Comment et pourquoi la durée de vie dun paquet évolue-t-elle au fil du temps ?

SNT 2019/2020

Introduction et repères historiques
Activité 1
Activité 2
Activité 3
Cours
frederic-junier.org

SNT - Internet - Les protocoles d'Internet

En Juillet 2018, on comptait plus de 4 milliards usagers d'internet sur 7,6 milliards de personnes soit une évolution de plus de 1000 % depuis l'an 2000.

Table des matières Show

SNT - Internet - Les protocoles d'Internet
IP, l'adressage des paquets
IP, le routage des paquets
TCP, le service de qualité : transport fiable et contrôle de congestion
DNS, l'annuaire d'Internet
C'est quoi TTL lors d'un ping ?
Quel est l'intérêt de la communication par paquet SNT ?
Comment s'appelle le procédé pour que les données trouvent leur chemin sur internet ?
Comment Nomme

Crédits

Une partie de la structure css/js a été réalisée par Nicolas Buyle-Bodin professeur au lycée Lacassagne, avec l'aide de Jean-Manuel Mény, professeur au lycée de la plaine de l'Ain. Ils ont travaillé pendant plusieurs centaines d'heures pour créer un site de formation à destination des enseignants du secondaire de l'académie de Lyon d'une grande qualité visible sur le portail Mathématiques du site académique. Ils ont eu la gentillesse de placer leur code source sous licence Creative Commons BY-NC-SA Respect de la Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique..

Nous les en remercions chaleureusement.

Ce document est placé de même sous licence Creative Commons BY-NC-SA Respect de la Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique..

IP, l'adressage des paquets

Visionner la vidéo ci-dessous, réalisée par l'INRIA</>, elle est accessible également en lienmini depuis la page 40 du manuel Delagrave.
- Comment sont localisées les machines (ou hôtes) sur Internet ?
- Quels équipements permettent d'acheminer les données de l'émetteur au destinataire sur Internet ?
- Comment nomme-t-on les règles qui normalisent les échanges de données sur Internet et permettent aux différents hôtes du réseau de communiquer ?
On appelle paquet IP ou datagramme un bloc de données qui est acheminé sur le réseau Internet par le protocole IP.
Lire le document 3 page 41 du manuel Delagrave et le paragraphe Ce qui circule : des paquets de la page Web Internet, le conglomérat des réseaux.
- Quel est le format de l'adresse d'une machine hôte sur Internet ?
- Comment les informations du protocole IP sont-elles ajoutées aux données ?
- Si on transmet une image sur Internet, les données vont -elles circuler dans un seul paquet ?
- Déterminer l'adresse Internet de votre machine avec l'outil https://www.mon-ip.co/ A votre avis, pourquoi deux adresses IP apparaissent-elles ? Pour en savoir plus.
- A partir d'un hôte A sur Internet, on peut tester si on peut atteindre un hôte B avec la commande Ping , la commande ifconfig sur Linux/MacOS ou ipconfig sur Windows permettant de déterminer l'adresse IP d'une interface réseau.
```
				
frederic@fredportable:~$ ifconfig wlan0
wlan0     Link encap:Ethernet  HWaddr fc:f8:ae:31:cb:67  
          inet adr:192.168.1.98  Bcast:192.168.1.255  Masque:255.255.255.0
          adr inet6: fe80::fef8:aeff:fe31:cb67/64 Scope:Lien
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          Packets reçus:246429 erreurs:0 :0 overruns:0 frame:0
          TX packets:120040 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 lg file transmission:1000 
          Octets reçus:325504647 (325.5 MB) Octets transmis:17752670 (17.7 MB)

frederic@fredportable:~$ ping -c 3 192.168.1.98
PING 192.168.1.98 (192.168.1.98) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.1.98: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.061 ms
64 bytes from 192.168.1.98: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.068 ms
64 bytes from 192.168.1.98: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.038 ms

--- 192.168.1.98 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 1999ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.038/0.055/0.068/0.015 ms
				
			
			
```
  Comme les élèves n'ont pas forcément accès à la ligne de commandes sur le réseau pédagogique, nous allons utiliser l'outil en ligne https://fr.infobyip.com/ping.php.
  - Tester l'outil en ligne Ping avec l'adresse IP de son voisin de bureau. Quelle est la réponse retournée ?
  - On ne connaît pas forcément l'adresse IP publique du serveur Web hébergeant la page d'URL https://google.fr mais l'outil en ligne Ping fonctionne si on lui fournit le nom de domaine google.fr. Quelle est la réponse retournée ? Quelle est l'adresse IP du serveur Web ?
    Nous verrons dans un exercice suivant la définition d'un nom de domaine et le service de l'Internet qui permet de le résoudre en lui associant l'adresse IP correspondante.
Répondre au Quizz 5 jusqu'à l'obtention d'un bon niveau.

IP, le routage des paquets

Lire les documents 1 à 3 de l'Activité 3 pages 40 et 41 du manuel Delagrave et répondre aux questions 1 à 3 page 41.
L'opération acheminement des paquets IP sur Internet s'appelle routage des paquets et elle met en jeu des hôtes spécifiques du réseau Internet nommés routeurs.
Le routage des paquets est expliqué dans la Vidéo présentée au début de l'exercice précédent.
L'animation Gif ci-dessous présentée sur le site Interstices illustre un exemple de routage sur Internet d'un paquet émis par un hôte (le client) d'un réseau local E vers un hôte (le serveur) d'un réseau local éloigné I.Pour approfondir le sujet, on peut lire les paragraphes À l’intérieur d’un réseau et Comment agréger les réseaux de la page Web Internet, le conglomérat des réseaux dont est issue l'animation.

L'épine dorsale (backbone) d'internet est constituée par les réseaux ou systèmes autonomes contrôlés par les Fournisseurs d'Accès Internet qui échangent leur trafic réseau au niveau de Points d'échange Internet qui sont répertoriés sur cette carte.
Quel pays européen présente la plus forte concentration de Points d'échange Internet ?
Le protocole IP possède un champ Time To Live dans son en-tête qui fixe un nombre maximal de retransmissions du paquet par des routeurs : ainsi un paquet qui ne trouverait pas son chemin ne peut pas tourner en boucle et congestionner le réseau.
Pour appliquer les principes du routage sur Internet et de durée de vie minimale d'un paquet IP, traiter l'exercice 4 p. 50 du manuel Delagrave.
La commande traceroute sur Linux/MacOs ou tracert utilise justement le champ Time To Live du protocole IP pour déterminer la chaîne de routeurs permettant d'atteindre un destinataire à partir d'un émetteur. traceroute envoie des paquets successifs avec des champs TTL de 1, 2, 3, etc ...en les incrémentant de 1 jusqu'à ce que le destinataire (le serveur) soit atteint. Lorsqu'un routeur reçoit un paquet avec un champ TTL de 0, il retourne un paquet spécial vers l'émetteur. Ainsi on peut connaître la succession de routeurs sur le chemin reliant l'émetteur au destinataire.
traceroute peut s'utiliser avec une adresse IP ou un nom de domaine.
```
		
traceroute to frederic-junier.org (146.88.234.43), 30 hops max, 60 byte packets
 1  bbox.lan (192.168.1.254)  3.282 ms  4.667 ms  6.851 ms
 2  176-145-144-2.abo.bbox.fr (176.145.144.2)  21.664 ms  25.126 ms  26.632 ms
 3  212.194.170.233 (212.194.170.233)  36.982 ms  36.986 ms  39.683 ms
 4  be5.cbr01-ntr.net.bbox.fr (212.194.171.137)  35.597 ms  39.656 ms  41.116 ms
 5  * * *
 6  bouygues-pni.ae4.tcr2.th2.par.core.as8218.eu (213.152.30.8)  41.070 ms  25.701 ms  26.482 ms
 7  ae24.ter4.eqx2.par.core.as8218.eu (83.167.56.193)  444.612 ms  445.246 ms  443.557 ms
 8  planethoster-gw1.ter4.eqx2.par.cust.as8218.eu (83.167.32.51)  23.750 ms  22.568 ms  22.194 ms
 9  v12.core3-1.cdg01.planethoster.net (199.59.246.2)  25.522 ms  25.328 ms  28.344 ms
10  world-359.fr.planethoster.net (146.88.234.43)  28.344 ms  28.338 ms  28.332 ms
    
    
    
```
Il existe des outils en ligne traceroute, comme visual-traceroute (mais l'émetteur est forcément la machine du site Web qui est située en Allemagne). On peut bien visualiser à partir de sa machine avec le logiciel Open Visual Traceroute qui devrait être installé sur le réseau pédagogique du lycée.
On donne ci-dessous deux illustrations de traceroute d'une machine située à Limoges en France (FAI Bouygues Telecom) vers le serveur Web de nom de domaine frederic-junier.org puis le serveur Web de nom de domaine youtube.com.
- Faire un traceroute vers le serveur Web de nom de domaine google.fr pour accéder à la page d'accueil d'un célèbre moteur de recherche. Le Top Level Domain de ce nom de domaine est associé à la France. Le serveur est-il hébergé en France ?
  Comparer avec traceroute vers le serveur Web de nom de domaine google.com.
- Faire un traceroute vers le serveur Web de nom de domaine qwant.fr pour accéder à la page d'accueil du premier moteur de recherche français. Comparer avec google.fr.
- D'après vous, pourquoi la ville de Balma située dans la périphérie de Toulouse apparaît dans les deux traceroute ci-dessous ?
Répondre au Quizz 6 jusqu'à l'obtention d'un bon niveau.
Pour revoir tout ce qui précède, vous pouvez visionner chez vous cette video de Pixees.fr.

TCP, le service de qualité : transport fiable et contrôle de congestion

Consigne de l'exercice

Prendre connaissance du document 4 page 41 et répondre à la question 4 page 41.
Faire l'exercice 5 page 51 du manuel Delagrave.
Lire le paragraphe Gérer la congestion et assembler les paquets de la page Web Internet, le conglomérat des réseaux.
Répondre au Quizz 7 jusqu'à l'obtention d'un bon niveau.

DNS, l'annuaire d'Internet

Prendre connaissance des documents 1 et 3 pages 42 et 43 du manuel Delagrave et lire le paragraphe Noms et adresses de la page Web Internet, le conglomérat des réseaux.
Le DNS, pour Domain Name System, fait le lien entre les adresses IP utilisées pour acheminer les paquets et les noms de machine utilisés par les utilisateurs ou les applications.
Les noms de domaine figurent en particulier dans les URL qui permettent de localiser les ressources dans l'hypertexte du Web. Par exemple dans l'URL https://fst-mathematiques.univ-lyon1.fr/formation/, le nom de domaine est fst-mathematiques.univ-lyon1.fr. Les noms de domaines sont hiérarchisés dans une structure arborescente. Dans un nom de domaine, les domaines imbriqués sont séparés par un point : dans fst-mathematiques.univ-lyon1.fr, on a fst-mathematiques sous-domaine de univ-lyon1 sous-domaine de domaine de fr qui est un domaine de premier niveau ou Top Level Domain.
Le préfixe www qui apparaît souvent dans les URL du Web, ne fait pas partie du nom de domaine, il désigne le répertoire public par défaut sur le serveur Web et n'est pas nécessaire dans l'URL.
Les correspondances entre noms de domaine et adresses IP sont déterminées en interrogeant des serveurs DNS (avec le protocole DNS ...) . Chaque hôte sur internet est paramétré avec un serveur DNS par défaut. Un seul serveur DNS ne pouvant pas connaître toutes les adresses IP, DNS est un système distribué : chaque hôte possède un serveur DNS par défaut qui connaît l'adresse de serveurs racines qui eux-mêmes connaissent les adresses de serveurs DNS administrant les domaines de premier niveau. Pour résoudre un domaine, le serveur DNS de l'hôte procède par interrogations successives jusqu'à atteindre un serveur DNS détenant l'adresse IP du domaine recherché.
On a déjà vu que les commandes ping et traceroute étaient capables de résoudre des noms de domaine en leur associant leur adresses IP. La commande host sur MacOs/Linux ou nslookup pour Windows permet de résoudre un nom de domaine en interrogeant le serveur DNS par défaut.
```
	
frederic@fredportable:~$ host google.fr
google.fr has address 216.58.209.227
google.fr has IPv6 address 2a00:1450:4007:80f::2003
google.fr mail is handled by 20 alt1.aspmx.l.google.com.
google.fr mail is handled by 40 alt3.aspmx.l.google.com.
google.fr mail is handled by 50 alt4.aspmx.l.google.com.
google.fr mail is handled by 10 aspmx.l.google.com.
google.fr mail is handled by 30 alt2.aspmx.l.google.com.	
	
```
Pour cette commande, il existe aussi des outils comme en ligne dnslookup.
- Avec l'outil en ligne dnslookup, résoudre quelques noms de domaines célèbre comme google.fr ou frederic-junier.org ;)
- La commande whois ou l'outil en ligne ipwhois permettent quant à eux d'obtenir des informations détaillées sur l'organisation détentrice du nom de domaine. Tester avec google.fr.
  Dans quel pays est situé le siège de Google France ? Si vous ne devinez pas pourquoi, lisez cet article.
Répondre au Quizz 8 jusqu'à l'obtention d'un bon niveau.

C'est quoi TTL lors d'un ping ?

La durée de vie du paquet (TTL, Time To Live). Le champ de durée de vie (TTL) permet de connaître le nombre de routeurs traversés par le paquet lors de l'échange entre les deux machines. Chaque paquet IP possède un champ TTL positionné à une valeur relativement grande.

Quel est l'intérêt de la communication par paquet SNT ?

La commutation par paquets permet de fournir des flux de données à débit binaire variable, réalisés sous forme de séquences de paquets, sur un réseau informatique qui alloue les ressources de transmission selon les besoins à l'aide de techniques de multiplexage statistique ou d'allocation dynamique de bande passante.