Introduction aux réseaux informatiques

1   Modèles de réseaux

1.0.1   Présentation du modèle OSI

• Modèle Open Systems Interconnection de ...
• ... l'International Standardization Organization.
• Modèle en sept couches :
  
• Définit le but de chaque couche.
• Ne définit pas les protocoles.
• Permet de décomposer le problème.
• Schéma OSI opérationnel :
  
• Principes de communication :
  • un protocole par couche de niveau n ;
  • dialogues entre processus pairs.
• Chemin des données :
  • transfert entre niveau n et n-1 ;
  • encapsulation des messages du niveau n ;
  • transformation possible des messages.

1.0.2   Les couches du modèle OSI

• Couche physique :
  • transmission des bits ;
  • connectique physique.
• Couche liaison :
  • systèmes directement connectés ;
  • transmission fiable entre systèmes.
• Couche réseau :
  • systèmes non directement connectés ;
  • routage des informations entre systèmes.
• Couche transport :
  • transmission fiable entre utilisateurs ;
  • indépendant des couches inférieures ;
  • primitives de haut niveau.
• Couche session :
  • gestion des sessions entre entités ;
  • une session c'est plusieurs transmissions.
• Couche présentation :
  • conversion des données entre systèmes ;
  • compression, cryptage, etc.
• Couche application.

1.0.3   Comparaison des modèles OSI et TCP/IP

• Protocole Transmission Control Protocol ...
• ... sur-couche de l'Internet Protocol.
• Protocole éprouvé et strict.
• Un standard de fait !
• Modèle comportant 5 couches :
  

2   Réseaux locaux

2.1   Connectiques couramment utilisées

2.1.1   Organismes de normalisation

• Les divers éléments de câblage sont normalisés.
• Telecommunications Industry Association (TIA) :
  • organisation à but non lucratif (états-unis) ;
  • membre de l'Electronic Industries Alliance (états-unis) ;
  • document de normalisation de câblages : TIA/EIA 568 ;
  • le TIA/EIA parle de "catégories" pour des câbles et des connecteurs ;
  • document disponible à http://www.tiaonline.org ;
  • des frais de "participation" de l'ordre de 400 euros.
• International Engineering Consortium (IEC) :
  • organisation à but non lucratif (international) ;
  • membre de l'International Organization for Standardization (ISO) ;
  • document de normalisation de câblages : ISO 11801 ;
  • reprise des catégories de l'organisme TIA/EIA ;
  • l'IEC/ISO parle de "classes" pour des réseaux installés (canaux) ;
  • à un matériel d'une catégorie et pour 100m correspond une classe ;
  • document disponible à http://www.iso.org ;
  • des frais de "participation" de l'ordre de 150 euros.

2.1.2   Cable coaxial

• Caractéristiques physiques :
  • un conducteur central avec ...
  • ... un tube conducteur dans l'axe ;
  • peu sensible aux parasites ;
  • câble type télévision : 75 Ohms ;
  • câble type Ethernet : 50 Ohms ;
  • un temps de latence faible (5 ms) ...
  • un débit de l'ordre de 10 Mbit/s.
• Le câblage en Ethernet fin :
  • nécessité de prises spéciales :
    
  • ajout très souple de machine :
    
  • une contrainte pour un brin (180m).

2.1.3   Paire torsadée

• Caractéristiques physiques :
  • couples de brins enroulés ...
  • ... groupés dans le même câble ;
  • assez sensible aux parasites ;
  • interactions entre paires (diaphonie) ;
  • un temps de latence faible (3 ms) ...
  • ... et un débit jusqu'au Gbit/s.
• Diverses catégories :
  • catégorie 3, classe C : jusqu'à 16Mhz ;
  • catégorie 4 (TIA seul) : jusqu'à 20Mhz ;
  • catégorie 5, classe D : jusqu'à 100Mhz (10/100Mbs) ;
  • catégorie 5e, classe D : jusqu'à 100Mhz (10/100/1000Mbs) ;
  • catégorie 6, classe E : jusqu'à 250Mhz (10/100/1000Mbs) ;
  • catégorie 6a, classe E : jusqu'à 500 (10/100Mbs,1/10Gbs) ;
  • catégorie 7, classe F : jusqu'à 600Mhz (1/10/100Gbs) ;
  • catégorie 7a, classe F : jusqu'à 1Ghz (?).
• Le câblage en paire torsadée :
  • câblage des bâtiments modernes ;
  • câblage de type centralisé :
    
  • une contrainte pour un câble (90m).
  • un certain manque de souplesse :
    

2.1.4   Vocabulaire

• L'Ethernet original (802.3) :
  • 10base5 (coaxial, Ethernet jaune) ;
  • 10base2 (coaxial, Ethernet fin) ;
  • 10baseT (paires torsadées, catégorie 3).
• L'Ethernet rapide (Fast-Ethernet) (802.3u) :
  • 100baseFX (fibre, multi ou mono mode) ;
  • 100baseT4 (paires torsadées, catégorie 3) ;
  • 100baseTX (paires torsadées, catégorie 5).
• Le Gigabit Ethernet (802.3z et 802.3ab) :
  • 1000baseSX (fibre, multi ou mono mode, jusqu'à 500m) ;
  • 1000baseLX (fibre, mono-mode, jusqu'à 5000m) ;
  • 1000baseCX (câbles spéciaux cuivre, jusqu'à 25m) ;
  • 1000baseT (paires torsadées, catégorie 5e, jusqu'à 100m).
• Le 10 Gigabit Ethernet (802.3ae).
  • 10GBaseSR (fibre, multi mode, entre 30m et 300m) ;
  • 10GBaseLR (fibre, multi ou mono mode, jusqu'à 15km) ;
  • 10GBaseER (fibre, mono mode, plus de 40km) ;
  • 10GBase-CX4 (câbles spéciaux cuivre, jusqu'à 15m) ;
  • 10GBase-T (paires torsadées, catégorie 6 à 7, jusqu'à 100m).
• Le 100 Gigabit Ethernet (802.3ba).
  • 100GBaseSR10 (fibre, multi mode, 100m) ;
  • 100GBaseLR4 (fibre, mono mode, 10km) ;
  • 100GBaseER4 (fibre, mono mode, plus de 40km) ;
  • 10GBase-CR10 (câbles spéciaux cuivre, 10m).

2.1.5   Exemples d'utilisation de paires torsadées

• Deux paires pour le 10baseT :
  
• Idem pour le 100baseTX :
  
• Un concurrent éphémère le 100baseT4 :
  
• Et même le Gigabit, le 1000baseT :
  

2.1.6   Photos

• Photos de diverses connectiques (http://www.polytech-lille.fr/~rex/Enseignement/Photos/Connectiques) :
  

2.2   Le réseau de l'école

2.2.1   Schéma des bâtiments

2.2.2   Architecture du réseau de l'EUDIL

• Architecture au début des années 1990 :
  
• Architecture de transition (vers la commutation) :
  

2.2.3   Architecture du réseau de Polytech'Lille

• Architecture en 2000 (commutation totale) :
  
  http://twiki.polytech-lille.fr/pub/Cahier/CahierServiceInfoReseau/eudil2000.eps
• Les chiffres :
  • 150 km de câbles, 50 éléments actifs ;
  • 2MF de câbles, 2MF d'éléments actifs.
• Architecture en 2009 (10 gigabit) :
  
  http://twiki.polytech-lille.fr/pub/Cahier/CahierServiceInfoReseau/plil2009.eps
• Les chiffres :
  • 10 km de câbles supplémentaires ;
  • 60KE d'éléments actifs.
• De la carte réseau à l'Internet :
  
• Photos des locaux techniques (http://www.polytech-lille.fr/~rex/Enseignement/Photos/Locaux) :
  

2.3   Méthode d'accès : Ethernet

2.3.1   La sous-couche MAC

• Médium Access Control.
• Le cas idéal est possible aujourd'hui :
  • des liaisons bipoints bidirectionnelles ;
  • pas de conflit d'accès au médium.
• Historiquement être réaliste demandait :
  • des connexions multipoints ;
  • collisions possibles des trames ;
  • deux méthodes différentes :
    • accès aléatoire (Ethernet) ;
    • accès contrôlé (Anneau ou bus à jeton).

2.3.2   Les standards IEEE

• Institute of Electrical and Electronics Engineers.
• Organisme à but non lucratif de normalisation.
• Domaines : électricité, informatique, télécoms, etc.
• Produits : conférences et publications.
• Accès aux standards IEEE 802 :
  • 4000 euros pour les individus ;
  • 40000 euros pour les entreprises ;
  • accès limité gratuit : http://standards.ieee.org/getieee802/.

2.3.3   Le précurseur : ALOHA

• Le protocole ALOHA pur :
  • mis au point par Abramson (1970) à l'Université d'Hawaï ;
  • médium à l'origine : ondes hertziennes.
• Principe de fonctionnement :
  • chaque station émet à volonté (trames de taille t) ;
  • détection de collisions pendant l'émission ;
  • si collision, ré-émission après attente.
• Une période de vulnérabilité de 2t :
  
• Performance : 20% de la bande passante.
• Le protocole ALOHA discrétisé.
• Mis au point par Roberts en 1972.
• Principe de fonctionnement :
  • une station génère des tops d'horloge ;
  • émission seulement lors de ces tops ;
  • une trame ne peut être émise entre deux tops.
• Une probabilité de collision divisée par deux :
  
• Performance : 40% de la bande passante.

2.3.4   Les variantes d'ALOHA

• Les méthodes Carrier Sense Multiple Access :
  • basé sur l'ALOHA discrétisé (des intervalles de temps t);
  • les paquets sont émis pendant un multiple de t ;
  • un premier intervalle de temps pour la contention ;
  • émission uniquement si le médium est libre ;
  • dans le cas contraire plusieurs comportements :
    • CSMA (1-)persistant (attente de fin d'émission) ;
    • CSMA non persistant (attente aléatoire) ;
    • CSMA p-persistant (émet avec une probabilité p dès que le média est libre).
  • utilise la bande passante a 75%.
• Les méthodes CSMA/CD (Collision Detection) :
  • limite la durée des collisions ;
  • arrêt dès détection de collision ;
  • utilise la bande passante a 90%.

2.3.5   La norme ISO 8802.3

• Utilise la méthode CSMA/CD persistant ;
• Principe de la méthode :
  • attendre que le bus soit libre ;
  • émettre la trame en attente ;
  • si collision :
    • arrêter l'émission ;
    • attente aléatoire ;
    • nouvelle tentative.
• Calcul du temps avant ré-émission :
  • tirage aléatoire entre 0 et max unités ;
  • pour les 10 premiers essais max=2ⁿ-1 ;
  • ensuite max est fixé à 1023 ;
  • après 16 essais la trame est jetée.

2.3.6   Exemple de fonctionnement

2.3.7   Temps d'aller et retour

• Décalage dans la détection de collision :
  
• Décalage temporel maximal : 2× t_propagation.
• Ce décalage est l'intervalle de temps d'Ethernet :
  • c'est le temps minimal pour la gestion de contention ;
  • c'est le temps d'émission d'une trame minimale :
    • taille supérieure : trop de perte si collision ;
    • taille inférieure : gaspillage si pas de collision.
• Quelques formules :
  • le débit du médium d=10 Mbit/s ;
  • l'intervalle de temps est 2× t_propagation = 51,2 µs ;
  • la taille minimale de la trame s : s/d = 2× t_propagation
  • ... soit 512 bits (64 octets) ;
  • la vitesse de propagation sur un câble : v_propagation=200.000 km/s ;
  • le diamètre du réseau l : t_propagation= l/v_propagation
  • ... soit environ 5 km.

2.3.8   La norme sur le diamètre du réseau

• 5 segments au maximum :
  • un maximum de 200m pour les segments Ethernet fin ;
  • un maximum de 500m pour les segments Ethernet fort.
• 4 répéteurs au maximum.
• 3 segments habités au maximum :
  

2.3.9   L'adressage

• Adresse sur 6 octets
  08:00:20:10:E5:C5
• Adresse unique liée au matériel

  préfixe	constructeur
  00:00:1B	Novell
  10:00:5A	IBM
  08:00:09	Hewlett Packard
  AA:00:00,03,04	Digital

• Adresses de diffusion :
  • le dernier bit du premier octet à 1 : 33:33:00:00:00:01 ;
  • une adresse de diffusion totale : ff:ff:ff:ff:ff:ff.

2.3.10   Format de la trame

• Deux types de formats de trame :
  • IEEE 802.3 avec un champ taille de trame ;
  • Ethernet II avec un champ type de trame.
• Fusion des deux types de trames :
  

2.4   Méthode d'accès : bus à jeton (obsolète)

2.4.1   La norme ISO 8802.4

• Norme industrielle (General Motors).
• Motivations pour les bus à jeton :
  • Ethernet n'est pas déterministe ;
  • la topologie en anneau est fragile et ...
  • ... mal adaptée aux chaînes de montage ;
  • nécessité de niveaux de priorités.
• Caractéristiques physiques :
  • câble coaxial à 75 ohms ;
  • débits de 1, 5 et 10 Mbit/s.
• Principe de fonctionnement :
  • un anneau virtuel ;
  • une station connaît ses voisins ;
  • une trame spéciale (le jeton) ;
  • le jeton circule sur l'anneau ;
  • émission possible qu'avec le jeton.

2.4.2   Mécanisme de priorités

• Quatre niveaux de priorités (0,2,4 et 6).
• Pour chaque station, quatre sous-stations.
• Le jeton est propagé entre les sous-stations.
• Principe de fonctionnement :
  • très complexe (10 minuteurs) ;
  • un quota temporel pour la station ;
  • la sous-station six émet :
    • tant qu'elle a des trames en stock et ...
    • ... tant que le quota n'est pas épuisé.
  • la sous-station quatre émet si ...
  • ... il reste du temps pour la station ;
  • idem pour les sous-stations deux et zéro.
• Limites imposées aux sous-stations prioritaires.
• Permet le transport de la voix, exemple :
  • débit de 10 Mbit/s et 50 stations sur le bus ;
  • 1/3 du débit pour les sous-stations six ;
  • 68 Kbit/s pour ces sous-stations.

2.4.3   Exemple de fonctionnement

2.4.4   Gestion de l'anneau : insertion

• Pas de garantie sur les temps d'admission.
• Chaque station fait un appel à candidature :
  • quand elle possède le jeton ;
  • si le réseau n'est pas trop chargé.
• Mécanisme d'insertion d'une station :
  • envoi d'une trame "Recherche de successeur" ;
  • intercalage entre la station courante et ...
  • ... le successeur de la station courante ;
  • simple si une seule station candidate.
• Résolution de la contention entre candidats :
  • émission de trame "Résolution de contention" ;
  • résolution par la méthode "compteur binaire" ...
  • ... et compteur d'attente de 0 à 3 tops.
• Initialisation de l'anneau :
  • la première station s'active et attend ;
  • émission d'une trame "Recherche jeton" ;
  • constitution d'un anneau minimal ;
  • éventuellement résolution de contention.
• Détachement d'une station de l'anneau :
  • soit P la station précédente ;
  • soit S la station suivante ;
  • notifier à P que sa suivante est S.

2.4.5   Gestion de l'anneau : compteur binaire

• Chaque station a un numéro distinct (n bits).
• Une station seulement doit émettre.
• Discrimination sur le numéro des stations.
• Principe de fonctionnement :
  • chaque station émet le bit de poids fort ;
  • équivalent d'un OU logique sur les signaux ;
  • si le bit effectif (sur le réseau) est 1 alors ...
  • ... les stations de bit 0 se retirent ;
  • ainsi de suite jusqu'au bit de poids faible.
• Pour chaque période, une seule machine élue.
• Risques de famine pour les petits numéros.

2.4.6   Gestion de l'anneau : protocole MLMA

• Protocole Multiple Level Multiple Access.
• Évite les risques de famine.
• Pour chaque bit, deux bits sur le réseau.
• Principe de fonctionnement :
  • bit à 0 => 1er bit réseau à 1 ;
  • bit à 1 => 2nd bit réseau à 1 ;
  • énumération des numéros dans l'ordre.
• Exemple de résolution de conflit :
  • les stations 2,3 et 7 veulent émettre ;
  • bits envoyés sur le réseau :

  1

  1

  1

  0

  1

  0

  1

  0

  1

  1

  ...

  
   
  

  ... trame de 7

  trame de 3

  trame de 2

• À chaque période, toutes les stations émettent.

2.4.7   Gestion de l'anneau : erreurs

• Panne d'une station sans jeton :
  • le jeton est envoyé à cette station ;
  • la précédente écoute sur le réseau ;
  • rien ne se passe => ré-émission du jeton ;
  • écoute à nouveau sur le réseau ;
  • toujours rien => émission de trame «Suivant» ;
  • le successeur renvoie la trame «Successeur» ;
  • la station en panne est supprimée de l'anneau.
• Panne d'une station avec jeton :
  • les stations attendent un certain temps ;
  • émission de la trame «Recherche du jeton» ;
  • une station reçoit le nouveau jeton.
• Plusieurs jetons sur le réseau.
  • une station peut détruire son jeton ;
  • à la limite destruction de tous les jetons.

2.4.8   Format de trame

2.5   Méthode d'accès : anneau à jeton (obsolète)

2.5.1   La norme ISO 8802.5

• Une norme utilisée par IBM.
• Motivations pour l'anneau à jeton :
  • technologie entièrement numérique ;
  • environnement parfaitement maîtrisé ;
  • une efficacité proche de 100
• Le principe de fonctionnement :
  • liaisons point à point uni-directionnelles ;
  • des coupleurs réseau à deux modes :

    répétition :

    une mémoire de 1 bit ;

    émission :

    la source et le puits.

  • un jeton parcourt l'anneau (24 bits) ;
  • capture du jeton avant émission ;
  • nécessité d'un anneau actif ;
  • nécessité d'éléments tampons ;
  • la trame doit être dans le coupleur.

2.5.2   Exemple de fonctionnement

2.5.3   Gestion de l'anneau

• Gestion centralisée : un moniteur.
• Détermination du moniteur :
  • envoi d'une trame «Recherche jeton» ;
  • si la trame est la seule à faire un tour ...
  • ... la station émettrice devient moniteur ;
• Fonctions du moniteur :
  • vérifier que le jeton circule ;
  • supprime les trames invalides ;
  • indique sa présence en permanence.

2.5.4   Format de la trame

2.6   Méthode d'accès : les perfectionnements d'Ethernet

2.6.1   La proposition IEEE 802.3u (Fast Ethernet)

• La période de contention est toujours de 512 temps bit.
• Le débit est multiplié par 10 : 100Mb/s.
• Uniquement deux répéteurs rapides possibles.
• Diamètre du réseau ramené à 200m sur cuivre :
  

2.6.2   Les propositions IEEE 802.3z et 802.3ab (Gigabit Ethernet)

• La période de contention est toujours de 512 temps bit.
• Le débit est encore multiplié par 10 : 1000Mb/s.
• Un diamètre de réseau ridicule de 20m.
• Rendre le Gigabit utilisable :
  • des trames d'un minimum de 512 octets ;
  • éventuellement complétées par du bourrage ;
  • un mode post-combustion (burst mode) :
    • mode autorisé après l'envoi réussi d'une trame ;
    • un maximum de 8192 octets en post-combustion :
      

2.6.3   Offres GigaBit

• Quelques offres en Mai 2005 :
  • Les constructeurs :

    Constructeur	Site web
    Asanté	www.asante.com
    Dell	www.dell.com
    Cisco	www.cisco.com
    Nortel	www.nortel.com
    HP	www.hp.com
    3Com	www.3com.com

  • Les produits :

    Identification	Densité	Prix(euros)
    Asanté Intracore 65120	48x1000baseT, 4x1000baseX	3000
    Dell PowerConnect 6024	24x1000baseT, 8x1000baseX	2500
    Cisco Catalyst 3750	48x1000baseT, 4x1000baseX	12000
    Ethernet Routing Switch 8600	240x1000baseX	30000+10x10000=130000

• Quelques produits en Mai 2006 :

  Identification	Densité	Prix(euros)
  Dell PowerConnect 6024	24x1000baseT, 8x1000baseX	2500
  Cisco Catalyst 3750	48x1000baseT, 4x1000baseX	10000

• Quelques produits en Septembre 2007 et Février 2008 :

  Identification	Densité	Prix(euros)
  Catalyst 6513	576	38000+650.n (max. 412400)
  Catalyst 3560E	48	5000
  Catalyst 3750	48	8000

• Quelques produits en Avril 2012 :

  Identification	Densité	Prix(euros)
  Nexus 7018	768 (1536)	30000+420.n (max. 320000)
  Catalyst 6513	576	15000+420.n (max. 220000)

2.6.4   La proposition IEEE 802.3ae (10 Gigabit Ethernet)

• Une réalité : produits commercialisés dès 2002.
• Ne fonctionne qu'en mode commutation totale.
• Des distances de connexion de 2m à 40km.
• Objectif de 300m sur la fibre multi-mode installée.
• Une norme 10GbaseT prévue pour juin 2006 :
  • l'objectif est d'utiliser de la paire torsadée ;
  • atteindre des distances de câble de 100m ;
  • les câbles de catégories 5e et 6 semblent inadaptés ;
  • dégradation du signal au niveau des connecteurs.

2.6.5   Offres 10 GigaBit

• Quelques offres fin 2002 :
  • Les constructeurs :

    Constructeur	Site web
    Cisco	www.cisco.com
    Foundry Network	www.foundrynet.com

  • Les produits :

    Identification	Densité Giga	Densité 10Giga	Commutation	Prix
    BigIron 4000	56	3	128 Gb/s	?
    BigIron 8000	120	7	256 Gb/s	?
    BigIron 15000	232	14	480 Gb/s	?
    Catalyst 6506	80	5	max. 256 Gb/s	13000+30000.n
    Catalyst 6509	128	8	max. 256 Gb/s	30000+30000.n
    Catalyst 6513	192	12	max. 256 Gb/s	50000+30000.n

• Un produit en Mai 2006 :

  Identification	Densité Giga	Densité 10Giga	Commutation	Prix
  Catalyst 6506	80	20	max. 256 Gb/s	12000+15000.n

• Un produit en Septembre 2007 :

  Identification	Densité Giga	Densité 10Giga	Commutation	Prix
  Catalyst 6513	576	48	max. 256 Gb/s	38000+5700.n (max. 311600)

• Un produit en Avril 2012 :

  Identification	Densité Giga	Densité 10Giga	Densité 40Giga	Densité 100Giga	Commutation	Prix
  Nexus 7018	768	768	96	32	max. 17.6 Tb/s	30000+1200.n (max. 921600)

• Evolution des prix des équipements achetés par Polytech'Lille :

  Année	Identification	Densité Giga	Densité 10Giga	Commutation	Prix (euros TTC)
  2007	Carte 4x10Gb/s pour 6500	--	4	--	8700
  2009	Carte 4x10Gb/s pour 6500	--	4	--	11000
  2007	Catalyst 3560E	48	2	68 Gb/s	4600
  2008	Catalyst 3560E	48	2	68 Gb/s	5000
  2009	Catalyst 3560E	48	2	68 Gb/s	6500

2.6.6   Ethernet n'existe plus, vive l'Ethernet commuté

• Vous avez compris CSMA/CD ? Oubliez-le !
• Uniquement des liaisons bipoints bidirectionnelles :
  
• Les avantages :
  • un débit de 20Mb/s, 200Mb/s ou 2Gb/s ;
  • plus aucune collision possible ;
  • les distances ne dépendent que du médium.
• Les inconvénients :
  • un câble pour chaque machine ;
  • des équipements plus onéreux.

2.6.7   Autour de l'Ethernet

• Le contrôle de flux (802.3x) : des trames pour ralentir.
• Procédé d'auto-négociation sur les liens.
• Contrôle d'accès aux ports (802.1x).
• Agrégation de liens (802.3ad).
• Alimentation intégrée (802.3af).

2.7   Méthode d'accès : réseaux sans fil

2.7.1   Transmission radio

• Etalement de spectre :
  • augmente la résistance au brouillage ;
  • permet la cohabitation de transmissions ;
  • étalement par séquence directe :
    • une suite aléatoire de n chips ;
    • un bit est remplacé par la suite.
  • étalement par saut de fréquence :
    • une séquence aléatoire de fréquences ;
    • la porteuse se décale sur la séquence.

2.7.2   La norme IEEE 802.11

• Une méthode d'accès commune.
• Diverses couches physiques :
  • la norme de base IEEE 802.11 :
    • une version infra-rouge jamais commercialisé ;
    • une version à saut de fréquences (bande des 2,4-2,5 Ghz) ;
    • une version à séquence directe (bande des 2,4-2,5 Ghz) ;
    • débits théoriques de 1 et 2 Mbit/s.
  • une extension IEEE 802.11b :
    • modulation de type CCK (bande des 2.4-2.5 Ghz) ;
    • débits théoriques de 5,5 et 11 Mbit/s ;
    • débits réels de 4 et 6,5 Mbit/s.
  • une extension IEEE 802.11a :
    • modulation OFDM complexe (bande des 5 Ghz) ;
    • débits théoriques jusqu'à 54 Mbit/s ;
    • débit réel de 20 Mbit/s.
  • une extension IEEE 802.11g :
    • modulation mixte CCK/OFDM (bande des 2,4-2,5 Ghz) ;
    • débits théoriques jusqu'à 54 Mbit/s ;
    • débit réel de 25 Mbit/s.
  • une extension IEEE 802.11n :
    • normalisation prévue pour 2008 (09/2009 en fait) ;
    • débits attendus de l'ordre de 500 Mbit/s.

2.7.3   Différentes configurations

• Les modes de fonctionnement :
  • infrastructure avec point d'accès :
    • une station raccordée à un réseau filaire ;
    • communications uniquement via la station ;
    • exemple de point d'accès :
      
      
      
  • réseau ad hoc :
    • fonctionnement distribué ;
    • communication entre stations à porté.
• Les techniques d'accès :
  • un mode d'accès à compétition :
    • Distribution Coordination Function (DCF) ;
    • mode obligatoire dans la norme 802.11 ;
    • une méthode à base de CSMA.
  • un mode d'accès contrôlé :
    • Point Coordination Function (PCF) ;
    • mode optionnel dans la norme 802.11 ;
    • une station gère les temps de parole ;
    • mode quasiment jamais implémenté (peu efficace).

2.7.4   Accès à compétition : le principe

• Accès basé sur une méthode CSMA :
  • attente comme dans le CSMA 1-persistant ;
  • attente durant un intervalle de temps fixe DIFS plus ...
  • ... un multiple aléatoire d'intervalles de collision (20µs) ;
  • émission si le canal est encore libre.
• Temps aléatoire tiré entre 0 et 2⁽n+2).
• Contrôle des collisions par accusés de réception.
• Priorité des accusés de réceptions :
  • des inter-trames de taille différentes ;
  • les Short Inter-Frame Spacing (10µs, accusés) ;
  • les Distributed Inter-Frame Spacing (50µs, mode DCF) ;
  • les Point Coordination Inter-Frame Spacing (30µs, mode PCF).
• Un exemple de fonctionnement :
  

2.7.5   Accès à compétition : stations cachées

• Comment prendre en compte des stations cachées ?
• Un vecteur d'allocation (Network Allocation Vector) :
  • la source prévient de sa transmission (Request To Send) ;
  • la cible autorise la transmission (Clear To Send);
  • la durée de la transmission est annoncée.
• Un exemple de fonctionnement :
  

2.7.6   Accès à compétition : fragmentation

• Fragmenter pour améliorer la fiabilité :
  • un fragment court passe mieux qu'une grande trame ;
  • la station est prioritaire pour les fragments suivants ;
  • en cas de collision, retour à la phase de contention.
• Principe de la transmission de fragments :
  

2.7.7   Format des trames 802.11

• Un format complexe :
  
• Signification des divers champs :
  • un champ de contrôle pour la nature de la trame ;
  • un champ indiquant la durée en ms de la séquence ;
  • plusieurs champs d'adresses :
    • plusieurs cas de figure (mode infrastructure ou ad hoc) ;
    • cas le plus courant du mode infrastructure :
      • adresse 1 : adresse MAC du point d'accès ;
      • adresse 2 : adresse MAC de la station source ;
      • adresse 3 : adresse MAC de la station cible ;
      • adresse 4 : inutilisé.
  • un champ numéro de séquence utilisé pour :
    • numéroter les trames en vu de l'acquitement ;
    • numéroter les fragments si nécessaire.
  • un champ somme de contrôle classique (CRC 32 bits).

2.7.8   Types des trames 802.11

• Plusieurs types de trames :
  • les trames de gestion (dialogue avec les PA) ;
  • les trames de contrôle (implantation du protocole) ;
  • les trames de données.
• Le champ de contrôle des trames :
  
• Signification des champs :
  • le numéro de version est actuellement 0 ;
  • le type et le sous-type indiquent la nature de la trame ;
  • les deux champs suivants indiquent si la trame :
    • va vers un système de distribution (réseau filaire) ;
    • ou provient d'un système de distribution.
  • le champ "autre fragment" indique une fragmentation ;
  • ces fragments sont en séquence si le bit "ordre" est positionné ;
  • le champ "nouvel essai" indique une ré-émission de trame ;
  • le champ WEP indique si la trame est cryptée ;
  • et enfin les autres champs concernent la gestion de l'énergie.
• Signification des types et sous-types :

  Valeur type	Description type	Valeur sous-type	Description sous-type
  00	Gestion	0000	Requête d'association
  00	Gestion	0001	Réponse d'association
  00	Gestion	0010	Requête de ré-association
  00	Gestion	0011	Réponse de ré-association
  00	Gestion	0100	Demande d'enquête
  00	Gestion	0101	Réponse d'enquête
  00	Gestion	1000	Balise
  00	Gestion	1001	ATIM
  00	Gestion	1010	Désassociation
  00	Gestion	1011	Authentification
  00	Gestion	1100	Désauthentification
  01	Contrôle	1010	PS-Poll
  01	Contrôle	1011	RTS
  01	Contrôle	1100	CTS
  01	Contrôle	1101	ACK
  01	Contrôle	1110	CF End
  01	Contrôle	1111	CF End et CF-ACK
  10	Données	0000	Données
  10	Données	0001	Données et CF-ACK
  10	Données	0010	Données et CF-Poll
  10	Données	0011	Données, CF-ACK et CF-Poll
  10	Données	0100	Fonction nulle (sans données)
  10	Données	0101	CF-ACK (sans données)
  10	Données	0110	CF-Poll (dans données)
  10	Données	0111	CF-ACK et CF-Poll (sans données)

3   Internet

3.1   Internet : historique, architecture

3.1.1   Historique d'Internet

1964

Proposition d'un réseau blindé :

• pas d'autorité centrale ;
• a priori non fiable.

1968

Maquette anglaise.

1969

Maquette américaine :

• financée par l'Advanced Research Projects Agency ;
• l'ARPANET comporte quatre noeuds.

1972

L'ARPANET à ses débuts :

• réseau constitué de 32 noeuds ;
• son protocole est «Network Control Protocol».

1977

L'ARPANET prospère :

• un protocole plus puissant : TCP/IP ;
• développement de la messagerie ;
• développement des groupes de discussions.

1983

ARPANET devient un réseau fédérateur :

• MILNET se détache d'ARPANET ;
• le logiciel TCP/IP est gratuit ;
• création de l'Internet Activities Board.

1984

Mise en place du DNS.

1984

National Science Foundation crée NSFnet :

• les fondateurs : gov, mil, edu ;
• les nouveaux : com, org, uk, de, ca, au, jp, fr, ...

1988

Le nombre de noeuds double chaque année.

1988

La france se connecte à NSFnet.

1989

L'internet regroupe 100.000 noeuds.

1990

ARPANET est demantelé.

1991

Création du concept de World Wide Web.

1992

L'internet regroupe 1.000.000 noeuds.

1995

NSFnet cesse d'être la dorsale d'Internet.

2000

Internet comporte 1 milliard de pages Web.

2001

Nouveau domaines racines : aero, biz, coop, info, museum, name, pro

2002

IPv6 en natif sur les dorsales Internet2 et Renater3.

2008

Le FAI Free donne accès à IPv6 (Nerim depuis 2002).

2009

Quelques avancées :

• le moteur http://google.com est accessible en IPv6 ;
• DNSSEC est opérationnel pour le gTLD org (se depuis 2005).

3.1.2   L'architecture d'Internet

• Internet est une anarchie qui fonctionne.
• C'est LE réseau mondial (exit l'OSI).
• L'Internet regroupe une myriade de réseaux :
  
  http://www.opte.org/maps/
  
  http://www.caida.org/analysis/topology/as_core_network/

3.1.3   Quelques opérateurs internationaux

• ebone, un réseau pan-européen disparu en 2002 :
  
  http://nocpeople.org/ebone/
• TeliaSonera, un important réseau pan-européen :
  
  http://en.wikipedia.org/wiki/TeliaSonera
  http://www.teliasoneraic.com/files/TeliaSonera%20International%20Carrier/Articles/Flash%20map/IP_backbone.html
• opentransit, un réseau international :
  • description : http://www.orange.com/wholesalesolutions/ournetwork/
• Tiscali International Network, un réseau international :
  • http://www.tinet.net/
• Deutsche Telekom, un réseau international :
  
  
  http://ghs-internet.telekom.de/dtag/cms/content/ICSS/en/330336

3.1.4   Un opérateur national

• Renater : Réseau National de l'Éducation et de la Recherche ;
  
  http://www.renater.fr/
• Un réseau fortement centralisé.
• Des réseaux régionaux comme Noropale :
  http://www.noropale.fr/
• Des liaisons (peering) avec d'autres opérateurs.
• Une liaison montante par :
  • openTransit (avant 2008) ;
  • une liaison montante par Level3 (à partir de 2008) ;
  • une liaison montante par Cable&Wireless et Level3 (2010).
• Un point d'échange avec l'Internet commercial (SFINX).

3.1.5   Quelques exemples de routes sur Internet

• Routes entre serveurs de Polytech'Lille :
  • un chemin court : de pevele à douaisis ;

    pevele# traceroute douaisis
    

  • un plus long : de pevele à calimero.

    pevele# traceroute calimero.authie.net
    ...
    pevele# traceroute -T calimero.authie.net
    

  • carrément plus long : de proxy.reseiffel.net à pevele.

    proxy# traceroute pevele 
    

• Route pour atteindre un autre site académique :
  • adresse de destination www.polytech-nantes.fr ;
  • du Renater, rien que du Renater.
• Route pour atteindre un ISP connecté au SFINX :
  • adresse de destination www.free.fr ;
  • une autre adresse www.tiscali.fr.
• Route pour atteindre un ISP non connecté au SFINX :
  • adresse de destination www.nordnet.fr ;
  • pas de liaison au niveau de Noropale.
• Route montrant qu'au suffixe se fier il ne faut :
  • adresse de destination nike.fr ;
  • l'adresse IP est située hors de france.
• Route pour atteindre une université Japonaise :
  • adresse de destination www.it-chiba.ac.jp (2002 à 2004) ;
  • adresse de destination www.nagoya-u.ac.jp (2005 à 2008) ;
  • Renater est connecté à Géant, pas OpenTransit : https://lg.opentransit.net/ (avant 2008) ;
  • Renater est connecté à Géant, pas Level3 : http://www.level3.com/LookingGlass/ (2008) ;
  • Surprise; Géant passe par les US (2010).
• Route pour atteindre une entreprise Japonaise :
  • adresse de destination www.tourism.metro.tokyo.jp ;
  • adresse de destination www.sony.co.jp (amélioré) ;
  • pas de lien direct, passage par Level3.
• Des routes différentes pour IPv4 et IPv6 :
  • adresse de destination www.google.com ;
  • un moteur de recherche sans proxy web ;
  • encore des tunnels au dessus d'IPv4.

3.1.6   Le fonctionnement d'Internet

• Le bureau politique : L'internet Society (ISOC).
• Supervision de l'achitecture de l'Internet :
  • l'Internet Architecture Board (IAB) ;
  • recours contre les violations de procédures.
• Le pilotage des groupes de travail :
  • l'Internet Engineering Steering Group (IESG) ;
  • composé des directeurs de domaines ( 10) de l'IETF ;
  • constitution de nouveaux groupes de travail ;
  • délibérations sur les statuts des documents.
• Les groupes de travail :
  • l'Internet Engineering Task Force (IETF) ;
  • voir l'URL http://www.ietf.org ;
  • des groupes de travail organisés en domaines ;
  • les domaines sont coordonnés par un directeur ;
  • les membres sont des individus volontaires ;
  • des objectifs précis soumis à l'IESG ;
  • échanges principalement par la messagerie ;
  • dissolution du groupe après atteinte des objectifs ;
  • des documents publics :
    • Request For Comments (RFC,http://www.ietf.org/rfc.html) ;
    • status et dépendences (http://www.rfc-ref.org).
• Une contrepartie plus prospective :
  • l'Internet Research Steering Group (IRSG) ;
  • l'Internet Research Task Force (IRTF) ;
  • voir l'URL http://www.irtf.org.
• Organisme pour l'unicité des identifiants :
  • l'Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (http://www.icann.org) ;
  • reprend le rôle de l'Internet Assigned Numbers Authority (http://www.iana.org) ;
  • assure l'unicité des différentes grandeurs de l'Internet ;
  • exemple des identifiants uniques OID (http://www.iana.org/assignments/enterprise-numbers).

3.1.7   Gestion des noms de domaines et des adresses IP

• Les noms de domaines :
  • l'ICANN gère les domaines racines ;
  • des Registrar font interface avec les utilisateurs ;
  • des options pour les serveurs de noms :
    • gestion par le Registrar ;
    • spécification de serveurs propres :
      • les serveurs doivent être déclarés ;
      • base whois.verisign-grs.net.
  • des bases de données des domaines alloués :
    whois -h whois.gandi.net polytech-lille.org
• Les réseaux d'adresses IP :
  • l'ICANN (via l'IANA) répartit les paquets d'adresses ;
  • quatre Regional Internet Address Registries :
    • Asia Pacific Network Information Centre ;
    • American Registry for Internet Numbers ;
    • Réseaux IP Européens ;
    • AFRIca Network Information Centre.
  • 7 préfixes de deux octets alloués aux RIAR ;
  • de très nombreux Internet Service Provider (ISP) ;
  • des sous-préfixes alloués aux ISP ;
  • des bases de données des préfixes alloués :
    whois -h whois.ripe.net 193.48.57.0

3.1.8   Exemple de standardisation de protocole

• L'exemple de rejet de protocole :
  • un protocole standard SPF ;
    http://tools.ietf.org/html/rfc4408
  • une tentative d'appropriation Sender ID.
    http://en.wikipedia.org/wiki/Sender_ID
• Un exemple de définition de protocole HTTP :
  • HTTP est un protocole utilisé dès 1990 ;
  • génèse d'un RFC d'information sur HTTP/1.0 :
    

    Nom	Type	Date
    draft-ietf-http-v10-spec-05	Internet Draft	19/02/1996
    RFC 1945	Informational	05/1996

  • génèse d'un RFC de standardisation pour HTTP/1.1 :
    • des brouillons puis proposition à l'IESG comme standard :

      Nom	Type	Date
      draft-ietf-http-v11-spec-01	Internet Draft	19/01/1996
      draft-ietf-http-v11-spec-02	Internet Draft	23/04/1996
      draft-ietf-http-v11-spec-03	Internet Draft	02/05/1996
      draft-ietf-http-v11-spec-04	Internet Draft	03/06/1996
      draft-ietf-http-v11-spec-05	Internet Draft	07/06/1996

    • deux petits correctifs et enfin un standard RFC 2068 :

      Nom	Type	Date
      draft-ietf-http-v11-spec-06	Internet Draft	04/07/1996
      draft-ietf-http-v11-spec-07	Internet Draft	12/08/1996
      RFC 2068	Proposed Standard	01/1997

    • mis à jour par un nouveau standard RFC 2616 :

      Nom	Type	Date
      draft-ietf-http-v11-spec-08	Internet Draft	30/07/1997
      draft-ietf-http-v11-spec-rev-01	Internet Draft	21/11/1997
      draft-ietf-http-v11-spec-rev-02	Internet Draft	20/02/1998
      draft-ietf-http-v11-spec-rev-03	Internet Draft	13/03/1998
      draft-ietf-http-v11-spec-rev-04	Internet Draft	01/08/1998
      draft-ietf-http-v11-spec-rev-05	Internet Draft	11/09/1998
      draft-ietf-http-v11-spec-rev-06	Internet Draft	18/11/1998
      RFC 2616	Draft Standard	06/1999

  • Ce n'est pas terminé (sécurité, ...) :

    Nom	Type	Date
    RFC 2817	Proposed standard	03/2000

3.2   Internet : Les services

3.2.1   Internet : Service de nommage

• Interface réseau <=> adresse IP (Internet Protocol)

  pevele => 193.48.57.34 ou 2001:660:4401:6002:260:8ff:fe71:b982
  

• Problème : un numéro est trop abstrait => associer un nom aux interfaces IP
• Problème : éviter les doublons => service de nommage centralisé.
• Problème : gestion trop lourde => service hiérarchisé.
• Exemple de nom d'interface :

  pevele.escaut.net
  

• Implanté par les Domain Name Servers.
• Protocole DNS spécifié par la RFC 1035.
• Les DNS ; un réseau arborescent:
  • Les racines servent le domaine "." :
    • des noms racines par pays (ccTLD) ;
    • ou des noms racines générique (gTLD) ;
    • des racines alternatives (www.opennic.org).
  • Un DNS peut déléguer un sous-domaine.
  • Schéma de principe :
    
• Problème : nombreux accès aux DNS => serveurs esclaves.
• douaisis est serveur DNS maître.
• Exemples de requêtes au DNS :

  $ host -a C6506.deule.net
  ...
  C6506.deule.net.        259200  IN      A       172.26.224.6
  C6506.deule.net.        259200  IN      HINFO   "" "CISCO6506"
  ...
  
  $ host -a gohelle.escaut.net.
  ...
  gohelle.escaut.net.     259200  IN      AAAA    2001:660:4401:6002:211:95ff:feb8:337f
  gohelle.escaut.net.     259200  IN      A       193.48.57.38
  gohelle.escaut.net.     259200  IN      MX      100 douaisis.escaut.net.
  gohelle.escaut.net.     259200  IN      TXT     "v=spf1 mx mx:univ-lille1.fr -all"
  ...
  $ host -a ftp.polytech-lille.fr
  ...
  ftp.polytech-lille.fr.  259200  IN      CNAME   gohelle.escaut.net.
  ...
  
  $ host 193.48.57.37
  37.57.48.193.in-addr.arpa domain name pointer artois.escaut.net.
  
  $ host -a 37.57.48.193.in-addr.arpa.
  ...
  37.57.48.193.in-addr.arpa. 259200 IN    PTR     artois.escaut.net.
  ...
  
  $ host -a 2001:660:4401:6002:211:95ff:feb8:337f
  ...
  f.7.3.3.8.b.e.f.f.f.5.9.1.1.2.0.2.0.0.6.1.0.4.4.0.6.6.0.1.0.0.2.ip6.arpa. 259200 IN PTR gohelle.escaut.net.
  ...
  
  $ host -a polytech-lille.fr
  ...
  polytech-lille.fr       NS      douaisis.escaut.net
  polytech-lille.fr       NS      calimero.authie.net
  polytech-lille.fr       NS      albanie.ilot.org
  polytech-lille.fr       MX      100 douaisis.escaut.net
  polytech-lille.fr       TXT     "v=spf1 mx mx:univ-lille1.fr -all"
  ...
  
  $ host -a _sip._udp.polytech-lille.fr
  ...
  _sip._udp.polytech-lille.fr     SRV     200 0 5060 priscilla.authie.net
  _sip._udp.polytech-lille.fr     SRV     100 0 5060 boulonnais.deule.net
  ...
  

• Le principe de résolution de nom :
  • première résolution de ftp.is.co.za :
    • Question : Valeur du Resource Record "A" pour ftp.is.co.za ?.
    • Echanges de paquets DNS :

      machine client	serveur cible	réponse
      gayant05.students.deule.net	douaisis.escaut.net	...
      douaisis.escaut.net	a.root-servers.net	Autorités : apies.frd.ac.za,auth00.ns.uu.net,...
      douaisis.escaut.net	apies.frd.ac.za	Autorités : ns0.coza.net.za,ns0.is.co.za,...
      douaisis.escaut.net	ns0.coza.net.za	Réponse : ftp.is.co.za A 196.4.160.12
      ...	...	Réponse : ftp.is.co.za A 196.4.160.12

  • résolutions suivantes de ftp.is.co.za :
    • Question posée : Valeur du RR "A" pour ftp.is.co.za ?.
    • Echanges de paquets DNS :

      machine client	serveur cible	réponse
      gayant05.students.deule.net	douaisis.escaut.net	Réponse : ftp.is.co.za A 196.4.160.12

• Types d'enregistrements (Resource Records) DNS :

  Type	Description
  SOA	informations sur la zone
  NS	serveur de noms pour la zone
  A	adresse IPv4 de la machine
  AAAA	adresse IPv6 de la machine
  MX	serveur de messagerie de la machine
  CNAME	nom canonique de la machine
  HINFO	informations sur la machine
  PTR	nom correspondant à l'adresse
  SRV	caractéristique des services (RFC 2782)

3.2.2   Hypertextes distribués

• Protocole du World Wide Web :
  • HyperText Transmission Protocol ;
  • HTTP/1.1 est spécifié par le RFC 2616 ;
  • communication point à point :
    
  • trois commandes principales :

    GET :

    demande d'un document ;

    HEAD :

    demande uniquement les entêtes ;

    POST :

    transmission de données.

• Architecture du World Wide Web :
  • de nombreux serveurs (simples) ;
  • un client ramène une page HTML (HyperText Markup Language) ;
  • l'utilisateur choisit une autre URL (Uniform Ressource Locator).
• Exemple de récupération de document :

  $ nc www.polytech-lille.fr 80
  GET http://www.polytech-lille.fr/ HTTP/1.1
  Host: pevele.escaut.net
  Accept: */*
  User-Agent: WebParTelnet
  From: Xavier.Redon@polytech-lille.fr
  If-Modified-Since: Sat, 10 Jan 2003 19:43:31 GMT   
  
  HTTP/1.1 200 OK
  Date: Tue, 11 Mar 2003 20:44:29 GMT
  Server: Apache/1.3.27 (Unix) Debian GNU/Linux PHP/4.2.3
  X-Powered-By: PHP/4.2.3
  Transfer-Encoding: chunked
  Content-Type: text/html
  
  <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
  <HTML> <HEAD>
  <TITLE>Polytech'Lille > Ecole polytechnique universitaire de Lille,
  ...
  

• Exemple de récupération de document par SSL :

  $ openssl s_client -connect webmail.polytech-lille.fr:443  
  GET / HTTP/1.1
  Host: webmail.polytech-lille.fr
  
  HTTP/1.1 302 Found
  Date: Thu, 13 Apr 2006 18:18:45 GMT
  Server: Apache/2.0.55 (Debian) PHP/4.4.2-1 mod_ssl/2.0.55 OpenSSL/0.9.8a
  X-Powered-By: PHP/4.4.2-1
  Location: horde2/imp/
  Content-Type: text/html; charset=ISO-8859-1
  

• Exemple d'envoi d'un questionnaire par POST :

  $ nc www.polytech-lille.fr 80
  POST http://www.polytech-lille.fr/cgi-bin/testfic HTTP/1.1
  Host: pevele.escaut.net
  Accept: */*
  User-Agent: WebParTelnet
  From: Xavier.Redon@polytech-lille.fr
  Content-type: application/x-www-form-urlencoded
  Content-length: 42
  
  nom=xavier&prenom=redon&passw1=toto&OK1=OK
  
  HTTP/1.1 200 OK
  Date: Tue, 11 Mar 2003 20:44:29 GMT
  Server: Apache/1.3.27 (Unix) Debian GNU/Linux PHP/4.2.3
  Content-Type: text/html
  
  <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
  <HTML><HEAD>
  <TITLE>PROBLEME</TITLE></HEAD>
  ...
  

• Utilisation d'un proxy web :
  
• Exemple d'utilisation d'un proxy :

  $ telnet proxy.polytech-lille.fr 3128
  HEAD http://www.lifl.fr/ HTTP/1.0
  
  HTTP/1.0 200 OK
  Date: Tue, 11 Mar 2003 21:00:55 GMT
  Server: Apache/1.3 (Unix) PHP/4.3.0
  Cache-Control: max-age=-561553
  Expires: Wed, 05 Mar 2003 09:01:42 GMT
  Last-Modified: Wed, 26 Feb 2003 09:01:42 GMT
  ETag: "bec9a2-a9c-3e5c8276"
  Accept-Ranges: bytes
  Content-Length: 2716
  Content-Type: text/html
  X-Cache: MISS from artois.escaut.net
  Proxy-Connection: close
  

• Restriction d'accès (exemple avec Apache2) :

  AuthType                 Basic
  AuthName                 "Site acces restreint"
  AuthBasicProvider        ldap
  AuthzLDAPAuthoritative   off
  AuthLDAPURL ldap://ldap.polytech-lille.fr:389/ou=People,dc=polytech-lille.fr?cn
  require valid-user
  

3.2.3   Transfert de fichiers

• Protocole de transfert de fichiers.
  • File Transfer Protocol ;
  • protocole FTP spécifié par la RFC 959 ;
  • utilisation de deux canaux distincts :
    
  • jeu de commandes complet :

    USER	spécifie le nom d'utilisateur
    PASS	donne le mot de passe de l'utilisateur
    SYST	identification du système d'exploitation distant
    CWD	changement de répertoire
    PWD	affichage du répertoire courant
    DELE	destruction d'un fichier distant
    MKD	création d'un répertoire distant
    RMD	destruction d'un répertoire distant
    TYPE	spécifie le type des données à transférer
    PORT	précise l'adresse du serveur de données (coté client FTP)
    PASV	précise l'adresse du serveur de données (coté serveur FTP)
    LIST	retourne des informations sur les fichiers d'un répertoire
    NLST	retourne les noms des fichiers d'un répertoire
    RETR	récupération d'un fichier
    STOR	dépôt d'un fichier
    REST	permet la récupération partielle de fichier
    STAT	statistiques sur les transferts
    QUIT	couper la connexion avec le serveur

• Protocole rendu obsolète par son manque de sécurité ...
• ... utilisation de SSH (commandes sftp et scp).
• Le protocole FTP est utilisé par les clients.
• Les clients FTP ont leurs propres commandes : $ ftp ftp.polytech-lille.fr
  Connected to gohelle.escaut.net.
  220 gohelle.escaut.net FTP server ready.
  Name (ftp.polytech-lille.fr:rex): ftp
  331 Guest login ok, send your complete e-mail address as password.
  Password:
  230-Welcome, archive user ftp@weppes.students.deule.net !
  230 Guest login ok, access restrictions apply.
  Remote system type is UNIX.
  Using binary mode to transfer files.
  ftp> system
  215 UNIX Type: L8
  ftp> cd pub/linux/kernel
  250 CWD command successful.
  ftp> pwd
  257 "/pub/linux/kernel" is current directory.
  ftp> lcd /tmp
  Local directory now /tmp
  ftp> ls
  200 PORT command successful.
  150 Opening ASCII mode data connection for /bin/ls.
  total 379
  drwxr-xr-x 2 0 312 Apr 10 2001 v2.0
  drwxr-xr-x 2 0 1784 May 22 2002 v2.2
  drwxr-xr-x 2 0 3600 Nov 29 19:32 v2.4
  -rw-r--r-- 1 0 377736 Dec 2 1998 vmlinuz
  226 Transfer complete.
  ftp> nlist
  200 PORT command successful.
  150 Opening ASCII mode data connection for file list.
  vmlinuz
  226 Transfer complete.
  ftp> cd v2.4
  250 CWD command successful.
  ftp> get patch-2.4.9.gz
  local: patch-2.4.9.gz remote: patch-2.4.9.gz
  200 PORT command successful.
  150 Opening BINARY mode data connection for patch-2.4.9.gz (722077 bytes).
  receive aborted
  waiting for remote to finish abort
  426 Transfer aborted. Data connection closed.
  226 Abort successful
  289200 bytes received in 0.19 secs (1520.7 kB/s)
  ftp> reget patch-2.4.9.gz
  local: patch-2.4.9.gz remote: patch-2.4.9.gz
  200 PORT command successful.
  350 Restarting at 289200. Send STORE or RETRIEVE to initiate transfer.
  150 Opening BINARY mode data connection for patch-2.4.9.gz (722077 bytes).
  226 Transfer complete.
  432877 bytes received in 0.25 secs (1677.5 kB/s)
  ftp> prompt
  Interactive mode off.
  ftp> mget *
  local: ChangeLog-2.4.1 remote: ChangeLog-2.4.1
  200 PORT command successful.
  150 Opening BINARY mode data connection for ChangeLog-2.4.1 (2525 bytes).
  226 Transfer complete.
  2525 bytes received in 0.00 secs (2304.5 kB/s)
  local: ChangeLog-2.4.10 remote: ChangeLog-2.4.10
  200 PORT command successful.
  150 Opening BINARY mode data connection for ChangeLog-2.4.10 (7033 bytes).
  226 Transfer complete.
  7033 bytes received in 0.02 secs (357.8 kB/s)
  local: ChangeLog-2.4.11 remote: ChangeLog-2.4.11
  ...
  receive aborted
  waiting for remote to finish abort
  426 Transfer aborted. Data connection closed.
  226 Abort successful
  1473448 bytes received in 0.77 secs (1862.3 kB/s)
  Continue with mget? n
  ftp> put /etc/hosts
  local: /etc/hosts remote: /etc/hosts
  200 PORT command successful.
  553 /etc/hosts: Permission denied on server. (Upload)
  ftp> get jeux.tar
  local: jeux.tar remote: jeux.tar
  200 PORT command successful.
  150 Opening BINARY mode data connection for /bin/tar.
  226 Transfer complete.
  84234240 bytes received in 30.10 secs (2733.1 kB/s)
  ftp> !tar xvf jeux.tar
  jeux/
  jeux/UTDemo-Linux-x86-348.tar.gz
  jeux/ahl_25_linux.tar2.gz
  ftp> quit
  221 Goodbye.
  

3.2.4   Travail à distance (ASCII)

• Applications en mode ASCII.
• Outils : telnet, rlogin et ssh.
• Principe du terminal virtuel :
  • périphérique de terminal virtuel :

    $ tty
    /dev/ttyp3
    $ stty -a
    speed 9600 baud; rows 24; columns 80; 
    intr = ^C; eof = ^D; erase = ^?; 
    -parenb -parodd cs8 onlcr icanon echoe
    $ stty -echo
    $ stty -onlcr
    

  • périphérique pseudo-terminal :
  
• Trois générations de commandes réseau.
• Le telnet original :
  • transfert de données sur 7 bits,
  • propagation de variables minimale,
  • aucun cryptage.
• Les r-commandes (e.g. rsh) :
  • transfert de données sur 8 bits,
  • propagation de variables d'environnement,
  • aucun cryptage mais authentification optionnelle.
• La commande de nouvelle génération ssh :
  • cryptage de l'authentification et des données,
  • authentification optionnelle,
  • redirection de l'affichage du serveur X11,
  • redirection de ports quelconques, ...

3.2.5   Travail à distance (ssh)

• Exemple de session ssh :

  oleron$ ssh gayant05.students.deule.net
  rex@gayant05.students.deule.net's password:
  Last login: Tue Oct  3 13:14:31 2000 from oleron.staff.yser.net on pts/0
  gayant05:~$ exit
  oleron$ ssh-keygen -t rsa
  Generating public/private rsa key pair.
  Key generation complete.
  Enter file in which to save the key (/home/imaEns/rex/.ssh/id_rsa):
  Enter passphrase (empty for no passphrase):
  Enter same passphrase again:
  ...
  oleron$ scp .ssh/id_rsa.pub gayant05.students.deule.net:.ssh/authorized_keys2
  rex@gayant05.students.deule.net's password:
  id_rsa.pub                                      100%  392     0.4KB/s   00:00
  oleron$ ssh gayant05.students.deule.net
  Last login: Tue Oct  3 13:34:39 2000 from oleron.staff.yser.net on pts/0
  gayant05:~$
  

• Redirection de l'affichage du serveur X11 :

  ailleurs$ ssh -X -p 2222 portier.polytech-lille.fr 
  weppes$ echo $DISPLAY
  weppes:12.0
  weppes$ xeyes
  

  
• Redirection d'un port local :

  ailleurs:term1$ ssh -L 2323:hainaut:23 -p 2222 portier.polytech-lille.fr 
  ailleurs:term2$ telnet localhost 2323
  $ telnet localhost 2323
  Trying 127.0.0.1...
  Connected to localhost.
  Escape character is '^]'.
  hainaut login:
  

  
• Redirection d'un port distant :

  ailleurs$ ssh -R 2323:ici:23 -p 2222 portier.polytech-lille.fr 
  gayant05:~$ telnet weppes 2323
  Trying 127.0.0.1...
  Connected to localhost.
  Escape character is '^]'.
  Debian GNU/Linux testing/unstable ici
  ici login: 
  

  

3.2.6   Travail à distance (X11)

• Applications en mode graphique.
• Outils : interface X11 (R6).
• Principe de X11R6 :
  • d'origine MIT, desormais piloté par www.x.org ;
  • un serveur X11 est une application graphique ;
  • un serveur X11 est un serveur TCP (port 6000) ;
  • les serveurs tournent sur des stations ou terminaux ;
  • les applications X11 se connectent sur un serveur ;
  • communications en local ou via Internet :
    
• Exemple de session X11 sur un réseau libre :
  
• Exemple de session X11 via une session ssh :
  
• Exemple d'utilisation de Xnest :
  

3.2.7   Groupes de discussion

• Objectif des groupes de discussion :
  • sujets très variés ;
  • à l'origine des sujets techniques ;
  • articles publics et mémorisés ;
  • réponse dans le groupe ou par messagerie.
• Implantation sur Internet :
  • réseau logique maillé et redondant ;
  • protocole NNTP entre serveurs (RFC 977) ;
  • protocole NNRP entre serveur et client (RFC 977).
• Exemple d'utilisation de communicator :
  
• Les commandes du protocole NNRP :

  LIST	liste les groupes de discussion
  GROUP	sélection d'un groupe de discussion
  LISTGROUP	liste les articles dans un groupe
  NEWNEWS	liste les articles dans un groupe
  ARTICLE	récupération d'un article complet
  HEAD	récupération de l'entête d'un article
  BODY	récupération du corps d'un article
  POST	poste un article dans un groupe
  QUIT	couper la connexion avec le serveur

3.2.8   Annuaires LDAP

• Le protocole LDAP est décrit par la RFC 2251.
• Le serveur utilise le port TCP 389.
• Organisation des objets de façon hiérarchique :
  
• Dans un DN, le type DC signifie Domain Class.
• Un objet est défini par :
  • son nom, le distinguished name (DN) :

    dn: cn=rex,ou=People,dc=polytech-lille.fr
    

  • ses attributs (couple nom/valeur) :

    auxGroups: sinfo
    uidNumber: 1151
    mailStatus: active
    mailDomain: polytech-lille.fr
    webQuota: 1000000
    homeDirectory: /home/imaEns/rex
    loginShell: /bin/bash
    uid: rex
    ...
    

• Opération de recherche :
  • notion de profondeur de recherche, le scope :
    
  • les opérateurs pour les filtres de recherche :

    Description	Opérateurs
    Approximation	~
    Egalité	=
    Comparaison	>,<,>=,<=
    ET logique	&
    OU logique	|
    Négation	!

  • possibilité d'utiliser le jocker * ;
  • utilisée avec un scope de type base pour la lecture.
• Exemples d'utilisation de ldapsearch :

  $ ldapsearch -x -b "ou=People,dc=polytech-lille.fr" "givenname=Xavier"
  ...
  $ ldapsearch -x -b "cn=rex,ou=People,dc=polytech-lille.fr"
  ...
  $ ldapsearch -x -b "cn=rex,ou=People,dc=polytech-lille.fr"
               -D "cn=rex,ou=People,dc=polytech-lille.fr" -W
  

• Exemple d'utilisation de ldapmodify :

  $ ldapmodify -x -D "cn=root,ou=People,dc=polytech-lille.fr" -W <<!
  dn: cn=zorro,ou=People,dc=polytech-lille.fr
  add: mailForward
  mailForward: zorro@monterey.org
  -
  delete: noModif
  noModif: 
  -
  replace: telephoneNumber
  telephoneNumber: 0620550000
  -
  !
  

• Exemple de configuration de thunderbird/icedove :
  
• Exemple d'utilisation avec thunderbird/icedove :
  

3.2.9   Messagerie électronique

• Communication de type asynchrone.
• Principe de la messagerie :
  • transfert de messages entre serveurs (SMTP) ;
  • stockage des messages locaux par un facteur ;
  • envoi de messages vers le serveur (SMTP) ;
  • récupération des messages du serveur (POP ou IMAP).
• La solution facile :
  • adresse du type utilisateur@machine ;
  • réseau logique de type graphe complet.
• La solution élégante :
  • champ mail exchanger du DNS ;
  • adresse du type Prénom.Nom@domaine ;
  • réseau hiérachique pour le domaine :
    
• Le protocole Simple Mail Transfert Protocol.
• Protocole défini par la RFC 2821.
• Un ensemble réduit de commandes (port 25) :

  HELO, EHLO	message d'introduction
  MAIL	spécification de la source
  RCPT	spécification du destinataire
  DATA	spécification du message
  EXPN, VRFY	vérifier une adresse
  RSET, QUIT	ré-initialiser, quitter

• Un exemple de session SMTP :

  220 <serveur SMTP> ESMTP Sendmail ...
  HELO <domaine du client SMTP>
  250 <serveur SMTP> Hello pleased to meet you
  MAIL FROM: <Zorro@monterey.org>
  250 Zorro@monterey.org... Sender ok
  RCPT TO: <Xavier.Redon@polytech-lille.fr>
  250 Recipient ok
  DATA
  354 Enter mail, end with "." on a line by itself
  Subject: Z comme zozo
  
  Je tiens a vous dire que j'ai prevenu l'ISO de
  votre manque de respect envers le modele OSI.
  Zorro
  .
  250 PAA27560 Message accepted for delivery
  QUIT  
  221 <serveur SMTP> closing connection
  

• Le protocole Post Office Protocol.
• Protocole défini par la RFC 1939.
• Les commandes du protocole POP3 (port 110) :

  USER, PASS	Indentification de l'utilisateur
  LIST	Liste les numéros des messages
  RETR, TOP	Rapatrie un message
  DELE	Détruit un message
  LAST	Numéro du dernier message lu
  RSET, QUIT	ré-initialiser, quitter

• Un exemple de session POP3 :

  +OK <Serveur POP3> POP3 3.3(28) w/IMAP client 
  USER rex
  +OK User name accepted, password please
  PASS <shut!!>
  +OK Mailbox rex open, 1 messages
  LIST
  +OK Mailbox scan listing follows
  1 2234
  .
  TOP 1 1
  +OK Top of message follows
  Return-Path: <Zorro@monterey.org>
  .
  DELE 1
  +OK Message deleted
  QUIT
  +OK Sayonara
  

• Le protocole Internet Message Access Protocol.
• Protocole défini par la RFC 2060.
• Les commandes du protocole IMAP (port 143) :

  login	connexion au serveur IMAP
  list	liste les dossiers
  create	création d'un dossier
  delete	suppression d'un dossier
  rename	renommage d'un dossier
  select	sélection d'un dossier
  search	recherche de messages dans un dossier
  fetch	récupération d'un message
  store	associe des drapeaux à un message
  logout	déconnexion du serveur IMAP

• Un exemple de session IMAP4 :

  * OK pevele Cyrus IMAP4 v1.5.14 server ready
  tag1 login rex <shut!!>
  tag1 OK User logged in
  tag2 list "" *
  * LIST () "." "INBOX"
  * LIST () "." "INBOX.Drafts"
  * LIST () "." "INBOX.Sent"
  * LIST () "." "INBOX.Trash"
  tag2 OK Completed
  tag3 select inbox
  * FLAGS (\Answered \Flagged \Draft \Deleted \Seen)
  * 241 EXISTS
  * 0 RECENT
  * OK [UNSEEN 180] 
  tag3 OK [READ-WRITE] Completed
  tag4 fetch 10 body[text]
  * 10 FETCH (BODY[TEXT] {125}
  Salut,
  ...
  A+,
  tag4 OK Completed
  tag5 logout
  * BYE LOGOUT received
  tag5 OK Completed
  

• Messagerie : le résumé :
  

3.2.10   Utilitaires de conversation

• Communications de type synchrone.
• Communication bi-parties :
  • Outil de type talk ou ntalk ;
  • Exemple :
    talk tomczak@helios.herts.ac.uk
• Communication multi-parties :
  • Outils de type Internet Relay Chat ;
  • Un serveur abritant des "canaux" ;
  • Des clients discutent sur des canaux ;
  • Outils "récréatifs" :
    
• Outils propriétaires :
  • Yahoo! Messenger, MSN Messenger, etc ;
  • Initialement des outils textuels ;
  • Ajout de transferts de fichiers ;
  • Ajout de la voix et de la vidéo.

3.2.11   La convergence de la téléphonie

• Une réalité pour les particuliers (abonnements ADSL).
• Emergence de matériels pour la téléphonie :
  • Cartes pour la téléphonie analogique ;
  • Cartes pour la téléphonie numérique (RNIS, T2, ...).
• Emergence de logiciels PBX ouverts :
  • Acronyme : Private Branch eXchange (échange de données) ;
  • Le fleuron actuel : http://www.asterisk.org/.
• Des protocoles pour la VoIP (Voice over IP) :
  • Des cul-de-sac évolutionnaires : http://www.skype.fr ;
  • Un protocole de signalisation précurseur : H.323 ;
  • Le protocole de signalisation de l'IETF : SIP ;
  • Un protocole de transport des flux : RTP (Real-time Transport Protocol).
• Des passerelles vers la téléphonie classique ...
• ... des tunnels SIP (trunks SIP).

3.2.12   La téléphonie sur IP (ToIP)

• SIP pour Session Initiation Protocol.
• Normalisé par l'IETF avec le RFC 3261.
• But : établir, modifier et terminer des sessions multimédia.
• Des agents utilisateurs :
  • Agents dans les téléphones IP ;
  • Agents dans les logiciels comme http://ekiga.org/.
• Des registrars :
  • Enregistrent les téléphones IP à une adresse ;
  • Adresses de la forme courriel : sip:user@domain.
    
• Un ensemble réduit de commandes (port 5060) :

  INVITE	demander une nouvelle session
  ACK	confirmer l'établissement de la session
  CANCEL	annuler un INVITE en suspens
  BYE	termine une session en cours

• Un échange simple de messages :
  
• Un message capturé sur le réseau :

  INVITE sip:37300@polytech-lille.fr SIP/2.0
  Via: SIP/2.0/UDP 172.26.28.189;branch=z9hG4bKC794D18
  CSeq: 5972 INVITE
  To: <sip:37300@polytech-lille.fr>
  Content-Type: application/sdp
  From: "Xavier Redon" <sip:rex@polytech-lille.fr>;tag=1D610103
  Call-ID: 1894051787@172.26.28.189
  Subject: sip:rex@polytech-lille.fr
  Content-Length: 230
  User-Agent: kphone/4.2
  Contact: "Xavier Redon" <sip:rex@172.26.28.189;transport=udp>
  
  v=0
  o=username 0 0 IN IP4 172.26.28.189
  s=The Funky Flow
  c=IN IP4 172.26.28.189
  t=0 0
  m=audio 40492 RTP/AVP 0 97 8 3
  a=rtpmap:0 PCMU/8000
  a=rtpmap:3 GSM/8000
  a=rtpmap:8 PCMA/8000
  a=rtpmap:97 iLBC/8000
  a=fmtp:97 mode=30
  

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