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Les Réseaux Informatiques

Les Réseaux Informatiques. Couche Transport Protocoles UDP & TCP. Laurent JEANPIERRE 2005 - 2006. Contenu du cours. Introduction Notion de port Protocole UDP Protocole TCP Mode connecté, accusés de réception Notion de fenêtrage Notion de segments, N° de séquence L’entête TCP.

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Presentation Transcript

  1. Les Réseaux Informatiques Couche Transport Protocoles UDP & TCP Laurent JEANPIERRE 2005 - 2006 Département Informatique

  2. Contenu du cours • Introduction • Notion de port • Protocole UDP • Protocole TCP • Mode connecté, accusés de réception • Notion de fenêtrage • Notion de segments, N° de séquence • L’entête TCP Département Informatique

  3. Rôle des couches OSI (4) • Couche transport • Communication de bout en bout • Abstraction de la structure du réseau • Donnée  Message • Multiplexage • 1 machine n services • 1 servicen machines Transport Réseau LLC MAC Couche Physique Département Informatique

  4. Rôle des couches OSI (4) • Couche transport • UDP • Non connecté • Rapide • Aucune garantie • TCP • Connecté • Messages remis dans le bon ordre • Aucun message perdu • Aucun message abîmé Transport Réseau LLC MAC Couche Physique Département Informatique

  5. Fondations et Besoins • La couche Réseau permet • Envoi de données de taille quelconque • Adressage unique des machines • Contact d’une machine arbitraire (routage) • MAIS • Aucune garantie d’arrivée • Aucun respect de l’ordre des paquets • Une seule connexion par machine Département Informatique

  6. Contenu du cours • Introduction • Notion de port • Protocole UDP • Protocole TCP • Mode connecté, accusés de réception • Notion de fenêtrage • Notion de segments, N° de séquence • L’entête TCP Département Informatique

  7. Notion de port • 1 port  1 point d’accès dans 1 machine • « adresse » de service • Numéro sur 16 bits (0  65535) • Deux classes de ports • 0  1023 : Ports réservés « well known ports» www.iana.org/assignments/port-numbers • 1024  65535 : Ports libres (ou presque) • Pas d’utilisation précise (quoique…) • Souvent alloués à la demande, par l’O.S. Département Informatique

  8. Contenu du cours • Introduction • Notion de port • Protocole UDP • Protocole TCP • Mode connecté, accusés de réception • Notion de fenêtrage • Notion de segments, N° de séquence • L’entête TCP Département Informatique

  9. User Datagram Protocol • Un transfert UDP est caractérisé par : • Machine source • Machine destination • Port source • Port destination • Connexion à usage unique • Le port client est rendu après utilisation • Le port serveur attend un autre client Département Informatique

  10. Exemple • Le protocole HTTP • Surcouche de UDP (ou de TCP…) • Requête HTTP : • Le Client demande un port UDP •  1843 • Le Client envoie datagramme • IP client : 1843  IP serveur : 80 • Le Serveur envoie une réponse (page Web) • IP serveur : 80  IP Client : 1843 • Le port 1843 est rendu à la machine Client Département Informatique

  11. Trame UDP Entête UDP : • Port source (16 bits) • Port destination (16 bits) • Longueur totale (16 bits) • Entête : 8 octets • Données : 0  65527 octets • Somme de contrôle (16 bits) • Entête UDP + Données UDP • Pseudo-entête IP (…) Département Informatique

  12. 8 octets 20 octets 8 octets 1472 octets 8 octets 20 octets 1480 octets Trame UDP (2) Entête Ethernet Entête IP Entête UDP Données Entête Ethernet Entête IP Données Département Informatique

  13. Bilan UDP • Protocole léger • 8 octets pour 64Ko • Ports clients à usage unique • 1 Port serveur sert plusieurs clients • Multiplexage temporel • Aucune garantie • D’ordre • D’arrivée Département Informatique

  14. Contenu du cours • Introduction • Notion de port • Protocole UDP • Protocole TCP • Mode connecté, accusés de réception • Notion de fenêtrage • Notion de segments, N° de séquence • L’entête TCP Département Informatique

  15. Le protocole TCP • Transport Control Protocol • Communication en mode connecté • Ouverture d’un canal • Communication Full-Duplex • Fermeture du canal • La connexion sécurise la communication • Ordre garanti • Arrivée garantie Département Informatique

  16. Arrivée garantie • Comment savoir si un paquet arrive ? •  Accusé de réception Machine 1 Machine 2 Envoi de message Réception Accuse réception Reçoit accusé Envoi suite du message Trop long ! Ré-envoi du message Réception Accuse réception Département Informatique

  17. Contenu du cours • Introduction • Notion de port • Protocole UDP • Protocole TCP • Mode connecté, accusés de réception • Notion de fenêtrage • Notion de segments, N° de séquence • L’entête TCP Département Informatique

  18. Utilisation du réseau • Gaspillage de bande passante ! • Envoi de données • Attente • Envoi d’acknowledge • Attente • … • On peut faire mieux ! •  fenêtrage Département Informatique

  19. Fenêtres TCP • Idée : prendre de l’avance sur les réponses •  fenêtre glissante D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 Département Informatique

  20. Contenu du cours • Introduction • Notion de port • Protocole UDP • Protocole TCP • Mode connecté, accusés de réception • Notion de fenêtrage • Notion de segments, N° de séquence • L’entête TCP Département Informatique

  21. Notion de segments • UDP gère des messages • TCP gère une communication • Echange soutenu entre deux machines • Durée importante (millisecondes  jours) • Messages  Flux de données • Taille inconnue à l’avance •  segmentation à la volée • TCP gère des segments de 64K (ou moins) Département Informatique

  22. Réception des segments • Ressemble à la fragmentation IP • Ordre nécessaire pour recomposer le message • IP ne garantit pas l’ordre • Chaque paquet est routé séparément • Certains routeurs équilibrent la charge des réseaux •  routes différentes pour paquets successifs • Problème de la perte de trames •  trou dans la séquence ( retransmission) • Fenêtre glissante  retard d’un segment (ou +) •  les segments sont reçus en désordre Département Informatique

  23. Notion de séquence • Introduction d’un « numéro de segment » •  introduit un ordre sur les segments •  permet d’accuser réception d’un segment •  permet de détecter les trames perdues • Un même numéro ne doit pas être réutilisé • Risque de confusion •  32 bits (>4 milliards) •  durée de vie limitée (2 minutes) Département Informatique

  24. Choix du numéro de séquence • Rappel : • Donne un numéro d’octet • Spécifique à une connexion donnée • Mêmes IPs • Mêmes ports • Unique par période de 2 minutes • Choix basé sur l’horloge de la machine • +1 toutes les 4 ms Département Informatique

  25. Numéros de séquence (2) • Numéro initial variable • Comment identifier le premier segment ? •  Synchronisation nécessaire • Elément essentiel de l’ouverture de connexion • « three-way handshaking » • Synchro, Séq = xxx • Synchro, Séq = yyy; Ack xxx+1 • Ack yyy+1 Département Informatique

  26. Contenu du cours • Introduction • Notion de port • Protocole UDP • Protocole TCP • Mode connecté, accusés de réception • Notion de fenêtrage • Notion de segments, N° de séquence • L’entête TCP Département Informatique

  27. Longueur de l’entête En mots de 32 bits Entête TCP Port Source Port Destination Numéro de séquence Numéro d’acknowledge Réservé Drapeaux Long Urgent Acknowledge Push Reset Synchro Fin Département Informatique

  28. Entête TCP Port Source Port Destination Numéro de séquence Numéro d’acknowledge Long Réservé Drapeaux Taille de fenêtre Somme de contrôle d’erreurs Pointeur Urgent Options Département Informatique

  29. Bilan Une connexion TCP : • Ouverture de connexion • Synchronisation • Acknowledge Synchronisation • Envoi de trames selon fenêtre disponible • Si accusé réception • décaler la fenêtre • Si TimeOut • ré-envoyer le segment fautif • Envoi trame de fin • Accuse réception de la trame de fin Département Informatique

  30. TCP Avancé • Acknowledges cumulés • Acquitte le prochain octet attendu • N’acquitte pas les trames après un ‘trou’ • Fenêtre de congestion • Adapte la fenêtre au réseau • Si reçoit tous acknowledges, Fenêtre += 1 • Si retransmission, Fenêtre /= 2 • Démarrage lent • Initialement, Fenêtre = 1 Département Informatique

  31. Exemple : Envoi unilatéral de segments de 1Ko D1 : Séq=1565 ACK 124 D3 : Séq=3565 ACK 124 TimeOut D1 D1 : Séq=1565 ACK 124 D0 : Séq=565 ACK 124 D2 : Séq=2565 ACK 124 SYN Séq=564 ................ ACK 1565 SYN Séq=123 ACK 565 ACK 3565 Département Informatique

  32. Conclusion • La couche 4 améliore les services de couche 3 • UDP • Multiplexage de services • Protocole très léger • TCP • Multiplexage de services • Full-Duplex • Service garanti • Acknowledges  arrivée garantie des segments • Séquençage  ordre garanti des segments • Acknowledges cumulés  pas trop de gaspillage Département Informatique

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