Introduction

La plupart des réseaux informatiques, y compris les Intranets, se basent aujourd'hui sur les protocoles TCP/IP, qu'il convient de bien maîtriser avant d'aborder des volets plus complexes des réseaux, tels que l'ATM (Asynchronous Transfer Mode), l'intégration d'IP et d'ATM, et diverses technologies visant à faire évoluer l'Internet vers un réseau intégré offrant des services de qualité aux applications multimédias.

Au terme de ce cours, les participants auront acquis une connaissance suffisante des grands principes qui sous-tendent l'Internet et ses protocoles de réseau et de transport, et auront compris les aspects importants des protocoles TCP/IP, prérequis à toute formation plus approfondie en réseau.

Table des matières

1. Introduction - L'Internet aujourd'hui

2. Architecture de communication TCP/IP

   Cette architecture sera brièvement présentée et comparée au modèle de référence OSI de l'ISO. Le c?ur de cette architecture est constitué des couches de réseau et de transport dont les principes seront étudiés plus en détail dans les sections suivantes

3. Routage

   Une des fonctions principales de la couche de réseau est le routage des paquets de données. Ce routage est dynamique car les routeurs mettent constamment à jour leurs tables. Les deux grandes catégories de protocoles, seront présentées, ainsi que leurs avantages et inconvénients : le routage à vecteur de distance (distance-vector, par exemple RIP) et le routage à état de lien (link-state, par exemple OSPF : Open Shortest Path First). Lorsque les réseaux deviennent trop grands, il est nécessaire de les structurer; ce qui conduit au routage hiérarchique. Une hiérarchie est également nécessaire pour permettre l'existance de protocoles de routage distincts dans différents systèmes autonomes (p.ex. ISP) de l'Internet. Dans ce cas, un protocole de plus haut niveau assure le routage entre les systèmes autonomes (par exemple BGP : Border Gateway Protocol).

4. L'interconnexion de réseaux

   L'Internet est constitué de milliers de réseaux interconnectés et hétérogènes, locaux ou non, avec entre autres des formats de trames et d'adresses différents. L'homogénéisation de cette structure est donc fondamentale et constitue la deuxième fonction clé de la couche de réseau. Elle est réalisée grâce d'une part à l'encapsulation et au tunneling des paquets, et d'autre part à l'existence d'un adressage unique et hiérarchique (adresses IP). La structure des adresses sera présentée, ainsi que la manière de la raffiner (concept de sous-réseau) ou de la modifier (CIDR : Classless InterDomain Routing). Nous verrons aussi comment on peut attribuer dynamiquement des adresses (DHCP : Dynamic Host Configuration Protocol) et mettre en correspondance les adresses IP avec les adresses des sous-réseaux sous-jacents (ARP : Address Resolution Protocol). Un autre problème abordé est la fragmentation et le réassemblage des paquets afin de permettre le transit par des sous-réseaux dont les trames de données sont de taille limitée. Les aspects pertinents de la nouvelle version d'IP, IPv6, seront aussi présentés.

5. Le contrôle d'erreur

   La couche de réseau se limite à offrir un service d'interconnexion. Elle n'offre aucune garantie quant à l'absence de pertes, ou à l'ordre des paquets de donnée. Toutes les fonctions de contrôle d'erreur, si nécessaire, sont réalisées par un protocole de transport, en l'occurrence TCP, qui permet d'ouvrir et de fermer une connexion de façon fiable, et de transférer des données sans erreur.

6. Le contrôle de flux et de congestion

   Le protocole de transport veille aussi à ajuster le taux d'envoi des paquets de données en fonction des capacités du récepteur (contrôle de flux) et du réseau (contrôle de congestion). Les mécanismes particuliers mis en ?uvre par TCP pour réaliser ces fonctions (slow-start, fast retransmit and recovery) seront expliqués.

7. Autres aspects de la couche de transport

   D'autres fonctions, tels que la gestion des temporisateurs, l'adressage et les primitives d'accès au service de transport (socket) seront également abordées. Enfin les applications multimédias n'utilisent pas TCP, mais se basent sur le protocole de transport sans connexion UDP qui n'offre aucun contrôle d'erreur, ni de flux. Dans ce cas, ces applications utilisent en plus les protocoles RTP/RTCP sur UDP.

8. L'évolution de l'Internet

   Un bref aperçu des défis à relever par l'Internet sera présenté en guise de perspective et d'introduction aux autres cours du programme.

Présentateur

Ses recherches en réseau portent sur l'étude de TCP/IP sur des réseaux ATM, et sur la conception de nouvelles architectures de communication et protocoles middleware multipoints offrant de meilleures qualités de service aux applications multimédias, notamment par des réseaux actifs. Il est aussi très renommé dans le domaine des spécifications formelles de protocole pour ses contributions au langage ISO LOTOS et à la vérification des protocoles de sécurité. Il a participé à plusieurs projets européens de recherche (ESPRIT, COST, RACE et ACTS).

Guy Leduc est le président du groupe de travail WG6.1 de l'IFIP (International Federation for Information Processing). Il a organisé le 13è congrès sur "Protocol Specification, Testing and Verification" et le 6è Colloque Francophone sur l'Ingénierie des Protocoles. Il est membre de nombreux comités internationaux, et représentant belge de l'action européenne COST 264 sur "Enabling Networked Multimedia Group Communication". Il est lauréat des prix Bell Telephone 1985, SWIFT 1989, IBM-Belgium 1991 et Siemens 1995.

Informations sur le programme technique Prof. André Danthine Université de Liège Institut Montefiore B28 B-4000 LIEGE (Belgique) Phone : + 32 4 366.26.90 Fax : + 32 4 366.29.89 E-mail : Andre.Danthine@ulg.ac.be

Bureau Administratif Mme Michèle Delville A.I.M. Rue Saint Gilles, 31 B-4000 LIEGE 1 (Belgique) Phone: + 32 4 222.29.46 Fax: + 32 4 222.23.88 E-mail : aimulg@misc.ulg.ac.be