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Explorer le réseau soi-même

Assez de schémas. Tout ce que tu viens d'apprendre est observable, depuis la machine devant toi, avec quatre commandes. Cette séance se passe dans le terminal.

Ouvrir le terminal

Sous Windows : touche Windows, tape cmd, puis Entrée. Une fenêtre noire s'ouvre : c'est l'invite de commandes. On y tape une commande, on valide avec Entrée, et la machine répond.

Rien de ce qu'on va faire n'est dangereux : ces commandes observent, elles ne modifient rien.

1. Qui suis-je ? (ipconfig)

ipconfig

Exercice - Ta place dans le réseau

  1. Relève ton adresse IPv4.
  2. Relève l'adresse de la passerelle par défaut.
  3. Compare ton adresse IP avec celle de ton voisin. Que constates-tu ?
Correction
  1. Quelque chose comme 192.168.1.37 ou 10.20.3.15.
  2. La passerelle est la porte de sortie de ton réseau local : c'est le routeur de ton lycée (ou ta box, à la maison). Tout ce que tu envoies vers l'extérieur passe d'abord par elle. C'est le premier routeur de tous tes trajets.
  3. Vos adresses se ressemblent (les premiers nombres sont identiques) mais ne sont pas les mêmes. Vous êtes dans le même réseau local, avec chacun votre numéro, comme deux appartements dans le même immeuble.

Ces adresses (192.168.x.x, 10.x.x.x) sont privées : elles n'existent qu'à l'intérieur du lycée. Vu de l'extérieur, tout le lycée partage une seule adresse publique.

2. Es-tu là ? (ping)

ping envoie un tout petit paquet à une machine et mesure le temps de l'aller-retour.

ping 1.1.1.1

Tu obtiens des lignes avec un temps=87 ms. C'est le temps qu'il a fallu à ton paquet pour aller là-bas et revenir.

Exercice - La vitesse de la lumière ne se négocie pas

Fais un ping vers plusieurs destinations et compare les temps :

  • la passerelle de ton lycée (relevée avec ipconfig) ;
  • 1.1.1.1 (un serveur en Europe) ;
  • un serveur lointain, en Asie ou en Amérique, si ton professeur t'en donne un.

Que constates-tu ? Comment l'expliques-tu ?

Correction

Le temps augmente avec la distance. La passerelle répond en moins d'une milliseconde, un serveur européen en quelques dizaines de millisecondes, un serveur lointain en beaucoup plus.

L'explication est physique, et elle est incontournable : le signal voyage dans la fibre à environ 200 000 km/s. Un aller-retour vers New York (5 800 km) prend donc au minimum 58 ms, même avec un réseau parfait, même avec un abonnement à un million d'euros.

Retiens la distinction, elle est essentielle :

  • le débit (« combien de données par seconde »), ça s'achète : c'est la largeur du tuyau ;
  • la latence (« combien de temps pour le premier octet »), ça ne s'achète pas : c'est la distance.

C'est pour ça que les jeux en ligne ont des serveurs près de chez toi, et que les grandes entreprises installent des serveurs partout dans le monde. On ne peut pas battre la lumière : on ne peut que se rapprocher.

3. Par où passe mon paquet ? (tracert)

Voici la commande la plus spectaculaire. Elle exploite exactement le TTL de la séance précédente : elle envoie un paquet avec un TTL de 1 (le premier routeur le détruit et se signale), puis 2, puis 3…

tracert 1.1.1.1

Voici une vraie trace, obtenue depuis une connexion réelle. Lis-la ligne par ligne :

  1     192.168.224.1
  2     10.32.202.90
  3     *
  4     10.5.0.121
  5     10.202.11.1
  6     80.118.4.82
  7     194.6.148.12
  8     141.101.67.48

Exercice - Lire une trace

  1. Combien de routeurs ce paquet a-t-il traversés ?
  2. Que représente la ligne 1 ?
  3. Les lignes 1 à 5 commencent par 192.168. ou 10. Qu'est-ce que ça t'apprend ?
  4. À partir de quelle ligne le paquet est-il vraiment « sur Internet » ?
  5. Que signifie l'étoile de la ligne 3 ? Le paquet est-il perdu ?
Correction
  1. Huit routeurs sont visibles avant d'atteindre la destination.
  2. La passerelle : le routeur du réseau local, la porte de sortie. C'est le même que celui d'ipconfig.
  3. Ce sont des adresses privées : ces routeurs appartiennent encore au réseau local, puis au réseau interne du fournisseur d'accès. Le paquet n'a pas encore quitté « la maison ».
  4. À partir de la ligne 6 (80.118.4.82), l'adresse est publique : le paquet entre sur l'Internet mondial.

  5. Le routeur de la ligne 3 a refusé de se signaler (beaucoup sont configurés pour ne pas répondre, par sécurité ou pour ne pas perdre de temps). Mais il a bien fait suivre le paquet, la preuve : la ligne 4 existe.

    Une étoile ne veut donc pas dire « paquet perdu ». Elle veut dire « ce routeur ne s'annonce pas ».

À faire : tes propres traces

tracert wikipedia.org
tracert un-site-japonais.jp

Compare le nombre de routeurs et les temps. Un site français est-il « plus près » qu'un site japonais ? Combien de sauts pour sortir de France ?

Tu vois la géographie d'Internet

Regarde bien les noms qui apparaissent parfois à la place des numéros : on y lit des villes et des opérateurs (par pour Paris, lon pour Londres, nyc pour New York, ams pour Amsterdam).

Tu es en train de voir les câbles. Le Cloud n'a rien d'immatériel : c'est de la fibre, dans le sol et au fond des océans, qui passe par des villes bien réelles.

Une enquête : l'adresse IP ment

Voici une vraie trace, obtenue depuis la France vers lemonde.fr :

  1     7 ms     6 ms     4 ms  10.32.202.90
  2     *        *        *     Délai d'attente dépassé.
  3   373 ms    38 ms    30 ms  10.5.0.121
  4   207 ms    56 ms    46 ms  10.202.11.1
  5    40 ms    46 ms    41 ms  254.185.90.92.rev.sfr.net [92.90.185.254]
  6   103 ms    59 ms    47 ms  12.148.6.194.rev.sfr.net [194.6.148.12]
  7   158 ms    51 ms    54 ms  199.27.78.254
  8   144 ms    46 ms    44 ms  151.101.122.137

Curieux de savoir par où il est passé, on va chercher ces adresses dans un site de géolocalisation d'adresses IP.

L'outil : geolocation.com

Ouvre geolocation.com et saisis l'adresse IP dans le champ de recherche. Le site t'annonce un pays, une ville, et te la pointe sur une carte.

Utilise-le pour chaque adresse de l'enquête. Note bien ce qu'il affiche : on va le vérifier.

Réponse du site :

  • saut 7 (199.27.78.254) : San Francisco ;
  • saut 8 (151.101.122.137, le serveur du Monde) : Paris.

Ce qui donnerait un trajet absurde : la France, puis la Californie, puis retour à Paris. Pour lire un journal français.

Exercice - Démasquer le mensonge

Tu disposes d'un instrument de mesure imparable : le temps.

  1. La distance France, San Francisco est d'environ 8 900 km. Dans la fibre, le signal va à environ 200 000 km/s. Calcule le temps minimum d'un aller-retour.
  2. Compare avec le temps réellement mesuré au saut 7.
  3. Conclus : le paquet est-il allé à San Francisco ?
Correction
  1. Aller-retour : \(2 \times 8\,900 = 17\,800\) km. Temps minimum : \(\dfrac{17\,800}{200\,000} = 0{,}089\) s, soit 89 ms. Et c'est un plancher absolu, avec un câble parfait et zéro routeur.
  2. Le saut 7 répond en 51 ms. C'est moins que le minimum physique.
  3. Le paquet n'est pas allé à San Francisco. C'est impossible : il aurait fallu dépasser la vitesse de la lumière.

La géolocalisation se trompe, et ta latence le prouve. Tu viens d'utiliser le temps comme un détecteur de mensonge.

Enquêter : à qui appartient une adresse IP ?

On sait que la géolocalisation ment. Reste à comprendre pourquoi. Pour cela, on va poser une question qu'on n'a pas encore posée : à qui appartiennent ces adresses ?

Toute adresse IP est attribuée à une organisation, et cette attribution est publique. Des registres officiels tiennent la liste, et n'importe qui peut les consulter. Cette interrogation s'appelle un whois (« qui est ? »).

À faire : interroger le registre

Ouvre dans ton navigateur :

https://search.arin.net/rdap/?query=199.27.78.254

(Remplace l'adresse par celle que tu veux enquêter. ARIN est le registre qui attribue les adresses en Amérique du Nord ; pour l'Europe, c'est le RIPE.)

Voici ce que répond le registre pour les deux adresses de notre trace :

199.27.78.254
  réseau       : FASTLY  (199.27.72.0 - 199.27.79.255)
  propriétaire : Fastly, Inc.
  adresse      : PO Box 78266, San Francisco, CA, 94107, United States

151.101.122.137
  réseau       : SKYCA-3  (151.101.0.0 - 151.101.255.255)
  propriétaire : Fastly, Inc.
  adresse      : PO Box 78266, San Francisco, CA, 94107, United States

Exercice - Lire la fiche du registre

  1. À qui appartiennent les deux adresses ?
  2. Quelle est l'adresse postale déclarée ?
  3. Est-ce l'adresse d'un serveur ? Regarde bien la ligne.
  4. Tu tiens maintenant l'explication du « San Francisco ». Formule-la.
Correction
  1. À la même entreprise : Fastly, Inc., un géant américain. Les sauts 7 et 8 ne sont donc pas deux entreprises différentes, mais deux machines du même réseau.
  2. PO Box 78266, San Francisco.
  3. Non ! C'est une boîte postale (PO Box). On ne range pas des serveurs dans une boîte aux lettres : c'est l'adresse administrative du siège, celle du courrier.

  4. Les sites de géolocalisation, quand ils ignorent où se trouve physiquement une machine, se rabattent sur l'adresse déclarée du propriétaire dans ce registre. Ils t'annoncent donc le siège social de Fastly, pas l'emplacement du serveur.

    La géolocalisation n'a rien mesuré : elle a recopié une boîte postale.

Exercice - Enquêter sur toute la trace

Fais un whois sur le saut 5 (92.90.185.254). Le registre européen répond :

92.90.185.254
  réseau       : SFR-USER-DATA
  propriétaire : SFR
  pays         : FR

Reconstitue maintenant le voyage complet du paquet, en disant à qui appartient chaque partie.

Correction
Sauts Propriétaire Où
1 à 4 adresses privées (10.x) le réseau local, puis l'intérieur du fournisseur d'accès
5 et 6 SFR (.rev.sfr.net) le réseau du fournisseur d'accès, en France
7 et 8 Fastly le CDN. Entreprise américaine, mais serveurs à Paris

Le paquet sort de la machine, traverse le lycée, traverse le réseau de SFR, et entre chez Fastly. Il n'a jamais quitté la France.

Remarque la nuance, elle est essentielle : la nationalité de l'entreprise n'est pas la position de la machine. Fastly est américaine, mais le serveur qui te répond est à Paris. C'est précisément ce que la géolocalisation a confondu.

Le whois est un outil d'enquête

Retiens cet outil : il sert bien au-delà de cet exercice. Devant une adresse IP suspecte (dans un courriel frauduleux, dans les journaux d'un serveur attaqué), la première question d'un professionnel est toujours : à qui appartient-elle ?

Et c'est aussi pour cela que le pair-à-pair n'est pas anonyme : ton adresse IP est attribuée à ton fournisseur d'accès, qui sait, lui, quel abonné l'utilisait à quelle heure. Le whois mène jusqu'à l'opérateur ; la justice fait le reste.

À toi d'enquêter : la télévision japonaise

Tu as maintenant une méthode complète. Applique-la seul.

NHK est la télévision publique japonaise, l'équivalent de France Télévisions. Son site est nhk.jp. Tu t'attends donc à joindre une machine au Japon.

Exercice - Où est vraiment NHK ?

Mène l'enquête, dans l'ordre. Note chaque résultat.

  1. nslookup nhk.jp : quelle est son adresse IP ?
  2. Géolocalise cette adresse sur geolocation.com. Que dit le site ?
  3. ping cette adresse. Quel temps de réponse obtiens-tu ?
  4. Le trajet France, Japon fait environ 9 700 km, et France, Seattle environ 8 000 km. Calcule les temps minimums d'un aller-retour, dans la fibre, à 200 000 km/s.
  5. Whois l'adresse : à qui appartient-elle, et où est déclarée l'entreprise ?
  6. Conclus : où se trouve physiquement le serveur qui t'a répondu ?
Correction
  1. Une adresse comme 13.248.143.126.
  2. La géolocalisation annonce Seattle, aux États-Unis.
  3. Environ 41 ms.
  4. Vers le Japon : \(\dfrac{2 \times 9\,700}{200\,000} = 0{,}097\) s, soit 97 ms. Vers Seattle : 80 ms.
  5. Le registre répond : Amazon Technologies Inc., 410 Terry Ave N., Seattle. C'est le siège social d'Amazon.

  6. Le serveur répond en 41 ms, soit moins que le minimum vers Seattle (80 ms) et moins que le minimum vers le Japon (97 ms).

    Il n'est donc ni à Seattle, ni au Japon. Il est en Europe, à quelques centaines de kilomètres de toi.

Trois surprises en une

Récapitule ce que tu viens de découvrir sur la télévision publique japonaise :

  • Ce n'est pas au Japon. Le site est recopié sur un serveur proche de toi (un CDN), pour être rapide.
  • Ce n'est pas japonais. L'infrastructure appartient à Amazon, une entreprise américaine. Le service public japonais dépend d'une société privée étrangère.
  • Ce n'est pas à Seattle non plus. La géolocalisation a simplement recopié le siège d'Amazon, comme elle recopiait celui de Fastly à San Francisco.

Tu as démonté trois idées fausses avec un ping et une recherche dans un registre. C'est ça, l'esprit critique appliqué au numérique : ne crois ni le nom de domaine, ni le site de géolocalisation. Mesure.

Exercice - La question qui fâche

Le service public japonais est hébergé chez Amazon. Cherche maintenant où sont hébergés d'autres services publics, y compris français.

Pourquoi est-ce un problème politique, et pas seulement technique ?

Correction

Parce que celui qui héberge un service peut techniquement l'interrompre, le ralentir, ou accéder aux données qui y transitent, et qu'il est soumis aux lois de son pays, pas au tien. Une loi américaine peut contraindre une entreprise américaine à livrer des données stockées en Europe.

Un État qui confie ses services à une entreprise étrangère perd donc une part de sa souveraineté. C'est le même débat que pour les câbles sous-marins rachetés par les GAFAM (première séance) : l'infrastructure d'Internet, longtemps publique ou partagée, se concentre entre les mains de quelques entreprises privées, très puissantes, et étrangères.

Ce n'est pas une question technique. C'est une question de pouvoir.

Et pourquoi Le Monde est-il chez une entreprise américaine ?

Parce que lemonde.fr n'est pas hébergé chez Le Monde. Le journal paye Fastly pour recopier son site sur des serveurs répartis dans le monde entier. C'est ce qu'on appelle un CDN (réseau de distribution de contenu).

Quand tu demandes le site, tu es servi par la copie la plus proche de toi, à Paris. Un lecteur en Australie sera servi par une copie à Sydney. Personne ne traverse l'océan.

Une adresse IP n'a pas un lieu

Le plus troublant : 151.101.122.137 n'est pas une machine. C'est une adresse annoncée simultanément depuis des dizaines d'endroits dans le monde (on appelle ça l'anycast), et le routage t'envoie automatiquement vers la plus proche.

Pour toi, cette adresse est à Paris. Pour un Californien, la même adresse est une machine à San Francisco. Elle n'a pas une position : elle en a des dizaines.

Retiens les deux leçons, elles valent au-delà d'Internet :

  • La géolocalisation d'une adresse IP est une estimation, pas une vérité. Méfie-toi des sites qui prétendent te dire précisément où se trouve quelqu'un.

Si tu n'es pas convaincu, fais l'expérience : cherche la même adresse IP sur deux sites de géolocalisation différents. Il y a de bonnes chances qu'ils ne te donnent pas la même réponse.

Or deux instruments qui mesurent la même chose donnent le même résultat. S'ils sont en désaccord, c'est qu'aucun des deux ne mesure : tous les deux devinent. - La physique, elle, ne ment pas. Quand une donnée et une mesure se contredisent, crois la mesure.

C'est aussi pour cela que ton trafic quotidien ne traverse presque jamais un océan, alors que 99 % du trafic intercontinental passe par les câbles sous-marins. Les contenus viennent à toi ; ce sont eux qui ont voyagé, une fois, à l'avance.

4. Quelle est l'adresse de ce nom ? (nslookup)

nslookup wikipedia.org

Tu retrouves ici le DNS de la séance précédente : le nom entre, l'adresse IP sort.

Exercice - Boucler la boucle

  1. Trouve avec nslookup l'adresse IP de wikipedia.org.
  2. Fais un ping sur cette adresse IP.
  3. Colle cette adresse IP directement dans ton navigateur, à la place du nom.

Que se passe-t-il, et qu'est-ce que ça prouve ?

Correction

Le site s'affiche (ou du moins, la machine répond).

Ça prouve que le nom n'est qu'une commodité pour toi : la machine, elle, n'a jamais eu besoin que du numéro. Tu viens de te passer de l'annuaire, en composant le numéro directement.

Ce qu'on retient

  • ipconfig : ton adresse IP (privée) et ta passerelle, le routeur de sortie de ton réseau local.
  • ping : la machine répond-elle, et en combien de temps ? Le temps dépend de la distance : le débit s'achète, la latence non (on ne dépasse pas la vitesse de la lumière).
  • tracert : la liste des routeurs traversés, obtenue en jouant sur le TTL. Une étoile signifie « ce routeur ne répond pas », pas « paquet perdu ».
  • nslookup : le DNS en direct, un nom devient une adresse IP.
  • Le whois (registres RDAP d'ARIN et du RIPE) dit à qui appartient une adresse IP. C'est un outil d'enquête, et c'est aussi ce qui rend le pair-à-pair non anonyme.
  • Une adresse IP n'a pas un lieu. Les sites de géolocalisation donnent souvent le siège social du propriétaire (une boîte postale, dans notre enquête !), pas la position du serveur. Et avec l'anycast, la même adresse désigne des dizaines de machines dans le monde : tu atteins la plus proche.
  • La nationalité d'une entreprise n'est pas la position de ses machines : Fastly est américaine, ses serveurs sont à Paris. Et la télévision publique japonaise est servie depuis l'infrastructure d'Amazon, par un serveur en Europe.
  • La méthode d'enquête, à retenir : nslookup (l'adresse), géolocalisation (ce qu'on prétend), ping (ce que la physique autorise), whois (à qui c'est). Quand la géolocalisation contredit la latence, la latence gagne.
  • Cette concentration de l'hébergement chez quelques entreprises étrangères pose une question de souveraineté, pas seulement de technique.
  • La latence est un détecteur de mensonge : si une machine répond en 51 ms, elle ne peut pas être à 8 900 km (il faudrait 89 ms au minimum). Quand une donnée contredit une mesure, crois la mesure.
  • Les gros sites passent par un CDN : leur contenu est recopié près de toi. C'est pourquoi ton trafic quotidien ne traverse presque jamais un océan.
  • Tout ce qui a été vu en cours est observable en quatre commandes, depuis n'importe quelle machine.

Et ensuite

Il reste à parler de ce qu'Internet rend possible, et de ce qui pourrait le tuer : le pair-à-pair, les attaques, et la neutralité du Net.