

Comprendre les notions de base relatives aux routes, et au transfert de paquets vers un réseau de destination.

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La couche réseau• La couche réseau assure toutes les fonctionnalités de relai et d'amélioration de services entre entité de réseau, à savoir : – La commutation– l'adressage, – le routage, – le contrôle de trafic

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La couche réseau L’adressage:

La couche réseau doit fournir un mécanisme pour l’adressage des périphériques finaux

Un périphérique final doit posséder une adresse unique qui permet de l’identifier sur le réseau.

Le routage: La couche réseau doit ensuite fournir des services pour diriger ces paquets vers leur hôte de destination,

Les périphériques intermédiaires connectant les réseaux sont appelés routeurs.

Leur rôle consiste à sélectionner les chemins afin de diriger les paquets vers leur destination => Ce processus est appelé routage.

Durant le routage via un inter-réseau, le paquet peut traverser de nombreux périphériques intermédiaires.

Chaque route empruntée par un paquet pour atteindre le périphérique suivant est appelée saut.

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Protocoles de la couche réseau

Le protocole IP (IPv4 et IPv6) constitue le protocole de transport de données de couche 3 le plus répandu et fait l’objet de ce cours

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Protocole IPv4: Exemple de protocole de la couche réseau

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Le protocole IPv4 Le protocole IP a été conçu pour ne pas surcharger les

réseaux. Il fournit uniquement les fonctions requises pour transférer un

paquet d’une source à une destination en passant par un système interconnecté de réseaux.

Ce protocole n’est pas destiné au suivi et à la gestion du flux de paquets. => Ces fonctions sont effectuées par d’autres protocoles d’autres couches.

Caractéristiques de base du protocole IPv4 : Sans connexion : aucune connexion n’est établie avant l’envoi de paquets de données.

Au mieux (peu fiable) : aucune surcharge n’est utilisée pour garantir la transmission des paquets.

Indépendant des médias : fonctionne indépendamment du média transportant les données.

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Protocole IPv4: sans connexion

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Routes postales: communication sans connexion

=> Les communications de données sans connexion fonctionnent sur le même principe. Les paquets IP sont envoyés sans avertir l’hôte final de leur arrivée.cours RIP

Protocole IPv4: sans connexion

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Le protocole IP étant sans connexion :Þil ne nécessite aucun échange initial d’informations de contrôle pour établir une connexion de bout en bout avant le transfert des paquets, ni de champs supplémentaires dans l’en-tête d’unité de données de protocole pour maintenir cette connexion.

Þ Ce processus réduit considérablement la surcharge d’IP.

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Protocole IPv4: au mieux (peu fiable) Peu fiable signifie simplement que le protocole IP

n’a pas la capacité de gérer ni de récupérer des paquets non délivrés ou corrompus.

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Protocole IPv4: indépendant des médias

IPv4 et IPv6 fonctionnent indépendamment des médias acheminant les données dans les couches inférieures de la pile de protocoles.

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Tout paquet IP peut être communiqué électriquement par câble, sous forme de signaux optiques par fibre, ou sans fil sous la forme de signaux radio.cours RIP

Génération de paquet IP

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La couche transport ajoute un en-tête pour que les segments puissent être pris en compte et

réordonnés à destination Paquet IP

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Le paquet IP5.1.7.1 5.1.7.2 5.1.7.3

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La Fragmentation La couche réseau tient compte d’une

caractéristique majeure : la taille maximale d’unité de données de protocole que chaque média peut transporter appelée unité de transmission maximale (MTU).

Dans certains cas, un périphérique intermédiaire (généralement, un routeur) devra scinder un paquet lors de sa transmission d’un média à un autre avec une MTU inférieure => Ce processus est appelé fragmentation

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La Fragmentation

MTU= Maximum Transfer UnitIF4 15cours RIP

Les Types de Trafic• L’unicast = Un datagramme IP vers une adresse IP individuelle

• La diffusion = Un datagramme IP vers tous les nœuds d ’un réseau particulier

• Le multicast (multidiffusion) = Un datagramme IP vers un groupe de systèmes identifiés par une adresse de classe D 16IF4 cours RIP

Qui attribue les différentes adresses ?

• L'ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) est chargé au niveau mondial de la gestion de l'espace d'adressage IP.

• Il définit les procédures d'attribution et de résolution de conflits dans l'attribution des adresses.

• Il délègue le détail de la gestion de ces ressources à des instances régionales puis locales, dans chaque pays, appelées `` Regional Internet Registeries '' ou RIR.

• Il y a actuellement 3 `` Regional Internet Registries '' opérationnels : – l'APNIC (Asie-Pacifique), l'ARIN (Amérique) RIPE NCC (Réseaux IP européen Network Coordination Centre en Europe), AfriNIC (Afrique), ACNIC (Amérique Latine) sont en cours de création).

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L ’adressage• Adresse IP : 32 bits = 4 octets distribuée par le NIC (Network Information Center) et l ’IANA (Internet Address Network Authority)

• notation décimale pointée : D1.D2.D3.D4

•de 0.0.0.0 à 255.255.255.255–classe A de 1.x.y.z à 126.x.y.z

–classe B de 128.0.y.z à 191.255.y.z

–classe C de 192.0.0.z à 223.255.255.z

–classe D de 224.0.0.0 à 239.255.255.255

–classe E de 240.0.0.0 à 247.255.255.255

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L ’adressage (suite)

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Adresse publique et privée Adresse privée: réservée à un usage particulier (réseau privé). Un adresse privée est utilisable localement mais ne peut pas être utilisée dans le réseau internet. Plages d’adresses privées:

De 10.0.0.0 à 10.255.255.255De 172.16.0.0 à 172.31.255.255De 192.168.0.0 à 192.168.255.255

Les services NAT, permettent aux hôtes de réseau privé de communiquer avec des réseaux externes et accéder à internet.

Adresse publique: accessible via internet Exercice : 6.2.5.2

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Adresses IPv4 spéciales Adresses réseau et de diffusion Route par défaut Bouclage Adresses locales-liens

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Allocation d’adresses Un réseau : un nombre limité d ’adresses

Adressage statique: configuration IP manuelle adresses d’imprimante, serveur, passerelle de réseau local, point d’accès..

Adressage dynamique attribution automatique et temporaire d’adresse IP = > réemploi des adresses => Via un serveur DHCP

Grand nombre d’ordinateurs ou de périphériques finaux

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Adressage statique

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Adressage dynamique

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La résolution d ’adresses

• 1 host : 1 adresse IP• L ’acheminement : adresse sur le réseau local

• ex. adresse Ethernet sur 48 bits ==> interprétation de

l ’adresse IP au niveau de la couche liaison : ARP Address Resolution Protocol

Ex: arp –a IP à partir de MacCache ARP: rafraîchi régulièrementStation inactive pendant 10 à 20mn: retirée du cache

• Connaître sa propre adresse IP (si on est diskless) ?

==> RARP Reverse Address Resolution Protocol 25IF4 cours RIP

ARP

En-tête Requête/réponse ARP 26IF4 cours RIP

Routage : Mode de traitement des paquets de données

Routage : principe Le rôle de la couche réseau: transférer des

données de leur hôte d’origine vers l’hôte destination.

Si l’hôte de destination se trouve dans le même réseau que l’hôte source, le paquet est acheminé entre les deux hôtes sur le média local sans nécessiter de routeur.

Cependant, si l’hôte de destination et l’hôte source ne se trouvent pas dans le même réseau, le paquet sera acheminé entre de nombreux réseaux et via des routeurs.

Remarque: les informations contenues ne sont pas modifiées par les routeurs lors des décisions d’acheminement.

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Les passerelles permettent les communications entre réseaux

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Si la communication a lieu entre des hôtes de réseaux différents, le réseau local

achemine le paquet de la source vers son routeur de passerelle.

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Si la communication a lieu entre des hôtes de réseaux différents, le réseau local achemine le paquet de la source vers son routeur de passerelle.

Le routeur examine la partie réseau de l’adresse de destination du paquet et achemine le paquet à l’interface appropriée. Si le réseau de destination est connecté directement à

ce routeur, le paquet est acheminé directement vers cet hôte.

Si le réseau de destination n’est pas connecté directement, le paquet est acheminé vers un second routeur qui constitue le routeur de tronçon suivant.

De nombreux routeurs ou sauts tout au long du chemin peuvent traiter le paquet avant d’atteindre la destination.

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Passerelle: sortie du réseau La passerelle est requise pour envoyer un paquet en dehors du

réseau local

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La commande ipconfig affiche l’adresse IP de la passerelle par défaut d’un hôte

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Routage Pour transférer un paquet vers un réseau de

destination, le routeur a besoin d’une route vers ce réseau.

Un routeur prend une décision de transfert pour chaque paquet qui arrive à l’interface de passerelle => Ce processus de transfert est appelé routage.

Le réseau de destination peut être éloigné de la passerelle par un certain nombre de routeurs ou de sauts. La route vers ce réseau n’indique que le routeur de tronçon suivant vers lequel le paquet doit être transféré, et non le routeur final.

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Table de routage

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Exemple de table de routage

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Transfert de paquetentrée de route existante

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Aucune entrée de route, mais il existe une route par défaut

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Aucune entrée de route, ni route par défaut

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