1 Contenu du module
1.1 Infonuagique I
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Cours
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les media de communication ;
- protocoles de liaison : Ethernet, WiFi ;
- principe d’un réseau local ;
- notion de routage IPv4 entre réseaux ;
- les protocoles d’Internet : pile TCP/IP ;
- bibliothèque de programmation réseau ;
- architecture d’Internet.
- Travaux pratiques
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exercice de câblage ;
- prototype de réseau local (série) ;
- manipulation de paquets Ethernet ;
- manipulation de paquets TCP/IP ;
- installation d’un système d’exploitation ;
- configuration de clients Internet ;
- découverte de l’architecture Internet ;
- programmation réseau.
1.2 Infonuagique II
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Cours
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configuration réseau ;
- gestion avancé des disques ;
- virtualisation de systèmes d’exploitation ;
- survol de la sécurisation réseau ;
- principaux services Internet (DNS, Web).
- Travaux pratiques
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maquette : serveurs Web et mandataire inversé ;
- installation d’une plateforme infonuagique (openstack) ;
- scénarios d’utilisation d’une plateforme infonuagique.
2 Définition d’Internet
2.1 Définition d’Internet 1/3
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Internet :
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interconnexion de réseaux locaux ;
- les données transitent sous forme de paquets ;
- les interconnexions utilisent TCP/IP ;
- présence de serveurs d’intérêt général.
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- Serveur :
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ordinateur connecté à Internet ;
- offre un ou plusieurs services Internet.
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- Réseau local :
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réseau de petite taille (un bâtiment) ;
- possède un mécanisme de diffusion générale.
- souvent constitué avec des commutateurs Ethernet ;
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- Commutateur Ethernet :
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c’est un équipement actif (alimenté électriquement) ;
- les commutateurs Ethernet gérent des paquets Ethernet ;
- un commutateur comprend de nombreux ports de connexion ;
- des commutateurs sont connectés entre eux par leurs ports ;
- les ordinateurs sont connectés aux ports via des interfaces Ethernet ;
- le nuage de commutation sait transmettre un paquet Ethernet ;
- les paquets sont transmis efficacement (diffusion évitée).
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- Adresses Ethernet :
| 00:1a:a0:c0:17:6a |
| ff:ff:ff:ff:ff:ff
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identification unique d’une machine sur un réseau local ;
- les adresses Ethernet sont sur 6 octets ;
- adresses source et destination toujours présentes dans le paquet.
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2.2 Définition d’Internet 2/3
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Pile TCP/IP :
 | | -
ensemble de protocoles réseau (IP, ICMP, UDP, TCP) ;
- définit le format des paquets d’échange de données ;
- définit comment un paquet est transmis sur un réseau local ;
- définit comment un paquet est routé entre les réseaux ;
- définit comment adresser un paquet à un processus.
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- Protocole IP (Internet Protocol) :
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la version actuelle est IPv4, la nouvelle est IPv6 ;
- format d’échange de données entre deux ordinateurs d’Internet ;
- un paquet contient des données et une entête ;
- l’entête contient les adresses IP de la source et de la cible ;
- dans un réseau local la résolution d’adresse se fait par ARP (IPv4) ou ICMP (IPv6) ;
- les routeurs transfèrent les paquets IP entre les différents réseaux.
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- Protocole ARP (Address Resolution Protocol) :
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un paquet ARP est directement encapsulé dans un paquet Ethernet ;
- ARP permet de trouver l’adresse Ethernet en fonction de l’adresse IP ;
- ARP se base sur la diffusion généralisée d’Ethernet ;
- ARP est efficace grâce à un cache des réponses ARP ;
- en IPv6 ARP est intégré dans le protocole ICMP.
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- Protocole ICMP (Internet Control Message Protocol) :
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protocole de service de TCP/IP ;
- un paquet ICMP est encapsulé dans un paquet IP ;
- permet de remonter les erreurs rencontrées ;
- permet d’échanger des informations sur l’état du réseau.
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- Protocoles UDP (User Datagram Protocol) et TCP (Transmission Control Protocol) :
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protocoles de transport de TCP/IP ;
- ces paquets sont encapsulés dans des paquets IP ;
- permettent de communiquer entre processus d’Internet ;
- les paquets UDP et TCP contiennent les données des processus ;
- les processus sont adressés par la notion de ports ;
- des services utilisent des ports bien connus (80 pour le Web) ;
- UDP est un protocole léger mais peu fiable ;
- TCP est un protocole fiable (pas de perte de données).
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- Adresses IP :
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identification unique d’une machine sur Internet ;
- les adresses IPv4 sont sur 4 octets ;
- les adresses IPv6 sont sur 16 octets ;
- les réseaux IP sont des plages d’adresses contigües.
| | | | | 2001:660:4401:6002:215:c5ff:fef3:e3f |
| fe80::1
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- Routeur IP :
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les routeurs n’utilisent pas de diffusion générale ;
- un routeur comprend des ports ;
- des routeurs peuvent être interconnectés par leurs ports ;
- un commutateur Ethernet peut être connecté à un port ;
- le routeur examine, en particulier, l’adresse IP cible ;
- le routeur choisit le port de sortie via une table de routage ;
- une entrée de la table de routage concerne un réseau IP entier ;
- les entrées peuvent être saisie par un administrateur ;
- les entrées peuvent être apprises des autres routeurs.
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2.3 Définition d’Internet 3/3
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Service DNS (Domain Name System) :
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traduction de noms Internet en adresses IP ;
- exemple : www.polytech-lille.fr donne 193.48.57.52 ;
- la résolution inverse est possible ;
- de nombreuses autres informations sont disponibles.
- Service Web :
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sert des pages contenant des informations ;
- ces pages possédent des adresses appelées URL (Uniform Resource Locator) ;
- les pages HTML (Hypertext Markup Language) contiennent des références à d’autres pages ;
- un protocole simple pour la toile : HTTP (Hypertext Transfer Protocol) ;
- on accède aux pages avec un navigateur ;
- les navigateurs utilisent le DNS pour résoudre les URL.
- Service courriel :
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des clients de messagerie permettent d’envoyer des messages ;
- les messages sont envoyé à une ou des adresses de courriel ;
- les messages sont aiguillés grâce au DNS ;
- les messages sont reçus par des serveurs SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) ;
- les serveurs SMTP confient les messages à des facteurs ;
- les facteurs stockent les messages dans des boites aux lettres ;
- un message est constitué d’une entête et d’un corps ;
- le corps d’un message est souvent au format MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions).
- Service NTP (Network Time Protocol) :
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permet de synchroniser les horloges sur Internet ;
- des serveurs primaires connectés à des horloges atomiques ;
- une diffusion arborescente de l’heure.
- Service base de données :
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les bases de données stockent des informations ;
- les données sont souvent organisées par tables ;
- une table est constituée de colonnes ;
- le langage de consultation est souvent SQL.
3 Infonuagique
3.1 Introduction à la vapeur d’eau
-
A l’origine une réalité : Internet.
- Un premier jeu de mots : Intranet
- ... un Internet privé.
- Le retour de la mercatique : Infonuagique
- ... un Internet masqué.
3.2 Infonuagique
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Quelques anglicismes :
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Cloud storage ;
- Cloud computing.
- Notion assez floue et peu technique.
- Modèle économique :
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externalisation de l’Intranet ;
- mutualisation de l’infrastructure ;
- les opérateurs font miroiter une réduction des coûts.
- Cacher la complexité :
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plus de maintenance locale des applications ;
- configuration via une interface Web ;
- donc expertise technique non nécessaire.
- Avantages mis en avant :
-
meilleure architecture (redondance) ;
- meilleure accessibilité ;
- adaptation rapide des ressources ;
- tableau de bord des performances.
- Composants d’un nuage :
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une solution de virtualisation de SE ;
- des espaces de stockages ;
- des adresses IP et des VLAN ;
- des parefeux et des équilibreurs de charge ;
- des bases de données et des serveurs Web ;
- service de messagerie et de téléphonie.
4 Les schémas
A Annexes
A.1 Sources des schémas
gis3-schemas.tgz
A.2 Programmation en mode connecté
A.2.1 Exemple de serveur
-
Une fonction d’initialisation générique :
int initialisationServeur(char *service,int connexions){
struct addrinfo precisions,*resultat,*origine;
int statut;
int s;
/* Construction de la structure adresse */
memset(&precisions,0,sizeof precisions);
precisions.ai_family=AF_UNSPEC;
precisions.ai_socktype=SOCK_STREAM;
precisions.ai_flags=AI_PASSIVE;
statut=getaddrinfo(NULL,service,&precisions,&origine);
if(statut<0){ perror("initialisationServeur.getaddrinfo"); exit(EXIT_FAILURE); }
struct addrinfo *p;
for(p=origine,resultat=origine;p!=NULL;p=p->ai_next)
if(p->ai_family==AF_INET6){ resultat=p; break; }
/* Creation d'une socket */
s=socket(resultat->ai_family,resultat->ai_socktype,resultat->ai_protocol);
if(s<0){ perror("initialisationServeur.socket"); exit(EXIT_FAILURE); }
/* Options utiles */
int vrai=1;
if(setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&vrai,sizeof(vrai))<0){
perror("initialisationServeur.setsockopt (REUSEADDR)");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if(setsockopt(s,IPPROTO_TCP,TCP_NODELAY,&vrai,sizeof(vrai))<0){
perror("initialisationServeur.setsockopt (NODELAY)");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/* Specification de l'adresse de la socket */
statut=bind(s,resultat->ai_addr,resultat->ai_addrlen);
if(statut<0) return -1;
/* Liberation de la structure d'informations */
freeaddrinfo(origine);
/* Taille de la queue d'attente */
statut=listen(s,connexions);
if(statut<0) return -1;
return s;
}
- La fonction de gestion des clients :
int boucleServeur(int ecoute,int (*traitement)(int))
{
int dialogue;
while(1){
/* Attente d'une connexion */
if((dialogue=accept(ecoute,NULL,NULL))<0) return -1;
/* Passage de la socket de dialogue a la fonction de traitement */
if(traitement(dialogue)<0){ shutdown(ecoute,SHUT_RDWR); return 0;}
}
}
- La fonction principale :
int gestionClient(int s){
/* Obtient une structure de fichier */
FILE *dialogue=fdopen(s,"a+");
if(dialogue==NULL){ perror("gestionClient.fdopen"); exit(EXIT_FAILURE); }
/* Echo */
char ligne[MAX_LIGNE];
while(fgets(ligne,MAX_LIGNE,dialogue)!=NULL)
fprintf(dialogue,"> %s",ligne);
/* Termine la connexion */
fclose(dialogue);
return 0;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
int s;
/* Lecture des arguments de la commande */
analyseArguments(argc,argv);
/* Initialisation du serveur */
s=initialisationServeur(&port,MAX_CONNEXIONS);
/* Lancement de la boucle d'ecoute */
boucleServeur(s,gestionClient);
}
A.2.2 Exemple de client
-
Une fonction de connexion générique :
int connexionServeur(char *hote,char *service){
struct addrinfo precisions,*resultat,*origine;
int statut;
int s;
/* Creation de l'adresse de socket */
memset(&precisions,0,sizeof precisions);
precisions.ai_family=AF_UNSPEC;
precisions.ai_socktype=SOCK_STREAM;
statut=getaddrinfo(hote,service,&precisions,&origine);
if(statut<0){ perror("connexionServeur.getaddrinfo"); exit(EXIT_FAILURE); }
struct addrinfo *p;
for(p=origine,resultat=origine;p!=NULL;p=p->ai_next)
if(p->ai_family==AF_INET6){ resultat=p; break; }
/* Creation d'une socket */
s=socket(resultat->ai_family,resultat->ai_socktype,resultat->ai_protocol);
if(s<0){ perror("connexionServeur.socket"); exit(EXIT_FAILURE); }
/* Connection de la socket a l'hote */
if(connect(s,resultat->ai_addr,resultat->ai_addrlen)<0) return -1;
/* Liberation de la structure d'informations */
freeaddrinfo(origine);
return s;
}
- La fonction principale :
int main(int argc,char *argv[])
{
int s;
/* Lecture des arguments de la commande */
analyseArguments(argc,argv);
/* Connection au serveur */
s=connexionServeur(machine,port);
if(s<0){ fprintf(stderr,"Erreur de connexion au serveur\n"); exit(EXIT_FAILURE); }
/* Boucle de communication avec le serveur */
struct pollfd descripteurs[2];
descripteurs[0].fd=s;
descripteurs[0].events=POLLIN;
descripteurs[1].fd=0;
descripteurs[1].events=POLLIN;
while(1){
char tampon[MAX_TAMPON];
int nb=poll(descripteurs,2,-1);
if(nb<0){ perror("main.poll"); exit(EXIT_FAILURE); }
if((descripteurs[0].revents&POLLIN)!=0){
int taille=read(s,tampon,MAX_TAMPON);
if(taille<=0) break;
write(1,tampon,taille);
}
if((descripteurs[1].revents&POLLIN)!=0){
int taille=read(0,tampon,MAX_TAMPON);
if(taille<=0) break;
write(s,tampon,taille);
}
}
/* On termine la connexion */
shutdown(s,SHUT_RDWR);
return 0;
}
A.3 Programmation en mode non connecté
A.3.1 Exemple de serveur
int initialisationSocketUDP(char *service){
struct addrinfo precisions,*resultat,*origine;
int statut;
int s;
/* Construction de la structure adresse */
memset(&precisions,0,sizeof precisions);
precisions.ai_family=AF_UNSPEC;
precisions.ai_socktype=SOCK_DGRAM;
precisions.ai_flags=AI_PASSIVE;
statut=getaddrinfo(NULL,service,&precisions,&origine);
if(statut<0){ perror("initialisationSocketUDP.getaddrinfo"); exit(EXIT_FAILURE); }
struct addrinfo *p;
for(p=origine,resultat=origine;p!=NULL;p=p->ai_next)
if(p->ai_family==AF_INET6){ resultat=p; break; }
/* Creation d'une socket */
s=socket(resultat->ai_family,resultat->ai_socktype,resultat->ai_protocol);
if(s<0){ perror("initialisationSocketUDP.socket"); exit(EXIT_FAILURE); }
/* Options utiles */
int vrai=1;
if(setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&vrai,sizeof(vrai))<0){
perror("initialisationServeurUDPgenerique.setsockopt (REUSEADDR)");
exit(-1);
}
/* Specification de l'adresse de la socket */
statut=bind(s,resultat->ai_addr,resultat->ai_addrlen);
if(statut<0) {perror("initialisationServeurUDP.bind"); exit(-1);}
/* Liberation de la structure d'informations */
freeaddrinfo(origine);
return s;
}
int boucleServeurUDP(int s,int (*traitement)(unsigned char *,int)){
while(1){
struct sockaddr_storage adresse;
socklen_t taille=sizeof(adresse);
unsigned char message[MAX_UDP_MESSAGE];
int nboctets=recvfrom(s,message,MAX_UDP_MESSAGE,0,(struct sockaddr *)&adresse,&taille);
if(nboctets<0) return -1;
if(traitement(message,nboctets)<0) break;
}
return 0;
}
int main(void){
int s=initialisationSocketUDP("4242");
boucleServeurUDP(s,votreFonctionUDP);
shutdown(s,SHUT_RDWR);
return 0;
}
A.3.2 Exemple de client
void messageUDP(char *hote,char *service,unsigned char *message,int taille){
struct addrinfo precisions,*resultat,*origine;
int statut;
int s;
/* Creation de l'adresse de socket */
memset(&precisions,0,sizeof precisions);
precisions.ai_family=AF_UNSPEC;
precisions.ai_socktype=SOCK_DGRAM;
statut=getaddrinfo(hote,service,&precisions,&origine);
if(statut<0){ perror("messageUDPgenerique.getaddrinfo"); exit(EXIT_FAILURE); }
struct addrinfo *p;
for(p=origine,resultat=origine;p!=NULL;p=p->ai_next)
if(p->ai_family==AF_INET6){ resultat=p; break; }
/* Creation d'une socket */
s=socket(resultat->ai_family,resultat->ai_socktype,resultat->ai_protocol);
if(s<0){ perror("messageUDPgenerique.socket"); exit(EXIT_FAILURE); }
/* Option sur la socket */
int vrai=1;
if(setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,&vrai,sizeof(vrai))<0){
perror("initialisationServeurUDPgenerique.setsockopt (BROADCAST)");
exit(-1);
}
/* Envoi du message */
int nboctets=sendto(s,message,taille,0,resultat->ai_addr,resultat->ai_addrlen);
if(nboctets<0){ perror("messageUDPgenerique.sento"); exit(EXIT_FAILURE); }
/* Liberation de la structure d'informations */
freeaddrinfo(origine);
/* Fermeture de la socket d'envoi */
close(s);
}
int main(int argc,char *argv[]){
if(argc!=3){
fprintf(stderr,"Syntaxe : %s <serveur> <message>\n",argv[0]);
exit(EXIT_FAILURE);
}
char *hote=argv[1];
char *message=argv[2];
char *service="4000";
messageUDP(hote,service,(unsigned char *)message,strlen(message));
return 0;
}
A.4 Archive des supports GIS (2012-2015)
Ce document a été traduit de LATEX par HEVEA
