MR MAHI SIDI

Les Réseaux Informatique

Introduction aux Réseaux Informatique

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MR MAHI SIDI

Un peu d’histoire avant de commencer…

Les Réseaux Informatiques2

Imaginez un monde sans Internet... c'était il y a tout juste 50 ans ! Le premier message transféré entre deux ordinateurs sur le réseau ARPAnet, précurseur de l’Internet tel qu'on le connaît aujourd'hui, fut envoyé à 22h30 : il s'agissait du mot login. À cause d'un bug, les trois dernières lettres mettront une heure pour arriver. ARPAnet a ouvert la voie à une révolution scientifique et sociétale majeure. Retraçons ce moment clé de l'histoire des réseaux. Le 29 octobre 1969, fut envoyé le premier message d’Arpanet entre un ordinateur de l’équipe du Professeur Leonard Kleinrock à UCLA (University of California at Los Angeles) et un ordinateur de l’université de Stanford, à environ 500 km. Cet envoi considéré plus tard comme marquant la naissance d’Internet (plus précisément d’Arpanet) reposait sur la technique dite de « commuta1on de paquets ». Inventée dans les années soixante indépendamment par Paul Baran et Donald Davies, ceOe technique présentait une différence fondamentale par rapport à la « commutaQon de circuits » adoptée pour les réseaux téléphoniques. Jusqu’alors, avec la « commutaQon de circuits », les ressources de transmission sur les liens et de stockage en mémoire étaient réservées de façon exclusive pour toute la durée de communicaQon. À l’inverse, en « commutaQon de paquets », les données à transmeOre sont découpées en messages courts, appelés « paquets », envoyés sur les liens de communicaQon entre ordinateurs. CeOe technique permeOait alors un partage efficace des liens en évitant qu’ils soient monopolisés par l’envoi d’un long message. Les fondements théoriques de la commutaQon de paquets avaient été édifiés dans la thèse de Kleinrock alors étudiant au MIT en 1962. Les performances des réseaux à commutaQon de paquets ont été étudiées par l’équipe de Kleinrock, devenu professeur à UCLA.

Un réseau informa-que (en anglais, data communicaQon network ou DCN) est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informa<ons. Par analogie avec un filet (un réseau est un « pe<t rets », c'est-à-dire un pe<t filet1), on appelle nœud l'extrémité d'une connexion, qui peut être une intersec<on de plusieurs connexions ou équipements (un ordinateur, un routeur, un concentrateur, un commutateur). Indépendamment de la technologie sous-jacente, on porte généralement une vue matricielle sur ce qu'est un réseau. De façon horizontale, un réseau est une strate de trois couches : les infrastructures, les fonc<ons de contrôle et de commande, les services rendus à l'u<lisateur. De façon verQcale, on u<lise souvent un découpage géographique : réseau local, réseau d'accès et réseau d’interconnexion.

Historique Dans les années 1960, les premiers réseaux informa<ques étaient de portée limitée (quelques dizaines de mètres avec par exemple l'HP-IB, l'HP-IL, etc.) et servaient à la communica<on entre micro-ordinateurs et des instruments de mesure ou des périphériques (imprimantes, table traçante, etc.). Les réseaux informa<ques filaires entre sites distants apparaissent dans les années 1970: IBM et Digital Equipment Corpora<on créent les architectures SNA et DECnet, avec la numérisa<on du réseau de téléphone d'AT&T (voir Réseau téléphonique commuté)2 et ses connexions dédiées à moyen débit. Ils sont précédés par le réseau Cyclades français, poussé par la CII et sa Distributed System Architecture, basés sur le Datagramme. Voici une liste non exhaus<ve des protocoles réseaux qui existent à ce jour (par type de réseau) : • Réseau local : Anneau à jeton (en anglais Token Ring), ATM, FDDI et Ethernet • Réseau étendu : DAB, Ethernet, Mul<protocol Label Switching, Relais de trames,

SONET/SDH

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Deux mondes Les projets publics aux États-Unis et en France ont dans les deux pays adopté le concept de « datagramme » pour le service réseau, bien qu’il ait été fortement rejeté par les puissants opérateurs de télécommunica<ons à l’époque. Le projet français, avec en première ligne Louis Pouzin, a démontré assez rapidement la faisabilité du service réseau sans connexion. Plus tard, les américains Vint Cerf et Robert Kahn ont défini un ensemble de protocoles de communica<on, appelé « la pile » TCP/IP, qui sera adopté pour l’ARPAnet. Le terme « pile » fait référence à la rela<on logique entre les deux protocoles : TCP u<lise le « service rendu » par IP. En effet, IP est implanté au niveau de tous les équipements du réseau et il est conçu pour rendre un service d’envoi de datagramme sans garan<e de livraison des paquets. TCP quant à lui est implanté uniquement au niveau des équipements terminaux et il assure la fiabilité de la transmission et la régula<on du débit en s’appuyant sur le service d’envoi de datagramme assuré par IP. Il s’agit d’un protocole de « bout en bout » car les équipements intermédiaires du réseau (les routeurs) ne par<cipent pas aux mécanismes de TCP. Ceke approche connaîtra un succès mondial ! En France, un autre chemin sera suivi. La Déléga<on à l’informa<que qui soutenait le projet Cyclades est supprimée en 1974, ce qui entraîne l’abandon du projet en 1978. Deux ans plus tôt, en 1976, le Comité consulta<f interna<onal téléphonique et télégraphique (CCITT) avait adopté la norme pour un service réseau « orienté connexion », appelée X.25, basée sur les « circuits virtuels ». La norme X.25 sera u<lisée dans le réseau de données Transpac dont le Minitel fut l’applica<on phare pour le grand public. Le débat à propos du « service réseau » — devrait-il être orienté connexion (comme X.25) ou sans connexion (comme IP) ? — n’ayant pu être tranché par la communauté scien<fique, les deux piles protocolaires ont été standardisées par l’organisa<on interna<onale de standardisa<on dans le cadre de la norme pour l’interconnexion des systèmes ouverts. À l’époque, l’approche « datagramme » adoptée outre-Atlan<que n’avait pas encore pris le dessus en Europe où les opérateurs de télécommunica<on soutenaient très fortement l’approche « circuit virtuel ».

Louis Pouzin et Jean-Louis Grangé lors d’un congrès sur l’informa-que répar-e à Saint Jacques de Compostelle, septembre 1976. Photo © Inria Le rêve d’un réseau mondial interconnectant tous les ordinateurs semblait alors compromis. Pendant les années quatre-vingts fleurissent alors les fameux « conver<sseurs de protocoles ». Il s’agissait de logiciels dont la finalité était d’assurer des « passerelles » pour l’interconnexion de par<es du réseau adoptant des services réseaux différents (avec ou sans connexion). Un polytechnicien français, Chris-an Huitema, maîtrisait bien les deux « mondes » : d’un côté, il avait par<cipé, alors qu’il était au Centre na<onal d’études des télécommunica<ons (CNET) entre 1980 et 1985, à la mise en œuvre des protocoles réseaux de la sta<on de travail SM90 de Bull. Ces protocoles étaient basés sur la norme X.25 et donc sur le service réseau orienté connexion en circuit virtuel. D’autre part, Chris<an Huitema avait travaillé sur l’évalua<on des réseaux de communica<on par satellite (dans le cadre du projet NADIR) avec Jean-Louis Grangé, farouche défenseur du « datagramme », aux côtés de Louis Pouzin, face à l’approche « circuit-virtuel » des PTT. Dès son arrivée à l’Inria Sophia An<polis en 1986, Chris<an Huitema avait d’ailleurs démarré la réalisa<on de plusieurs logiciels pour l’interconnexion des deux architectures TCP/IP et X.25 dans l’objec<f de permekre leur interopérabilité. Pendant ce temps-là, le département américain de défense avait commencé à exporter le modèle TCP-IP dans le cadre du projet NSFNET (réseau mis en place en 1985 aux États-Unis pour interconnecter les universités américaines en par<culier). À ce moment, le mode datagramme avait clairement pris le dessus. On dira plus tard « IP over everything » pour signifier que l’approche Internet peut fonc<onner avec n’importe quelle technologie de réseau sous-jacent mais aussi pour faire référence à sa « supériorité » par rapport aux autres approches comme X.25.

Un réseau astronomique L’équipe du Professeur Lawrence Landweber à l’université du Wisconsin avait un projet collabora<f NSF-Inria avec l’équipe de recherche RODEO (Réseaux à hAUt Débit, réseaux Ouverts) de Chris<an Huitema à l’Inria Sophia-An<polis sur les passerelles pour l’interconnexion de réseaux hétérogènes. Dans le cadre de ce projet NSF-Inria, une passerelle de niveau applica<on a été développée. Ceke passerelle, qui assurait la conversion entre les deux services, Telnet du côté TCP/IP et Triple-X du côté X.25, permekait un accès à travers un terminal distant à des ordinateurs connectés à deux réseaux hétérogènes. L’idée d’une connexion de la France au NSFNET était en discussion entre les deux équipes. L’opportunité s’est présentée à l’occasion de l’assemblée générale de l’Union Astronomique Interna-onale à Bal<more début août 1988. La NASA et la Fonda<on na<onale pour la science (NaQonal Science FoundaQon, ou NSF) souhaitaient démontrer à ceke occasion l’accès à la base de données SIMBAD (Set of IdenQficaQons, Measurements and Bibliography for Astronomical Data), probablement la meilleure base de données du genre au monde, hébergée à l’époque au centre de calcul de l’université d’Orsay et aujourd’hui par l’université de Strasbourg. En effet, la base de données étant accessible par Transpac, les astronomes américains payaient plus de 100 dollars par accès pour la connexion interna<onale en X.25. La disponibilité d’une liaison TCP-IP jusqu’en France, d’une passerelle Telnet – Triple-X à l’Inria puis d’une liaison expérimentale en France au-dessus de Transpac représentait donc pour ces astronomes une alterna<ve très intéressante.

Une liaison transatlan-que La décision fut donc prise : un circuit serait mis en place à travers une liaison satellite à haut débit (56 kbps, du haut débit pour l’interna<onal à l’époque !), puis des liaisons louées jusqu’aux locaux des deux équipes. La connec<vité IP au NSFNET serait amenée à Sophia An<polis. Les astronomes américains pourraient donc se connecter sur un ordinateur dédié à Sophia An<polis, puis, en u<lisant la passerelle applica<ve Telnet – Triple-X, ils pourraient prolonger la connexion vers la base de données. La passerelle était développée et tout semblait prêt pour la démonstra<on… sauf que l’établissement de la liaison par l’opérateur prit du retard et que les vacances de juillet arrivèrent avant la mise en place du « circuit » par les opérateurs. La passerelle avait été testée en local, mais pas à travers une liaison longue distance ni avec les implémenta<ons de TCP-IP installées sur les ordinateurs américains. Afin de concentrer les efforts, un étudiant de l’université du Wisconsin, Mitchell Tasman, fut dépêché à Sophia An<polis pour par<ciper aux tests préopéra<onnels. À quelques jours du colloque, la connec<vité put être établie mais les performances restaient médiocres : on pouvait se connecter du côté américain à la base de données mais on ne pouvait pas vraiment l’exploiter, tellement le débit effec<f était faible. La décision de la NASA tomba : annula<on de la démonstra<on, retour de l’étudiant aux États-Unis. À peine Mitchell débarqua-t-il outre-Atlan<que qu’un deuxième revirement survint : l’opérateur de téléphonie américain MCI, qui était chargé de la mise en place du lien de communica<on, demanda de reconsidérer la décision et mit en place les moyens, en termes de débit, pour réussir la démonstra<on. Mitchell Tasman retourna en France en Concorde, une équipe d’ingénieurs du centre d’opéra<on réseaux (NOC) de l’opérateur MCI fut mobilisée et un pont téléphonique permanent permit de discuter les configura<ons et les ajustements (jusqu’à l’aube heure française). Parmi ces ajustements, on peut men<onner l’absence de compa<bilité entre les deux implémenta<ons de TCP installées sur les ordinateurs américains et français, qui fut détectée et contournée ainsi que la modifica<on du code X.25 de la SM90 pour éviter les déconnexions. La démonstra<on fut un grand succès. La France devint à ce moment-là le troisième pays après les États-Unis et le Canada à se connecter au NSFNET. Plusieurs personnes par<cipèrent à ceke aventure côté français : Chris<an Huitema, l’ins<gateur et chef du projet, Luc Okavj, le responsable du service des moyens informa<ques et Walid Dabbous, alors jeune doctorant travaillant sur les architectures des réseaux hétérogènes, parmi d’autres.

Depuis 1988, des innova-ons incessantes

Exemple de vidéo conférence sur Internet avec le logiciel IVS, développé au sein du projet RODEO en 1993. © Inria / Photo A. Eidelman Depuis ceke époque, les protocoles TCP/IP se sont imposés comme standard de fait avec le déploiement universel d’Internet. Les avancées scien<fiques ont permis la connec<vité universelle, le support de la mobilité et de la vidéo dans le réseau. Là aussi, l’Inria fut un précurseur avec le logiciel de vidéo conférence mul<-u<lisateur IVS développé entre 1992 et 1994. D’autres ac<vités furent réalisées pour faciliter l’intégra<on de réseaux satellite dans l’Internet à l’IETF et ont abou< au lancement de la start-up UDcast spécialisée dans la convergence des réseaux IP par liens numériques satellites et hertziens terrestres. Le souci d’interopérabilité avait pourtant mené à une ossifica<on du protocole IP et du réseau. Afin d’assurer la compa<bilité avec l’existant et de ne pas remekre en ques<on les services fournis au dessus de TCP/IP, il n’était plus concevable d’ajouter de nouvelles fonc<onnalités dans le réseau. Ceci a « poussé » l’innova<on à l’extérieur du réseau vers les u<lisateurs et des protocoles comme BitTorrent, l’un des protocoles phares des réseaux pair à pair, ont vu le jour. Des études sur les performances de ces protocoles et les risques de divulga<on d’informa<ons sensibles concernant la vie privée des u<lisateurs de ces protocoles, mais aussi de Skype et de TwiOer, ont d’ailleurs été réalisées au sein des équipes de recherche RODEO, PLANETE et DIANA et ont rencontré un écho mondial. Ces dernières années ont vu une tendance forte vers la programmabilité des équipements réseaux avec les réseaux « logiciels » (Socware Defined Networks ou SDN) et avec le déploiement dynamique de nouveaux services à travers la virtualisa<on des fonc<ons réseaux (Network FuncQon VirtualizaQon ou NFV). En effet, la complexité et la diversité des protocoles de la famille TCP/IP ont mené à une sorte de monopole des équipemen<ers. L’idée alors était de simplifier la concep<on matérielle des équipements réseaux et d’ouvrir aux fonc<ons réseaux logicielles. Et l’aventure con<nue.

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Infrastructure

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Infrastructure

Les infrastructures ou supports peuvent être sur des câbles dans lesquels circulent des signaux électriques, l'atmosphère (ou le vide spa<al) où circulent des ondes radio, ou des fibres op<ques qui propagent des ondes lumineuses. Elles permekent de relier « physiquement » des équipements assurant l'interconnexion des moyens physiques qui sont définis par des protocoles. Les équipements d'un réseau sont connectés directement ou non entre eux, conformément à quelques organisa<ons types connues sous le nom de topologie de réseau. Les principaux types de réseaux filaires pour les réseaux informa<ques d'entreprises ou de par<culiers u<lisent les protocoles suivant qui proviennent du standard Ethernet : • 10BASE5 : câble coaxial épais bande de base (obsolète) ; • 10BASE2 : câble coaxial fin bande de base (obsolète) ; • 10BASE-T : paires torsadées (10 Mb/s) ; • 100BASE-T : paires torsadées (100 Mb/s) les plus généralisées aujourd'hui en

réseau local (LAN) ; • 1000BASE-T : paires torsadées (1 Gb/s), présent dans les nouveaux

ordinateurs. • 10GBASE-T : paires torsadées (10 Gb/s).

Plusieurs normes définissent les modalités de fonc<onnement des réseaux hertziens, par exemple la norme Wi-Fi (IEEE 802.11). Les courants porteurs en ligne (CPL) permekent quant à eux de transporter des flux d'informa<on sur un réseau électrique local.

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Un réseau informa-que est un ensemble d'ordinateurs reliés entre eux qui échangent des informa<ons. A ceci près qu'outre des ordinateurs, un réseau peut aussi contenir des équipements spécialisés, comme des hub, des routeurs, et bien d'autres équipements que nous aborderons dans ce cours. Dans les grandes lignes, un réseau est intégralement composé : d'équipements informa<ques (ordinateurs et matériel réseau) et de liaisons point-à-point qui relient deux équipements entre eux. Mais tous les réseaux sont très différents les uns des autres. Il y a de nombreuses manières d'organiser les liaisons et ordinateurs d'un réseau, des milliers de manières de gérer les transferts d'informa<ons sur le réseau. Pour simplifier le propos, on peut quand même classer les réseaux suivant plusieurs critères. Dans ce qui va suivre, nous allons voir comment on classe les réseaux suivant leur taille et leur étendue géographique, mais aussi suivant ce à quoi servent les ordinateurs du réseau.

Classification : LAN, WAN, PAN, et Internet

Certains réseaux sont limités à une salle, voire un bâ<ment. D'autres sont tellement grands qu'il font la taille d'une ville ou d'un quar<er, quand d'autres ont une étendue na<onale. Internet est un réseau d'étendue mondiale : grâce au net, vous pouvez parfaitement communiquer avec quelqu'un qui est situé aux états-unis, en Russie, au Japon, etc. Et évidemment, tous ces réseaux portent des noms différents : on n'appelle pas de la même manière un réseau qui ne con<ent qu'une centaine d'ordinateurs et un réseau de taille planétaire. Réseaux locaux Les réseaux les plus pe<ts con<ennent entre 2 et 100 ordinateurs, qui sont reliés avec des câbles ou une connexion sans fil. Ces réseaux sont appelés des réseaux locaux ou encore des réseaux LAN (Local Area Network). Les réseaux internes aux entreprises ou aux écoles sont de ce type : par exemple, les ordinateurs d'une salle informa<que peuvent généralement communiquer entre eux.

Réseau local personnel, de type PAN.

Comme autre exemple, vous avez tous chez vous un réseau local qui comprend votre box internet et tout ce qui est connecté dessus. Un tel réseau local, qui <ent dans une simple chambre, est appelé un PAN : Personnal Area Network. Un PAN comprend généralement des équipements qui appar<ennent à une même personne ou famille, qui sont regroupés dans la même maison, sur une étendue d'une dizaine de mètres.

Réseaux interconnectés

LAN et WAN

A coté de ces réseaux assez pe<ts, on trouve les réseaux de taille moyenne, qui permekent d'interconnecter des réseaux locaux proches :

• les MAN, pour Metropolitan Area Network ont généralement la taille d'une ville • les WAN, pour Wide Area Network, permekent de relier entre eux des réseaux

locaux dans des villes différentes. Il existe deux grandes solu<ons pour créer un WAN : les lignes louées et les lignes RNIS.

• Les lignes louées permekent de créer un lien permanent entre les deux réseaux locaux distants. Ce lien est une ligne téléphonique, qui est louée par l'opérateur de télécommunica<on. Le prix d'une ligne louée est indépendant de l'u<lisa<on qui en est faite : peu importe que l'on échange beaucoup d'informa<ons ou très peu sur ceke ligne, le prix reste le même. Autant dire que ce genre de ligne est d'autant plus rentable que son u<lisa<on approche des 100% en permanence.

• Les lignes RNIS fonc<onnent sur un principe similaire, si ce n'est que que la liaison est disponible à la demande, et non permanente (24 heures sur 24). La liaison s'ouvre quand deux ordinateurs veulent l'u<liser pour échanger des informa<ons. Quand les deux ordinateurs ont cessé d'échanger des données, la ligne se ferme après un certain délai d'inac<vité. Le prix de ces lignes RNIS sont propor<onnelle au temps d'u<lisa<on. Autant dire qu'il vaut mieux limiter la durée de transmission au mieux pour réduire le cout de ce genre de ligne.

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Réseaux mondiaux

Internet est une interconnexion de réseaux à l'échelle mondiale. C'est d'ailleurs ce qui lui a valu son nom : internet est l'abrévia<on de interconnecQon of networks. Environ 47000 réseaux de grande envergure, des réseaux autonomes, sont interconnectés pour former internet. Ces 47000 réseaux sont souvent des réseaux appartenant à des fournisseurs d'accès. Les informa<ons qui transitent sur internet passent par des câbles en fibre op<que. Les câbles qui relient ces 47000 réseaux parcourent le monde en<er : pour donner un exemple, il y a environ 6 à 7 câbles qui traversent l’Atlan<que qui permekent aux réseaux américains de communiquer avec les réseaux européens.

Au début, Internet n'était pas disponible pour le grand public, mais servait essen<ellement aux grandes organisa<ons. L'internet de l'époque était vraiment différent de l'internet actuel : non seulement les technologies u<lisées n'étaient pas les mêmes, mais il n'y avait pas de sites web. En ce temps, internet servait surtout à échanger des données, télécharger de grands volumes de données. C'est dans les années 1990 que sont apparues les technologies qui ont permis la concep<on des sites web, à savoir l'HTML, les adresses URL et le protocole HTTP. De nos jours, internet est surtout u<lisé par les par<culiers pour consulter des

sites web. L'ensemble des sites web accessibles sur internet est ce qu'on appelle le web : il faut ainsi faire la différence entre le web et internet, internet étant un réseau et le web un ensemble de sites web.

Client-serveur et pair à pair

Les réseaux informa<ques peuvent aussi être catégorisés selon la manière dont les ordinateurs échangent des données. On peut ainsi classer les réseaux en trois grands types :

• les architectures un <ers ; • les architectures client-serveur ; • les architectures pair à pair.

Un même réseau physique peut servir pour les trois. Si on prend internet, celui-ci permet à des ordinateurs de communiquer en client-serveur : c'est ce qui est fait lors de la consulta<on de sites web. Il permet aussi les échanges en pair à pair : les applica<ons de téléchargement basées sur le protocole Bitorrent u<lisent des échanges en pair à pair.

• En reliant les PC les uns aux autres, le réseau informatique vous aide à partager les ressources internes et à travailler de façon collaborative.

• Un réseau informatique permet de relier, physiquement ou via les ondes radio, un ensemble de serveurs et de postes de travail dans le but d'échanger des données et des informations de façon sécurisée.

• 1. Partager des données et des documents entre les employés

• 2. Partager des applications et des imprimantes,

• 3. Sécuriser les données stockées

• 4. Mettre en place des outils de communications

• 5. Accéder à Internet.

• Le réseau informatique d'une entreprise favorise ainsi le travail en équipe, optimise les processus et sécurise les données critiques.

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Le Modèle OSI

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Le modèle OSI (Open Systems Interconnection : « interconnexion de systèmes ouverts ») est une façon standardisée de segmenter en plusieurs blocs le processus de communication entre deux entités. Chaque bloc résultant de cette segmentation est appelé couche. Une couche est un ensemble de services accomplissant un but précis. La beauté de cette segmentation, c'est que chaque couche du modèle OSI communique avec la couche au-dessus et au-dessous d'elle (on parle également de couches adjacentes). Les constructeurs informa<ques ont proposé des architectures réseaux propres à leurs équipements. Par exemple, IBM a proposé SNA, DEC a proposé DNA… Ces architectures ont toutes le même défaut : du fait de leur caractère propriétaire, il n’est pas facile des les interconnecter, à moins d’un accord entre constructeurs.

Aussi, pour éviter la mul<plica<on des solu<ons d’interconnexiond’architectures hétérogènes, l’ISO (Interna<onal Standards Organisa<on),organisme dépendant de l’ONU et composé de 140 organismes nationauxde normalisa<on, a développé un modèle de référence appelé modèle OSI(Open Systems Interconnection). Ce modèle décrit les concepts utilisés et la démarche suivie pour normaliser l’interconnexion de systèmes ouverts (un réseau est composé de systèmes ouverts lorsque la modifica<on, l’adjonction ou la suppression d’un de ces systèmes ne modifie pas le comportement global du réseau).

1 - La couche physiqueCette couche est l’équivalent des camions, des trains et des avions transportant le courrier. En termes de réseau, cette couche n’en traite que les aspects physiques : les cartes, les câbles et les hubs véhiculant les paquets de données. Elle spécifie ce que sont les aspects physiques, ce qu’ils sont capables de réaliser correctement, et comment ils s’y prennent. Cette couche regroupe donc les spécifica<ons des câbles et des connecteurs. 2- La couche liaison de donnéesCette couche n’est pas physique au sens strict, contrairement à ce que l’on pourrait croire ? Il s’agit d’un ensemble de règles logicielles gravées dans les circuits mémoire des équipements (concentrateurs, cartes réseau, routeurs, etc.) qui s<pulent comment le courrier doit être acheminé et distribué. 3 - La couche réseauCette couche fournit un schéma d’adressage. Si vous envoyez une lettre à quelqu’un vous employer une adresse contenant un code postal, en conformité avec les normes des services postaux concernés. Lorsqu’un ordinateur émet un paquet de données, il l’envoie à une adresse logique, correspondant au numéro dans la rue pour le courrier conven<onnel. C’est à ce niveau qu’opère la partir IP (Internet Protocol) de TCP/IP. 4 - La couche transportCette couche est l’équivalent du système de courrier recommandé. Elle s’assure que le courrier est bien remis à son des<nataire. Si un paquet n’atteint pas sa destination, elle gère le processus consistant à prévenir l’expéditeur et à solliciter l’émission d’un autre exemplaire. En fait, elle s’assure que les trois couches situées au-dessous d’elle (c’est-à-dire les couches 1.2.3) font leur travail correctement.

5 - La couche sessionCette couche gère les connexions courantes entre systèmes. Elle tient compte de l’ordre des paquets de données et des communications bidirec<onnelles. Dans la métaphore postale, elle aurait pour équivalent la division d’un gros document en parties plus pe<tes, leur mise sous plis et leur affranchissement dans l’ordre où les enveloppes devront être ouvertes pour reconstituer l’ensemble. C’est à cet endroit que les flux de données sont transformés en paquets.

6 - La couche présentationCette couche concerne la façon dont les systèmes différents représentent les données informatiques. Par exemple, elle définit ce qui se passe lorsqu’on essaie d’afficher des données provenant d’Unix sur un écran MS-DOS.

7 - La couche applicationCette couche concerne les applica<ons, comme l’accès aux fichiers et le transfert de fichiers. Si vous avez déjà u<lisé des applica<ons telles que FTP ou Telnet, vous avez travaillé avec un exemple de couche 7. Dans le modèle postal, cette couche peut s’assimiler à l’écriture de la lettre. C’est à ce niveau qu’opèrent les applications (traitement de texte, tableur, etc.). 10

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Modèle TCP/IP

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InternetProtocolStack Comparaison des modèles OSI et TCP IP

Le modèle TCP/IP est plus simple qu'OSI, avec seulement quatre couches :

liaison, Internet, transport et application.

La différence avec OSI est simplement que certaines couches ont étés fusionnées.

La couche liaison de TCP/IP regroupe notamment les couches physiques et liaison d'OSI.

De même, la couche application de TCP/IP regroupe les couches session, application et présentation d’OSI.

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Encapsulation

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Couche OSI Unité de transfert de données (PDU) Taille du PDU

Physique Bit ou Symbole Bit/symbole unique

Liaison Trame

Taille fixe, plusieurs bits, dépend du protocole utilisé.Réseau Paquet

Transport Segment (protocole TCP) Datagramme (protocole UDP)

Session

Paquets de taille variablePrésentation

Application

L’encapsulation

Les données ne sont pas transmises telles quelles sur le réseau, car chaque protocole a besoin d'informations bien précises pour faire son travail. Par exemple, les protocoles de couche liaison ont besoin d'informations particulières, non présentes dans la donnée transmise, pour détecter les erreurs ou indiquer le récepteur. Même chose pour les protocoles TCP et UDP de la couche transport, qui ont besoin d'informations sur le processus émetteur et récepteur, qui ne sont pas dans la donnée transmise. Et ce problème nous amène à parler de l'encapsulation.

Les en-têtes des paquets

Pour résoudre le problème précédent, chaque protocole ajoute les informations dont il a besoin à la donnée transmise. Ces informations sont regroupées dans un en-tête, placé au début des données à transmettre. Plus rarement, certains protocoles ajoutent leurs informations devant, mais aussi derrière la donnée à transmettre : l'en-tête est complété par un pied (le terme anglais est : footer). Lorsqu'un protocole prend en charge un paquet de données, il lui ajoute un en-tête à son début. Avec cette méthode, les en-têtes de chaque couche sont séparés, placés les uns à coté des autres. Lors de la réception, cet en-tête sera enlevé : les couches supérieures n'ont pas besoin des en-têtes des couches inférieures.

Les Protocol Data UnitSi la couche physique s'occupe de la transmission de bits individuels, ce n'est pas le cas des autres couches, qui traitent des paquets (données + en-tête/pied) contenant plusieurs bits. Les couches réseau, liaison et transport traitent des paquets de données de taille fixe (leur nombre de bits est fixé). Au-delà de la couche transport, les données ne sont pas structurées en paquets de taille fixe, mais en paquets de taille variable, qui dépendent du logiciel utilisé. Pour les couches liaison, réseau et transport, les paquets sont appelés des protocol data unit (PDU, unités de données d'un protocole, en français). Ils portent des noms différents selon la couche, vu qu'ils contiennent des en-tête différents.• Pour la couche liaison, l'unité est la trame.• Pour la couche réseau, l'unité est le paquet.• Pour la couche transport, l'unité est le segment pour le protocole TCP et le datagramme pour

le protocole UDP.

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