DCN - Protocoles de couche réseau

Chaque ordinateur d'un réseau possède une adresse IP grâce à laquelle il peut être identifié et adressé de manière unique. Une adresse IP est une adresse logique de couche 3 (couche réseau). Cette adresse peut changer chaque fois qu'un ordinateur redémarre. Un ordinateur peut avoir une adresse IP à un moment donné et une autre adresse IP à un moment différent.

Protocole de résolution d'adresse (ARP)

Lors de la communication, un hôte a besoin de l'adresse de couche 2 (MAC) de la machine de destination qui appartient au même domaine ou réseau de diffusion. Une adresse MAC est physiquement gravée dans la carte d'interface réseau (NIC) d'une machine et elle ne change jamais.

D'autre part, l'adresse IP du domaine public est rarement modifiée. Si la carte réseau est modifiée en cas de panne, l'adresse MAC change également. De cette façon, pour que la communication de couche 2 ait lieu, un mappage entre les deux est nécessaire.

Pour connaître l'adresse MAC de l'hôte distant sur un domaine de diffusion, un ordinateur souhaitant initier une communication envoie un message de diffusion ARP demandant: «Qui a cette adresse IP?» Puisqu'il s'agit d'une diffusion, tous les hôtes du segment de réseau (domaine de diffusion) reçoivent ce paquet et le traitent. Le paquet ARP contient l'adresse IP de l'hôte de destination, à qui l'hôte d'envoi souhaite parler. Lorsqu'un hôte reçoit un paquet ARP qui lui est destiné, il répond avec sa propre adresse MAC.

Une fois que l'hôte obtient l'adresse MAC de destination, il peut communiquer avec l'hôte distant à l'aide du protocole de liaison Layer-2. Ce mappage MAC vers IP est enregistré dans le cache ARP des hôtes émetteurs et récepteurs. La prochaine fois, s'ils ont besoin de communiquer, ils peuvent se référer directement à leur cache ARP respectif.

L'ARP inversé est un mécanisme dans lequel l'hôte connaît l'adresse MAC de l'hôte distant mais nécessite de connaître l'adresse IP pour communiquer.

Protocole ICMP (Internet Control Message Protocol)

ICMP est un protocole de diagnostic réseau et de rapport d'erreurs. ICMP appartient à la suite de protocoles IP et utilise IP comme protocole de support. Après avoir construit le paquet ICMP, il est encapsulé dans le paquet IP. Parce que l'IP lui-même est un protocole non fiable au mieux, ICMP l'est aussi.

Tout commentaire sur le réseau est renvoyé à l'hôte d'origine. Si une erreur sur le réseau se produit, elle est signalée au moyen d'ICMP. ICMP contient des dizaines de messages de diagnostic et de rapport d'erreur.

ICMP-echo et ICMP-echo-reply sont les messages ICMP les plus couramment utilisés pour vérifier l'accessibilité des hôtes de bout en bout. Lorsqu'un hôte reçoit une demande d'écho ICMP, il est tenu de renvoyer une réponse d'écho ICMP. S'il y a un problème dans le réseau de transit, l'ICMP signalera ce problème.

Protocole Internet version 4 (IPv4)

IPv4 est un schéma d'adressage 32 bits utilisé comme mécanisme d'adressage d'hôte TCP / IP. L'adressage IP permet à chaque hôte du réseau TCP / IP d'être identifiable de manière unique.

IPv4 fournit un schéma d'adressage hiérarchique qui lui permet de diviser le réseau en sous-réseaux, chacun avec un nombre bien défini d'hôtes. Les adresses IP sont divisées en plusieurs catégories:

  • Class A  - il utilise le premier octet pour les adresses réseau et les trois derniers octets pour l'adressage d'hôte

  • Class B  - il utilise les deux premiers octets pour les adresses réseau et les deux derniers pour l'adressage d'hôte

  • Class C  - il utilise les trois premiers octets pour les adresses réseau et le dernier pour l'adressage de l'hôte

  • Class D  - il fournit un schéma d'adressage IP plat contrairement à la structure hiérarchique ci-dessus trois.

  • Class E  - Il est utilisé comme expérimental.

IPv4 dispose également d'espaces d'adresses bien définis à utiliser comme adresses privées (non routables sur Internet) et adresses publiques (fournies par les FAI et routables sur Internet).

Bien que l'IP ne soit pas fiable; il fournit un mécanisme de «meilleur effort-livraison».

Protocole Internet version 6 (IPv6)

L'épuisement des adresses IPv4 a donné naissance à une nouvelle génération de protocole Internet version 6. IPv6 adresse ses nœuds avec une adresse de 128 bits de large offrant beaucoup d'espace d'adressage pour l'avenir à utiliser sur toute la planète ou au-delà.

IPv6 a introduit l'adressage Anycast mais a supprimé le concept de diffusion. IPv6 permet aux appareils d'acquérir eux-mêmes une adresse IPv6 et de communiquer au sein de ce sous-réseau. Cette configuration automatique supprime la fiabilité des serveurs DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). De cette façon, même si le serveur DHCP de ce sous-réseau est en panne, les hôtes peuvent communiquer entre eux.

IPv6 fournit une nouvelle fonctionnalité de mobilité IPv6. Les machines mobiles équipées d'IPv6 peuvent se déplacer sans avoir à changer leur adresse IP.

IPv6 est toujours en phase de transition et devrait remplacer complètement IPv4 dans les années à venir. À l'heure actuelle, peu de réseaux fonctionnent sur IPv6. Il existe des mécanismes de transition disponibles pour que les réseaux IPv6 puissent parler et se déplacer facilement sur différents réseaux sur IPv4. Ceux-ci sont:

  • Implémentation double pile
  • Tunneling
  • NAT-PT