Notions de base en réseaux d'ordinateurs* RéseauEnsemble d'ordinateurs coopérants noeuds, connectés par différents liens de communication. Il y a deux types de noeuds: hôtes et routeurs (commutateurs, switch). Les routeurs supportent le fonctionnement interne des réseaux; les hôtes sont les client et les serveurs, e.g. les machines des usagers et celles hébergeant les services: bases de données, sites Internet, etc. Show
* Internet L'Internet est un "méta-réseau" de réseaux de différents types, coopérant par les protocoles IP et TCP. En 2002, il y a approx. 150 millions de hôtes connectés. * Topologie Selon la manière dont les noeuds sont connectés entre eux, on distingue des topologies différentes: complet, étoile (star), anneau (ring), arborescence (tree),
bus, etc. * Commutation de circuits (circuit switching) Dans un réseau contenant plusieurs noeuds (sources et destinations d'information), la connexion entre deux noeuds A et B est établie et maintenue pour toute la durée de la communication, comme dans le réseau téléphone classique. Les ressources (e.g. capacité de transmision) sont retenues tout le temps, même pendant les périodes de silence. Le coût de la communication est facturée selon le temps de connexion, non selon la quantité des données transmises. Relativement simple à implanter, mais mal optimisé pour l'interaction entre ordinateurs. * Commutation de paquets (packet switching) Il n'y a pas de circuit fixe pour la transmission entre A et B; l'information est plutôt découpée en paquets (datagrammes, cellules) de taille entre 10 et 10,000 octets, et chaque paquet est acheminé séparément à travers le réseau. Les paquets portent l'adresse de leur
destination, comme les lettres envoyées par la poste. Comme avec les lettres (la poste), elles peuvent être perdues, ou arriver dans un ordre différent de l'ordre d'envoi. De plus, ils peuvent arriver dupliqués et/ou avec erreurs. Dans cet arrangement les ressources du réseau sont mieux utilisées, et l'usager est facturé pour la quantité de l'information transmise. Cet arrangement est à la base du protocole IP (voir plus loin). - Datagrammes: C'est le service de base, appelé connectionless, chaque paquet peut parcourir le réseau par un chemin différent. Le protocole UDP de l'Internet en est un exemple. - Circuits virtuels: Les CV combinent les avantagesde commutation de circuits et de paquets. La transmission se fait par paquets, mais ceci est précédé par l'établissement d'un chemin à travers le réseau entre A et B appelé circuit virtuel, qui se comporte logiquement comme un circuit réel. Chaque CV porte un identificateur unique qui est marqué dans l'en-tête de chaque paquet (au lieu de l'adresse de destination). Ainsi le routage, le contrôle de la congestion et l'élimination des erreurs deviennent plus simple. La transmission par CV s'appelle aussi orientée connection (connection-oriented). * Protocoles de communication Protocole: système de règles et formats permettant l'échange des informations entre deux ou plusieurs participants. Un système réparti complexe comme l'Internet emploie beaucoup de protocoles. Pour mieux organiser cette complexité, les différents protocoles sont placés dans une hiérarchie de couches, chacune ayant une fonctionnalité particulière. On utilise le plus souvent le système OSI (Open Systems Interconnection). Les 7 couches (niveaux) de OSI: physique, liaison (lien, link), réseau (network), transport, session, présentation, application. Les niveaux OSI* Niveaux physique et liaisonAu niveau physique on utilise un nombre de média de transmission; la caractéristique la plus importante d'un médium est son débit (capacité de transmission) e.g. en kb par sec. D'autres paramètres sont le prix, fiabilité et la difficulté de raccordement. Au niveau liaison on trouve les protocoles dont la fonction est d'acheminer des trames ou datagrammes entre deux points. Une trame est un groupe de bits ou octets; typiquement elle contient une en-tête (header) pour les adresses et autre informantion de contrôle, et les données à transmettre. Média de transmission Exemples: Il existe une hiérarchie normalisée des capacités de transmission (liste très partielle; il existe plusieures hiérarchies, différentes selon les compagnies, pays et moyens de transmission): - 56 kb/s: ligne de voix numérisée Protocoles A. Pour les réseaux locaux: B. Pour les réseaux à longue distance (backbones): C. Pour l'accès au réseau (le "dernier kilomètre"): Raccordement à l'ordinateur Les média différents se raccordent avec les ordinateurs par le biais des cartes réseau (e.g. carte ethernet) ou des modems. Ces cartes implantent les nivaux 1 et 2
des protocoles; les autres niveaux sont implantés par les logiciels dans le SE. Les cartes sont considérées comme des appareils entrée et sortie par le SE. Les protocoles dans l'InternetL'Internet est surtout caractérisé par ses protocoles au niveau réseau (IP) et transport (TCP). Le développement, la normalisation et l'acceptation de ces protocoles ont rendu possible la communication entre les applications se trouvant dans les réseaux et les ordinateurs disparates.Au niveau application un nombre de protocoles existent tels que SMTP (courriel), FTP (transfert des fichiers), TELNET (remote login), et surtout HTTP (pour le WWW, le Web). Les niveaux session et présentation sont absents. Au niveau physique et liaison, n'importe quel protocol peut être employé. * Protocole IP (Internet Protocol, niveau réseau) But principal: service datagramme au niveau Réseau; simple, indépendant des sous-réseaux, des systèmes
d'exploitation et des machines. Caractéristiques: * Adresses IP - A part of the address designates the network numbers, and the remaining part designates the host number. So, we may say an IP address has the format NETWORK.HOST. Traditionally, the conventions are that there are three types of networks. Class A networks use the first octet (8 bits) to designate the network, with the first As you can see, there are very few Class A networks, but each of them can accommodate - Le réseau de l'Université de Montréal est de classe B, son IP est 132.204.H.H. - Les routeurs Internet (router, gateway) s'occupent de la partie réseau (N) des adresses. La partie H est traitée par d'autres moyens, e.g. dans un réseau local. - Avec la prolifération de hôtes, il ne reste pas beaucoup d'adresses libres (la proposition IPv6 attaque ce problème). Pour ménager mieux les adresses disponibles dans un réseau Intenet, on peut sous-diviser les adresses disponibles H dans des sous-réseaux (e.g. chacun un réseau local RL), à l'aide des masques (netmask, subnet mask). Un tel masque retranche un nombre de bits de la partie H d'une adresse IP, à être utilisé par un routeur local qui achemine les paquets vers les RL. Dans l'intérieur d'un RL, les adresses H sont traduites vers les adresses connues dans le RL. - Une autre mesure d'économie des noms est l'attribution dynamique d'une adresse IP aux machines connectées épisodiquement (e.g. par modem), pour la durée de la session. * Principes de routage - Lorsqu'un paquet IP arrive à un routeur, il est emmagasiné temporairement, l'adresse est lue et une décision est faite sur quel lien le paquet sera envoyé vers sa destination. Il y a une grande variété d'algorithmes de routage, la plupart est basée sur des tables de routage qui contiennent toute information sur l'état de congestion des liens, sur le chemin le plus court vers les destinations, etc. - Analogie avec le fonctionnement de la poste: en traversant le réseau, une lettre est acheminée selon son code postal (par triage automatique) jusqu'à son arrivée au bureau de poste de destination. Le nom et l'adresse de la rue n'est utilisée qu'à ce moment (comme la partie H d'une adresse IP). * Protocole TCP (Transport Control Protocol, niveau transport) Conçu pour être utilisé avec IP, il assure la connexion fiable entre deux applications. Fonctions principales: * Protocole UDP (User datagramme Protocol, niveau transport) UDP est beaucoup plus simple que TCP: il n'offre ni la fiabilité ni le contrôle de flux. UDP livre les paquets (presque) tels que reçu par IP. On utilise UDP dans les situations où la perte occasionelle des paquets n'est pas critique (e.g. pour la voix ou vidéo numérisé).* Les URL - Chaque ressource accessible sur l'Internet est désignée par un Universal Resource Locator, URL: un serveur ftp, un fichier sur votre disque, un serveur gopher, une image, une adresse courrier, un serveur de News, un serveur telnet et bien sûr un serveur http, c'est-à-dire un serveur de Web. service://user:password@host:port/path Le
service est le protocole d'accès utilisé, e.g. http, telnet, mail, ftp, etc. Toute ces composantes ne sont pas obligatoires; les URL peuvent prendre une variété de formes. Exemples: Il y a trois types de URL: - absolu (vers une page sur une machine extérieure), e.g. reste inchangée lors d'un déplacement des documents. * Domaines et DNS - Un système de noms symboliques est utilisé pour faciliter
la lecture et la mémorisation des adresses IP par humains. Un mécanisme distribué permet de retrouver l'adresse IP d'une machine à partir de son nom symbolique (dans les deux sens). Ce mécanisme est basé sur l'utilisation de serveurs de noms (Domain Name Server - DNS) organisés selon la hiérarchie des domaines: Le sous-domaine umontreal.ca correspond à IP = 132.204.x.x - Principaux domaines TLD: - Quelques nouveaux domaines: - Fonctionnement des DNS: Une requête remonte dans la hiérarchie de DNS, jusqu'à arriver à un niveau où le (sous-)domaine de la
machine destinatrice est connu et, à partir de là, elle redescend jusqu'au DNS local dans lequel la machine destinatrice est enregistrée. Une fois l'adresse trouvée, elle est retransmise à votre ordinateur pour qu'il puisse communiquer avec la machine destinatrice. * Multicast et Mbone - Plusieures applications importantes exigent une connectivité (uni-directionelle ou bi-directionelle) entre les membres d'un groupe
d'usagers. On parle de multicast (qui est un cas intermédiaire entre communication unicast et broadcast). L'Internet au niveau IP supporte le multicast par une infrastructure d'adressage (la classe D, entre 224.0.0.0 et 239.255.255.255) et des routeurs multicast (mrouters). Cette approche minimise la duplication des paquets et la congestion du réseau (c.à d. comparé au cas où chaque paire de participants est traité comme une connexion unicast). La réalisation la plus connue
du multicast est le système Mbone (Multicast Backbone On the Internet). Le Web: but, histoire et relation avec l'InternetGénéral* WWW: système d'information et communication distribué, utilisant l'Internet comme infrastructure.
* Sous sa forme nucléaire la structure logique du Web correspond au hypertexte pur: un ensemble de Clients, serveurs, sites, protocole HTTP * Le fonctionnement du Web se repose sur le paradigme Client-Serveur. Ceci signifie qu' il y a deux classes d'ordinateurs (logiciels) dans le Web: Les pages disponibles pour diffusion sont gérées par des logiciels du type Serveur, très différents des logiciels du type Navigateur (browser) utilisés par les consommateurs de l'information (les clients). Le terme site (web, website) est souvent utilisé pour l'ensemble de pages appartenant à un
usager (personne, entreprise, etc.). Un serveur peut héberger plusieurs sites. Requête (URL) --> Réponse (document). * Caractéristiques saillantes de HTTP: Il s'appuie sur un protocole de transport, tel TCP. En principe c'est un protocole très simple et inefficace. L'inefficaté est due à la mauvaise interaction entre Navigateurs * Les logiciels navigateurs (fureteur, browser) sont des interfaces au Web (et à l'Internet).
Netscape Extensions de HTML * Le but HTML est la composition des documents Web. Simple à l'origine (HTML-1), il est * Il y a de gros problèmes de compatibilité entre les éditeurs HTML de différents
fabriquants et leur différentes versions. Les extensions propriétaires et la compétition (surtout entre NS et MS) empêchent la Comment connaître le chemin emprunté par des paquets de données sur Internet entre son ordinateur et son site préféré ?La fonction Traceroute vous indique le chemin qui a été emprunté par les paquets de données en direction de site précisé. Dans le résumé, il y a des passages marqués *** : ce sont des serveurs qui ont reçu des paquets de données, mais qui n'ont pas répondu.
Comment un paquet va d'une machine à l'autre ?Comment les paquets circulent-ils d'un réseau à un autre ? Les hôtes, machines des utilisateurs de l'Internet, sont généralement reliés à un réseau local. Pour chaque réseau local, un routeur appelé passerelle relie ce réseau avec l'Internet.
Quel est le chemin par lequel passe une information pour accéder à un autre réseau local ?2. Décrivez le chemin par lequel passe une information pour accéder à un autre réseau local. L'information passe par le point d'accès Wi-Fi et le routeur du collège, puis par le routeur et le point d'accès du domicile.
Quel est le matériel permet de relier plusieurs ordinateurs entre eux ?Le commutateur (Switch) permet de relier plusieurs équipements (ordinateur, imprimante, …) au sein d'un réseau local. Le routeur wifi (aussi appelé borne wifi) permet comme un commutateur de relier plusieurs équipements, souvent nomades (tablette, Smartphone, …)
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