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L'architecture des RESEAUX TCP/IP

Services, utilisations, implémentation, administration, sécurité

21 février 2017

Jacques PHILIPP

TABLE DES MATIERES

1. Architecture et normalisation des systèmes distribués 11

1.1 Définitions et concepts de base 11

1.1.1 Activités 11

1.1.2 Schéma de base 13

1.1.3 Compléments de Théorie du signal 13

1.1.4 Modulation 14

1.1.5 Transmission 17

1.1.6 Supports physique 18

1.1.7 Types de liaison 18

1.1.8 Topologie des réseaux 19

1.1.9 Gestion des erreurs de transmission 21

1.2 Principes de base des systèmes de communications et normalisation 22

1.2.1 Principes généraux de conception des couches 23

1.2.2 Fonctions de transport et de traitement 24

1.2.3 Couche physique 24

1.2.4 Couche liaison 24

1.2.5 Couche réseau 25

1.2.6 Couche transport 26

1.2.7 Couches hautes 28

1.2.8 Encapsulation des données 30

1.3 Modèle serveur-client 30

1.3.1 Le problème des accès concurrents 31

1.3.2 Le modèle des lecteurs et des rédacteurs 32

1.3.3 Méthodes de verrouillage d'accès 33

2. Réseaux locaux 34

2.1 Généralités sur les réseaux locaux 34

2.1.1 Généralités 34

2.1.2 Services rendus par les réseaux locaux 35

2.1.3 Classification des réseaux locaux 36

Topologie des réseaux locaux 37

2.1.4 Réseaux en étoile 37

2.1.5 Réseaux en boucle : le réseau Token Ring 37

2.1.6 Réseaux en bus : le réseau Ethernet à 10 Mbits/s 40

2.2 Premiers réseaux de PC 43

2.3 Contraintes d'exploitation des réseaux locaux 43

2.4 Normalisation des réseaux locaux 44

2.5 Installation d'un réseau local 45

2.6 Interconnexions de réseaux locaux aux niveaux 1 et 2 45

2.6.1 Nom, adresse, route 45

2.6.2 Répéteurs 46

2.6.3 Ponts 47

2.7 Interconnexion de réseaux distants 50

2.7.1 Généralités sur les Wan 50

2.7.2 Techniques de commutation 50

2.7.3 X25 et le réseau Transpac 52

2.7.4 Le RNIS 52

2.7.5 ATM 54

2.7.6 Le relais de trames 55

2.8 Conclusions sur les réseaux locaux 56

2.9 Bibliographie du présent chapitre 56

3. SERVICES RESEAUX traditionnels dans le monde TCP/IP 57

3.1 Historique 57

3.2 Présentation des services traditionnels 57

3.2.1 Services de la DARPA 57

3.2.2 Services BSD (Berkeley) 60

3.2.3 Services répartis et distribués 60

3.2.4 Services traditionnels basés sur des protocoles de communication asynchrones 62

3.2.5 Autres services Berkeley 62

3.2.6 Service de noms 63

3.2.7 Autres services réseau 63

3.2.8 Contraintes de sécurité 64

3.3 Le réseau Internet 65

3.3.1 Historique et architecture 65

3.3.2 Philosophie de l'Internet 65

3.3.3 Les services disponibles 65

3.3.4 World Wide Web 66

3.3.5 Le service des news 67

3.4 Commandes usuelles 68

3.4.1 Notions sur la Base de données réseau 68

3.4.2 Services DARPA (ftp-telnet/ssh) 69

3.4.3 Services BSD (r-commandes) 71

3.4.4 Impression distante 72

3.5 Communication entre utilisateurs 73

3.5.1 Validation de la réception de messages 73

3.5.2 Dialogue interractif 73

3.6 Messagerie 74

3.6.1 Graphe de fonctionnement de la messagerie 75

3.6.2 Convention d'adressage et types de stations 75

3.6.3 Agents utilisateurs 76

3.6.4 Fichiers de configuration de la messagerie électronique 78

3.7 Services répartis et distribués 80

3.7.1 NFS 80

3.7.2 NIS 81

3.7.3 Informations générales sur l'état du réseau 82

3.8 L'interface graphique XWindow 83

3.8.1 Généralités sur XWindow 83

3.8.2 Historique 83

3.8.3 Architecture de XWindow 84

3.8.4 L'interface homme-machine (IHM) 84

3.8.5 Les boites à outils 85

3.8.6 La bibliothèque Xlib 85

3.8.7 Les applications X 86

3.8.8 Les gestionnaires de fenêtres 87

3.8.9 Lancement de X11 88

3.9 Réseaux bureautiques 88

3.9.1 Connexion PC TCP/IP 88

3.9.2 Le monde McIntosh 89

3.9.3 L'architecture Novell 89

3.10 L'architecture client-serveur et les bases de données 90

3.10.1 Historique 90

3.10.2 Serveur 91

3.10.3 Normes 91

3.10.4 Le moteur 92

3.10.5 Les SGBDOO 92

3.10.6 Les clients 93

3.10.7 DCE 93

3.10.8 Tuxedo 93

3.10.9 Encina 94

3.10.10 Conclusions 95

3.11 Graphe récapitulatif des services réseaux 96

3.12 Etudes de cas 96

3.12.1 Réseaux 97

3.12.2 Services 97

3.13 Exercices 98

3.13.1 Services DARPA-BSD 98

3.13.2 Outils de communication divers 99

3.13.3 Exercices sur l'utilisation de XWindow 99

3.14 Bibliographie du présent chapitre 100

4. L'architecture du système de communication TCP/IP dans le monde Unix 101

4.1 Le système de communications BSD 101

4.2 évolutions système V 102

4.3 Architecture du système de communications BSD 102

4.4 La Couche socket et ses API 103

4.4.1 Définition d'un socket 103

4.4.2 Type, domaines de communication et famille de protocoles 104

4.4.3 Création 105

4.4.4 Dialogue en mode connecté 105

4.4.5 Dialogue en mode non connecté 106

4.4.6 Graphe d'état d'un socket 107

4.5 Implémentation SYSTEM V 107

4.5.1 Généralités sur les streams 107

4.5.2 Streams et flots 108

4.5.3 Modules 109

4.5.4 Message 110

4.5.5 Services d'un module 111

4.5.6 Appels système 111

4.5.7 Ordonnancement 112

4.5.8 Multiplexage de modules 113

4.5.9 Fichiers de configuration 114

4.5.10 Flots et API 114

4.6 Implémentation BSD 115

4.6.1 Structures mbuf 115

4.6.2 Cluster 115

4.6.3 Tampons d'émission et de réception 116

4.6.4 Interface socket protocoles 116

4.6.5 Structure ifnet 116

4.6.6 Traitement d'une trame Ethernet 117

4.7 Bibliographie du présent chapitre 118

5. La famille des pROTOCOLES tcp/ip 119

5.1 Introduction 119

5.2 Protocoles de niveau réseau IP et ICMP 119

5.2.1 Le protocole IP 119

5.2.2 L'adresse IP 122

5.2.3 Le protocole ICMP 124

5.3 Principes de base du routage IP 125

5.3.1 Routage Ethernet 125

5.3.2 Routage Internet 126

5.3.3 Protocoles de résolution d'adresse 126

5.3.4 Routeurs 127

5.3.5 Routage statique et routage dynamique 127

5.3.6 Routage direct ou indirect 128

5.3.7 Sous réseau 129

5.4 Protocoles de routage 130

5.4.1 Généralités 130

5.4.2 Système autonome 130

5.4.3 Les protocoles IGP et EGP 131

5.5 Protocoles de routage IGP de type vecteur de distance 131

5.5.1 Définition 131

5.5.2 Le protocole RIP 132

5.5.3 Le protocole IGRP 134

5.6 Protocoles de routage IGP de type SPF 134

5.6.1 Le protocole OSPF 134

5.6.2 Le protocole HELLO 135

5.6.3 Implémentation des différents protocoles 135

5.6.4 Passerelles IP et X25 135

5.7 Evolutions de l'adresse IP 136

5.8 Le protocole DHCP 137

5.9 Protocoles de Transport 138

5.9.1 Le protocole UDP 138

5.9.2 Le protocole TCP 139

5.10 protocole SNMP d'administration de réseau 144

5.10.1 Généralités sur l'administration de réseau 144

5.10.2 Origines 145

5.10.3 Serveurs et clients SNMP 146

5.10.4 Structure des objets de la MIB 147

5.10.5 Accès et statut 148

5.10.6 Protocole de transport utilisé par SNMP 148

5.10.7 Primitives du protocole SNMP 149

5.10.8 Communauté et authentification 150

5.10.9 Autorisation 150

5.11 Protocoles de niveau de niveau session et présentation 151

5.11.1 Le protocole de niveau session RPC 151

5.11.2 Le protocole de niveau présentation XDR 153

5.12 Le protocole Samba 156

5.12.1 Rappels sur le protocole netbios et les api netbeui 156

5.12.2 Les blocs de messages de serveur (SMB) 156

5.12.3 Limites de l'architecture netbios netbeui smb 157

5.12.4 Présentation de Samba 157

5.12.5 Installation 157

5.13 Bibliographie du présent chapitre 158

5.14 Exercices 158

5.14.1 Adressage IP et protocoles associés 158

5.14.2 Routage 159

5.14.3 Protocoles de transport 160

5.14.4 Protocoles de haut niveau 160

5.14.5 Protocoles d'administration de réseau 161

6. MISE EN OEUVRE des SERVICES 162

6.1 La base de données réseau 162

6.1.1 Généralités 162

6.1.2 Le fichier hosts 162

6.1.3 Le fichier networks 163

6.1.4 Le fichier hosts.equiv 163

6.1.5 Le fichier ethers 164

6.1.6 Le fichier protocols 164

6.1.7 Le processus démon serveur inetd 164

6.1.8 Le fichier des services clients 165

6.1.9 Le fichier netcroup 166

6.1.10 Procédures associées à la base de données réseau. 166

6.2 Services DARPA et Berkeley 168

6.3 NFS 168

6.3.1 Protocoles RPC et XDR 168

6.3.2 Mise en place des services NFS 168

6.3.3 La commande mount 169

6.3.4 Mise à jour du fichier exports 171

6.3.5 Un problème lié à NFS 171

6.4 NIS 171

6.4.1 Domaine 172

6.4.2 Serveur maître et serveur esclave 172

6.4.3 Mise à jour d'une liste 173

6.4.4 Fichiers de constitution des listes 173

6.4.5 Commandes d'administration associées 174

6.4.6 Problèmes de sécurité 175

6.4.7 Groupes de stations 176

6.5 Service d'impression distante SYSTEM V 176

6.5.1 Lancement de l'exécution d'une impression distante 176

6.5.2 Généralités sur le service RLP 177

6.5.3 Fonctionnement du service RLP 177

6.5.4 Service d'impression distante sous BSD 178

6.6 Messagerie 179

6.6.1 Architecture générale du système de messagerie 179

6.6.2 Agents de transport 180

6.6.3 L'agent de transport du protocole SMTP 180

6.6.4 Boites aux lettres publiques 182

6.6.5 Autres fichiers de la messagerie dans le monde Unix/Linux 182

6.6.6 Fichiers de configuration d'un utilisateur de la messagerie électronique 183

6.7 Service de noms 183

6.7.1 Le protocole DNS 184

6.7.2 Agents utilisateurs associés au service DNS 184

6.7.3 Serveurs de noms 184

6.7.4 Résolveur et résolveur inverse 186

6.7.5 Commandes associées et fichiers de configuration 187

6.7.6 Format interne des fichiers du DNS 188

6.7.7 Syntaxe associée aux fichiers 189

6.7.8 Formats selon le type d'enregistrement 189

6.7.9 Configuration des serveurs 191

6.7.10 Configuration des clients 194

6.7.11 Administration du processus démon named 194

6.8 Mise en place des routeurs 195

6.8.1 Routage statique 195

6.8.2 Routage dynamique : le protocole RIP et le démon routed 196

6.8.3 Routage dynamique : le protocole HELLO et le démon gated 197

6.9 Configuration de ftp anonyme 199

6.10 Accès concurrents et NFS 199

6.10.1 Rappels sur les méthodes de verrouillage sous UNIX 199

6.10.2 Verrous SYSTEM V 200

6.10.3 Verrous BSD 200

6.10.4 NFS et les verrous 200

6.11 Le protocole bootp 201

6.12 Exercices sur la mise en place des services 203

6.12.1 Base de données réseau 203

6.12.2 NFS et NIS 204

6.12.3 Messagerie 205

7. Installation D'UNE STATION 206

7.1 Connexion d'une station à un réseau 206

7.1.1 Configuration des contrôleurs 206

7.1.2 Démarrage des processus démons 208

7.1.3 Configuration d'un serveur de fichiers 208

7.1.4 Configuration d'un client 209

7.1.5 Protocoles de gestion des stations sans disque et des terminaux X 209

7.1.6 Station sans disque 210

7.2 Optimisation du noyau Unix 212

7.2.1 Noyau SYSTEM V 212

7.2.2 Noyau BSD 213

7.3 Installation des terminaux X 216

7.3.1 Le fichier xdm-config 216

7.3.2 Autres fichiers de configuration de xdm 217

7.3.3 Terminal X ou station sans disque 218

7.4 RFC 218

7.5 Exercices 219

8. Commandes traditionnelles d'administration dans le monde TCP/IP 220

8.1 Introduction 220

8.2 Commandes d'administration du réseau 220

8.2.1 Commandes standards TCP/IP 220

8.2.2 La commande netstat 223

8.2.3 Commandes spécifiques SUN 228

8.3 Fichiers associés au protocole snmp 229

8.3.1 Démarrage d'un agent SNMP 229

8.3.2 Le fichier snmpd.conf 229

8.3.3 Le fichier snmpd.comm 230

8.3.4 Le fichier snmpd.trap 230

8.4 Commandes associées au protocole snmp 230

8.4.1 getid 231

8.4.2 getone 231

8.4.3 getnext 231

8.4.4 getmany 232

8.4.5 getroute 232

8.4.6 setany 232

8.4.7 snmpstat 233

8.4.8 trap_rece 234

8.4.9 trap_send 234

8.5 Suivi d'exécution du protocole snmp 234

8.6 Bibliographie du présent chapitre 234

9. Les protocoles sur ports séries et le service uucp 235

9.1 Les protocoles SLIP et ppp 235

9.1.1 Le protocole SLIP 235

9.1.2 Le protocole PPP 235

9.2 Généralités sur le service uucp 237

9.2.1 Implémentation 237

9.2.2 Définition du réseau uucp 237

9.3 Agents utilisateurs 238

9.3.1 uucp 238

9.3.2 cu 239

9.4 Fichiers associés au service uucp 241

9.4.1 Répertoires 241

9.4.2 Commandes d'administration 241

9.4.3 Processus démons 241

9.4.4 Relations entre les fichiers uucp 242

9.4.5 Le fichier Systems 242

9.4.6 Le fichier Devices 242

9.4.7 Le fichier Permissions 244

9.4.8 Le fichier Dialers 244

9.5 Graphe d'état d'une connexion uucp 245

10. Principes élémentaires de Sécurité dans les réseaux TCP/IP 246

10.1 Contraintes sur les protocoles de bas niveau 246

10.1.1 Rappels sur les protocoles TCP/IP 246

10.1.2 Techniques d'attaque 247

10.1.3 Attaques par recherches d'informations 248

10.1.4 Techniques de protections contre les attaques 249

10.2 Sécurité et Internet 250

10.3 Contraintes sur les protocoles de haut niveau et les applicatifs 253

10.3.1 Mot de passe unique ou mots de passes multiples 253

10.3.2 Sécurisation et NFS 253

10.3.3 Systèmes equivalents 254

10.3.4 Services TCP 254

10.3.5 Montage distant de systèmes de fichiers 255

10.3.6 Station sans disque 255

10.3.7 Ordre de démarrage des stations 256

10.3.8 Messagerie 256

10.3.9 Charge du réseau 256

10.3.10 Démarrage 256

10.3.11 Fichiers systèmes 256

10.3.12 Serveur horaire 256

10.3.13 Contrôle des accès extérieurs 257

11. Présentation d'un système sécurisé de haut niveau d'administration de reseau 257

11.1 Introduction à Kerberos 258

11.1.1 Contrôle centralisée des services distribués 258

11.1.2 Privilèges et contrôle d'accès aux services 258

11.1.3 Service d'enregistrement 258

11.1.4 Authentification mutuelle 258

11.1.5 Intégrité et pérennité des informations transportées 258

11.1.6 Confidentialité, chiffrement et clés 259

11.1.7 Principes et architecture de Kerberos 260

11.2 L'Authentification 261

11.2.1 Les trois étapes de l'authentification 261

11.2.2 Le ticket initial 262

11.2.3 La clé de session 262

11.2.4 L'authentificateur 263

11.2.5 Demande et obtention du ticket de service 264

11.3 La base de donnée de Kerberos 265

11.3.1 Principauté 265

11.3.2 Principal 265

11.3.3 Contenu de la base de données Kerberos 266

11.3.4 Serveur maître 266

11.3.5 Serveur esclave 266

11.3.6 Espace de nommage de Kerberos 266

11.3.7 Déclaration d'un principal 267

11.4 Conséquences de l'utilisation de Kerberos 267

11.4.1 Interface programmeur 267

11.4.2 Administration 268

11.5 Le service d'enregistrement 268

Bibliographie 269

Index 270
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