Livraisons

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La livraison des données

Voyons un peu les mécanismes mis en oeuvre pour le transport de données d'un hôte à un autre.

Imaginons une application qui doive envoyer des données d'un hôte A1 à un hôte A2. Nous sommes ici sur la couche 7. Les données sont prêtes à être envoyées, elles vont descendre les diverses couches du système. (Nous sommes sur un système TCP/IP)

D'abord, il faudra résoudre les noms en adresses IP.
Construire les sockets nécessaires à l'établissement de la connexion.
Plus bas encore, il va falloir trouver l'adresse physique des hôtes, parce que la couche liaison (couche 2) ne sait utiliser que ce moyen.
A ce niveau, deux cas de figure peuvent se présenter

livraison

La livraison directe

Les deux hôtes sont sur le même réseau physique (et logique), c'est le cas le plus simple. La source et la cible se trouvant sur le même réseau, il suffit qu'il y ait quelque part une table de correspondance entre adresse IP et adresse MAC. Cette table de correspondance est construite localement, sur chaque hôte au moyen du protocole ARP. Cette table ARP est visualisable avec la commande "arp -a"

Exemple:

Je vérifie que la table ARP est bien vide.
Depuis mon poste pchris, je fais un ping sur gw1.
Je regarde à nouveau l'état de ma table ARP

E:\>arp -a
Aucune entrée ARP trouvée

E:\>ping gw1.maison.mrs

Envoi d'une requête 'ping' sur gw1.maison.mrs [192.168.0.250] avec 32 octets de
données :

Réponse de 192.168.0.250 : octets=32 temps<10 ms TTL=255
Réponse de 192.168.0.250 : octets=32 temps<10 ms TTL=255
Réponse de 192.168.0.250 : octets=32 temps<10 ms TTL=255
Réponse de 192.168.0.250 : octets=32 temps<10 ms TTL=255

Statistiques Ping pour 192.168.0.250:
Paquets : envoyés = 4, reçus = 4, perdus = 0 (perte 0%),
Durée approximative des boucles en millisecondes :
minimum = 0ms, maximum = 0ms, moyenne = 0ms

E:\>arp -a

Interface : 192.168.0.10 on Interface 0x1000003
Adresse Internet Adresse physique Type
192.168.0.250 00-20-18-61-90-e3 dynamique

Et, bien entendu, mon "sniffeur" embusqué sur gw1 n'a rien perdu de l'échange:

gw1 est enregistré sous gateway1.maison.mrs (gw1.maison.mrs est un alias)
pchris est enregistré sous pchris.maison.mrs

    No.  Source                Destination           Protocol Info
      1  pchris.maison.mrs     ff:ff:ff:ff:ff:ff     ARP      Who has 192.168.0.250?  Tell 192.168.0.10
      2  gateway1.maison.mrs   pchris.maison.mrs     ARP      192.168.0.250 is at 00:20:18:61:90:e3
      3  pchris.maison.mrs     gateway1.maison.mrs   ICMP     Echo (ping) request
      4  gateway1.maison.mrs   pchris.maison.mrs     ICMP     Echo (ping) reply
      5  pchris.maison.mrs     gateway1.maison.mrs   ICMP     Echo (ping) request
      6  gateway1.maison.mrs   pchris.maison.mrs     ICMP     Echo (ping) reply
      7  pchris.maison.mrs     gateway1.maison.mrs   ICMP     Echo (ping) request
      8  gateway1.maison.mrs   pchris.maison.mrs     ICMP     Echo (ping) reply
      9  pchris.maison.mrs     gateway1.maison.mrs   ICMP     Echo (ping) request
     10  gateway1.maison.mrs   pchris.maison.mrs     ICMP     Echo (ping) reply
     11  gateway1.maison.mrs   pchris.maison.mrs     ARP      Who has 192.168.0.10?  Tell 192.168.0.250
     12  pchris.maison.mrs     gateway1.maison.mrs   ARP      192.168.0.10 is at 00:20:18:b9:49:37

Remarquez:

Ligne 1 la requête ARP émise en broadcast (ff:ff:ff:ff:ff:ff) par mon poste de travail:
Qui a l'adresse 192.168.0.250 (gw1)? Dites-le à 192.168.0.10 (pchris)
Ligne 2 la réponse ARP de gw1 à pchris:
192.168.0.250 est à 00:20:18:61:90:e3

Viennent ensuite les échanges pour la commande ping et enfin (mais ce n'est pas systématique) gw1 qui recherche l'adresse MAC de pchris. Ce n'est pas une bonne idée d'ailleurs, parce qu'il l'a déjà. En effet, si l'on regarde le détail de la trame 1:

Frame 1 (60 on wire, 60 captured)
    Arrival Time: Feb 15, 2001 16:02:12.2750
    Time delta from previous packet: 0.000000 seconds
    Frame Number: 1
    Packet Length: 60 bytes
    Capture Length: 60 bytes
Ethernet II
    Destination: ff:ff:ff:ff:ff:ff (ff:ff:ff:ff:ff:ff)
    Source: 00:20:18:b9:49:37 (pchris.maison.mrs)
    Type: ARP (0x0806)
    Trailer: 20202020202020202020202020202020...
Address Resolution Protocol (request)
    Hardware type: Ethernet (0x0001)
    Protocol type: IP (0x0800)
    Hardware size: 6
    Protocol size: 4
    Opcode: request (0x0001)
    Sender hardware address: 00:20:18:b9:49:37
    Sender protocol address: 192.168.0.10
    Target hardware address: 00:00:00:00:00:00
    Target protocol address: 192.168.0.250

On s'aperçoit que l'adresse MAC de pchris est déjà donnée dedans. Et si ça ne suffisait pas, l'information se trouve également dans la trame 2:

Frame 2 (60 on wire, 60 captured)
    Arrival Time: Feb 15, 2001 16:02:12.2753
    Time delta from previous packet: 0.000285 seconds
    Frame Number: 2
    Packet Length: 60 bytes
    Capture Length: 60 bytes
Ethernet II
    Destination: 00:20:18:b9:49:37 (pchris.maison.mrs)
    Source: 00:20:18:61:90:e3 (gateway1.maison.mrs)
    Type: ARP (0x0806)
    Trailer: 769E8580000000010000000020454E45...
Address Resolution Protocol (reply)
    Hardware type: Ethernet (0x0001)
    Protocol type: IP (0x0800)
    Hardware size: 6
    Protocol size: 4
    Opcode: reply (0x0002)
    Sender hardware address: 00:20:18:61:90:e3
    Sender protocol address: 192.168.0.250
    Target hardware address: 00:20:18:b9:49:37
    Target protocol address: 192.168.0.10

La livraison indirecte

Cette fois-ci, le transfert de données doit passer par le routeur, parce que le destinataire est dans un autre réseau logique. Prenons au hasard ftp.oleane.net:(195.25.12.28)

E:\>arp -a
Aucune entrée ARP trouvée

E:\>ping 195.25.12.28

Envoi d'une requête 'ping' sur 195.25.12.28 avec 32 octets de données :

Réponse de 195.25.12.28 : octets=32 temps=30 ms TTL=245
Réponse de 195.25.12.28 : octets=32 temps=40 ms TTL=245
Réponse de 195.25.12.28 : octets=32 temps=30 ms TTL=245
Réponse de 195.25.12.28 : octets=32 temps=30 ms TTL=245

Statistiques Ping pour 195.25.12.28:
Paquets : envoyés = 4, reçus = 4, perdus = 0 (perte 0%),
Durée approximative des boucles en millisecondes :
minimum = 30ms, maximum = 40ms, moyenne = 32ms

E:\>arp -a

Interface : 192.168.0.10 on Interface 0x1000003
Adresse Internet Adresse physique Type
192.168.0.250 00-20-18-61-90-e3 dynamique

Que s'est-il passé ?

    No. Source                Destination           Protocol Info
      1 pchris.maison.mrs     ff:ff:ff:ff:ff:ff     ARP      Who has 192.168.0.250?  Tell 192.168.0.10
      2 gateway1.maison.mrs   pchris.maison.mrs     ARP      192.168.0.250 is at 00:20:18:61:90:e3
      3 pchris.maison.mrs     ftp.oleane.net        ICMP     Echo (ping) request
      4 ftp.oleane.net        pchris.maison.mrs     ICMP     Echo (ping) reply
      5 pchris.maison.mrs     ftp.oleane.net        ICMP     Echo (ping) request
      6 ftp.oleane.net        pchris.maison.mrs     ICMP     Echo (ping) reply
      7 pchris.maison.mrs     ftp.oleane.net        ICMP     Echo (ping) request
      8 ftp.oleane.net        pchris.maison.mrs     ICMP     Echo (ping) reply
      9 pchris.maison.mrs     ftp.oleane.net        ICMP     Echo (ping) request
     10 ftp.oleane.net        pchris.maison.mrs     ICMP     Echo (ping) reply

La requête ARP a porté sur la passerelle par défaut (gw1) parce que la couche 2 ne sait pas franchir les routeurs, elle ne sait transporter l'information que sur un seul réseau physique. Son travail se borne donc à transporter l'information jusqu'à la passerelle qui remontera la trame jusqu'au niveau 3 (IP) pour la passer ensuite sur un autre réseau.

La table ARP d'un hôte ne peut donc contenir que des adresses MAC d'hôtes ou de passerelles situées sur le même réseau physique.

Un peu plus loin, nous allons essayer de voir comment un paquet voyage en l'espionnant de chaque côté d'une passerelle.

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