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From Livre IPv6

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(Routeur connecté à Internet)
 
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=Encapsulation de protocoles=
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__NOTOC__
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<!--Storyboard sur Googledoc =>  https://docs.google.com/presentation/d/17xoGOIJ0lB2CX2aOh_hJyv1oirogSh5T/edit?
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usp=sharing&ouid=106484440432771135779&rtpof=true&sd=true
  
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Verbatim sur Googledoc => 
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https://drive.google.com/file/d/1cqxplR2icuDPJrFXy1c5-2KBZW6WI9We/view?usp=sharing
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=Activité 22 : L'acheminement des paquets IPv6 =
  
-Dans cette deuxième activité, nous aborderons les mécanismes d'encapsulation de protocoles.
 
  
== Vue d'ensemble == 
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Dans cette deuxième activité, Nous allons passer en revue les principes du routage des paquets IPv6
  
Tout d'abord, vous observez dans ce schéma la représentation de l'encapsulation, qui utilise le principe de l'empilement des couches de protocoles.
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Mais comment deux nœuds IPv6 peuvent–ils communiquer entre eux, soit directement sur un même lien, ou bien dans un réseau local segmenté, voire grâce à des routeurs à travers un réseau plus étendu ?
  
Ces couches sont représentatives des traitements à effectuer pour réaliser des échanges à travers un système d'information.
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Hé bien les notions de réseau, de sous réseau et les mécanismes de routages permettent de répondre à cela !
  
Les couches basses sont utilisées par les organes réseau pour réaliser le relais des trames et des paquets.
 
  
Alors qu'aux extrémités, le traitement de l'ensemble de l'édifice est nécessaire pour injecter ou extraire l'information, puis la traiter dans diverses applications.
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== Principe du routage == 
  
Dans cette animation, nous proposons une représentation simplifiée du réseau avec un lien direct disposant d'un débit constant et sans erreur. La source désire émettre des données qui, pour descendre dans les couches, devront être introduites dans un bloc message au niveau application.
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Tout d'abord, vous observez dans cette topologie simplifiée 2 machines hôtes connectées entre elle grâce à un microswitch Ethernet :
  
Ce bloc message sera lui-même encapsulé dans un segment au niveau transport.
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Ce petit commutateur relaie les trames Ethernet de manière transparente:
  
L'émission de ce segment dans le réseau nécessitera l'envoi d'un ou plusieurs datagrammes, eux-mêmes encapsulés dans des trames, avant que l'on puisse les transmettre sur le lien avec un codage adapté au canal de transmission.
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Avant que A puisse émettre le paquet IPv6 à destination de B, il doit vérifier que le préfixe réseau du destinataire est accessible grâce à un test d’adjacence, qui détermine si on utilise une remise directe ou indirecte:
  
Côté récepteur, on assiste au mécanisme de décapsulation qui consiste en une vérification du format et à l'interprétation des en-têtes de protocoles, puis à la remontée des différents niveaux, si le traitement l'autorise, pour enfin disposer des données, une fois arrivées à destination.
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Si le préfixe de B est identique au sien, A peut communiquer directement avec B en utilisant son interface : c'est le cas de la remise directe
  
== Couches basses ==
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la table de routage de A et B est très simple, voyons cela de plus prêt !
  
Revenons sur une partie très sensible de cet édifice, les couches basses.
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== Cas de la remise directe == 
  
Au niveau physique, nous allons disposer d'un canal de transmission qui nécessite un codage adapté au support fourni.
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le destinataire B est positionné sur le même préfixe réseau que la source A,
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Une remise directe est symbolisée dans la table de routage par un Next Hop avec une adresse nulle ::
  
Comme il peut s'agir d'un support câblé ou sans fil, on utilise des techniques de codage qui fiabilisent les échanges tout en améliorant, autant que faire se peut, le débit de la liaison.
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Le mécanisme de découverte du voisin ICMPv6 NDP: Neighbor Discovery Protocol
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permettra à A et B d'obtenir l'adresse mac du destinataire au niveau 2, avant de pouvoir échanger directement des paquets IPv6 encapsulés dans les trames, qui elles seront commutées grâce au microswitch vers les machines hôtes correspondantes.
  
Au niveau 2, le rôle de la couche liaison de données est entre autres de transformer la couche physique en une liaison a priori exempte d'erreur de transmission pour la couche réseau.
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== Cas de la remise directe == 
  
Après avoir réalisé le décodage, cette couche est capable d'écarter le trafic nécessaire à la synchronisation et de reconnaître le début et la fin des trames.
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Sur la machine A, nous activons maintenant un réseau WiFi
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A peut joindre C sur un autre préfixe réseau fourni par un Point d’accès WiFi
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Ce Point d’accès relaie les trames WiFi de manière transparente,
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Sur ce nouveau préfixe A et C vérifie leur connectivité avec un test d’adjacence comme précédemment,
  
Toujours au niveau liaison de données, en cas de réception erronée, elle peut écarter les trames, en cas de non-respect du format défini ou d'erreur de transmission.
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Pour l'instant A peut communiquer avec B et  C,  
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Par contre B et C sont bien connectés sur des préfixe réseaux différents, et en l’état ne peuvent pas échanger des paquets directement !
  
La vérification du champ CRC ou "checksum", situé en fin de trame, aide à faire ce tri.
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il va bien falloir proposer un relai entre B et C, voyons comment faire :
  
Dans notre exemple, l'en-tête Ethernet dispose des champs "adresse", "MAC destination", puis "MAC source", et du champ "EtherType", qui nous permettra de reconnaître le format du protocole encapsulé au niveau supérieur.
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== Cas de la remise indirecte ==
  
Notons que la taille des différents champs nécessaires à l'encapsulation alourdit d'autant plus les messages lors de la transmission effective sur le support.
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Pour permettre la communication entre B et C  qui sont bien connectés sur des préfixe réseau différents, nous sommes contraint d’utiliser le relai de A : c’est donc bien une remise indirecte
  
On parlera de "débit nominal" pour définir le débit constant fourni au niveau physique.
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En ajoutant dans la table de routage de B et C une entrée indiquant que pour joindre l’autre il faut un intermédiaire A
  
Et lorsqu'on observe le résultat effectif du transfert de données au niveau applicatif, c'est le débit utile que perçoit l'utilisateur dans ces usages : il est moindre.
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En C : on indique que pour joindre le préfixe réseau de B, il faut utiliser le relai de A via l'interface WiFi
  
Au niveau de la couche liaison de données, les différents standards de protocoles disponibles au niveau liaison imposent des tailles de charge utile variées.
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En B : on indique que pour répondre à C, il faut utiliser le relai de A via l'interface Ethernet0
  
Cette taille est appelée "MTU" : Maximum Transmission Unit.
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==Cas de la remise indirecte ==
  
Cette contrainte imposera d'ajuster la découpe des différents blocs de protocoles pour améliorer le débit utile.
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Notre topologie évolue, Un routeur dédié remplace A pour stabiliser les performances:
  
== Couches intermédiaires ==
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On attribue une nouvelle adresse à A, et on affecte les anciennes adresses de A, au routeur
  
Au niveau réseau, le rôle de la couche réseau est de gérer l'acheminement des paquets à travers une topologie réseau locale ou étendue.
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En A on indique que pour joindre le préfixe réseau de B, il faut utiliser le relai du routeur
  
Etant donné que la taille minimum de l'en-tête IPv6 est de 40 octets, le MTU résiduel d'une trame Ethernet classique est donc de 1 500-40 : 1 460 octets.
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A et C peuvent maintenant communiquer avec B grâce au routeur, et inversement
  
Sachant que ces 1 460 octets de données seront probablement encore amputés d'en-têtes au niveau transport. Par exemple, 20 octets minimum pour TCP, 8 octets pour UDP.
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== Routeur connecté à Internet ==
  
À ce niveau, rappelons qu'aucun champ CRC n'a été retenu, car nous en avons déjà au niveau liaison.
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L’accès vers internet est maintenant opérationnel sur le routeur grâce à une interface xDSL nommée atm0
  
Et les couches supérieures vont s'en charger.
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La table de routage du routeur s'enrichie
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* le préfixe 2001:db8:0001::/64 est localisé sur l'interface Ethernet0
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* le préfixe 2001:db8:0002::/64 est localisé sur l'interface WiFi
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* pour le reste une route par défaut pointe vers le fournisseur d'accès à Internet
  
Au niveau 4, le rôle de la couche transport est de préparer l'envoi et le traitement des segments acheminés.
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la connectivité s'améliore !
  
Avec IPv6, les modifications apportées au protocole de niveau 4, UDP et TCP, sont minimes.
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== Cas de la remise indirecte ==
  
La principale adaptation pour IPv6 concerne le calcul de checksum au niveau transport.
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En A et C :  pour joindre tout autre préfixe réseau différent du lien local,
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on introduit une entrée dans la table de routage, nommée route par défaut pointant vers le routeur
  
Ce calcul englobe le pseudo en-tête.
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En B : on introduit également une route par défaut en B
  
Donc, pour UDP, ce calcul de checksum, qui était facultatif en IPv4, est devenu obligatoire.
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la connectivité est bien meilleure !
  
 
== Conclusion ==   
 
== Conclusion ==   
  
Dans cette animation, nous remarquons que le tri des paquets permet d'écarter toute erreur potentielle.
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Pour résumer :
  
Aussi, pour résumer en quoi consiste l'encapsulation de protocoles, cela permet aux équipements intermédiaires de se focaliser sur les couches de protocoles qui les concernent. L'introduction d'IPv6 permet d'optimiser ces traitements dans les routeurs ou les commutateurs de niveau 3 compatibles IPv6.
+
Il est possible d’attribuer une adresse IPv6 statique
 +
ou bien de récupérer des adresses IPv6 dynamiquement à l’aide des annonces des routeurs, voire d’un serveur DHCPv6.
  
Tandis qu'aux extrémités, la sécurité des échanges repose en grande partie sur l'étude des champs et extensions de protocoles proposés dans chacune des couches.
+
en préliminaire un test d’adjacence permet d’identifier si la remise des paquets est possible directement, ou indirectement
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si un routage intermédiaire est nécessaire, une route statique ou apprise dynamiquement sera nécessaire.
  
Quelques champs étudiés dans des access-lists, les pare-feu, proxys.
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<!--
 
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{| border="1" cellpadding="10" cellspacing="0"
Au niveau 2, on trouvera les adresses MAC, champs EtherType, VLAN, Qos.
+
! style="background-color: #77FF77;" | Avantages routage statique
 
+
! style="background-color: #F99;" |Inconvénients routage statique
Au niveau 3, les adresses IP, DiffServ, Flow Label, Next Header.
+
|-
 
+
| style="background-color: #77FF77;" | Silencieux
Au niveau 4, les numéros de port.
+
| style="background-color: #F99;" | Paramétrage complexe en cas de besoin de modification
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|-
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| style="background-color: #77FF77;" | Une route par défaut est suffisante pour des réseaux d
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-->

Latest revision as of 16:39, 28 February 2022

Activité 22 : L'acheminement des paquets IPv6

Dans cette deuxième activité, Nous allons passer en revue les principes du routage des paquets IPv6

Mais comment deux nœuds IPv6 peuvent–ils communiquer entre eux, soit directement sur un même lien, ou bien dans un réseau local segmenté, voire grâce à des routeurs à travers un réseau plus étendu ?

Hé bien les notions de réseau, de sous réseau et les mécanismes de routages permettent de répondre à cela !


Principe du routage

Tout d'abord, vous observez dans cette topologie simplifiée 2 machines hôtes connectées entre elle grâce à un microswitch Ethernet :

Ce petit commutateur relaie les trames Ethernet de manière transparente:

Avant que A puisse émettre le paquet IPv6 à destination de B, il doit vérifier que le préfixe réseau du destinataire est accessible grâce à un test d’adjacence, qui détermine si on utilise une remise directe ou indirecte:

Si le préfixe de B est identique au sien, A peut communiquer directement avec B en utilisant son interface : c'est le cas de la remise directe

la table de routage de A et B est très simple, voyons cela de plus prêt !

Cas de la remise directe

le destinataire B est positionné sur le même préfixe réseau que la source A, Une remise directe est symbolisée dans la table de routage par un Next Hop avec une adresse nulle ::

Le mécanisme de découverte du voisin ICMPv6 NDP: Neighbor Discovery Protocol permettra à A et B d'obtenir l'adresse mac du destinataire au niveau 2, avant de pouvoir échanger directement des paquets IPv6 encapsulés dans les trames, qui elles seront commutées grâce au microswitch vers les machines hôtes correspondantes.

Cas de la remise directe

Sur la machine A, nous activons maintenant un réseau WiFi A peut joindre C sur un autre préfixe réseau fourni par un Point d’accès WiFi Ce Point d’accès relaie les trames WiFi de manière transparente, Sur ce nouveau préfixe A et C vérifie leur connectivité avec un test d’adjacence comme précédemment,

Pour l'instant A peut communiquer avec B et C, Par contre B et C sont bien connectés sur des préfixe réseaux différents, et en l’état ne peuvent pas échanger des paquets directement !

il va bien falloir proposer un relai entre B et C, voyons comment faire :

Cas de la remise indirecte

Pour permettre la communication entre B et C qui sont bien connectés sur des préfixe réseau différents, nous sommes contraint d’utiliser le relai de A : c’est donc bien une remise indirecte

En ajoutant dans la table de routage de B et C une entrée indiquant que pour joindre l’autre il faut un intermédiaire A

En C : on indique que pour joindre le préfixe réseau de B, il faut utiliser le relai de A via l'interface WiFi

En B : on indique que pour répondre à C, il faut utiliser le relai de A via l'interface Ethernet0

Cas de la remise indirecte

Notre topologie évolue, Un routeur dédié remplace A pour stabiliser les performances:

On attribue une nouvelle adresse à A, et on affecte les anciennes adresses de A, au routeur

En A on indique que pour joindre le préfixe réseau de B, il faut utiliser le relai du routeur

A et C peuvent maintenant communiquer avec B grâce au routeur, et inversement

Routeur connecté à Internet

L’accès vers internet est maintenant opérationnel sur le routeur grâce à une interface xDSL nommée atm0

La table de routage du routeur s'enrichie

  • le préfixe 2001:db8:0001::/64 est localisé sur l'interface Ethernet0
  • le préfixe 2001:db8:0002::/64 est localisé sur l'interface WiFi
  • pour le reste une route par défaut pointe vers le fournisseur d'accès à Internet

la connectivité s'améliore !

Cas de la remise indirecte

En A et C : pour joindre tout autre préfixe réseau différent du lien local, on introduit une entrée dans la table de routage, nommée route par défaut pointant vers le routeur

En B : on introduit également une route par défaut en B

la connectivité est bien meilleure !

Conclusion

Pour résumer :

Il est possible d’attribuer une adresse IPv6 statique ou bien de récupérer des adresses IPv6 dynamiquement à l’aide des annonces des routeurs, voire d’un serveur DHCPv6.

en préliminaire un test d’adjacence permet d’identifier si la remise des paquets est possible directement, ou indirectement si un routage intermédiaire est nécessaire, une route statique ou apprise dynamiquement sera nécessaire.


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