Objectifs de certificationCCNA 200-301
Modèles TCP/IP et OSILe chapitre “Protocoles et modèles de communication” expose les principes généraux des protocoles et modèles de communication. On trouvera ici une explication d’un second niveau sur les mécanismes de communication TCP/IP en regard du modèle OSI. 1. Modèle TCP/IP1.1. L’InternetL’Internet peut encore représenter pour certains d’entre nous un nouveau paradigme : toute une série d’actes physiques courants est désormais accomplie à distance, manuellement ou automatiquement, par des humains avec des humains, mais aussi avec des machines et des machines entre elles. Recevoir ou envoyer du courrier, consulter des dossiers, établir des appels téléphoniques ou vidéos, aller en bibliothèque, regarder un film ou encore effectuer des transactions bancaires sont des oeuvres facilitées par les technologies de l’Internet. Entonnoir TCP/IPMais de notre point de vue, l’Internet est l’interconnexion de réseaux à l’échelle du globe. En technologie IPv4, l’Internet a techniquement atteint sa taille limite de croissance ! Visualisation des multiples chemins à travers une portion d'Internet.[opte-project] Par The Opte Project (https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1538544). Carte partielle d'Internet, basée sur les données du 15 juin 2005 situées à opte.org. Chaque ligne lie 2 noeuds, représentant 2 Adresses IP. La longueur de chaque ligne indique le délai entre ses 2 noeuds.Source de l’image
1.2. Objectifs de TCP/IPQuels sont les objectifs de TCP/IP ?
1.3. Modèle TCP/IPLe modèle TCP/IP est fondé sur quatre couches qui enveloppent les messages originaux avant qu’ils soient placés sur le support physique sous forme d’ondes représentant les données de la communication. Chaque couche assure une fonction de maintenance et de service de la communication. TCP/IP ne se préoccupe pas du contenu (les propos tenus par les utilisateurs dans les messages); il se contente d’assurer des fonctions qui facilitent les communications, le partage et la diffusion des informations. Sablier TCP/IP2. Modèle TCP/IP à quatre couches2.1. Couche Application
2.2. Couche Transport : TCP
2.2. Couche Internet : IP
2.3. Couche Accès au réseau : LAN/WAN
Au sens du modèle TCP/IP la couche Accès Réseau est vide, car la pile des protocoles Internet (TCP/IP) est censée “inter-opérer” avec les différentes technologies qui offrent un accès au réseau. Plus on monte dans les couches, plus on quitte les aspects matériels, plus on se rapproche de problématiques logicielles. 2.4. EncapsulationPour transmettre du contenu d’un ordinateur à un autre, l’utilisateur va utiliser un programme qui construit un message enveloppé par un en-tête applicatif, HTTP par exemple. Le message subit une première encapsulation. Le logiciel va utiliser un protocole de couche transport correspondant pour établir la communication avec l’hôte distant en ajoutant un en-tête TCP ou UDP. Ensuite, l’ordinateur va ajouter un en-tête de couche Internet, IPv4 ou IPv6 qui servira à la livraison des informations auprès de l’hôte destinataire. L’en-tête contient les adresses d’origine et de destination des hôtes. Enfin, ces informations seront encapsulées au niveau de la couche Accès qui s’occupera de livrer physiquement le message. Processus d'encapsulation des donnéesÀ la réception, l’hôte récepteur réalise l’opération inverse en vérifiant les en-têtes de chaque protocole correspondant à une des couches décrites. Ce processus s’appelle la désencapsulation. Processus de désencapsulation des donnéesProcessus de communication Chaque couche ajoute une information fonctionnelle au message original. À la réception, l’hôte examine chaque couche et prend une décision quant à ce trafic. 3. Illustration par un exempleRappelons le scénario de départ. Un utilisateur ouvre une page Web dans son navigateur et accède à sa page web favorite : Moyennant une capture du trafic qui passe par l’interface, on peut observer les phénomènes qui seront expliqués plus bas. 3.1. Couche ApplicationDans notre exemple, notre utilisateur ouvre sa page Web favorite et elle s’affiche immédiatement. Mais en réalité, avant d’obtenir ce résultat, il demande à lire une ressource (un fichier) située ailleurs,
quelque part dans le réseau, sur Il s’agit ici du premier message utile envoyé par l’utilisateur. Pour ce type d’usage ou d’application, il existe un protocole de couche application qui est largement disponible, à savoir par exemple
HTTP1. On pourrait résumer ce premier message par : “Serveur HTTP www.test.tf, donne-moi ta page On trouvera un grand nombre de protocoles de couche application, chacun offrant un type de service avec des caractéristiques propres. Ils sont développés dans le but d’offrir un service de communication qui soit au plus proche des utilisateurs (logiciels). Quelques exemples de commandes de couche application :
3.2. Couche TransportCette commande de couche application est alors enveloppée, “encapsulée” dit-on dans le jargon, par un protocole de couche Transport comme TCP. TCP apporte un service fiable pour que les utilisateurs puissent utiliser cette application Web. C’est justement TCP qui crée l’intuition d’une connexion directe entre les deux ordinateurs connectés, entre l’utilisateur et le serveur Web qui rend les pages à l’autre bout du monde. Un canal de communication entre un “port” d’origine et un “port” de destination est établi entre les deux machines interlocutrices au préalable de l’envoi de la commande HTTP. Si TCP fournit le canal de transmission entre les deux ordinateurs, il offre aussi une maintenance “connectée” de la communication. Il l’initie, la maintient avec des fonctionnalités telles que le contrôle de flux et la reprise sur erreur, et enfin il termine cette communication. On parle alors de protocole “orienté connexion”. Processus d'encapsulation des données3.3. Couche InternetPour que ces deux ordinateurs se reconnaissent de manière certaine, ils ont besoin d’autres identifiants que le seul nom de la destination ou les ports utilisés à l’origine et à la destination. À cet effet, une nouvelle
encapsulation ajoute des informations de couche Internet, comme l’adresse IP d’origine (source) et l’adresse IP de destination. Elles identifient les hôtes de la communication d’un point de vue logique et global. C’est grâce à ces adresses que les données peuvent parvenir jusqu’au serveur de pages Web Des périphériques spécifiques qui interconnectent les lignes physiques se chargent de transmettre ces paquets d’informations jusqu’à la destination. Entre les deux ordinateurs, les paquets peuvent traverser plusieurs d’entre eux. Des routeurs relaient les paquets d’un point d’origine à un point d’extrémité de l’interréseau en fonction de l’adresse IP de destination. 3.4. Socket TCP/IPÀ partir d’un couple de type Le serveur Web Si on est attentif à la capture, on constate que du trafic DNS (Application) supporté par UDP (couche transport) a demandé la résolution du nom en IPv4 (A Record) et en IPv6 (AAAA Record). UDP (User Datagram Protocol) est utilisé pour une communication de type “Raw”, à livraison brute, au contraire du service offert par TCP. Echange DNS en UDP3.5. Couche Accès RéseauFaut-il encore que ces données puissent être physiquement transmises. Une nouvelle capsule place des informations de couche Accès Réseau. Par exemple, dans notre cas, des informations propres à la technologie Wi-Fi ou à la technologie Ethernet encapsulent le paquet IPv4. Ces dernières, indépendantes des protocoles TCP/IP permettent aux utilisateurs de placer physiquement toutes ces données sur un réseau local. Le réseau local prendra en charge le transfert de ces informations jusqu’à la bonne destination. On peut trouver dans cette couche de nombreuses fonctions qui assurent le transport physique : identification, livraison, contrôle du support, aspects physiques, connecteurs, entre beaucoup d’autres. En cela, cette couche se distingue des fonctions logiques et globales de TCP/IP. On retiendra aussi le rôle important que jouent les commutateurs Ethernet, “switches” dans le jargon, qui prennent leurs décisions de transfert sur base des adresses MAC codées dans cette couche. Cette couche “basse” est aussi désignée comme étant le rassemblement de la couche Liaison de données (L2) et de la couche physique (L1) en référence au modèle OSI. On y place donc des protocoles autres que ceux de la pile TCP/IP : des protocoles IEEE 802 ou des normes ratifiées par l’ANSI, l’EIA/TIA ou encore l’ITU qui en fait disposent de leur propre modélisation jusqu’à la mise en ondes sur un support physique. 3.6. Résumé des opérationsOn peut résumer cet exemple de transmission par le tableau suivant :
3.7. Désencapsulation du trafic à la réceptionDu point de vue du serveur Web, soit à la réception du message, on imaginera que ce dernier examinera les informations de chaque couche, de la plus basse à la plus élevée. Il procédera à ce qu’on appelle une désencapsulation. Processus de désencapsulation des donnéesLa machine de destination examine d’abord les informations de couche Accès Réseau et principalement l’adresse MAC de destination. S’il y trouve la sienne, il élimine les informations de cette couche et examine celle de la couche Internet et Transport. S’il y trouve son
adresse IP et le port TCP en destination, il confie le message HTTP original à la couche Application qui est traité par un service système qui répond au protocole (Apache2 par exemple, 3.8. Communication d’égal à égalD’un point de vue holistique, c’est comme si les deux ordinateurs parlaient d’égal à égal, chaque couche assurant des fonctions spécifiques :
4. Modèles et protocoles en détailOn sera attentif aux numéros de ports TCP et UDP associés aux protocoles de couche Application. Modèle TCP/IP et protocoles en détail4.1. Modèle OSI et comparaison au modèle TCP/IP
4.2. Adressage, identifiants et matérielLes machines et leurs interfaces disposent d’identifiants au niveau de chaque couche.
4.3. Tableau de synthèse
5. Éléments clés à retenirLes éléments clés à retenir sur le modèle TCP/IP sont les suivants :
Quels sont les 4 couches du modèle TcpTransmission de l'information. ... . Modèle OSI. ... . Modèle TCP/IP. ... . 1 – La couche hôte réseau. ... . 2 – La couche internet. ... . 3 – La couche transport. ... . 4 – La couche application.. Quel est le rôle de la couche N 2 dans le modèle en couche TCP IP ?2.2 – La couche hôte réseau
En fait, cette couche n'a pas vraiment été spécifiée ; la seule contrainte de cette couche, c'est de permettre un hôte d'envoyer des paquets IP sur le réseau.
Quel est l'ordre exact des couches dans le modèle TcpModèle d'architecture de protocoles TCP/IP. Quels sont les trois protocoles de couche application qui utilisent le protocole TCP ?Les protocoles de la couche transport à ce niveau sont TCP (Transmission Control Protocol, protocole de contrôle de la transmission), UDP (User Datagram Protocol, protocole de datagramme utilisateur) et SCTP (Stream Control Transmission Protocol, protocole de transmission de contrôle de flux).
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