TCP/IP

Introduction

Le fonctionnement d’un réseau est généralement décrit en couches. Il existe différentes façons de décrire un réseau informatique, le modèle le plus simple est actuellement le modèle TCP/IP (le nom venant des deux principaux protocoles utilisés) :

Chaque couche ne communique qu’avec les couches voisines.

Envoi simple

Nous allons voir le fonctionnement général d’une communication simple d’un ordinateur A vers un ordinateur B.

Application A

La couche application de l’ordinateur A veut envoyer des données vers la couche application de l’ordinateur B. L’application fourni donc des données à la couche transport de l’ordinateur A.

Transport A

La couche transport de l’ordinateur A reçoit les données et les encapsule en ajoutant des informations (port, application…) c’est le protocole TCP ou UDP.

La couche transport envoie l’ensemble à la couche internet.

Internet A

La couche internet encapsule les informations venant de la couche transport en ajoutant entre autre les adresses IP de l’ordinateur A et de l’ordinateur B.

Tout ceci est envoyé à la couche accès réseau.

Accès réseau A

Dans le cas d’Ethernet la couche réseau va ajouter les adresses MAC des cartes réseaux pour que la connexion avec l’ordinateur B puisse se faire.

Enfin cette trame Ethernet est envoyée à l’ordinateur B par la carte réseau.

Accès réseau B

La carte réseau reçoit la trame Ethernet, vérifie qu’elle est bien destinataire de la trame et la dés-encapsule :

Elle envoie le résultat à la couche Internet

Internet B

La couche internet vérifie l’adresse IP de destination, dés-encapsule et envoie le résultat à la couche transport :

Transport B

La couche transport vérifie que tout est correct puis les données sont envoyées à la bonne application :

Dans le cas de TCP, un accusé de réception est envoyé à l’ordinateur A. UDP n’envoie pas d’accusé de réception, il est moins fiable mais plus rapide.

Application B

L’application B reçoit les données.

Propriétés particulières des couches

Fragmentation

IP peut fragmenter les données qu’il reçoit de la couche transport si elles sont trop volumineuses pour rentrer dans une trame Ethernet par exemple. En effet la trame Ethernet accepte des données de 1500 octets au maximum, il est donc indispensable de découper les données pour les envoyer par paquets. Le récepteur enregistre les paquets et les assemble pour reconstituer les données initiales.

Les paquets peuvent ne pas arriver dans le bon ordre à cause du routage, ils sont donc numérotés. Ce phénomène est illustré ci-dessous.

Routage

IP s’occupe également de savoir vers quel ordinateur envoyer un paquet en premier pour atteindre un ordinateur éloigné. Par exemple, pour joindre Marseille depuis Lille on pourra passer par Paris. C’est ce qu’on appelle le routage. Chaque routeur tient à jour une table de routage pour savoir en permanence le meilleur chemin pour atteindre une destination.

La commande pour connaître la route utilisé par un paquet est traceroute. Cette commande ne fonctionnera pas correctement sur vos postes à cause du proxy utilisé par le lycée.

1) Reprenez le logiciel Filius et reproduisez le 4e réseau du dernier TP. Sur l’ordinateur 1 saisissez traceroute 192.168.2.6 et regardez ce qu’il se passe.

Bit alterné

Le protocole du bit alterné est implémenté au niveau de la couche accès réseau. Il permet de détecter des pertes de paquets comme le fait TCP au niveau transport.

Lorsque A envoie une trame à B, il ajoute un drapeau qui vaut soit 0 soit 1. Lorsque B reçoit une trame de A il renvoie un accusé de réception avec le complément du drapeau pour indiquer qu’il a bien reçu la trame. Ainsi lorsque A reçoit l’accusé de réception il peut envoyer la trame suivante en changeant la valeur du drapeau :

Maintenant regardons les cas où un dysfonctionnement se produit. Le dysfonctionnement pourra être détecté par l’ordinateur A lorsqu’il ne reçoit pas un accusé de réception. Comme il attend cet accusé de réception il doit définir un temps au-delà duquel il considère la trame perdue. Il la renverra alors. On dit qu’il y a un « timeout ». Un timeout peut se produire lorsqu’une trame est perdue :

Cela peut aussi arriver si l’accusé de réception est perdu :

Dans ce cas l’ordinateur B reçoit deux trames avec le même drapeau. Il en déduit donc que son 1er accusé de réception s’est perdu et ignorera la trame reçue. Il enverra tout de même un nouvel accusé de réception pour que l’ordinateur A puisse continuer.

Le protocole du bit alterné n’est pas parfait, c’est pourquoi il est remplacé actuellement pas des protocoles plus complexes.

2) Essayez de trouver une situation ou le bit alterné est inefficace.