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Le protocole TCP sur Ethernet

TCP (Transmission Control Protocol) est le principal protocole réseau utilisé par les connexion Internet. C'est un protocole de transport au même titre que l'UDP sauf qu'il travaille en mode connecté. Les données transmises sont donc vérifiées. Dans le modèle TCP/IP, il est entre la couche de transport (généralement IP) et la couche application.

IP définit l'adresse de destination, TCP découpe les données à transmettre en segments dont la taille maximum dépend du type de transfert (Maximum Transmission Unit: 1500 en réseau Ethernet et PPPoA, 1492 en PPPoE). C'est également lui qui va reconstruire les données dans l'ordre à l'arrivée. Pour différencier le type de données transmises (couche application), TCP transmet également le numéro de port associé: HTTP - 80, FTP - 20 et 21, SMTP - 25, POP3 - 110, ... Le numéro varie de 0 à 65535. Liste des ports réseaux.

Toutes les communications en TCP sont régies par des accusés de réception (acknowledge) des données transmises (mode connecté). Si cet accusé n'est pas reçu dans un temps imparti, les données sont retransmises. Un checksum (une somme de contrôle) permet lui de vérifier si les données transmises sont correctes. Les données ne sont pas forcément réceptionnées suivant l'ordre d'émission. L'envoi de données sur Internet par exemple n'utilise pas le chemin le plus court mais bien le moins encombré et celui-ci peut varier durant la période de transmission. Ce protocole recrée l'ensemble des données à la réception suivant le numéro d'ordre repris dans chaque trame.

Le principe de transfert est le suivant:

1. L'émetteur envoie un segment SYN (Synchronisation) au réceptionneur (typiquement un serveur Internet lors de la demande d'information).
2. Le réceptionneur renvoie un message SYN / ACK de confirmation
3. L'émetteur confirme par un accusé de réception (ACK).
   Début du transfert effectif des données.
4. L'émetteur envoie son numéro d'ordre dans le champ "Numéro d'ordre".
5. le réceptionneur utilise son propre numéro initial dans numéro d'ordre et renvoie dans le numéro d'acknowledge celui de l'émetteur incrémenté de 1 (+1).
6. l'émetteur confirme par un acknowledge avec un numéro d'ordre incrémenté de 1 et un numéro d'acknowledge égal au numéro d'ordre reçu incrémenté de 1.
   et ainsi de suite jusqu'à la transmission complète.

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
Port Source (16 bits)																Port de destination (16 bits)
Numéro d'ordre
Numéro d'acknowledge
Taille de l'en-tête				réservé						URG	ACK	PSH	RST	SYN	FIN	Fenêtre
Somme de contrôle (checksum)																Pointeur de données urgentes
Options																						Remplissage
Données

• Port source est le port de départ, il varie de 0 à 65535 en décimal ($0000 à $FFFF en hexadécimal). Il est spécifique à l'application
• Port de destination est le port de réception de 0 à 65535 en décimal, généralement identique au port source
• Numéro d'ordre est le numéro du segment (paquet de donnée) sur 32 bits. Sa signification varie néanmoins avec ACK, FIN, ... ci-dessous
• Numéro d'acknowledge (32 bits) définit le numéro d'ordre du prochain paquet attendu.
• Taille de l'entête (4 bits): définit le nombre de mots de 32 bits dans l'en-tête du message permettant de définir où commencent les données.
• Réservé (6 bits): non utilisé actuellement
• URG (1 bit), 1 si le paquet est urgent
• ACK (1 bit), 1 si le paquet est un accusé de réception (acknowledge)
• PSH (1 bit), 1 indique au réceptionneur de transmettre les données directement à l'application sans passer par un tampon mémoire.
• RST (Reset, 1 bit): 1 pour réinitialiser la connexion.
• SYN: demande d'établissement de connexion
• FIN: 1 pour interrompre la connexion
• Fenêtre (16 bits): correspond au nombre de bytes (octets) que le réceptionneur est capable de recevoir sans accusé de réception. Le nombre total d'une transmission est donc 64 (port source + port destination + numéro d'ordre) + valeur de la fenêtre.
• Checksum (16 bits): somme de contrôle de l'en-tête TCP et données + un extrait de l'en-tête IP sur 12 bytes (IP source + IP destination + MB + type + longueur)
• Pointeur de données urgentes (16 bits): indique le numéro du paquet à partir des quelles les données sont urgentes lorsque le drapeau URG ci-dessus est mis à 1. A partir de ce numéro, les données sont directement transmises à l'application sans passer par le tampon.
• Options (taille variable, chaque nouvelle option débute par un octets)
• Bourrage: permet d'ajuster la taille des options à un multiple de 32 bits.

Site sur le sujet: Frame IP

Définitions annexes: Runt, trame incomplète, source d'erreurs, bytes, bit, protocoles réseaux

Dernière mise à jour, le 29/01/2021