Module 14: Transport Layer - TCP and UDP

📝 14.1 Rôle et responsabilités de la couche Transport

⚙️ 14.1.1 Rôle de la couche Transport

• Fonction principale : Assure la communication logique entre les applications sur différents hôtes.

• Protocoles utilisés :

  • TCP (Transmission Control Protocol) : Fiable et orienté connexion.

  • UDP (User Datagram Protocol) : Rapide, non connecté et avec peu de surcharge.

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🔗 14.1.2 Responsabilités de la couche Transport

1. Suivi des conversations individuelles : Gère plusieurs sessions simultanées.

2. Segmentation et réassemblage des données : Divise les grandes données en segments et les réassemble à destination.

3. Ajout d'informations d'en-tête : Ajoute des en-têtes pour le routage.

4. Identification des applications : Utilise des numéros de port pour acheminer correctement les données.

5. Multiplexage des conversations : Permet à plusieurs applications de communiquer sur un même périphérique.

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📊 14.1.3 Aperçu des protocoles

• TCP

  • Fiable et garantit la livraison des données dans l’ordre.

  • Utilisé pour les applications comme le courriel (SMTP), la navigation Web (HTTP) et le transfert de fichiers (FTP).

• UDP

  • Rapide et basé sur une livraison au "meilleur effort".

  • Utilisé pour des tâches comme les requêtes DNS et les flux multimédia (VoIP, IPTV).

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🔒 14.2 Caractéristiques de TCP

🔑 14.2.1 Fonctionnalités principales de TCP

1. Établissement de session : Utilise un "handshake" en trois étapes pour établir la connexion avant d’échanger des données.

2. Livraison fiable : Retransmet les segments perdus et accuse réception des données reçues.

3. Ordre garanti : Numérote les segments pour les réordonner s'ils arrivent dans le désordre.

4. Contrôle de flux : Ajuste le débit des données selon les conditions du réseau et la capacité du destinataire.

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📋 14.2.2 En-tête TCP

• Principaux champs :

  • Ports Source/Destination : Identifient les applications émettrices et réceptrices.

  • Numéros de Séquence/Acknowledgment : Assurent le suivi des données.

  • Bits de contrôle : Gèrent l'établissement et la fermeture des sessions.

  • Taille de la fenêtre : Permet le contrôle de flux.

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🚀 14.3 Caractéristiques de UDP

⚡ 14.3.1 Fonctionnalités principales de UDP

• Sans connexion : Pas de handshake ou d'accusé de réception.

• Faible surcharge : En-tête simple de 8 octets.

• Sans état : Ne garde pas trace des sessions en cours.

🎥 14.3.2 Applications utilisant UDP

1. Flux en direct et multimédia : VoIP, vidéo en direct.

2. Applications requête-réponse : DNS, DHCP.

3. Fiabilité gérée par l’application : SNMP, TFTP.

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🎛️ 14.4 Numéros de port et sockets

🔢 14.4.1 Groupes de numéros de port

1. Ports connus (0-1023) : Réservés aux processus système (ex. : HTTP - 80, DNS - 53).

2. Ports enregistrés (1024-49151) : Utilisés par des éditeurs de logiciels.

3. Ports dynamiques/éphémères (49152-65535) : Assignés aux clients.

🔗 14.4.2 Sockets

• Une combinaison adresse IP + numéro de port identifie une session de communication.

• Exemple :

  • Socket client : 192.168.1.5:1099

  • Socket serveur : 192.168.1.7:80

  • Ensemble : Paire de sockets pour établir une communication.

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🌐 14.5 Gestion des connexions TCP

🤝 14.5.2 Établissement de connexion TCP (Three-Way Handshake)

1. SYN : Le client demande une session de communication avec le serveur.

2. SYN-ACK : Le serveur reconnaît la demande et répond avec sa propre synchronisation.

3. ACK : Le client confirme la connexion.

🔚 14.5.3 Fermeture de session

• Processus en quatre étapes utilisant les drapeaux FIN et ACK pour fermer la communication dans les deux sens.

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🔄 14.6 Fiabilité et contrôle de flux TCP

📐 14.6.1 Fiabilité

1. Numérotation des segments : Garantit la réorganisation des paquets dans l’ordre correct.

2. Acknowledgments : Confirment la réception des données.

3. Retransmissions : Réenvoient les segments perdus ou non confirmés.

📊 14.6.5 Contrôle de flux

• Utilise la taille de la fenêtre pour réguler la vitesse de transmission des données.

• Fenêtre coulissante : Permet un flux continu en fonction des accusés de réception.

🌐 14.6.6 Gestion de la congestion

• Réduit le débit pendant la congestion pour éviter les pertes de paquets.

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⚙️ 14.7 Efficacité de UDP

⚡ 14.7.1 Faible surcharge

• Pas d'établissement de connexion ou de suivi des sessions.

📈 14.7.2 Cas d’utilisation

• Livraison rapide : VoIP, streaming vidéo.

• Requêtes simples : DNS, DHCP.

• Transmission légère : SNMP, TFTP.

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🔍 Tableau récapitulatif : TCP vs UDP

Fonctionnalité	TCP	UDP
Connexion	Orientée connexion	Sans connexion
Fiabilité	Garantie de livraison	Pas de garantie
Surcharge	Élevée (suivi, en-têtes)	Faible (en-tête simple)
Cas d'utilisation	Email, navigation web, FTP	Streaming, VoIP, DNS