Section 2: L

1
Linternet, le protocole TCP/IP et le modèle
client-serveur
2
LInternet est un système ouvert

• La documentation technique détaillée est gratuite
  et publiquement disponible
• Les logiciels gratuits et ouverts sont
  disponibles
• Lexpertise technique y est facilement accessible

3
Architecture ouverte

• Standards ouverts, normes
• Protocoles et conversions réseaux
• Données, documents, fichiers en tout genre
• Interface dappel (API) standardisé pour les
  logiciels
• Tests dacceptation
• Référence disponible
• Logiciels ouverts
• Bien public et commun
• Composants recyclés et réutilisables
• Code source
• Accessible
• Distribuable
• Modifiable

4
Implication des systèmes ouverts

• Une grande variété dimplémentations des
  standards, par exemple TCP/IP
• Le coût de lutilisation est faible
• Haut niveau de compatibilité
• Un écosystème riche
• Entreprises qui vendent et supportent des produits

5
Exemples de systèmes ouverts

• TCP/IP
• HTTP
• Linux
• Apache
• Sendmail

6
Histoire de lInternet (i)

• ARPA (Agence américaine) démarre le réseau
  ARPAnet
• ARPAnet utilise initialement le protocole NCP
• En 1974, Cerf et Kahn développe TCP/IP

7
Histoire de lInternet (ii)

• Séparation de ARPAnet entre MILnet et ARPAnet,
  ARPAnet devient lInternet
• 1982- Unix/BSD rend disponible les codes sources
  des logiciels opérant Internet
• 1990- Développement du Web au CERN
• 1993- National Center for SuperComputing
  Application (NCSA)
• Serveur et client Web accessibles

8
Introduction aux réseaux

• Topologie physique des réseaux
• Bus
• Anneau
• Étoile
• Fédération

9
Bus
Devices computers, printers etc
Terminator
10
Exemple de topologie en bus

• Ethernet
• Wi-Fi, sans fil

11
Anneau
Computer
Computer
Mass storage device
Printer
12
Exemple danneau

• Fibre pour accès aux disques

13
Étoile
14
Exemple détoile

• Concentrateur Ethernet,
• Rejoint par les postes locaux avec des paires
  torsadées par les prises murales

15
Fédération
Réseau local 1
Réseau local 2
Réseau local 3
Réseau local 4
16
Exemple de fédération

• LInternet actuel
• Fédération de réseaux locaux

17
Topologie logique

• Une architecture en couche
• Séparée en niveau de fonctionnalité
• Chaque niveau sappuie sur les capacités de la
  couche inférieure
• Les niveaux les plus bas sont proches du matériel
• Cette séparation en couche permet une division du
  travail et des préoccupations

18
Modèle de référence simplifié
A1
A2
19
Principes des couches

• Réduire la complexité des logiciels
• La couche N-1 offre ses services à la couche N
• La couche supérieure (N) na pas besoin de savoir
  comment les services à la couche N-1 sont
  implémentés
• Les entités paires utilisent des protocoles pour
  communiquer.
• Les protocoles sont des règles déchange de
  message et des conventions entre les entités
  paires
• Les messages forment une chorégraphie

20
Modèle OSI

• Le modèle OSI a été défini par l'Internatinal
  Standardization Organisation (ISO).
• Ce modèle se décompose en 7 couches.
• Les services de chaque couche peuvent interagir
  uniquement avec les services des couches
  contigües, via un Service Access Point (SAP).
• Chaque couche définit un protocole de niveau N et
  échange des Protocol Data Unit de niveau N
  (N-PDU).
• Chaque N-PDU est encapsulé dans (N-1)-PDU.

21
Division en niveaux (TCP/IP et OSI)
Applications 7 Applications
Transport (TCP) 6 Présentation
Transport (TCP) 5 Session
Transport (TCP) 4 Transport
Couche Inter-réseau (IP-Internet Protocol) 3 Réseau
Couche accès au réseau 2 Liaison de données
Modem, Éthernet, FDDI, ATM 1 Physiques
22
Description des couches

1. Physique -gt Brochage, Tensions...
2. Liaison de Données -gt Structuration, Correction,
   Accès au medium...
3. Réseau -gt Routage, Fragmentation. Communication
   entre systèmes
4. Transport -gt Communication entre processus
5. Session -gt Connexion, Déconnexion.
6. Présentation -gt Structuration des données typées.
7. Application -gt Communication entre "utilisateurs 

23
Suite des protocoles Internet

• Application
• HTTP, HTTPS, FTP, IMAP, IRC, NNTP, POP3, SIP,
  SMTP, SNMP, SSH, Telnet, BitTorrent
• Transport
• TCP, UDP, DCCP, SCTP, RTP, UDP, IL, RUDP
• Réseau
• IPv4, IPv6, ...
• Liaison de données
• Ethernet, Wi-Fi, Token ring, FDDI, PPP, ...
• Physique
• RS-232, EIA-422, RS-449, EIA-485, 10BASE2,
  10BASE-T, ...

24
Les applications de lInternet (i)

• HyperText Transfer Protocol (HTTP),
• Utilisé pour le transfert de documents Web
• File Transfert Protocole (FTP),
• pour le transfert de fichiers
• Simple Mail Transfer Protocol (SMTP),
• pour le courrier électronique
• Network News Transfer Protocol (NNTP)
• Pour les news et les babillards électroniques
• Telnet, Terminal Emulation
• pour les connections en mode ligne
• Internet Relay Chat (IRC) pour le clavardage
• Gnutella pour léchange de fichiers
• peer to peer

25
Les applications de lInternet (ii)

• Ligthweight Directory Access Protocol (LDAP)
• Service pour les répertoires distribués
• Kerberos, pour la sécurité
• Network Time Protocol (ntp)
• Pour la synchronisation du temps
• Network File System (NFS)
• utilisé pour le partage des fichiers

26
Les applications de lInternet (iii)

• Trivial File Transfer Protocol (TFTP)
• utilisé pour la transmission rapide de fichiers
• Transmission Control Protocol (TCP),
• Utilisé pour le contrôle dune session de
  communication.
• User Datagram Protocol (UDP),
• Utilisé pour la transmission rapide dun petit
  message, non fiable.
• Internet Protocol (IP),
• Routage des packets dun réseau à un autre réseau

27
Lidentification des ordinateurs

• Une fonction de base de nimporte quel réseau est
  ladressage unique et universel
• Ladresse physique
•  MAC Address 
• Numéro unique de fabrication de la carte réseau
• 009027178c3c
• Ladresse logique ladresse IPv4
• La notation décimale, avec 4 chiffres dun octet,
  identifie ladresse numérique IP de lordinateur
• 132.204.70.11
• Ladresse avec le nom internet
• bor.iro.umontreal.ca

28
Ladresse physique

•  MAC Address 
• Numéro unique de fabrication de la carte réseau
• 009027178c3c
• 6 octets, 48 bits
• notation hexadécimale
• organizationally unique identifier
• OUI 22 bits
• organizationally unique address
• OUA 24 bits
• Peut être modifiée par programme!
• Tout 1 ladresse MAC globale

29
Les adresses IPv4

• 4 types dadresses Classe A, Classe B, Classe C,
  Classe D
• Classe A
• premier bit à 0
• 7 bits suivant numéro de réseau
• 3 octets suivant ladresse de lordinateur
• Classe B
• 2 premiers bits à 10
• 6 bits et 1 octet suivant adresses du réseau
• 1 octet, adresse du sous-réseau dans
  linstitution
• dernier octet adresse de lordinateur

30
Les adresses IP (ii)

• Classe C
• 3 premiers bits à 110
• 21 bits suivant donne ladresse du sous-réseau
• Dernier octet adresse de lordinateur
• Classe D
• 3 premiers bits à 111
• Les autres octets spécifient une adresse
  multidestinataire
• Par exemple
• Lheure
• un canal de vidéo numérique
• Des tics de synchronisation

31
Exemple une adresse de classe A
7 bits
1 bit
24 bits
Adresse du réseau
Adresse de lordinateur
32
La notation décimale
4 octets de 0 à 255, réflètant les 32 bits
utilisés dans lInternet
Exemple
101.23.111.128
33
Ladresse de retour arrière

• Loopback address
• 127.0.0.1
• Tout paquet envoyé à cette adresse revient à cet
  ordinateur
• Idéal pour faire des tests
• Idéal pour faire des exercices de réseau sur un
  seul ordinateur

34
Problèmes de IPv4

• Les quatre milliards d'adresses IP théoriquement
  disponibles
• ne sont pas utilisables en grande partie
• Elles sont destinées à des usages particuliers le
  multicast
• Appartiennent déjà à des sous-réseaux importants,
  les réseaux de classe A et B
• Américains, Européens, Canadiens
• Pénurie d'adresses
• Partiellement compensée par
• la Traduction d'Adresse et de Port Réseau
  (NAPT)-(Network Address Translation)
• L'attribution dynamique d'adresses
• Assouplir le découpage en classes des adresses
  (CIDR).

35
IPv6

• Conçu en 1995
• Des adresses à 128 bits
• Augmentation de 232 à 2128 des adresses
  disponibles 
• 64 premiers bits de l'adresse IPv6 servent
  généralement à l'adresse de sous-réseau
• 64 bits suivant identifient l'hôte à l'intérieur
  du sous-réseau
• Sécurité - Ipsec
• Qualité de service QoS
• Garantie de bande passante
• Configuration et renumérotation automatique

36
Les serveurs de noms de domaine (DNS)

• Permet dassocier un nom à chaque adresse
  internet IP
• Gère la correspondance entre le nom internet
  utilisé dans les URL, et l'adresse IP
• Les noms sont organisés hierarchiquement, 4
  niveaux
• Premier niveau
• .com, .edu, .biz, .net, .org, .mil (domaine par
  secteur)
• .ca, .fr, .it (domaine par pays)
• Deuxième niveau
• .qc, .on (province)
• Ibm, cgi, videotron, bell, umontreal
  (compagnies/organisations)

37
Un exemple
Pays dorigine
www.iro.umontreal.ca
Nom de lordinateur
Nom de lorganisationccanadienne
Nom du département
38
Hierarchie
com edu gov uk fr
athena.cs.mit.edu
mit
Lordinateur athena dans le département cs au MIT
du domaine educatif
cs
athena
39
Les Serveurs de noms

• "Domain Name Service DNS"
• Service bottins de noms distribués
• Hierarchique et transversal
• Les noms locaux sont gérés localement
  .umontreal.ca. est géré à l'Université de
  Montréal
• Les noms nationaux sont gérés par un organisme
  national, par ex ca. et qc.ca.
• La racine "." est distribué à travers le monde
• De A à M.ROOT-SERVER.NET
• États-Unis, Japon, Europe

40
Protocoles client-serveur

• Un réseau peut être perçu comme un ensemble de
  clients et de serveurs
• Un serveur fournit un service
• Un serveur Web fournit des documents Web
• Le client demande les services fournit par un
  serveur

41
Port et socket

• Un port est un concept logique de TCP/IP, à ne
  pas confondre avec un port matériel
• Un port, chiffré sur 16 bits,
• Il identifie un canal de communication local à
  une machine
• Certains port sont dédiés à certaines applications

42
Multiplexage et démultiplexage
Port xx
Port yy
Internet
Machine B
Machine A
43
Quelques ports serveur dédiés

• Numéro de port inférieur à 1024
• 80 est dédié au traffic Web
• 25 est utilisé pour le courrier électronique
• Simple Mail Transfer Protocol
• 110 est utilisé pour le Post Office Protocol
• POP, version 3
• 20, 21 sont utilisés pour le transfert de
  fichiers
• FTP

44
Canal de communication

• Fil de messages
• Suite de caractères
• A la base
• Messages unidirectionnels
• 2 fils de messages unidirectionnels
• forment un canal bi-directionnel

45
Un socket

• Un socket est une connexion dans un ordinateur
• Adresse IP (4 octets) numéro de port (2
  octets)
• Deux types de connexion
• Mode connecté, avec TCP
• Mode non connecté, avec UDP
• Pour le mode connecté
• Socket serveur,
• en écoute universelle, en attente dappel
• Utilisé pour créer les sockets de connexion
• Socket de connexion
• dédié à une connexion en cours

46
Une conversation TCP/IP

• Initiée par le client sur le socket serveur
• Poursuivie sur une connexion dédiée
• 2 sockets, un à chaque extrémité de la connexion
• Adresse Ip numéro du port dorigine
• Adresse IP numéro du port de destination

47
Les sockets en Java

• Java contient les objets pour gérer les sockets,
  les sockets serveur et les files (streams)
  dentrées-sorties
• ServerSocket
• Socket
• InputStream
• OutputStream
• BufferedReader
• PrintWriter

48
Les sockets et lentrée en Java
Socket ss new Socket(bor.iro.umontreal.ca,
2048) InputStream is ss.getInputStream() Buffe
redReader bf new BufferedReader(new
InputStreamReader(is))
Crée un BufferedReader à lordinateur bor du iro
sur le port 2048. Les données peuvent maintenant
être lues.
49
Les sockets et la sortie en Java
Socket ss new Socket(archer.open.ac.uk,
2048)OutputStream os ss.getOutputStream()Pri
ntWriter pw new PrintWriter(os, true)
Sets up a PrintWriter object attached to the
computer archer at the Open University. The
client can then write data to this computer. Note
that true in the PrintWriter constructor flushes
data from the buffer automatically
50
La classe ServerSocket

• Utilisée pour construire un socket en mode écoute
  du côté serveur
• A un constructeur qui spécifie le port qui doit
  être utilisé
• La méthode accept bloque jusquà ce quune
  requête de connexion dun client arrive
• Puis elle génére un objet socket unique pour la
  connexion.

51
Exemple dutilisation
ServerSocket ss new ServerSocket(200)//Wait
for a connectionSocket sockS
ss.accept()//Connection receivedInputStream is
sockS.getInputStream()OutputStream os
sockS.getOutputStream()// is and os can then be
used for communication// to the server
52
Clients et Serveurs

• Un serveur fournit un service comme distribuer
  des fichiers
• Un client demande un service
• Cette distinction nest pas coulé dans le béton
  et un serveur peut agir comme client sur un autre
  serveur

53
Un serveur comme client

• Fréquent dans les applications commerce
  électronique
• Exemple
• Un serveur Web appelle les services dun serveur
  de base de données pour accéder à un catalogue

54
Protocoles

• Utilisés pour la communication au sein dun
  système distribué
• HTTP est le protocole utilisé pour laccès aux
  services Web
• Décrit plus loin
• Beaucoup dautres protocoles existent
• POP3 pour le courrier électronique
• Les plus simples sont de type  requête/réponse 

55
Les protocoles synchrones

• Modèle requête/réponse
• Simple
• souvent du texte sur une connexion
• Un client
• émet une requête
• reçoit une réponse
• Le serveur
• Reçoit la requête
• Retourne la réponse

56
HTTP est le meilleur exemple

• a une commande qui requière une page HTML,
• la réponse est soit la page, soit un message
  derreur

57
Les protocoles asynchrone

• Selon un modèle
• Ranger et faire suivre
• Store and forward
• Construit en assemblant les protocoles synchrones
• Chaîne
• client1-serveur2-serveur3-client4
• Suites de Requête/Réponse
• A chaque maillon de la chaîne
• les serveurs rangent les messages
• Puis, retransmettent les messages au suivant de
  la chaîne

58
Exemple Le courrier électronique

• La chaîne humain-agent-serveur-serveur-agent-huma
  in
• Serveurs de courrier électronique
• Protocole SMTP entre les serveurs
• En-tête de message
• Logiciels humain-agent de courrier
• Netscape, section Messenger
• Outlook Express
• Service Web de courrier (Hotmail)
• Protocoles agent-serveur
• Protocole POP
• Protocole IMAP
• Contenus multiples
• Types MIME

59
Protocole SMTPContenu d'un message (i)

• En-têtes
• Received from outmta031.topicadirect.com
  (outmta031.topicadirect.com 64.209.191.215) by
  hercule.cirano.qc.ca (8.9.3/8.9.3) with SMTP id
  RAA12085 for ltrgl_at_cirano.umontreal.cagt Thu, 30
  Aug 2001 171252 -0400
• To developerWorks ltdeveloperworks_at_ibm.email-publi
  sher.comgt
• From IBM developerWorks ltdeveloperworks_at_ibm.email
  -publisher.comgt
• Subject IBM developerWorks JavaMail J2EE SAX
  Perl - 08/30/2001
• Date Thu, 30 Aug 2001 140000 -0700
• Message-ID lt11526.900008993.1837295047-738719082-
  999205564_at_topica.comgt
• Mime-Version 1.0
• Content-Type text/html

60
Contenu d'un message (ii)

• Content-Type multipart/mixed boundary"----_Nex
  tPart_000_0004_01C12BF5.18795030"
• ------_NextPart_000_0004_01C12BF5.18795030
• Content-Type text/plain charset"iso-8859-1"
• Content-Transfer-Encoding 8bit
• Voici mon fichier électronique.

61
Courrier électronique

• Simple, simple, trop simple
• Lémetteur du message
• Peut complètement le construire à sa guise
• Et ainsi forger les signatures des en-têtes

62
Serveurs classiques

• Serveurs de fichiers
• Serveurs de base de données
• Serveurs collaboratifs
• Serveurs Web
• Serveur de courrier électronique
• Serveur dimpression
• Serveur dobjets distribués

63
Références

• Introduction générale
• http//www.commentcamarche.net/internet/internet.p
  hp3
• TCP/IP et les réseaux
• http//www.ens-lyon.fr/mquinson/reseaux.html
• Programmation Java
• http//java.sun.com/docs/books/tutorial/networking
  /index.html