U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction - LIP6

Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
ARES : Plan du cours 1/5
U.E. Architecture des Réseaux (ARES)
1/5 : Introduction
Olivier Fourmaux (olivier.fourmaux@upmc.fr)
Version 6.1
1 Présentation de l’U.E. ARES
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
2 Questions administratives
Planning
Evaluation
3 Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
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Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
ARES : Plan du cours 1/5
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
Renforcer ses connaissances en réseau
1 Présentation de l’U.E. ARES
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
2 Questions administratives
Planning
Evaluation
3 Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Approfondir et compléter un cours d’introduction aux réseaux
exemple : cours LI310 de la Licence d’Informatique de l’UPMC
prérequis techniques et théoriques (supposés acquis) :
vocabulaire spécifique
introduction au traitement du signal
mécanismes protocolaires de base
protocoles usuels (HDLC, X25, IP, routage, UDP, TCP)
modèle en couches OSI
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Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Maîtriser les technologies de base
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
Base pour les autres U.E. de la spécialité RES
U.E. pré-requise pour les cours de réseaux avancées
Etudier la principale architecture de réseau actuelle ainsi que son
environnement ➠ TCP/IP et Internet
applications normalisées (Web, DNS, messagerie...)
mécanismes dynamiques (contrôle de la congestion...)
adressage IPv4 (CIDR, DHCP, NAT, tunnels...)
routage avancé (hiérarchie d’AS, OSPF, BGP...)
architectures supports (Ethernet, liaisons point-à-point...)
boucle locale (CATV, ADSL, FTTH...)
en M1-S2 pour les étudiants de RES (U.E. obligatoires) ou
pour les étudiants des autres spécialités (U.E. libre) :
IPv6, multicast, QoS, sécurité ➠ U.E. ING
mobilité, autonomie, sans-fil ➠ U.E. MOB
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Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
Base pour les autres U.E. de la spécialité RES
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Contenu du cours
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
U.E. pré-requise pour les cours de réseaux avancées
en M1-S2 pour les étudiants de RES (U.E. obligatoires) ou
pour les étudiants des autres spécialités (U.E. libre) :
IPv6, multicast, QoS, sécurité ➠ U.E. ING
mobilité, autonomie, sans-fil ➠ U.E. MOB
en M2 pour les étudiants de RES (PRO/ALT ou RECH) :
applications multimédia ➠ U.E. APMM
transferts multimédia sur réseaux IP ➠ U.E. MMIP
multimédia et qualité de service ➠ U.E. MMQoS
routage et routeurs ➠ U.E. ROUT
sécurité des réseaux ➠ U.E. SECUR
services mobiles ➠ U.E. SMOB
supervision de réseaux ➠ U.E. SUPERV
trafic et contrôle des réseaux ➠ U.E. TCONT ...
Approche Top down :
Partie 1/5 Introduction
Partie 2/5 Application : Telnet, FTP, SMTP, HTTP,
... DNS, SNMP, peer-to-peer.
Partie 3/5 Transport : services, exemples UDP et TCP,
... contrôle de congestion.
Partie 4/5 Réseau : IPv4, adressage CIDR, translation...
... routage hiérarchique, OSPF et BGP.
Partie 5/5 Technologies support : Ethernet commuté,
... point-à-point, boucle locale.
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Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
Intégration des travaux dirigés et sur machine
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Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
Contenu des séances de TD+TME (sous réserves)
Intégration des Travaux Dirigés (TD) et Travaux sur Machine
Encadré (TME) dans une même séance : TD+TME
entrelacement des aspects théoriques et pratiques
illustration par des exemples concrets sur une plateforme
d’expérimentation avec du matériel réseau réel :
Salle M2-RES de 2003 à 2009
X 16
Internet
via ARI
X 16
Internet
via ARI
Salle M2-RES depuis 2009
ctrl console
PC 1U "sonde"
Routeur
PC 1U "client"
PC 1U "serveur"
ctrl alim.
Commutateur
séance contenu support
1 Introduction à la plateforme de TME n°1
2 Applications (1) : analyse Telnet, FTP et Web n°2
3 Applications (2) : analyse SMTP, DNS, SNMP n°3
4 Transport (1) : analyse des mécanismes n°4
5 Transport (2) : contrôle de congestion n°5
6 Fin TD+TME précédents, révisions
7 Correction examen, Réseau (1) : IP/ICMP n°6
8 Réseau (2) : routage et filtrage n°7
9 Réseau (3) : PPP et tunnels n°8
10 Fin TD+TME précédents, révisions
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Questions administratives
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Organisation de l’enseignement
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Plateforme de TD+TME
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
13 semaines avec :
10 * 2h de cours
O. Fourmaux
10 * (4h de TD+TME)
O. Fourmaux, B. Le Grand, K. Thai et T. Bourgeau
Quelques liens utiles...
site permanent de l’U.E. ARES sur le site du Master :
http://www-master.ufr-info-p6.jussieu.fr/ue/MI011
site temporel de l’U.E. ARES (nouvelles brèves, planning,
supports et autres documents...) :
http://www-master.ufr-info-p6.jussieu.fr/2011/ares
Plateforme matérielle d’expérimentation
(utilisation de la salle M2-RES).
Chaque binôme a accès à :
un poste ARI standard
des équipements réseau dédiés pour
réaliser les différentes configurations,
captures et analyses :
1 commutateur CISCO
1 routeur CISCO
3 PC “rackables” 1U
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Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Supports de cours/TD+TME
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Bibliographie
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
traces de trafic réseau (validation des acquis de l’U.E.)
réalisées sur la plateforme dans le cadre des TD+TME
réalisées par les étudiants (sur la plateforme ou ailleurs...)
pré-enregistrées (en cas de panne ou pour travailler de
l’extérieur) sur la page web :
http://www-rp.lip6.fr/~fourmaux/Traces/tracesV6.html
autres supports disponibles sur le site de l’U.E. ARES et sur :
http://www-rp.lip6.fr/~fourmaux/index-cours.html
transparents de cours
sujets de TD+TME (avec des contenus facultatifs)
annales
bibliographie
titres disponibles à la bibliothèque Math/Info
➠ préférez les versions originales...
James F. KUROSE et Keith W. ROSS :
Computer Networking : A Top-down Approach Featuring
the Internet, 5 d edition (Pearson)
Analyse structurée des réseaux (Pearson)
Andrew S. TANENBAUM :
Computer Networks, 4 th edition (Prentice Hall)
Réseaux (Pearson)
Douglas COMER :
Internetworking with TCP/IP Vol 1 : Principles, Protocols
and Architectures, 5 th edition (Prentice Hall)
TCP/IP : architecture, protocoles et applications (Pearson)
Larry L. PETERSON et Bruce S. DAVIE :
Computer Networks : A Systems Approach, 4 d edition
(Morgan Kaufmann)
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Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
ARES : Plan du cours 1/5
Planning
Evaluation
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Planning provisoire 2011/2012
Planning
Evaluation
1 Présentation de l’U.E. ARES
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
2 Questions administratives
Planning
Evaluation
3 Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
semaine dates cours TD+TME remarque
38 19-23/9 1 1
39 26-30/9 2 2
40 3-7/10 3 2
41 17-21/10 4 3
42 17-21/10 5 4
43 24-28/10 6 5
44+45 4-10/11 – – examen réparti N°1
46 14-18/11 7 7
47 21-25/11 8 8
48 28/11-2/12 9 9
49+50 5-16/12 10 10
1+2 4-10/1 – – examen réparti N°2
3 16-20/1 jury 1ère session
5 30/1-3/2 – – examen rattrapage
6 6-10/2 jury 2ème session
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Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Modalités d’examen
Planning
Evaluation
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Planning
Evaluation
Calcul de la note finale de l’U.E. ARES
3 examens :
Réparti n°1 (application, transport)
Réparti n°2 (tout le programme de l’U.E.)
Rattrapage (tout le programme de l’U.E.)
Lors de tous les examens de l’U.E. ARES :
équipements électroniques interdits (mobile, calculatrices...)
documents interdits excepté une feuille A4 manuscrite
Définition
manuscrite : entièrement écrite à la main (pas de photocopies)
1ère session : examens répartis (Reparti1 et Reparti2)
N ARES1 = 40%N Reparti1 + 60%N Reparti2
si l’U.E. a été validée (N ARES1 ≥ 10), rattrapage non autorisé
2ème session : rattrapage ( U.E. non validée à la 1ère session)
U.E. non validée mais compensée : N ARES1 < 10 conservée
2ème session ssi inscription explicite au secrétariat de RES
(demander à repasser l’examen ou refus de la compensation)
U.E. non validée et non compensée : vous devez
impérativement passer la 2ème session (sinon N ARES2 = 0)
N ARES2 = N Rattrapage
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Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Planning
Evaluation
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Validation de l’U.E. ARES
ARES : Plan du cours 1/5
La semaine suivant l’examen réparti n°2 (1ère session) ou
l’examen de rattrapage (2ème session) :
affichage des notes via DBUFR (après harmonisation)
consultation des copies
jurys
jury de l’U.E. ARES (validation)
jury de spécialité (compensation)
jury du Master (final)
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Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
2 Questions administratives
Planning
Evaluation
3 Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
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Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Environnement support pour la suite
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composition de l’Internet
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Internet
omniprésent
hétérogène
évolutif
complexe...
➠ difficile à cerner !
Etudions un exemple :
01
01
01
01
01
01
... ... ...
01 01
... ...
00 11
1100
...
00 11
01
1100
01
01
...
...
Quels sont les éléments de base de l’Internet ?
réseaux de transmission de données (computer network)
éléments terminaux (hosts, end systems) :
station Unix
PC traditionnel
téléphone mobile
Internet toaster...
logiciels de réseau
protocoles de communication...
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Protocoles : analogie
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Protocoles : définition
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Bonjour
Bonjour
Où est la gare ?
Deuxième rue à gauche
Temps
00 11
00 11
00 11
... ...
Demande d’ouverture
de connexion TCP
Réponse positive et
établissement de la connexion
Envoi de la page d’accueil
GET http://www.upmc.fr
Definition
Protocole : Spécification du format et du séquencement des
messages échangés entre deux entités de communication (ou plus).
Des actions à réaliser lors de l’émission et/ou de la réception de
ces messages peuvent être associées.
Remarque
toute activité entre plusieurs entités de l’Internet utilise
des protocoles
nous étudierons principalement des protocoles dans la suite
Exemples
requête web
conversion du nom littéral d’une machine (annuaire)
calcul de la route
contrôle de congestion ...
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction

Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Services applicatifs
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Services du réseau
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Les applications reposent sur deux types de services...
Les usagers utilisent des applications distribuées :
la toile (World Wide Web)
courrier électronique (electronic mail)
partage de fichiers distribué (peer-to-peer file sharing)
jeux distribués (distributed games)
flux audio et vidéo différés (audio and video streaming)
flux audio et vidéo temps réel (real-time audio and video ) ...
sans connexion
analogie avec le service postal
orienté connexion
analogie avec le service téléphonique
et peuvent en attendre différentes caractéristiques :
fiabilité
ordonnancement
contrôle de flux
contrôle de congestion ...
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Qualité de service
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Standardisation de l’Internet
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Quel rapport avec la Qualité de Service (QoS)
service au mieux (Best Effort)
pas de garantie, l’intérêt réside dans la connectivité!
combien de systèmes terminaux?
une grande partie du milliard de PC (en 2008) + téléphones...
2.210 9 utilisateurs actifs en 2011 (Nielsen)
trafic Internet >>> trafic téléphone
des extensions sont à prévoir pour les applications
multimédia...
➠ U.E. ING (M1-S2)
IESG
Working Areas
Working Groups
IETF
IRSG
... ...
... ... ...
ISOC
IAB
Working Groups
IRTF
ISOC : Internet SOCiety
IAB : Internet Architecture Board
IRSG : Internet Research Steering Group
IRTF : Internet Research Task Force
IESG : Internet Engineering Steering Group
IETF : Internet Engineering Task Force
groupes de travail IETF (Internet Engineering Task Force)
plus de 6000 documents RFC (Request For Comments)
standards de facto plutôt que normes de jure
IP, TCP, SMTP, SNMP, HTTP...
http://www.rfc-editor.org/
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Références
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
ARES : Plan du cours 1/5
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Quelques sites web :
ISOC (Internet SOCiety), http://www.isoc.org/
IETF (Internet Engineering Task Force),
http://www.ietf.org/
IAB (Internet Architecture Board), http://www.iab.org/
W3C (World Wide Web Consortium), http://www.w3.org/
ACM SIGCOMM (Association for Computing Machinery –
Special Interest Group in Data Communication),
http://www.sigcomm.org/
IEEE Communications Society, http://www.comsoc.org/
IEEE Computer Society, http://www.computer.org/
1 Présentation de l’U.E. ARES
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
2 Questions administratives
Planning
Evaluation
3 Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Bordure du réseau
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Applications distribuées
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
01
01
01
01
01
01
... ... ...
00 11 00 11
01
01
... ...
01 01
...
01
01 01
01
...
...
Modèle client/serveur
approche dominante des applications Internet
web
e-mail
accès à distance
transfert de fichiers
annuaire
administration
Modèle peer-to-peer
Client
process
Client machine
autre approche, symétrique...
Request
Reply
Server machine
Server
process
Network
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Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Protocoles applicatifs
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Service de bout-en-bout
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Environnement hétérogène ➠ standardisation des échanges
web : HTTP, HTML
e-mail : SMTP, MIME, POP, IMAP
accès à distance : Telnet, NVT
transfert de fichiers : FTP
annuaire : DNS
administration : SNMP, MIB
➠ Partie 2/5 : Applications
Types de service fourni par le réseau entre hôtes :
service orienté connexion
fiabilité
ordonnancement
contrôle de flux
contrôle de congestion...
TCP
service sans connexion
simple
base pour d’autre protocole
UDP
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Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Impact du contrôle de bout-en-bout
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Intérieur du réseau
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Quelle est la forme du trafic généré par TCP?
seq (Ko) / cwin (Ko/10)
800.0000
700.0000
600.0000
500.0000
400.0000
300.0000
200.0000
tcptahoe.seq
tcptahoe.cwnd
01
01
01
00 11
00 11
00 11
... ... ...
00 11
00 11
01
... ...
01
01
00 11
100.0000
0.0000
0.0000 2.0000 4.0000 6.0000 8.0000
➠ partie 3/5 : Transport
t (s)
...
01 00 11 01 01
...
...
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Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Liaisons de communication
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Relayer les données
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Supports physiques
médium avec guide d’ondes
paires torsadées (UTP5+, UTP6...)
câbles coaxiaux (baseband, broadband...)
fibres optiques (multimode, monomode...)
médium sans guide d’ondes
liaison satellite (geo-stationnaire, constellation...)
liaison terrestre (ondes radio, micro-ondes, infra-rouge,
optique...)
Technologies d’accès
médium partagé
découpage en trames
Eléments intermédiaires...
Transmission par commutation de circuits ou relayage d’unités de
données ?
Computer
(a)
(b)
Switching office
Physical copper
connection set up
when call is made
Packets queued up
for subsequent
transmission
Computer
Olivier Fourmaux (olivier.fourmaux@upmc.fr)
U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
pictures
Olivier
from
Fourmaux
Tanenbaum
(olivier.fourmaux@upmc.fr)
A. S. Computer Networks 3rd edition
U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Transmission en mode circuit virtuel
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Transmission de messages
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
3
2 1
(a)
(a)
3 2
1
(b)
(b)
3
2 1
(c)
(c)
3 2 1
(d)
(d)
pictures from Stallings W. High Speed Networks
pictures from Stallings W. High Speed Networks
Olivier Fourmaux (olivier.fourmaux@upmc.fr)
U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
Olivier Fourmaux (olivier.fourmaux@upmc.fr)
U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction

3 2 1
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Transmission de paquets en mode datagramme
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Comparaison des 3 types de transmissions
Call request signal
Propagation
delay
Msg
Pkt 1
Pkt 2
(a)
Pkt 3
Pkt 1
3
2 1
3
2
(b)
1
Time
Time
spent
hunting
for an
outgoing
trunk
Call
accept
signal
Msg
Queuing
delay
Msg
Pkt 2
Pkt 3
Pkt 1
Pkt 2
Pkt 3
(c)
Data
3
2 1
AB
trunk
BC
trunk
CD
trunk
(d)
A B C D
A B C D
A B C D
pictures from Stallings W. High Speed Networks
(a) (b) (c)
pictures from Tanenbaum A. S. Computer Networks 3rd edition
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Rappel sur les délais
Adressage Internet
Types de délais en commutation de paquets :
traitement dans le nœud (nodal processing delay)
incompressible (D n )
file d’attente (queuing delay)
selon la congestion (D q = 0 si pas de congestion)
transmission (transmission delay)
dépend de la taille du paquet (D t = L/R)
propagation (propagation delay)
v = 2.10 8 m/s à 3.10 8 m/s (D p = d/v)
Calcul du délai de bout-en-bout ?
Acheminement des paquets de la source vers les destinataires en
effectuant des sauts entre les nœuds intermédiaires (routeurs)
Protocole IPv4
universel
adressage virtuel
abstraction des technologies sous-jacentes
encapsulation sur chaque technologie
fragmentation
conversion d’adresses
Nombreuses évolutions pour s’adapter au réseau actuel :
adressage sans classes : CIDR
translation d’adresses : NAT
autoconfiguration : DHCP
filtrage...
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction

Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Mécanismes de routage
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Routage dans l’Internet
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Quand et comment déterminer la route des données ?
indication du chemin selon le type de réseau :
initialement
commutation de circuits
circuits virtuels
pour chaque paquet
datagramme
calcul de l’information
algorithmes de routage
tables de routage
locales ou centralisées
statiques ou dynamiques
échange de l’information
protocoles de routage...
Réseau datagramme
routage de chaque paquet
Découpage hiérarchique du réseau (AS)
routage interne : OSPF
routage externe : BGP
➠ Partie 4/5 : Réseau
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
Olivier Fourmaux (olivier.fourmaux@upmc.fr)
U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Cœur du réseau
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Technologie Ethernet
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
01
01
01
... ... ...
VLAN 1
1 Gbps
1 Gbps
CiscoSystems
Cisco 7000 SERIES
VLAN 1
VLAN 2
VLAN 3
1 Gbps
VLAN 2
01
01
01
1 Gbps
Ethernet
Switch
10 Gbps
10 Gbps
Ethernet
Switch
1 Gbps
VLAN 1
Ethernet
Switch
10 Gbps
Ethernet
Switch
10 Gbps
100 Mbps
VLAN 1
00 11
00 11
00 11
... ...
VLAN 1
VLAN 1
100 Mbps 100 Mbps
Ethernet
Switch
VLAN 3
VLAN 3
01
01
01
...
01 01 01 01
...
...
Evolution du LAN vers le WAN avec le Fast Ethernet, le Gigabit
Ethernet, le 10Gigabit Ethernet et le 100Gigabit Ethernet.
Intégration de la commutation et structuration avec les VLAN...
➠ Partie 5/5 (1) : Technologie Ethernet
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction

Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Technologie MPLS
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Technologies point-à-point
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
CiscoSystems
Cisco 7000 SERIES
CiscoSystems
Cisco 7000 SERIES
Ethernet
Switch
TCP/IP connection
using PPP
CiscoSystems
Cisco 7000 SERIES
CiscoSystems
Cisco 7000 SERIES
Intégration des mécanismes de commutation au niveau réseau
(ATM, MPLS...).
➠ U.E. RTEL (M1-S1)
PPP seulement destiné aux anciennes liaisons séries ?
PPP sur SONET : POS
PPP sur Ethernet : PPPoE
PPP sur ATM : PPPoA
PPP sur IP : L2TP ...
➠ Partie 5/5 (2) : Technologies point-à-point
Olivier Fourmaux (olivier.fourmaux@upmc.fr)
U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Réseaux d’accès
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Réseaux d’entreprises
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
01
01
01
... ... ...
01
01
01
01
01
01
01
00000
11111
0000000000000
111111111111100000
0000000000000
111111111111100000
01
01
01
01
01
01
01
000000
111111
0000000000000
1111111111111 000000
111111
0000000000000
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111111
01
01
01
00 11
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00 11
... ...
00 11
00 11
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00 11
00 11
00 11
00 11
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11111
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01
01
01
...
01 01 01 01
...
...
01
01
01
01
01
01
01
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0000000000000
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111111
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1111111111111 000000
111111
01
01
01
01
01
01
01
00000
11111
0000000000000
111111111111100000
0000000000000
111111111111100000
Olivier Fourmaux (olivier.fourmaux@upmc.fr)
U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction

Sans fils
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Avec fils
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
...
Selon la mobilité :
micromobilité
Bluetooth/WPAN (IEEE 802.15)
réseau local sans fil
Wifi/WLAN (IEEE 802.11)
réseau local sans fil
BLR/WMAN (IEEE 802.16)
téléphonie mobile
GSM, GPRS, i-mode...
UMTS
➠ U.E. MOB (M1-S2)
Switching
office
Switch
High-bandwidth
fiber trunk
Fiber
Junction
box
Copper
twisted pair
High-bandwidth
fiber trunk
Fiber
(a)
Junction box
(b)
House
House
Copper
cable TV
wire
Résidentiels (RTC/ADSL, Câble, Fibre optique...)
➠ Partie 5/5 (3) : Boucle locale
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
ARES : Plan du cours 1/5
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Protocoles, couches et interfaces
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
1 Présentation de l’U.E. ARES
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
2 Questions administratives
Planning
Evaluation
Host 1
Layer 5
Layer 4/5 interface
Layer 4
Layer 3/4 interface
Layer 3
Layer 2/3 interface
Layer 2
Layer 5 protocol
Layer 4 protocol
Layer 3 protocol
Layer 2 protocol
Host 2
Layer 5
Layer 4
Layer 3
Layer 2
3 Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Layer 1/2 interface
Layer 1
Layer 1 protocol
Physical medium
Layer 1
picture from Tanenbaum A. S. Computer Networks 3rd edition
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction

Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Analogie anthropologique
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Encapsulations successives
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
3
Location A
I like
rabbits
Message
Philosopher
Location B
J'aime
les
lapins
3
Layer
5
M
Layer 5 protocol
M
4
Layer 4 protocol
H 4 M H 4 M
2
L: Dutch
Ik hou
van
konijnen
Information
for the remote
translator
Translator
L: Dutch
Ik hou
van
konijnen
2
Layer 3
protocol
3 H 3 H 4 M 1 H 3 M 2 H 3 H 4 M 1 H 3 M 2
Layer 2
protocol
2 H 2 H 3 H 4 M 1 T 2 H 2 H 3 M 2 T 2 H 2 H 3 H 4 M 1 T 2 H 2 H 3 M 2 T 2
1
Fax #---
L: Dutch
Ik hou
van
konijnen
Information
for the remote
secretary
Secretary
Fax #---
L: Dutch
Ik hou
van
konijnen
1
1
Source machine
Destination machine
picture from Tanenbaum A. S. Computer Networks 3rd edition
picture from Tanenbaum A. S. Computer Networks 3rd edition
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Modèle de référence OSI (Open Systems Intercon. – 1983)
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Modèle de référence TCP/IP (1974)
Layer
7 Application
Interface
6 Presentation
Application protocol
Presentation protocol
Application
Presentation
Name of unit
exchanged
APDU
PPDU
7
OSI
Application
TCP/IP
Application
Interface
5 Session
Session protocol
Session
SPDU
6
5
Presentation
Session
Not present
in the model
4
3
Transport
Network
Transport protocol
Communication subnet boundary
Internal subnet protocol
Network
Network
Transport
Network
TPDU
Packet
4
3
Transport
Network
Transport
Internet
2
Data link
Data link
Data link
Data link
Frame
2
Data link
Host-to-network
1
Physical
1
Physical
Physical
Physical
Physical
Bit
Host A
Router
Router
Network layer host-router protocol
Data link layer host-router protocol
Physical layer host-router protocol
Host B
picture from Tanenbaum A. S. Computer Networks 3rd edition
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
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Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
TCP/IP : Comparaison
ARES : Plan du cours 1/5
OSI
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
TCP/IP
Application
Transport
(host−to−host)
Internet
Network
Access
Physical
Hardware
Firmware
Software
User
Space
Operating
System
1 Présentation de l’U.E. ARES
Objectifs de l’U.E.
Démarche pédagogique
Moyens pédagogiques
2 Questions administratives
Planning
Evaluation
3 Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
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Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
TCP/IP : Exemple
TCP/IP : Concepts
Workstation
Host A
Host B
Frame
Relay
Network
Router
App Y
App X
Port or
service access point (SAP)
App X
App Y
Server
IEEE 802 LAN
TCP
IP
Global network
address
Logical connection
(TCP connection)
TCP
IP
Application
Application
Network Access
Protocol #1
Network Access
Protocol #2
TCP
IP
Frame
Relay
Frame
Relay
IP
LLC
MAC
TCP
IP
LLC
MAC
Physical
Logical connection
(e.g., virtual circuit)
Router J
IP
Subnetwork attachment
point address
Network 1 Network 2
Physical
Physical
Physical
Physical
Physical
NAP 1 NAP 2
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
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Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Fonctionnement de TCP/IP : Actions dans l’émetteur
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Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Fonctionnement de TCP/IP : Actions dans un routeur
Application
Data
IP
TCP
I
T
Data
T
Data
LLC
IP
L
I
T
Data
I
T
Data
Frame
Relay
Physical
F
I
T
Data
F
F
I
T
Data
F
Frame
Relay
Physical
MAC
Physical
M
L
I
T
Data
M
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U.E. Architecture des Réseaux (ARES) 1/5 : Introduction
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Présentation de l’U.E. ARES
Questions administratives
Rappels et introduction au contenu de l’U.E.
Composants du réseau
Hiérarchie protocolaire
Exemple avec TCP/IP
Fonctionnement de TCP/IP : Actions dans le récepteur
Application
Data
TCP
T
Data
IP
I
T
Data
LLC
L
I
T
Data
MAC
M
L
I
T
Data
M
Physical
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