Les principaux protocoles rencontrés sur un réseau IP

Télécharger le fichier pdf d’un mémoire de fin d’études

Les architectures de réseaux

Le modèle de référence OSI de ISO

Au début des années 70, chaque constructeur a développé sa propre solution réseau autour d‟architecture et de protocole privé et il s‟est vite avéré qu‟il serait impossible d‟interconnecter ces différents réseaux si une norme internationale n‟était pas établie.
Cette norme établie par l‟Internationale Standard Organisation (ISO) est la norme Open System Interconnexion (OSI, interconnexion de système ouvert).
Un système ouvert est un ordinateur, un terminal, un réseau, c‟est-à-dire n‟importe quel équipement respectant cette norme OSI est donc apte à échanger de l‟information avec d‟autres équipements hétérogènes et issus de constructeurs différents.
Le premier objectif de la norme OSI a été de définir un modèle de toute architecture de réseau basé sur le découpage en sept couches. Chacune de ces couches correspond à une fonctionnalité particulière d‟un réseau. [2]

Le modèle TCP/IP

Présentation du modèle OSI

Le modèle OSI définit sept couches. TCP/IP est basé sur le modèle DOD, qui ne comporte que quatre couches, mais en cohérence avec le modèle OSI.

Les principaux protocoles rencontrés sur un réseau IP

Nous avons en premier lieu les protocoles applicatifs qui sont utilisé dans la couche application. Ce sont des protocoles de haut niveau, c‟est-à-dire destinés à permettre le dialogue entre applications serveurs et clients.

Les équipements réseau

L‟interconnexion de réseaux peut être locale: les réseaux sont sur le même site géographique. Dans ce cas, un équipement standard (Répéteur, routeur …etc.) suffit pour réaliser physiquement la liaison. L‟interconnexion peut aussi concerner des réseaux distants. Il est alors nécessaire de relier ces réseaux par une liaison téléphonique (modems, etc..). [6]

Les multiplexeurs

Les formes de transmission qui permet à plusieurs signaux de voyager simultanément sur un même media s‟appelle transmission multiplex ou multiplexage. Pour accommoder plusieurs signaux sur le même support, les signaux sont tout d‟abord séparés en plusieurs canaux. Un multiplexeur sert donc à transiter sur une seule et même ligne de liaison, dite voie haute vitesse, des communications appartenant à plusieurs paires d’équipements émetteurs et récepteurs. Chaque émetteur (respectivement récepteur) est raccordé à un multiplexeur (respectivement démultiplexeur) par une liaison dite voie basse vitesse. Plusieurs techniques de multiplexage sont possibles:
 Multiplexage temporel
 Multiplexage statique
 Multiplexage fréquentiel [6]

Les concentrateurs (Hubs)

Ils servent à relier entre eux toutes les parties d’un même réseau physique, généralement tous les ordinateurs sont reliés à un Hub, sauf dans le cas d’un câblage coaxial où le Hub est inutile. Lorsqu’une information arrive sur un Hub, elle est rediffusée vers toutes les destinations possibles à partir de celui-ci, c’est à dire vers toutes ses prises. [6]

Les commutateurs (Switches)

Le commutateur (ou Switch) est un système assurant l’interconnexion de stations ou de segments d’un LAN en leur attribuant l’intégralité de la bande passante, à l’inverse du concentrateur qui la partage.
Les commutateurs ont donc été introduits pour augmenter la bande passante globale d‟un réseau d‟entreprise et sont une évolution des concentrateurs Ethernet (ou HUB).
Figure 1.09 : Commutateurs et concentrateurs [6]

Les ponts (Bridges)

Ils servent à relier entre eux deux réseaux différents d’un point de vue physique. De plus ils filtrent les informations et ne laissent passer que celles qui doivent effectivement aller d’un réseau vers l’autre. Ils peuvent être utilisés pour augmenter les distances de câblage en cas d’affaiblissement prématuré du signal. [6]

Les routeurs

Ils relient des réseaux physiques et/ou logiques différents, généralement distants. Comme les ponts ils filtrent les informations mais à un niveau beaucoup plus fin (le niveau logique), et l’on peut même s’en servir pour protéger un réseau de l’extérieur tout en laissant des réseaux « amis » accéder au réseau local. [6]

Les répéteurs

Ils sont des dispositifs qui permettent d’étendre la distance de câblage d’un réseau local. Leur rôle consiste à amplifier et à répéter les signaux qui leur parviennent. Il existe également des répéteurs qui en plus régénèrent les signaux et ceci réduit le bruit et la distorsion. Le répéteur intervient au niveau1 du modèle OSI. [6]

Les passerelles (Gateway)

Ce sont des dispositifs permettant d’interconnecter des architectures de réseaux différentes. Elles offrent donc la conversion de tous les protocoles, au travers des sept couches du modèle OSI.
L’objectif étant de disposer d’une architecture de réseau évolutive, la tendance actuelle est d’interconnecter les réseaux par des routeurs, d’autant plus que le prix de ceux-ci est en baisse. [3]

Techniques de commutations

Passons à présent aux différents types de commutation. Il existe différent types de commutations classées selon les données envoyées, mais nous allons parler en premier lieu de la commutation de circuit qui est historiquement la première à avoir été utilisée. [7]

La commutation de circuits

Elle consiste à créer dans le réseau un circuit particulier entre l’émetteur et le récepteur avant que ceux-ci ne commencent à échanger des informations. Ce circuit sera propre aux deux entités communiquant et il sera libéré lorsque l’un des deux coupera sa communication.
Par contre, si pendant un certain temps les deux entités ne s’échangent rien, le circuit leur reste quand même attribué. C’est pourquoi, un même circuit pourra être attribué à plusieurs communications en même temps. Cela améliore le fonctionnement global du réseau mais pose des problèmes de gestion (files d’attente, mémorisation,…). [7]

La commutation de messages

Elle consiste à envoyer un message de l’émetteur jusqu’au récepteur en passant de nœud de commutation en nœud de commutation. Chaque nœud attend d’avoir reçu complètement le message avant de le réexpédier au nœud suivant.
En effet, comme un message doit être reçu entièrement à chaque étape si la ligne a un taux d’erreur de 10-5 par bit (1 bit sur 105 est erroné) alors un message de 100000 octets n’a qu’une probabilité de 0,0003 d’être transmis sans erreur. [7]

La commutation de paquets

Elle est apparue au début des années 70 pour résoudre les problèmes d’erreur de la commutation de messages. Un message émis est découpé en paquets et par la suite chaque paquet est commuté à travers le réseau comme dans le cas des messages. Les paquets sont envoyés indépendamment les uns des autres. Sur une même liaison on pourra trouver des paquets derrière des autres paquets appartenant à différents messages.
Chaque nœud redirige chaque paquet vers la bonne liaison grâce à une table de routage. La reprise sur erreur est donc ici plus simple que dans la commutation de messages, par contre le récepteur final doit être capable de reconstituer le message émis en rassemblant les paquets. Ceci nécessitera un protocole particulier car les paquets peuvent ne pas arriver dans l’ordre initial, soit parce qu’ils ont emprunté des routes différentes, soit parce que l’un d’eux a dû être réémis suite à une erreur de transmission. [7]

La commutation de cellule

Une cellule est un paquet particulier dont la taille est toujours fixée à 53 octets (5 octets d’en-tête et 48 octets de données). C’est la technique de base des réseaux haut débit ATM (Asynchronous Transfert Mode) qui opèrent en mode connecté où avant toute émission de cellules est établi un chemin virtuel par lequel passeront toutes les cellules. Cette technique mixe donc la commutation de circuits et la commutation de paquets de taille fixe permettant ainsi de simplifier le travail des commutateurs pour atteindre des débits plus élevés. [7]

La commutation de trames

La commutation de trames est une extension de la commutation de paquets. Dans la commutation de paquets, les commutateurs récupèrent les entités de niveau trois alors que la commutation de trames traite des entités de niveau deux. L‟avantage de cette approche est de ne remonter qu‟au niveau trame au lieu du niveau paquet.
Plusieurs catégories de commutation de trames ont été développées suivant le protocole de niveau trame choisi. Les deux principales concernent le relais de trame et la commutation Ethernet. [3]

Les réseaux IP

Les réseaux IP (Internet) devient non seulement un moyen de communication mais aussi un moyen de commerce global de développement et distribution.
TCP/IP est très connu dans le domaine des réseaux, il correspond à toute une architecture.
Il ne correspond pas à un seul protocole mais à un ensemble de petits protocoles spécialisés appelés sous protocoles (TCP, IP, UDP, ARP ICMP……).
La plupart des administrateurs réseaux désignent ce groupe par TCP/IP.
– TCP (transmission control protocol) qui est un protocole de niveau message.
– IP (Internet protocol) qui est un protocole de niveau paquet. [9]

L’adressage IP et la structure d’adresses IP

Comme l‟Internet est un réseau, l‟adressage est particulièrement important. Les adresses IP ont été définies pour être traitées rapidement. Les routeurs qui effectuent le routage en se basant sur le numéro de réseau sont dépendants de cette structure.
Les adresses IP peuvent donc être représentées sur 32 bits, regroupées en quatre octets de 8 bits séparés par des points décimaux. (192.168.1.20)
Ces 32 bits sont séparés en deux zones de bits contiguës :
– Network ID : une partie décrit le numéro du réseau local auquel est rattachée la station.
– Host ID : une partie correspond au numéro de la station dans le réseau local lui-même, appelé numéro d‟hôte.
Selon l‟adresse IP on définit différentes classes d‟adresses. Il existe cinq classes d‟adresses avec la version 4 (IPv4 version courante) des protocoles TCP/IP, car les parties réseau et hôte n‟ont pas toujours la même taille.
Il faut connaître une chose importante dans l‟adressage IP c‟est que il y a des adresses réservées, par exemple :
– 10.0.0.1 à 10.255.255.254
– 172.16.0.1 à 172.31.255.254
– 192.168.0.1 à 192.168.255.254 [9]

les classes d’adresses

Les adresses IP sont classifié sur plusieurs classes, les classes sont distinguées selon le nombre de machine que peut contenir un réseau et le nombre de réseau qu‟on peut vitaliser à partir de cette classe.

Table des matières

INTRIDUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 LES RESEAUX IP
1.1 Définition du réseau informatique
1.2 Les différents types de réseaux
1.2.1 LAN
1.2.2 MAN
1.2.3 WAN
1.2.4 Les catégories des réseaux
1.2.4.1 Le réseau peer 2 peer ou paire a paire
1.2.4.2 Le réseau serveur client
1.2.5 Les Topologie des réseaux
1.2.5.1 Les topologies physiques simples
1.2.5.2 Les topologies logiques
1.3 Les architectures de réseaux
1.3.1 Le modèle de référence OSI de ISO
1.3.2 Le modèle TCP/IP
1.3.2.1 Présentation du modèle OSI
1.3.2.2 Les principaux protocoles rencontrés sur un réseau IP
1.4 Les équipements réseau
1.4.1 Les multiplexeurs
1.4.2 Les concentrateurs (Hubs)
1.4.3 Les commutateurs (Switches)
1.4.4 Les ponts (Bridges)
1.4.5 Les routeurs
1.4.6 Les répéteurs
1.4.7 Les passerelles (Gateway)
1.5 Techniques de commutations
1.5.1 La commutation de circuits
1.5.2 La commutation de messages
1.5.3 La commutation de paquets
1.5.4 La commutation de cellule
1.5.5 La commutation de trames
1.6 Les réseaux IP
1.6.1 L’adressage IP et la structure d’adresses IP
1.6.2 les classes d’adresses
1.6.3 Notions importantes
1.6.3.1 Masque sous réseau
1.6.3.2 Le routage
1.6.3.3 Le protocole NAT
1.6.3.4 Le DNS
1.6.3.5 Le DHCP
1.6.3.6 IPv6
1.7 Conclusion
CHAPITRE 2 ETUDE DE LA VOIX SUR IP
2.1 Présentation de la voix sur IP
2.1.1 Architecture
2.1.2 Principe et fonctionnement
2.2 Protocole H323
2.2.1 Structure du standard H.323
2.2.2 Infrastructure du standard H.323
2.2.2.1 Les terminaux H.323
2.2.2.2 Gateway ou les passerelles vers les réseaux classiques
2.2.2.3 Gatekeeper ou les portiers
2.2.2.4 Les MCU
2.2.3 Avantages et inconvénients
2.3 Protocole SIP
2.3.1 Principe et fonctionnement
2.3.1.1 Fixation d‟un compte SIP
2.3.1.2 Changement des caractères durant une session
2.3.1.3 Différentes modes de communication
2.3.1.4 Gestion des participants
2.3.1.5 Négociation des medias supportés
2.3.1.6 Adressage
2.3.1.7 Modèle d‟échange
2.3.1.8 Les codes d‟erreurs
2.3.2 Rôle des composants
2.3.3 Avantages et inconvénients
2.4 Protocole de transport
2.4.1 Généralité sur le protocole de transport RTP
2.4.2 Fonction de RTP
2.4.3 Avantages et inconvénients
2.5 Le protocole RTCP
2.5.1 Fonction et utilisation
2.5.2 Point fort et limite du protocole RTCP
2.6 Avantages et inconvénients de la voix sur IP
2.7 Conclusion
CHAPITRE 3 CONCEPTION DE L’APPLICATION
3.1 Plateforme android
3.1.1 Introduction
3.1.2 Android
3.1.2.1 L’ Operating System
3.1.2.3 Les éléments d‟une application
3.1.2.4 Le manifest de l‟application elle-même
3.1.3 Les ressources
3.1.4 URI
3.1.5 Les activités
3.1.6 Les interfaces graphiques
3.1.6.1 Attribut des gabarits
3.1.6.2 L‟interface comme ressource
3.2 Conception de l’application
3.2.1 Présentation des outils et logiciel utilisés
3.2.1.1 Android studio
3.2.1.2 Office SIP server
3.2.1.3 Office SIP messenger
3.2.2 Structure de l’application vue sur android studio
3.3 Le protocole SIP de l’application
3.3.1 Structure du protocole sip
3.3.2 Traitement des réponses provisoires a INVITE
3.3.2.1 Réponses 1xx
3.3.2.2 Réponses 3xx
3.3.2.3 Réponses 4xx, 5xx et 6xx
3.3.2.4 Réponses 2xx
3.3.3 Les sockets
3.3.3.1 Définition simple
3.3.3.2 Les sockets en JAVA
3.3.4 Le protocole UDP
3.3.5 Le protocole TCP
3.3.5.1 La socket TCP
3.3.6 Les flux RTP
3.3.6.2 Envoi d‟un flux RTP
3.3.6.3 Réception d‟un flux RTP
3.3.6.4 Le codec utilisé
3.4 Conclusion
CHAPITRE 4 REALISATION DU PROJET
4.1 Réalisation de l’application
4.2 Interface d’enregistrement avec le serveur SIP
4.2.1 Du coté serveur
4.2.2 Du coté application
4.2.3 Office SIP serveur et OfficeSIP messenger
4.3 Les interfaces d’appel avec l’application
4.4 Analyse et traitement des performances
4.4.2 Présentation du protocole SIP avec Wireshark
4.4.2.1 Authentification de l‟appareil avec SIP
4.4.2.2 Echange des requêtes INVITE
4.4.2.3 Echange des requêtes ESSAI « TRYING » et SONNE « RINGING »
4.4.2.4 Echange des requêtes OK et ACK finale
4.4.2.5 Figure qui résume le protocole SIP
4.4.3 Présentation et analyse de RTP avec Wireshark
4.4.3.1 Capture de RTP
4.4.3.2 Analyse de perte
4.4.3.3 Analyse du flux RTP en aller « Forward Direction »
4.4.3.4 Analyse du flux RTP en retour « Reversed Direction »
4.5 Conclusion
CONCLUSION GENERALE
ANNEXES
ANNEXE I : CODE SOURCE DU PROTOCOLE SIP
ANNEXE II : CODE SOURCE DU PROTOCOLE RTP
ANNEXE III : CODEC G711
BIBLIOGRAPHIE

Télécharger le rapport complet