Cours d’introduction `a TCP/IP - laissus.fr

1 Cours d'introduction `. a TCP/IP . Fran cois Laissus Version du 25 f evrier 2009. ii c Copyright 1999 - 2009 $Rev: 131 $ Fran cois Laissus Avant propos Les sources de ce document sont d evelopp ees, g er ees et conserv ees gr ace aux services de FreeBSD1 , remarquable syst`eme d'exploitation OpenSource ! Les divers fichiers qui composent le source sont edit es `a l'aide de l' editeur de texte vi ; l'historique des modifications est confi e aux bons soins de l'outil subversion (gestionnaire de versions). L'ensemble du processus de fabrica- tion est pilot e par une poign ee de fichiers Makefile (commande make). La mise en forme s'effectue gr ace au logiciel LATEX. Les figures sont des- sin ees sous X Window Systems (X11) `a l'aide du logiciel xfig et int egr ees directement dans le document final sous forme de PostScript encapsul e.

2 Les listings des exemples de code C ont et e fabriqu es `a l'aide du logiciel a2ps et inclus dans le document final egalement en PostScript encapsul e. La sortie papier a et e imprim ee en PostScript sur une imprimante de type laser, avec dvips. La version pdf est une transformation du format PostScript `a l'aide du logiciel dvipdfm, enfin la version HTML est traduite directement en HTML `a partir du format LATEX `a l'aide du logiciel latex2html. Tous les outils ou formats utilis es sont en acc`es ou usage libre, c'est `a dire sans versement de droit `a leurs auteurs respectifs. Qu'ils en soient remerci es pour leurs contributions inestimables au monde informatique libre et ouvert ! Je remercie egalement Jean-Jacques Dh enin et les nombreux lecteurs que je ne connais qu'au travers de leur e-mails, d'avoir bien voulu prendre le temps de relire l'int egralit e de ce Cours et de me faire part des innombrables erreurs et coquilles typographiques qu'il comporte, merci encore !

3 Ce support de Cours est en consultation libre `a cette url : HTML Ou `a t el echarger au format PDF : HTTP FTP D'autres formats (.ps,.dvi,..) sont accessibles dans ce r epertoire : HTTP FTP 1. iii c Copyright 1999 - 2009 $Rev: 131 $ Fran cois Laissus Historique des principaux changements A` ce jour(25/02/2009), ce document existe et est accessible sur l'Internet depuis le milieu des ann ees 90. De tr`es nombreux internautes l'ont t el echarg e et m'ont renvoy e leurs commentaires. Il etait donc plus que temps de garder une trace des principales modifications et restructurations afin que ces lec- teurs fid`eles puissent suivre les modifications et, peut etre, t el echarger une nouvelle version en connaissance de cause ! Version du 25 F evrier 2009 Restructuration de l'ensemble en quatre parties princi- pales (A,B,C, D) et un index g en eral.

4 Ajout d'une partie R eseaux IP avanc es . Ajout d'un chapitre sur SNMP et d'un chapitre sur le routage dynamique. Ajout d'un changelog, cette page.. Le .pdf est maintenant r eactif, les urls, les renvois de pages, le sommaire, les listes de tableaux et figures. Nombreuses corrections et mises `a jour de tous les chapitres depuis la version du 14 octobre 2007. iv Table des mati`. eres Pr . eface xxi A Introduction `. a la pile ARPA 1. I R . eseaux locaux 3. 1 Pr eambule .. 3. 2 G en eralit es - LANs .. 3. G en eralit es .. 3. Mod`ele de communication OSI .. 4. 3 R eseaux locaux .. 7. Qu'est-ce qu'un LAN ? .. 7. WAN - MAN .. 8. Communications inter-r eseaux .. 8. 4 Couche 2 - Liaison (Data Link) .. 9. Caract eristiques d'Ethernet .. 9. Quelques principes fondamentaux .. 9. Format d'une Frame Ethernet.

5 10. Adresses IEEE ou Ethernet .. 11. Unicast, multicast et broadcast .. 12. Diff erences Ethernet - .. 13. 5 Interconnexion - Technologie el ementaire .. 14. Raccordement .. 15. 10 Base5 .. 15. 10 Base2 .. 15. 10 BaseT .. 16. Fibre optique .. 16. Conclusion .. 17. R ep eteur .. 17. Concentrateur .. 18. Ponts .. 19. Commutateurs .. 20. Passerelles Routeurs .. 22. 6 Bibliographie .. 23. II Introduction `. a IP 25. vi `. TABLE DES MATIERES. 1 TCP/IP et l'Internet - Un peu d'histoire .. 25. 2 Caract eristiques de TCP/IP .. 27. 3 Comparaison TCP/IP ISO .. 28. Couche Application Layer .. 29. Couche Transport Layer .. 29. Couche Internet Layer .. 30. Couche Network Access .. 30. 4 Encapsulation d'IP .. 30. 5 Bibliographie .. 31. III Anatomie d'une adresse IP 33. 1 Adressage IP .. 33. Unicit e de l'adresse.

6 33. D elivrance des adresses IPv4 .. 34. 2 Anatomie d'une adresse IP .. 35. D ecomposition en classes .. 35. Adresses particuli`eres .. 37. Sous-r eseaux .. 38. CIDR .. 40. Pr ecisions sur le broadcast .. 41. 3 Adressage multicast .. 42. Adresse de groupe multicast .. 42. Adresse multicast et adresse MAC .. 43. 4 Conclusion et bibliographie .. 44. IV Protocole IP 47. 1 Datagramme IP .. 47. Structure de l'en-t ete .. 47. Network Byte Order .. 48. Description de l'en-t ete .. 49. Fragmentation IP - MTU .. 52. Fragmentation .. 52. R eassemblage .. 53. 2 Protocole ARP .. 55. Fonctionnement .. 55. Format du datagramme .. 57. Proxy ARP .. 58. 3 Protocole RARP .. 58. 4 Protocole ICMP .. 59. Le syst`eme de messages d'erreur .. 59. Format des messages ICMP .. 60. Quelques types de messages ICMP .. 61. 5 Protocole IGMP.

7 63. Description de l'en-t ete .. 63. Fonctionnement du protocole .. 64. `. TABLE DES MATIERES vii Fonctionnement du Mbone .. 65. 6 Routage IP .. 66. Table de routage .. 67. Routage statique .. 69. Algorithme de routage .. 70. Routage dynamique .. 71. RIP Routing Information Protocol .. 72. OSPF Open Shortest Path First .. 73. D ecouverte de routeur et propagation de routes .. 73. Message ICMP redirect .. 74. Interface de loopback .. 75. 7 Finalement, comment ca marche ? .. 76. 8 Conclusion sur IP .. 78. 9 Bibliographie .. 79. V Protocole UDP 81. 1 UDP User Datagram Protocol .. 81. Identification de la destination .. 81. Description de l'en-t ete .. 83. Ports r eserv es ports disponibles .. 85. Attribution des ports ancienne m ethode .. 86. Attribution des ports nouvelle m ethode .. 86. 2 Bibliographie.

8 87. VI Protocole TCP 89. 1 TCP Transmission Control Protocol .. 89. Caract eristiques de TCP .. 89. Description de l'en-t ete .. 91. 2 D ebut et cl oture d'une connexion .. 94.. Etablissement d'une connexion .. 94. Cl oture d'une connexion .. 95. Cl oture canonique .. 95. Cl oture abrupte .. 96. 3 Contr ole du transport .. 97. M ecanisme de l'acquittement .. 97. Fen etres glissantes .. 98. 4 Compl ements sur le fonctionnement de TCP .. 100. Algorithme de Nagle .. 100. D epart lent .. 101.. Evitement de congestion .. 101. 5 Paquets captur es, comment es .. 102. 6 Conclusion sur TCP .. 105. 7 Bibliographie .. 105. viii `. TABLE DES MATIERES. B R . eseaux IP avanc . es 107. VII Routage dynamique d'IP 109. 1 Introduction & rappels .. 109. IGP, EGP, Syst`eme autonome .. 110.. Vecteur de distances vs Etat de liens.

9 111. 2 Routage avec RIP .. 113. En fonctionnement .. 114. Horizon partag e ou Split horizon .. 116. Mises `a jour d eclench ees ou Triggered updates 117. Le protocole RIPv1 vs RIPv2 .. 118. Algorithme Bellman-Ford .. 120. M etrique .. 120. Conclusion .. 120. Points forts .. 120. Points faibles .. 120. 3 Routage avec OSPF .. 121. Grandes lignes de fonctionnement .. 121. RIP vs OSPF .. 122. Principe de propagation des etats .. 124. Valeur des etats de liens .. 127. Calcul du plus court chemin .. 127. Hi erarchie de routeurs .. 127. Fonctionnement `a l'int erieur d'une zone .. 129. Voisinage et adjacence .. 130. Protocole HELLO .. 131. Cinq types de paquets .. 131. En-t ete standard des paquets OSPF .. 133. En-t ete des paquets HELLO .. 133. 4 Bibliographie .. 135. ements de r . VIII El eseaux 137.

10 1 H otes ou services virtuels .. 137. 2 Tunnel IP .. 139. Tunnel IP avec l'interface gif .. 140. IPsec et VPN .. 143. IPsec dans quel but ? .. 143. IPsec en r esum e .. 144. Comment utiliser IPsec ? .. 145. Impl ementation d'IPsec .. 147. 3 Proxy .. 148. 4 Translation d'adresses .. 148. NAPT sur un routeur de type PC avec natd .. 150. Interactions entre natd et le noyau .. 151. Translation d'adresses vers le r eseau priv e .. 152. `. TABLE DES MATIERES ix NAPT sur un routeur CISCO .. 153. 5 Filtrage IP .. 154. Filtrage IP sur un routeur CISCO .. 154. Le cas d'ipfw de FreeBSD .. 154. 6 Exemple complet .. 157. 7 Bibliographie .. 160. C Protocoles applicatifs 163. IX Serveur de noms - DNS 165. 1 G en eralit es sur le serveur de noms .. 165. Bref historique .. 165. Syst`eme hi erarchis e de nommage.