Introduction au Réseau

Institut Saint Laurent - 2018

Présentation disponible à l’URL https://dduportal.github.io/isl-reseau-2018/

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Whoami

Damien DUPORTAL:
- Træfik's Developer Advocate @ Containous et Freelancer
- Former Training Engineer @ CloudBees
damien.duportal@gmail.com
@DamienDuportal
dduportal

Introduction au Binaire

Il y a 10 types de personnes :

Ceux qui comprennent le binaire,
Les autres.

Système Décimal

Concept: un chiffre prends une des valeurs suivantes:
- 0
- 1
- 2
- ..
- 9
Combien de valeurs ? 10

Décimal : "Base 10"

1 chiffre	2 chiffres	3 chiffres
0	10	100
1	11	101
2	12	102
etc.

Système Binaire

Utilisé en Chine 1 siècle avant J.C.
Concept: Un chiffre ne peut prendre que 2 valeurs: 0 ou 1

Décimal : "Base 2"

1 chiffre	2 digits	3 digits
0	10	100
1	11	101
-	11	110
-	-	111
etc.

Décomposition en Puissances

Décimal :
- 125 = 100 + 20 + 5 = ( 1 x 10² ) + ( 2 x 10¹ ) + ( 5 x 10⁰ )
Binaire :
- 111 = 100 + 10 + 1 = ( 1 x 2² ) + ( 1 x 2¹ ) + ( 1 x 2⁰ )

Octet / Bits / Digit ?

Digit : C’est un chiffre, quelque soit la base (10, 2, 16, etc.)
Bit : C’est un chiffre en base 2
Octet : Codage d’une information sur 8 bits

Octet

Unité du Système International
- Incluant des unité de grandeur: kilo (Ko), mega (Mo), giga, téra, péta, exa, zetta, yotta…
- Attention: grandeur par 1000
Unité "binaire" (multiples faciles)
- Unité de grandeur alternative: kibi (Kio), mébi (Mio)…
- Attention: grandeur par 1024

Système Hexadécimal

Base 16: 0, 1,… 9, A, B, .. F
Compromis simplicité / écriture compacte
Pratique en informatique: codé sur 4 bits

Exercices

Couleurs en CSS : Combien de couleurs possibles,
- avec le format #aaaaaa (6 caractères hexadécimaux) ?
- avec le formt RVB(255,255,255) (3 octets) ?
- Conclusion ?

Introduction à la Ligne de commande Linux

Linux

Conventions

Le charactère "dollar" $ en début de ligne indique une invitation de commande
- Son absence indique le résultat de la commande executée dans l’invitation

Commande

C’est le « verbe » expirmant l’intention de la commande
Example: ls pour "Lister" le contenu d’un répertoire :

$ ls
Dockerfile         README.adoc        dist               gulp               scripts
Makefile           assets             docker-compose.yml package.json       slides

Arguments

C’est le "compléments d’objet" permettant de désigner la cible de l’intention
Example: "Lister" le contenu du répertoire /usr :

$ ls /usr
bin        include    lib        libexec    local      sbin       share      standalone

Options

Ce sont des « adverbes » pour nuancer l’intention
Example: Lister le contenu du répertoire courant, en affichant 1 élément par ligne avec les détails:

$ ls -l
total 40
-rw-r--r--@ 1 dadou  staff   564 Oct 15 15:16 Dockerfile
-rw-r--r--@ 1 dadou  staff  1320 Oct 15 15:12 Makefile
-rw-r--r--@ 1 dadou  staff  1567 Oct 15 15:12 README.adoc
drwxr-xr-x@ 4 dadou  staff   128 Oct 15 15:05 assets
drwxr-xr-x  8 dadou  staff   256 Nov  5 13:25 dist
-rw-r--r--@ 1 dadou  staff   661 Oct 15 15:12 docker-compose.yml
drwxr-xr-x@ 4 dadou  staff   128 Oct 15 15:05 gulp
-rw-r--r--@ 1 dadou  staff   778 Oct 15 15:11 package.json
drwxr-xr-x@ 3 dadou  staff    96 Oct 15 15:05 scripts
drwxr-xr-x@ 6 dadou  staff   192 Nov  4 12:00 slides

Kit de survie

Supercommandes: CTRL + * :
- Ctrl+C: Interrompre la commande en cours
- Ctrl+A / Ctrl+E: Naviguer au début / à la fin de la ligne en cours
- Ctrl+D: Equivalent des commandes exit ou logout
- Ctrl+R: Rechercher dans l’historique des commandes
man CMD pour le "manuel" d’une commande. Example: man ls.
- Si les "manuels" ne sont pas installés : Google !

Système de fichier

Arbre :

Racine (/)
Branches (dossiers)
feuilles (fichiers)

Parcours du système de fichier

"/" comme racine, et aussi "/" comme separateur

Exemples :

/ : "racine" du disque
/usr : Dossier usr à la racine du disque
/home/scrapbook : Sous-dossier scrapbook dans le dossier home à la racine

Quelques commandes utiles

Changer de répertoire courant: cd
Afficher le répertoire courant: pwd
Créer un fichier: touch
Créer un répertoire: mkdir
Copier un fichier ou répertoire: cp
Déplacer un fichier ou répertoire: mv
Supprimer un fichier ou répertoire: rm

Utilisateurs

obligatoire; rien d’anonyme !

Superutilisateur

root

Groupe

Annuaire d’Utilisateurs

Liste dans /etc/passwd Groupes dans /etc/group

Utilisateurs et système de fichiers

Droits sur les fichiers : owner, group, others.

Codage des droits sur le système de fichiers

Binaire
Decimal
Codé

Exercices droits sur le système de fichiers

Ls -l en exemple
chmod et chgrp

Résumé des commandes

Introduction au Réseau

Quel est le problème ?

On souhaite transmettre de l’information entre 2 acteurs éloignés.

Solution simple : Les Sémaphores

Limites des Sémaphores

Information trop simple: allumé ou éteint
Logistique nécessaire:
- Il faut se mettre d’accord au préalable
- Fragilité du "réseau"
Quid de la confidentialité ?

Meilleure solution: Signaux de fumée

source: http://www.leplacide.com

Signaux de fumée: principes

Encodage de l’information dans un dictionnaire
- On doit partager ce dictionnaire
- Possibilité de chiffrer les messages
Meilleure quantité d’information portée

Limites des signaux de fumée

source: Lucky Luke: Les Collines Noires

Meilleure solution : Le Courrier

Plus grande quantité d’information
Meilleure confidentialité
Meilleur routage

Limites du courrier

Routage

Un peu d’histoire…

Télégraphe Optique
- "Super Sémaphore"
Télégraphe Electrique
- 26 Lettres: 26 fils ?

Problématiques du Réseau

Routage de l’information
Quantité d’information à transmettre
Intégrité de l’information
Protocole d’échange

Problématiques: Routage

Source
Destination
Chemin

Problématiques: Quantité

Découper
Compresser

Problématiques: Intégrité

Diluer
Dupliquer
Chiffrer

Problématiques: Protocoles

Quel language ?
Quel propriétées ?
Quand commencer, et finir ?

Modèle OSI

Il en tient un couche ce modèle !

Descartes ?

hal replace light bulb

Descartes

Découper un gros problème en sous-problèmes
"Esprit Cartésien"
Faire une seule chose, mais bien la faire

Le modèle "OSI"

OSI = "Open Systems Interconnection"
- Modèle standard International (ISO-7498)
- Modèle initial sur fond de combats industriels dans les années 1970s
Concepts:
- Chaque couche forme une abstraction des couches inférieures
- Entre 2 hôtes, dialogue couche à couche

OSI Facile

OSI: Commutation de paquets

But: Transfert d’information dans des paquets

Packet Data Unit (PDU)

Modèle "Internet Protocol" (TCP-IP)

Problèmatiques du modèle OSI

Modèle poussé par des industriels
- Intérêts
- Pérennité
Très complet, mais trop complexe

Bienvenue au modèle "Internet Protocol"

Inventé par Vinton G. Cerf et Bob Kahn
RFC 1122
Issu de la recherche universitaire, puis militaire
Utilisé sur ARPANet en 1983

Simplifions OSI !

Source: http://albertoalvarez95.wixsite.com/prblog/single-post/2016/02/25/Les-diff%C3%A9rences-entre-le-mod%C3%A8le-OSI-et-TCPIP

TCP/IP : les 4 couches

Couche Applicative:
- Communications de haut niveau
Couche Transport:
- Garantie des niveaux de service
Couche Réseau:
- Gestion des adresses
Couche "Liaison de données":
- Gestion de la voie physique

TCP/IP : Communication point à point

TCP/IP : Commutation de paquet

Couche "Liaison de Données"

Modèle "Internet Protocol"

Où sommes nous ?

Buts de la couche "Liaison de Données"

Contrôler la transmission de la donnée via la couche physique
Par abus de language: on intègre la couche physique ici
- Donc liaison physique + carte associée + pilotes logiciels

Exemples

Ethernet
Wifi
Bluetooth
Cable Coaxial
Fibre Optique
NFC

Topologie

Branche des mathématiques qui étudie la géométrie de situation, les propriétés de l’espace.

Type de Topologies

Topologies Physiques : Palpables
Topologies Logiques : Virtuelles

Topologie Linéaire

Source

Topologie Linéaire

La plus simple
Très fragile
Temps de parcours dépendant de la distance
Ajout facile
suppression avec coupure

Topologie en Anneau

Source

Topologie en Anneau

Modèle du "paquet de chips autour du feu de camp"
Moins fragile: Duplication des chemins
Temps de parcours dépendant de la distance
Ajout moyennement couteux
suppression moyennement couteuse

Topologie en Etoile

Source

Topologie en Etoile

Modèle du "chef scout au feu de camp".
Fragilité limité à la coupure, pas d’impact sur le reste.
- Mais Centralisation
Temps de parcours constant
Ajout facile
suppression facile

Topologie en Bus

Source

Topologie en Bus

Variation de l’étoile, mais sans élément central
Temps de parcours constant
Ajout et suppression facile

Topologie en Arbre

Source

Topologie en Arbre

Interconnexion de topologie en étoiles entre elles
Fragile
Ajout facile, suppression moyennemenet complexe
Parcours constant et facile

Topologie en Maillage

Source

Topologie en Maillage

Temps de parcours constant
Ajout et suppression complexes
Très solide

Topologie Hybride

Internet: "Inter-network" : Interconnexion de réseaux avec différents topologies

Ethernet

Un exemple d’implémentation de

la couche "Liaison de Données + Physique"

"Ether"

Milieu hypothétique des substances subtiles distinctes de la matière et permettant de fournir ou transmettre des effets entre les corps censé baigner l’Univers.

— Scientifique Anonyme, 1789

Ethernet : Kezako ?

Ethernet est :

Une mécanisme de connexion physique, à transmission électrique
Un protocole de réseau local à "commutation de paquets"
Une norme internationale : ISO/IEC 8802-3

Ethernet : Connexion physique à transmission électrique

Ethernet : RJ45

Ethernet : câblage

Ethernet : fonctionnement de base

Ethernet : Comment connecter plusieurs équipements ?

Problème : Comment faire dialoguer 3+ ordinateurs via Ethernet ?

Ethernet : Concentrateur

Solution : Concentrateur ("Hub") Ethernet.

Ethernet : Chaînage de concentrateurs

Ethernet: Cinématique avec un concentrateur 1/2

Source

Ethernet: Cinématique avec un concentrateur 2/2

Source

Ethernet + Concentrateur : Protocole "Feu de Camp"

Imaginez une conversation autour d’un feu de camp à 10:

Concept de "collision" : On attends avant de réessayer
Simple mais peu performant. En plus on a des adresses…

Ethernet : Il faut un arbitre

Passage à une topologie "étoile"
- On était en topologie "bus"

Ethernet : Commutateur

Ethernet + Commutateur : Chef d’orchestre

Ethernet: Cinématique avec un commutateur 1/2

Source

Ethernet: Cinématique avec un commutateur 2/2

Source

Ethernet : Câbles droits pour Commutateur

Toutes les cartes Ethernet savent croiser/décroiser en 2018

Ethernet : Comment localiser l’interlocuteur ?

Solution : Adressage

Adresse MAC

M.A.C. : "Media Access Control" (rien à voir avec une pomme)

Adresse dites "physique" car déclarée dans le matériel
- Peut être surchargée (Confidentialité sur Wifi publics…)
Structure :
- Stockée sur 6 octets
- Couramment exprimée en hexadécimal

Exercices Adresses MAC

Pourquoi l’hexadécimal?
Localiser l’adresse MAC de votre machine
- Problème: Plusieurs interfaces réseau ?
Localiser l’adresse MAC de l’ethernet sur les Raspberry Pis

Couche "Réseau"

Modèle "Internet Protocol"

Où sommes nous ?

Buts de la couche "Réseau"

Interconnexion des réseaux:

Gestion des adresses
Gestion du routage

Adresse IP

"IP" désigne aussi bien l’adresse que le protocole de communication :
- "I.P." == "Internet Protocol"
- Adresse logique (virtuelle)
2 normes IPs:
- Version 4 : IPv4 (défaut dans ce cours)
- Version 6 : IPv6 (raison: épuisement du stock d’adresse IPv4… en théorie)

Adresse IPv4 : Format

Taille de 32 bits (4 octets)
Exprimé avec 4 nombres décimaux séparés par des points .. Exemples:
- 0.0.0.0
- 10.0.3.4
- 192.168.0.1
- 255.255.255.255

Adresse IPv6 : Format

Taille de 128 bits
Exprimé en suite de nombre hexa-décimaux, séparés par des double point `: `
- Exemple : 001:0db8:0000:85a3:0000:0000:ac1f:8001

Adresse IP : Codage

L’adresse IP porte 2 informations:

L’adresse de l’hôte
L’adresse du réseau

Adresse du réseau ?

Wait, what ?

3 adresses (MAC, IP, Réseau) ?

Rappel : Couches = Abstraction

Les modèles en couches (OSI, TCP/IP) définissent des abstractions
On a une couche physique, toutes les autres sont "logiques":
- La couche réseau est donc "virtuelle"
L’adresse MAC est une adresse "physique"

⇒ Plus que 2 adresses !

Pourquoi des "réseaux" ?

Adresses du Réseau: Abstraction

Simplifions (Rappel: Descartes)

Définition d’un "Réseau"

Groupement logique d’hôtes
Abstraction des hôtes pour le monde extérieur

Réseau Locaux / Globaux

Réseau "local" ("LAN - Local Area Network") :
- On parle d’un "segment"
Réseau "global" ("WAN - Wide Area Network) :
- Interconnexion de segments

2 adresses en 1

Q: Certes, mais comment l’adresse IP peut-elle embarquer 2 adresses en 1 ?
R: Avec ce qu’on appelle le "masque sous-réseau"

Qui se souvient ?

C’est pareil pour le masque sous réseau

Masque Sous-Réseau

Concept:

On applique un "masque" sur l’adresse IP
- Le résultat est l’adresse du réseau
Au lieu du bleu/rouge, on utilise le binaire
Si on n’a pas le même nombre de bits, alors on ajoute des 0
- On doit donc avoir le même format que l’adresse IP

Opération "ET logique"

Utilisation de l’opération "ET logique"
- Ressemble à la multiplication:
  - 0 ET 0 = 0
  - 1 ET 0 = 0
  - 0 ET 1 = 0
  - 1 ET 1 = 1

Calcul du masque sous-réseau

On aligne les bits entre l’IP et le masque
On effectue les opérations de "ET logique" bit à bit

On récupère le résultat

11000000.10101000.00001010.00010100 => 192.168.10.20
ET
11111111.11111111.11111111.00000000 => 255.255.255.0
=
11000000.10101000.00001010.00000000 => 192.168.10.0

Exercices masque sous-réseau

Quel est le réseau de l’adresse IP 192.168.1.2 (masque: 255.255.0.0) ?
Quel est le réseau de l’adresse IP 10.128.4.10 (masque: 255.255.240.0) ?
Quel est le réseau de l’adresse IP 172.195.4.1 (masque: 255.240.0.0) ?

Solutions:

11000000.10101000.00000001.00000010 // 192.168.1.2
ET
11111111.11111111.00000000.00000000 // 255.255.0.0
=
11000000.10101000.00000000.00000000 // 192.168.0.0

00001010.10000000.00000100.00001010 // 10.128.4.10
ET
11111111.11111111.11110000.00000000 // 255.255.240.0
=
00001010.10000000.00000000.00000000 // 10.128.0.0

10101100.11000011.00000100.00000001 // 172.195.4.1
ET
11111111.11110000.00000000.00000000 // 255.240.0.0
=
10101100.11000000.00000000.00000000 // 172.192.0.0

Restriction des bits du masque

Est-ce qu’il y a des bandes rouges dans le verre bleu des lunettes ?
Un masque sous-réseau est toujours séparé en deux parties :
- Une série de 1 contigus
- Puis une série de 0 contigus

Exercice de reconnaissance de masques

Quelles sont les masques sous réseau valides ?

255.255.128.0
255.255.255.192
192.192.0.0
192.192.0.0
255.248.0.0
255.255.255.252
0.0.0.0

Obsolète: Classes d’adresses IP

Classe	Bits de départ	Début	Fin
Classe A	0	0.0.0.0	127.255.255.2553
Classe B	10	128.0.0.0	191.255.255.255
Classe C	110	192.0.0.0	223.255.255.255

(Les classes D et E existaient également pour des adresses réservées)

Adresse IPv4 "Spéciales" 1/2

Bloc	Usage
0.0.0.0/8	Ce réseau
127.0.0.0/8	adresse de bouclage (localhost)
10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16	Adresses privées
…	…

Bloc

Usage

0.0.0.0/8

Ce réseau

127.0.0.0/8

adresse de bouclage (localhost)

10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16

Adresses privées

…

Adresse IPv4 "Spéciales" 2/2

Bloc	Usage
169.254.0.0/16	adresses locales autoconfigurées
255.255.255.255/32	broadcast limité
100.64.0.0/10	Espace partagé pour Carrier Grade NAT
224.0.0.0/4	Multicast "Multidiffusion"
…	…

Bloc

Usage

169.254.0.0/16

adresses locales autoconfigurées

255.255.255.255/32

broadcast limité

100.64.0.0/10

Espace partagé pour Carrier Grade NAT

224.0.0.0/4

Multicast "Multidiffusion"

…

Notation CIDR

Depuis 1994, on utilise la notation "CIDR" au lieu des classes d’IP
- Beaucoup plus modulaire et adaptable
On ajoute un suffixe à l’adresse IP
- Séparateur: caractètre slash /
- Valeur du suffixe : nombre décimal indiquant le nombre de "1" du masque

Exemple de notation CIDR

255.255.0.0 = 11111111.11111111.00000000.00000000
⇒ 16 zéros
L’adresse IP 192.168.2.1 associée au masque 255.255.0.0 est donc écrite 192.168.2.1/16
On écrit également son réseau ainsi = 192.168.0.0/16

Exercices CIDR

Donnez la notation CIDR de l’adresse IP 10.172.0.5 avec le masque 255.255.255.0
Donnez la notation CIDR du réseau de l’adresse IP 192.168.2.1 avec le masque 255.240.0.0
Quel est la masque correspondant à l’adresse IP 172.10.16.192/16 ?

Après les adresses, le "Routage"

Comment envoyer un message d’une adresse à une autre ?

Source

Routage

Mécanisme de détermination du chemin pour la distribution du message

Topologies de Routage

Unicast
Broadcast
Anycast
Multicast

Routage Unicast

Depuis 1 hôte vers 1 autre hôte: "Point à point"

Routage Broadcast

Depuis 1 hôte vers tous les hôtes du réseau local

Routage Anycast

Depuis 1 hôte vers les hôtes les plus "proches" en multi-chemin

Routage Multicast

Depuis 1 hôte vers les hôtes "abonnés"

Routage Local

Je suis 192.168.2.4
- Je veux envoyer un message à 192.168.2.7 (unicast)
- Mon réseau est 192.168.2.0/24
Nous sommes dans le même réseau (à vérifier pour le sport)
- Le switch connaîtra l’adresse MAC: communication facile

Mais… et l’abstraction ?

On la respecte !
Mais il faut bien donner un destinataire à la couche "Liaison de Données".
En l’occurence: une adresse MAC.

Rappel : Transmission de données en TCP/IP

ARP

A.R.P. = "Address Resolution Protocol"
Lien entre les couches 2 (Liaison) et 3 (IP)
Protocole "question / réponse":
- On demande une adresse IP
- On obtient une (ou plusieurs) adresses MAC
- On peut "forger" les messages !

Requête ARP

Table ARP

On peut donc "conserver" ces paires d’adresses IP/MAC
- But : meilleure performances de communication
- "Mise en cache" : notion de durée de vie
Une table ARP par hôte du réseau local

Ping

"Ping" est une question, qui attends une réponse "Pong"
Commande permettant de tester l’accessibilité d’une machine via la couche "réseau"
Utilises le protocole "ICMP" (Internet Control Message Protocol)
- Encapsulation dans le protocol IP

Exercices avec `ping`

Exercices avec ARP

$ sudo su - # Devenir root
root$ arp -a # Afficher la table ARP (Linux et Windows)
root$ arp -d <IP> # Supprimer l'entrée correspondant à <IP>
root$ arp -a
root$ ping -c3 <IP voisin>
root$ arp -a # Quelle différence ?

Routage "Global"

Je suis 192.168.2.4
- Je veux envoyer un message à 72.54.67.128 (unicast)
- Mon réseau est 192.168.2.0/24
Nous sommes dans des réseaux différents
- Problème: comment faire ?

Passerelle

Adresse du réseau local
- Concept logique
Destination des requêtes extra-réseau
- "Porte de sortie" du réseau

Routeur

Hôte appartenant à 2 (ou plus) réseaux
C’est la machine qui fait "passerelle"
Il faut un retour aux requêtes émises:
- Entrée / sortie d’un réseau

Exemple de réseaux avec un routeur

Et Caetera

Le routeur étant lui-même un noeud du réseau "parent"
- Soit le destinataire est dans son réseau parent
- Soit il transmet à la passerelle du réseau parent
Et Caetera…

Droit de réponse

On a pu faire l’aller. Mais quid de la requête retour?
Exemple de ping qui attend son pong…

Table de routage

Table stockée sur chaque hôte (routeur inclus)
Liste les passerelles connues sur lesquelles envoyer les requêtes
- Ne contient QUE les réseaux de l’hôte
En fonction des adresses IP des destinataires
Contient toujours une route par défaut

Règles de remplissage de la table de routage

Remplir en 3 temps:
- Une entrée par réseau d’appartenance
- Une entrée par défaut
- Une entrée "statique" par réseau à connaître
Les passerelles indiquées dans une table de routage appartiennent toujours à l’un des réseaux auxquels j’appartiens
Toujours une règle par défaut

Exemple de Table de routage

Reprenons notre double réseau :

Table de Routage pour une machine

Pour une machine "simple", c’est facile. Prenons 192.168.1.10 :

Réseau à joindre	Passerelle
192.168.1.0/24	192.168.1.10
0.0.0.0/0	192.168.1.1

Réseau à joindre

Passerelle

192.168.1.0/24

192.168.1.10

0.0.0.0/0

192.168.1.1

Une entrée pour le réseau auquel on appartient
Une entrée par défaut

Rappel

Reprenons notre double réseau :

Table de Routage pour le Routeur

Pour le routeur, c’est presque aussi facile :

Réseau à joindre	Passerelle
192.168.1.0/24	192.168.1.1
10.0.2.0/16	10.0.2.1
0.0.0.0/0	127.0.0.1

Une entrée pour chaque réseau auquel on appartient
Une entrée par défaut
- On suppose ici que le routeur est autonome

Exercice avec la table de routage 1/3

Source

Exercice avec la table de routage 2/3

Quel est la table de routage de 192.168.0.1 ?

Exercice avec la table de routage 3/3

Quel est la table de routage de "Routeur 1" ?

Pratiquons avec la table de routage

sudo su - # Become root
netstat -rn # Show Tables

NAT

NAT = "Network Adress Translation"
1 IP privée == 1 IP publique

NAT en image

Exercices: "pont" Wifi

But: Etablir un pont Ethernet <→ Wifi
- On a un réseau arrivant en Ethernet (accès en SSH aux pis)
- On veut aussi brancher nos smartphones en Wifi
- A raison d’un Wifi par Pi, sur le même réseau

Exercices: "pont" Wifi

Installer les paquets nécessaires (hostapd bridge-utils)
Arrêter les services utilisés

sudo su -
apt-get update
apt-get install hostapd bridge-utils
systemctl stop hostapd

Exercices: "pont" Wifi

Configurer manuellement les interfaces (/etc/dhcpcd.conf)

# Editeur de texte en ligne : nano
nano /tmp/fichier.txt
# Entrainez vous puis valider avec
cat /tmp/fichier.txt

# Maintenant, le vrai fichier
cp /etc/dhcpcd.conf /etc/dhcpcd.conf.backup
nano /etc/dhcpcd.conf
# Ajouter "denyinterfaces wlan0" et "denyinterfaces eth0"
cat /etc/dhcpcd.conf

# En cas de problème:
cp /etc/dhcpcd.conf.backup /etc/dhcpcd.conf

Exercices: "pont" Wifi

Configurer le point d’accès wifi

echo 'DAEMON_CONF="/etc/hostapd/hostapd.conf"' >> /etc/default/hostapd
cp /etc/hostapd/hostapd.conf /etc/hostapd/hostapd.conf.backup
nano /etc/hostapd/hostapd.conf

interface=wlan0
bridge=br0
ssid=ISL
hw_mode=g
channel=7
wmm_enabled=0
macaddr_acl=0
auth_algs=1
ignore_broadcast_ssid=0
wpa=2
wpa_passphrase=ISL2018!
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
wpa_pairwise=TKIP
rsn_pairwise=CCMP

Exercices: "pont" Wifi

Configurer le "pont" (aka. bridge)

brctl addbr br0 # Creation de l'interface réseau
brctl addif br0 eth0 # Mixage des interfaces

# Définition de la configuration de br0
nano /etc/network/interfaces.d/br0

auto br0
iface br0 inet manual
bridge_ports eth0 wlan0

Exercices: "pont" Wifi

Tout réactiver :

systemctl enable hostapd
reboot
...
systemctl status hostapd

Tester tout ça

Exercises: Routeur Wifi

Comme pour le bridge, mais avec du routage dans un réseau privé
Il faut configurer un serveur DHCP: dnsmasq

Exercises: Routeur Wifi

Désactiver ce qu’on vient de faire:

systemctl disable hostapd
rm -f /etc/hostapd/*.conf /etc/network/interfaces.d/br0
reboot
...
systemctl status hostapd
brctl delbr br0
ip addr

Exercises: Routeur Wifi

Configurer une IP statique publique :

# Décider du plan d'adressage et adapter ci-dessous
nano /etc/dhcpcd.conf

interface wlan0
    static ip_address=192.168.4.1/24
    nohook wpa_supplicant

Exercises: Routeur Wifi

Installer dnsmasq avec apt-get
Configurer dnsmasq :

systemctl stop dnsmasq
cp /etc/dnsmasq.conf /etc/dnsmasq.conf.backup
nano /etc/dnsmasq.conf

interface=wlan0      # Use the require wireless interface - usually wlan0
  dhcp-range=192.168.4.2,192.168.4.20,255.255.255.0,24h

Exercises: Routeur Wifi

Configurer hostapd comme précédemment (sauf la ligne "bridge"):

systemctl disable hostapd
nano /etc/hostapd/hostapd.conf

interface=wlan0
driver=nl80211
ssid=ISL
hw_mode=g
channel=7
wmm_enabled=0
macaddr_acl=0
auth_algs=1
ignore_broadcast_ssid=0
wpa=2
wpa_passphrase=ISL2019?
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
wpa_pairwise=TKIP
rsn_pairwise=CCMP

Exercises: Routeur Wifi

Vérifier les changements

systemctl restart dhcpcd
systemctl start hostapd
systemctl enable hostapd
systemctl start dnsmasq
systemctl enable dnsmasq

Exercises: Routeur Wifi

Il manque le routage !

echo 'net.ipv4.ip_forward=1' >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p

# Masquerade
iptables -t nat -A  POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE
sh -c "iptables-save > /etc/iptables.ipv4.nat"

nano /etc/rc.local

...
iptables-restore < /etc/iptables.ipv4.nat

exit 0

Couche "Transport"

Modèle "Internet Protocol"

Où sommes nous ?

Buts de la couche "Transport"

Garantie des niveaux de service de la communication
Gestion du niveau d’intégrité des données transmises

Encore une adresse !

Problème :
- On sait dialoguer entre machines
- Une machine possède plusieurs applications
Comment faire le lien entre X application et 1 machine ?
- Il faut une adresse par application

Port

Idée : on associe 1 nombre entier par application
- C’est ce qu’on appelle le "port"
On peut donc "multiplexer" pour une même adresse IP

Socket

"Adresse" de la couche Transport
"Tube" dans lequel lire et écrire
Couple Adresse IP + Port
- Ou un fichier ("Socket Unix" / "Named Pipe" dans Windows)

Problèmes de la couche Réseau

Le rôle de la couche réseau est de "router" de la donnée d’un hôte à un autre.
Et c’est tout !
- Pas sûr que les paquets arrivent (Ping ? ICMP!)
- Pas de contrôle d’intégrité
- Pas de garantie d’ordre d’arrivée

Protocoles de Transport

Il faut des protocoles de communication au dessus de IP
- On est dans une couche virtuelle: tout est possible!
Protocoles étudiés:
- TCP
- UDP
Protocoles "mentionnés"
- QUIC (Google, 201x)
- SCTP

TCP

TCP = "Transmission Control Protocol"
RFC 793
Unité de donnée : "paquets TCP"
Se base sur IP pour la couche réseau

Caractéristisques de TCP

Mode "connecté" entre 2 ports… de 2 hôtes différents
Garantie un bon acheminement des données
Mémorisation des données
Indépendant vis-à-vis des données transportées (comme IP)
"Communication bi-directionnelle" (full duplex) : échange dans les 2 sens en même temps

TCP dans tous ses "états"

TCP : Protocole et poignées de mains

Limites de TCP

Complexe
"Couteux" en temps
- Délai d’établissement d’une connexion
- Nombre d’aller-retours sur le réseau

UDP

UDP = "User Datagram Protocol"
RFC 768
Unité de donnée: "datagramme UDP" (comme IP)
Se base sur IP pour la couche réseau

Caractéristisques de UDP

Concept : "Fire and Forget"
Pas de mode connecté: Simple
- Pas de garantie d’arrivée de la donnée
Intégrité de la donnée garantie
- SI la donnée arrive
Cas d’usages:
- Performances
- Petite quantité de données

Pratique : voir les Ports

$ sudo netstat -anpt
...
$ sudo netstat -anpt
...
$ sudo netstat -anpu
...
$ sudo netstat -anptu4
...

PAT / NAT

Vous vous souvenez du NAT?
Problème : On voudrait 1 IP publiques pour X IP privées
Solution : utiliser le port
- PAT = "Port Adresse Translation"
- Egalement connu comme "NAT Dynamique"

NAT/PAT en images 1/2

NAT/PAT en images 2/2

Couche "Application"

Modèle "Internet Protocol"

Où sommes nous ?

Buts de la couche "Application"

C’est ici que se passe votre travail
Communications de haut niveau entre des processus distants
Plein de protocoles connus se trouvent ici: HTTP, SSH, FTP, P2P, etc.

URL : Encore une adresse !

U.R.L. : "Uniform Resource Locator"
- C’est l’adresse au niveau des applications
Permet d’identifier de manière unique une ressource sur le réseau World Wide Web

Structure des URLs

Protocole	Auth.	Hostname	Port	Chemin
Obligatoire (souvent masqué, suivi de "://")	Facultatif (défaut : "")	Obligatoire	Facultatif (défaut : associé au protocole)	Facultatif (défaut : "/")
http://	user:pass@	domain.com	:80	/admin
https://	""	google.com	"" (:443)	"" (/)

Protocole

Auth.

Hostname

Port

Chemin

Obligatoire (souvent masqué, suivi de "://")

Facultatif (défaut : "")

Obligatoire

Facultatif (défaut : associé au protocole)

Facultatif (défaut : "/")

http://

user:pass@

domain.com

:80

/admin

https://

google.com

"" (:443)

"" (/)

Exemple d’URLs

ftp://upload.isl.be:21/etudiants
git@github.com
github.com:443/dduportal
ssh://gitserver:3000/public/project1.git
https://dduportal.github.io/isl-reseau-2018/#/rappel
http://localhost:8080/robots.txt

Client / Serveur

Serveur

Ecoute sur un socket ("passif")
Réponds aux requêtes ("actif")
Emets les réponses

Client

Ecrit sur un socket
Emets des requêtes
Reçois les réponses

DNS

Protocole applicatif de résolution de nom
Utilise UDP comme protocole, port 53
But: transcrire un nom de domaine en adresse IP
- Exemple: google.com <→ 172.217.17.142

Enregistrements DNS

Plusieurs types :

Type NS : Délégation à un autre serveur DNS
Type A : 1 nom de domaine == 1 adresse IPv4
Type AAAA : 1 nom de domaine == 1 adresse IPv6
Type CNAME : 1 nom de domaine == 1 autre nom de domaine
Type MX : 1 nom de domaine pour un domain de mail
Type TXT : 1 champ libre

DNS : hiérarchie

FQDN

FQDN : Fully qualified domain name
- Nom complet
Jusqu’au domaine de premier niveau ("TLD")
Avec un point final

Exercices avec DNS

dig www.google.com
dig @1.1.1.1 www.google.com

dig dduportal.github.com
dig CNAME dduportal.github.com
dig github.github.io.

dig NS dduportal.github.com

HTTP

HTTP : "Hyper Text Transfert Protocol"
- HTTPS : "HTTP + SSL/TLS"
Protocole client / serveur
- Clients : Navigateur web, commandes wget ou curl
Utilise TCP pour le transport, sur le port 80
- HTTPS utilisera le port 443
Versioné: 1.0, 1.1, 2.0, etc.

Requête HTTP

Chaque requête spécifie une "méthode", appliquée sur une ressource distante
- URL
La méthode va appliquer une action sur la page distante
Exemple :

GET / HTTP/1.1
Host: www.isl.be

Réponse HTTP

Le serveur HTTP renvoie un code retour
Nombre entier décimal à trois chiffres
Et éventuellement du contenu
- Le contenu de la requête distante

Méthodes HTTP

GET : demande la représentation de la ressource distante
HEAD : demande d’informations sur la ressource distante
PUT : demande de mise à jour d’une ressource distante
POST : création de ressource (ou mise à jour !)
DELETE : suppression de la ressource distante
Et bien d’autres : https://developer.mozilla.org/fr/docs/Web/HTTP/M%C3%A9thode

Codes Réponses HTTP

1xx : Information
2xx : Succès
- 200, 204…
3xx : Redirections
- 301, 302…
4xx : Erreur du client HTTP
- 404, 418…
5xx : Erreur du serveur HTTP
- 500, 502, 503…

Headers HTTP

Un "En-tête" (=="header") est un couple clef / valeur
Une requête ou une réponse HTTP possède une collection de headers qui lui sont propres
Permet d’exprimer les "méta-donnée" de la requête (ou réponse)
Exemples :
- Host
- Location
- User-Agent

Exercices avec une machine virtuelle

VirtualBox ou VMWare ?

Si vous êtes chez vous : VirtualBox (gratuit, libre, complet, multi-plateforme)
- VirtualBox à télécharger
A l’école ou si VirtualBox ne fonctionne pas : VMWare Player (gratuit, propriétaire, Windows seulement)
- VMWare Player à télécharger

VirtualBox

Pour VMWare Player: Cliquez ici

Obtenir l’image VirtualBox

Téléchargez l’image Debian.ova sur votre bureau : https://www.dropbox.com/s/d2hlxar8skcy44g/Debian.ova?dl=0
Ouvrez VirtualBox
Séléctionner le bouton "Importer" et choisissez le fichier Debian.ova

Créer la VM dans VirtualBox

Laissez les réglages par défaut :

Démarrez la VM dans VirtualBox

Sélectionner la machine "Debian32" nouvellement créée dans la colonne de gauche
Cliquez sur le bouton "Start" avec la flèche verte pour démarrer la VM
Sautez la section "VMare Player" et accédez à la suite en cliquant ici

VMWare Player

Pour VirtualBox : Cliquez ici

Obtenir l’image pour VMWare Player

Téléchargez l’archive Debian.zip sur votre bureau : https://www.dropbox.com/s/ncsz0bmpgdzfdjn/Debian.zip?dl=0
Décompressez l’image pour obtenir un dossier nommé Debian sur le bureau

Créer la VM dans VMWare Player 1/2

Ouvrir VMWare Player
Sélectionner le menu "Player" → "File" → "Open…"

Créer la VM dans VMWare Player 2/2

Sélectionner le fichier debian.vmx qui se trouve dans le dossier Debian
Une fois la VM "Debian" créée, cliquer sur le bouton "Play" :

Démarrage de la VM dans VMWare Player

Si le message "Cannot connect the virtual device …" apparaît, choisissez le bouton "No"
Au bout de quelques secondes apparais l’invitation de connexion

S’authentifier sur la VM

Identifiez-vous :
- Utilisateur : isl
- Mot de passe : isl2018 (aucun caractère n’est affiché quand vous tapez le mot de passe)

Exercices Ligne de commande Linux 1/2

Dans quel dossier vous trouvez-vous ?
Quel est le contenu de ce dossier (fichiers cachés inclus) ?
Quel est le contenu du dossier /etc (fichiers cachés inclus) ?
Créer un dossier nommé ISL (majuscules) dans le "home" de l’utilisateur isl
- Déplacez-vous dans ce dossier
- Créez-y un fichier notes.txt ?
- Quel est le chemin absolu de ce fichier ?

Exercices Ligne de commande Linux 2/2

Retournez dans le "home" utilisateur de isl
- Quel est le chemin relatif du fichier notes.txt ?
- Qui est le propriétaire du fichier notes.txt ?
- Quels sont les droits du fichier notes.txt ?
Qui est le propriétaire du fichier /bin/ls ?
Afficher la liste des processus ( Indice : ps aux)
- Quel est le PID du processus sshd (Indice : … | grep 'sshd') ?

Installer des paquets

Terminez la session de l’utilisateur isl avec la commande logout puis identifiez-vous en tant que root
- OU utilisez la commande sudo su -
Est-ce que la commande arp existe (Indice : which ls) ?
Mettez à jour le catalogue de "paquets"
- apt-get update
Installer le paquet nommé net-tools
- apt-get install net-tools
Commande arp ?

Exercice Couche Réseau

Trouvez les informations suivantes :
- Combien d’interfaces réseau ? (Indice : ip addr)
- Quelles sont les adresse IP de ces interfaces ? (Indice : ip addr)
- Addrsse Ip de la passerelle par défaut du réseau ? (Indice : ip route)
Essayez de "pinguer" 3 fois l’adresse IP de la passerelle

Exercice Couche Liaison de Données

Afficher la table ARP (Indice : arp)
Supprimez toutes les entrées (Indice : arp --help)
Pourquoi est-ce qu’une des entrées ré-apparait après quelques secondes ?
Essayez de pinguer une adresse inexistante du réseau local
- Quel est la conséquence dans la table ARP ?

Exercice Couche Transport 1/2

Quelle sont les "sockets" TCP (IPv4) en état LISTEN ?
- Indice : netstat
Quelles sont les interfaces réseaux associées ?
- Indice : utiliser la/les adresse IP associées aux ports
Quels sont les applications associées ?
- Indice : Registre de ports IANA

Exercice Couche Transport 2/2

Un peu de NAT : configurez une redirection de port pour SSH
- Choisissez le port 2222 sur votre hôte, et le port 22 pour la VM
- VirtualBox : Réglages de la VM → Réseau → dépliez le menu "Avancé" → "Redirection de ports"
- VMWare Player :
Confirmez la redirection de ports en vous connectant avec Putty (ou SSH sur Mac/Linux)

Exercices Couche Application

Exercices avec DNS

Donnez une adresse IPv4 d’un serveur derrière le domaine www.google.com (Indice : dig)
- Même question mais en interogeant le serveur DNS 1.1.1.1
- Pourquoi est-ce que les adresses IPs sont différentes ?
Quel est l’alias du domaine dduportal.github.com (Indice : "CNAME") ?
Donnez une adresse IP d’un serveur DNS d’authorité du domaine dduportal.github.com (Indice : "NS") ?

Exercices avec HTTP 1/3

Affichez la page web à l’adresse http://google.com/
- Quel est le résultat ? Pourquoi ?
Affichez les en-têtes de la requête précédente (et de sa réponse associée)
- Comment fonctionne la redirection ?
- Confirmez votre hypothèse avec un navigateur et son "inspecteur web"

Exercices avec HTTP 2/3

Installez le serveur web "Nginx" (nom du paquet : nginx)
Trouvez tous les ports TCP sur lesquels Nginx écoute
- Essayer d’afficher la page web de défaut en utilisant 2 adresses IP différentes
Arrêtez le service et vérifier qu’il ne réponds plus aux requêtes HTTP (Indice: Commandes systemctl nginx stop / systemctl nginx status)
- Vérifiez avec netstat et l’option -p (Indice : ps aux | …)
- Redémarrer le service (Indice: systemctl nginx restart)

Exercices avec HTTP 3/3

Essayez d’installer le paquet apache2
- Que se passe t’il ?

Bibliographie

Bibliographie FR

[OpenClassrooms] Les réseau de zéro
[Comment ça marche] TCP/IP
[Wikibooks] : Adressage IP v4
[Developpez.com] : Cours d’introduction à TCP/IP

Bibliographie EN

Bibliographie "Pratique"

[Jeu Linux en ligne pour les commandes] Terminus (Merci Guillaume!)
[RaspberryPi.org] Creating an access point
[Linux Commandes (Fiche mémoire)] http://juliend.github.io/linux-cheatsheet/
[Reddit] Linux Commande Overview
La référence ABSOLUE en livre : Computer Networks by Andrew S. Tanenbaum

Réseau à joindre	Passerelle
192.168.0.0/24	192.168.0.254
192.168.1.0/24	192.168.1.254
0.0.0.0/0	192.168.1.253
10.0.0.0/24	192.168.0.253

Réseau à joindre	Passerelle
192.168.0.0/24	192.168.0.1
0.0.0.0/0	192.168.0.254
10.0.0.0/24	192.168.0.253

Introduction au Réseau

Comment utiliser cette présentation ?

Whoami

Introduction au Binaire

Système Décimal

Décimal : "Base 10"

Système Binaire

Décimal : "Base 2"

Décomposition en Puissances

Octet / Bits / Digit ?

Octet

Système Hexadécimal

Exercices

Introduction à la Ligne de commande Linux

Linux

Conventions

Commande

Arguments

Options

Kit de survie

Système de fichier

Parcours du système de fichier

Quelques commandes utiles

Utilisateurs

Superutilisateur

Groupe

Annuaire d’Utilisateurs

Utilisateurs et système de fichiers

Codage des droits sur le système de fichiers

Exercices droits sur le système de fichiers

Résumé des commandes

Introduction au Réseau

Quel est le problème ?

Solution simple : Les Sémaphores

Limites des Sémaphores

Meilleure solution: Signaux de fumée

Signaux de fumée: principes

Limites des signaux de fumée

Meilleure solution : Le Courrier

Limites du courrier

Un peu d’histoire…​

Problématiques du Réseau

Problématiques: Routage

Problématiques: Quantité

Problématiques: Intégrité

Problématiques: Protocoles

Modèle OSI

Descartes ?

Descartes

Le modèle "OSI"

OSI Facile

OSI: Commutation de paquets

Packet Data Unit (PDU)

Modèle "Internet Protocol" (TCP-IP)

Problèmatiques du modèle OSI

Bienvenue au modèle "Internet Protocol"

Simplifions OSI !

TCP/IP : les 4 couches

TCP/IP : Communication point à point

TCP/IP : Commutation de paquet

Couche "Liaison de Données"

Où sommes nous ?

Buts de la couche "Liaison de Données"

Exemples

Topologie

Type de Topologies

Topologie Linéaire

Topologie Linéaire

Topologie en Anneau

Topologie en Anneau

Topologie en Etoile

Topologie en Etoile

Topologie en Bus

Topologie en Bus

Topologie en Arbre

Topologie en Arbre

Topologie en Maillage

Topologie en Maillage

Topologie Hybride

Ethernet

Un peu d’histoire…

Mais… et l’abstraction ?

Exercices avec `ping`