Cours 17 - Protocoles de réseautique (IP, TCP, UPD)

Table des matières

Objectifs

Déroulement

  1. Introduction au cours
    • Retour sur l'exercice 16
  2. Protocole IP
  3. Protocole UDP
  4. Protocole TCP
  5. Exercice 17 - Protocoles IP, UDP et TCP
  6. Quiz 17
  7. Conclusion

Ressources supplémentaires

Protocole IP

Introduction au protocole Internet (IP)

L'Internet Protocol (IP) est un ensemble de règles qui régissent la manière dont les données sont envoyées d'un ordinateur à un autre sur Internet. Voici une introduction simple pour comprendre ce qu'est l'IP et comment il fonctionne.

Qu'est-ce que l'Internet Protocol (IP) ?

L'IP est un protocole de communication utilisé pour acheminer des informations à travers les réseaux, notamment Internet. Chaque appareil connecté à un réseau qui utilise l'IP reçoit une adresse IP unique, un peu comme une adresse postale pour recevoir du courrier. L'adresse IP permet aux données envoyées d'arriver à la bonne destination.

Comment fonctionne l'IP ?

  1. Transmission de données sous forme de paquets : L'IP fonctionne en fragmentant les informations à envoyer en petits morceaux appelés paquets. Chaque paquet contient une partie des données et des informations essentielles comme l'adresse IP de l'expéditeur et celle du destinataire.
  2. Routage des paquets : Les paquets voyagent à travers divers routeurs pour atteindre leur destination. Les routeurs analysent l'adresse IP de destination et orientent les paquets vers le bon chemin, souvent à travers plusieurs réseaux intermédiaires.
  3. Adresse IP : Chaque appareil a une adresse IP unique. Il existe deux versions courantes d'adresses IP :
    • IPv4 : Il s'agit de la version la plus répandue, utilisant des adresses composées de 4 octets (32 bits), généralement écrites sous forme de 4 nombres séparés par des points (par exemple, 192.168.1.1).
    • IPv6 : En raison de la saturation des adresses IPv4, IPv6 a été développé, utilisant 128 bits pour permettre un plus grand nombre d'adresses.
  4. Classement des adresses : Les adresses IP sont classées en différentes classes (A, B, C, etc.) selon la taille des réseaux et le nombre d'appareils qu'elles peuvent gérer.

Rôle des routeurs et des passerelles

Les routeurs sont des appareils qui guident les paquets de données à travers les réseaux. Ils examinent l'adresse IP de chaque paquet et décident du meilleur chemin pour l'acheminer vers sa destination. Les passerelles sont des points de connexion entre différents réseaux, comme une porte entre deux mondes différents.

Résolution d'adresse (ARP et RARP)

Deux protocoles associés à l'IP sont ARP (Address Resolution Protocol) et RARP (Reverse Address Resolution Protocol). Ces protocoles aident à lier les adresses IP aux adresses physiques (MAC) d'une machine sur un réseau local :

Structure des paquets IP

Protocole UDP

Introduction au protocole UDP (User Datagram Protocol)

Le protocole UDP (User Datagram Protocol) est un protocole de communication qui fait partie de la suite de protocoles Internet (comme le TCP/IP). Il permet d'envoyer des données à travers les réseaux sans établir de connexion préalable entre l'expéditeur et le destinataire.

Qu'est-ce que le protocole UDP ?

L'UDP est un protocole de transport sans connexion. Cela signifie qu'il n'établit pas une connexion fiable entre l'expéditeur et le destinataire avant de transmettre des données. Il envoie simplement les données sous forme de datagrammes à l'adresse IP spécifiée, sans vérifier si elles sont arrivées à bon port ou si elles ont été correctement reçues.

Comment fonctionne l'UDP ?

  1. Pas d'établissement de connexion : Contrairement à TCP, UDP n'instaure pas de connexion entre l'expéditeur et le destinataire avant d'envoyer des données. Il envoie simplement les paquets de données sans attendre de confirmation de la réception.
  2. Transmission rapide : L'UDP est beaucoup plus rapide que TCP car il n'y a pas de mécanisme pour vérifier l'intégrité des données ni de procédure pour corriger les erreurs. C'est pourquoi il est souvent utilisé pour des applications où la vitesse est plus importante que la fiabilité.
  3. Pas de garantie de livraison : Avec UDP, les paquets de données (appelés datagrammes) peuvent être perdus, reçus dans un ordre différent, ou même dupliqués. Le protocole ne vérifie pas l'état des paquets une fois qu'ils sont envoyés.
  4. Léger et efficace : L'UDP a une charge de travail réduite par rapport à TCP car il n'inclut pas de mécanismes de contrôle d'erreurs, de gestion des flux ou de réassemblage des paquets. Cela rend l'UDP plus léger et plus efficace pour certaines applications.

Cas d'utilisation de l'UDP

L'UDP est idéal pour les applications où la rapidité est plus importante que la fiabilité, telles que :

Structure des paquets UDP

Header_of_UDP

Protocole TCP

Introduction au protocole TCP (Transmission Control Protocol)

Le protocole TCP (Transmission Control Protocol) est un protocole de communication central dans la suite de protocoles TCP/IP. Contrairement à l'UDP, il assure une transmission fiable et ordonnée des données entre deux appareils sur un réseau.

Qu'est-ce que le protocole TCP ?

TCP est un protocole de transport orienté connexion qui garantit la livraison correcte des données. Il établit une connexion entre l’expéditeur et le destinataire avant de commencer la transmission des données, ce qui permet de vérifier que les informations sont bien envoyées, reçues, et reconstituées dans le bon ordre.

Comment fonctionne le TCP ?

  1. Établissement de la connexion : TCP commence par établir une connexion fiable entre deux appareils avant de transférer les données. Cela se fait par un processus appelé handshake à trois voies :
    • L’expéditeur envoie un paquet SYN (Synchronize).
    • Le destinataire répond avec un paquet SYN-ACK (Synchronize-Acknowledgment).
    • L’expéditeur envoie un paquet ACK pour confirmer la connexion.
  2. Segmentation et réassemblage : Les données à transmettre sont découpées en petits segments, puis envoyées individuellement. Chaque segment inclut un numéro de séquence permettant de s'assurer qu'ils sont reçus et assemblés dans le bon ordre.
  3. Contrôle des erreurs et retransmission : TCP vérifie que les segments arrivent correctement. Si un segment est manquant ou corrompu, il est retransmis. L'expéditeur attend une confirmation de réception (accusé de réception ou ACK) pour chaque segment envoyé.
  4. Contrôle de flux : TCP ajuste la vitesse à laquelle les segments sont envoyés, en fonction de la capacité de réception du destinataire. Cela évite de saturer le réseau ou de surcharger le destinataire.
  5. Clôture de la connexion : Une fois toutes les données transmises, TCP clôt la connexion de manière ordonnée pour s'assurer que les deux parties ont fini d'envoyer et de recevoir les informations.

Cas d'utilisation du TCP

TCP est utilisé dans des situations où la fiabilité de la transmission est primordiale. Voici quelques exemples d'applications qui utilisent TCP :

Structure des paquets TCP

TCP_header

En résumé

L'Internet Protocol est essentiel pour permettre la communication sur Internet. Il divise les données en paquets, leur assigne une adresse IP, puis les envoie à travers les réseaux via des routeurs et des passerelles, afin qu'elles atteignent leur destination finale.

Le protocole UDP est un protocole de communication rapide et léger, adapté aux applications où la vitesse est plus importante que la fiabilité, comme le streaming, les jeux en ligne et les requêtes DNS. Bien qu'il ne garantisse pas la livraison des données, il est très utile dans des situations où des pertes de paquets sont tolérables.

Le protocole TCP est essentiel pour garantir une transmission fiable et ordonnée des données sur Internet. Il assure que chaque paquet de données est correctement transmis et réassemblé, ce qui en fait un choix idéal pour des applications nécessitant une communication sans erreurs, comme la navigation web, le transfert de fichiers et les e-mails.

Différences entre TCP et UDP

Exercice 17 - Protocoles IP, UDP et TCP

Exercice 17

Quiz 17