Cours pdf sur l’architecture TCP/IP

Plan de cours

• L’adressage IPv
• Les protocoles de résolution des adresses
• IPv : Internet Protocol version
• Routage IP
• RIP (Protocole d’acheminement des informations)
• OSPF (Ouvrir la route la plus courte le premier)
• IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)
• EGP (Exterior Gateway Protocol)
• BGP (Border Gateway Protocol)
• Routage IDRP (Interdomain Routing Protocol)
• ICMP : messages de Contrôle et d’erreur
• IGMP : adressage multipoint
• UDP : service de transport non fiable
• TCP : service de transport fiable
• RSVP (Reservation Protocol)
• RTP (Real Time Protocol)
• Extensions diverses

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ARCHITECTURE TCP/IP __________________________________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre franais dÕexploitation du droit de copie est strictement interdite. H 2 288 − 10 © Techniques de lÕIngŽnieur, traitŽ Informatique 10 Ð Champ numŽrotŽ 4 sur la figure, Reset (RST) sur 1 bit. SiRST = 1, cela signifie que lՎmetteur demande que la connexionTCP soit redŽmarrŽe ;11 Ð Champ numŽrotŽ 5 sur la figure, Push function (PSH) sur1 bit. Si PSH = 1, cela indique que lՎmetteur souhaite que les don-nŽes de ce segment soient dŽlivrŽes le plus t™t possible audestinataire ;12 Ð Champ numŽrotŽ 6 sur la figure, Terminale (FIN) sur 1 bit. SiFIN = 1, cela signifie que lՎmetteur souhaite fermer la connexion ;13 Ð Window (WNDW) sur 16 bits. La valeur indiquŽe dans cechamp donne le nombre dÕoctets que le rŽcepteur accepte de rece-voir. Plus exactement, la valeur de WNDW contient le numŽro dudernier octet que lՎmetteur du segment peut prendre en compte.En retranchant le numŽro indiquŽ dans Acknowledgement number,on obtient le nombre dÕoctets que le rŽcepteur accepte derecevoir ;14 Ð Checksum sur 16 bits. Les deux octets permettent de dŽtec-ter les erreurs dans lÕen-tte et le corps du segment ;15 Ð Urgent Pointer (URGPTR) sur 16 bits. Ce champ spŽcifie ledernier octet dÕun message urgent ;16 Ð Options (OPT). Cette zone contient les diffŽrentes options duprotocole TCP. On y trouve principalement des options de routage.Le segment se termine par les donnŽes transportŽes.Donnons quelques prŽcisions sur les mŽcanismes que nousavons introduits en dŽcrivant le format du segment.AcquittementsLes segments Žtant de taille variable, les acquittements se rap-portent ˆ un numŽro dÕoctet dans le ßot de donnŽes. Chaqueacquittement spŽciÞe le numŽro du prochain octet ˆ transmettre etacquitte les prŽcŽdents.Le principe des acquittements TCP est appelŽ Ç cumulatif È car ilspŽciÞe le nombre dÕoctets du ßot de donnŽes reues. Cela a desavantages mais aussi des inconvŽnients. Des acquittementssimples ˆ gŽnŽrer et non ambigus forment un avantage. DÕautrepart, la perte dÕun acquittement nÕimplique pas nŽcessairementune retransmission. En revanche, lՎmetteur ne reoit pas lesacquittements de toutes les transmissions rŽussies, mais seule-ment la position dans le ßot des donnŽes qui ont ŽtŽ reues.La faon de gŽrer les temporisateurs et les acquittements est unedes idŽes importantes de TCP. Le protocole TCP se base sur le prin-cipe des acquittements positifs. Chaque fois quÕun segment estŽmis, un temporisateur est armŽ en attente de lÕacquittement. Si letemporisateur expire avant que les donnŽes du segment nÕaientŽtŽ acquittŽes, TCP suppose que le segment a ŽtŽ perdu et leretransmet.TCP ne faisant aucune hypothse sur les rŽseaux traversŽs (tempsde transit), il est impossible a priori de savoir quand lÕacquittementva tre reu en retour. De plus, le temps de traversŽe dÕune passe-relle dŽpend de la charge du rŽseau qui varie dans le temps.TCP utilise un algorithme adaptatif pour prendre en compte cesvariations. Il enregistre lÕheure ˆ laquelle il a envoyŽ le segment etlÕheure ˆ laquelle il reoit lÕacquittement correspondant. Cettemesure lui permet de calculer la durŽe du temporisateur de retrans-mission.Congestions du rŽseauTCP doit Žgalement rŽagir aux congestions du rŽseau. Lacongestion est considŽrŽe comme un accroissement important dutemps de transit, suite ˆ une surcharge de datagrammes dans unou plusieurs nÏuds ou routeurs intermŽdiaires. Cette congestionpeut aboutir ˆ la suppression des datagrammes en surcharge.Quand une congestion survient, TCP doit rŽagir en rŽduisant ledŽbit de la connexion. Les passerelles peuvent utiliser ICMP pourprŽvenir les machines de la congestion, mais les protocoles detransport peuvent se rendre compte du problme en observantlÕaugmentation du temps de rŽponse. Si le protocole ne rŽagit pasaux congestions, le nombre de retransmissions peut continuer ˆaugmenter, et aggraver la congestion.Connexions duplexPour Žtablir une connexion, TCP utilise un dialogue en troisŽtapes. Le dialogue a ŽtŽ prŽvu pour prendre en compte lesdemandes dÕouvertures simultanŽes de la part des deux machinesdiffŽrentes. Lorsque la connexion est Žtablie, le transfert des don-nŽes peut commencer en mode ŽquilibrŽ. Il nÕy a pas de notion dema”tre ou dÕesclave.Ce mŽcanisme rŽpond ˆ deux fonctions importantes. Il garantitque les deux extrŽmitŽs de la connexion sont prtes ˆ transfŽrerdes donnŽes (elles savent quÕelles le sont toutes les deux), et il per-met aux deux parties de se mettre dÕaccord sur le numŽro desŽquence initial.Les connexions TCP sont duplex, et sont vues comme deux voiesde transmission indŽpendantes, chacune dans son sens. Quand unprogramme indique ˆ TCP quÕil nÕa plus de donnŽes ˆ Žmettre, TCPfermera la connexion dans ce sens. Pour fermer sa demi-connexion,TCP transmet les donnŽes restantes, et envoie un segment avec lebit FIN positionnŽ (en Žmission). En rŽception, TCP acquitte le seg-ment FIN et informe le programme dÕapplication rŽcepteur quÕil nÕya plus de donnŽes disponibles. TCP refusera toutes donnŽes pource sens de transmission, mais lÕenvoi peut continuer pour le sensinverse. Quand les deux sens sont fermŽs, la connexion est sup-primŽe.Optimisation des performancesTCP est libre de dŽcouper le ßot de donnŽes en segments sanssÕoccuper de la taille des donnŽes transfŽrŽes par lÕapplication.Cela permet dÕoptimiser les performances du protocole. Il peut gar-der assez dÕoctets dans ses mŽmoires pour prŽparer un segmentraisonnablement long, qui rŽduit lÕoverhead du protocole quand lapartie donnŽe du segment est trop courte.Ce mŽcanisme amŽliore le dŽbit, mais cela peut gner certainesapplications. En prenant lÕexemple dÕune connexion TCP utilisŽepour transfŽrer les donnŽes dÕun terminal interactif vers une sta-tion ŽloignŽe, les donnŽes saisies au clavier ne seront pas dispo-nibles immŽdiatement.Pour tenir compte de ce problme, TCP offre une fonction PUSH,qui peut tre utilisŽ par lÕapplication pour forcer lÕenvoi des don-nŽes prŽsentes dans la mŽmoire sans attendre quÕil soit plein. LesdonnŽes seront remises au programme dÕapplication extrŽmitŽ dsleur rŽception.En rŽsumŽ, TCP est un protocole de niveau transport en modeconnexion, trs complet, permettant de supporter des applicationsqui souhaitent une bonne qualitŽ du transport de leur information. 10. RSVP (Reservation Protocol)La communautŽ Internet souhaite faire Žvoluer le rŽseau vers lesapplications multimŽdias. Dans ce cas, le rŽseau Internet devrafaire transiter des applications isochrones ou au moins des appli-cations avec une qualitŽ de service dŽterminŽe. La synchronisationnŽcessaire ou la qualitŽ de service ne pourra tre obtenue que parlÕadjonction de nouveaux protocoles qui permettront la rŽservationde ressources.Plusieurs solutions se sont fait jour, et deux Žcoles principalessemblent sÕaffronter sur lÕutilisation des nouveaux mŽcanismesdŽveloppŽs par lÕIETF.La premire vision, qui regroupe la communautŽ classique delÕInternet, reste sur la position que seul le service Ç best effort È estintŽressant et que les sources et les routeurs doivent sÕadapter pouressayer dՎcouler un maximum de traÞc. LÕoptique est toujours un