Les bases du réseau

Définition : Un réseau permet l'échange d'informations entre plusieurs appareils.  

1. 1- Topologies
   Pour échanger les appareils doivent être reliés entre eux.
   La manière dont les connections sont réalisées s'appelle la Topologie.
   Les topologies les plus courantes sont :
   1. 1- Bus
      Les appareils sont reliés entre eux par un simple câble.
      
   2. 2- Étoile
      Les appareils sont reliés à un switch (commutateur) ou hub (concentrateur). C'est la solution utilisée sur les réseaux ethernet.
      
      
   3. 3- Anneau
      Le modèle le plus connu est l'anneau à jeton (token ring) d'IBM. La circulation des informations se fait dans un seul sens. Les machines font un "jeton" qu'elles acceptent ou refusent suivant qu'il leur est destiné ou pas.
      
2. 2- Types de réseaux
   Le réseau peut avoir différentes tailles.
   
   1. 1- LAN (Local Area Network)
      Le LAN est ce que l'on appelle le réseau local. Les ordinateurs peuvent s'échanger des trames sans avoir à passer par un routeur.
      
      
   2. 2- MAN (Metropolitan Area Network)
      Le MAN est le réseau métropolitain. Un MAN relie plusieurs réseaux locaux (LAN) entre eux assez proches les uns des autres par l'intermédiare de routeurs. Les routeurs sont souvent reliés entre eux avec des fibres optiques.
      
      
   3. 3- WAN (Wide Area Network)
      Réseau étendu... Internet.
      
      
3. 3- Le modèle OSI (Open System Interconnection Model)
   Pour que les machines se comprennent toutes les communication doivent être calibrées sur le même modèle.
   

La communication entre deux appareils se fait suivant un modèle qui comprend 7 niveau (ou couches).

Ces couches sont encapsulées les unes dans les autres de la manière suivante :

Niveau 1 [Niveau 2 [Niveau 3 [Niveau 4 [Niveau 5 [Niveau 6 [Niveau 7]]]]]]]

Niveau 1 : C'est le niveau physique. On y détermine le type de signal qui va être transmis, sur quel type de câble, etc...

Niveau 2 : C'est la liaison de données. La trame complète. Ce niveau détermine les adresses MAC source et destination.
L'adresse MAC (Media Access Contrôl), aussi appelée adresse physique est attribuée à la fabrication de l'interface réseau. Elle est unique (aucune autre machine dans le monde ne peut avoir la même).

Niveau 3 : C'est le niveau réseau. Utilisé par les routeurs. Il gère les adresses IP et les masques de sous-réseau.

Niveau 4 : C'est le niveau Transport. Gère les erreurs de transport.

Niveau 5 : C'est le niveau Session. Il gère la coordination des échanges (organisation, synchronisation)

Niveau 6 : C'est la niveau Présentation. Il gère la compatibilité des informations entre les différentes tâches, l'encryptage , la compression.

Niveau 7 : C'est le niveau Application. Il gère la connection avec les applications utilisateur.

1. 1- Le protocole TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)
   C'est le modèle utilisé sur internet. Il ne contient que 4 niveaux (Physique, Réseau, Transport, Services) 
   La trame ci-dessous va servir d'exemple pour expliquer les différents niveaux.
   Sur cette première capture, la ligne "Frame" est sélectionnée et on voit tous les octets surlignés en bleu. C'est la trame complète (N°10).
   
   1. 1- La couche Physique (ADSL, fibre optique, ondes...)
      même chose que pour le modèle OSI.
      
      
   2. 2- La couche réseau (Ethernet, IP)
      Exemple :La ligne sélectionnée est la ligne "Ethernet". On y retrouve les adresses MAC de la source et de la destination. En bas les octets correspondants.
      C'est maintenant la ligne IP qui est sélectionnée. On y retrouve les adresses IP de la source et de la destination. En bas les octets correspondants.
      
      
      
   3. 3- La couche Transport (TCP, UDP,...)
      La ligne TCP nous indique les ports utilisés par la source (52719₍₁₀₎ = 0xcdef) et la destination (80 = 0x0050)
      
      
      
   4. 4- La couche Services ou Application (HTTP, FTP, SMPT, DNS,...)
      On retrouve ici le contenu ASCII de la requête HTTP.
      Host en ASCII : 48 6f 73 74
      

Quelques définitions :

1.   Routeur
   Le routeur relie les ordinateurs entre eux et assure la transmission des trames d'une interface (ethernet) à une autre.
   Le routage est l'opération qui permet de définir par ou doit passer la trame.
   Pour aller d'une machine à une autre, on fera du routage unicast.
   Pour atteindre toutes les machines d'un réseau, le routage sera broadcast.
   
   Le travail du routeur se situe sur la couche de niveau 3 du modèle OSI.
   
   
2. Masque de réseau
   
   En IPV4, une adresse IP est définie par 4 octets.
   Exemple 192.168.10.1
   La partie haute de cette adresse désigne le réseau, la partie basse la machine.
   
   Le masque de réseau permet de définir la séparation entre la partie réseau et la partie machine.
   Pour un LAN, le masque réseau est généralement 255.255.255.0
   ou en binaire
   1111 1111 . 1111 1111 . 1111 1111 . 0000 0000
   soit pour l'adresse 192.168.10.1 (C0.A8.0A.01)
   1100 0000 . 1010 1000 . 0000 1010 . 0000 0001
   
   192.168.10. désigne le réseau, cette partie sera commune à toutes les machines du réseau.
   01 désigne la machine. Elle est la seule sur le réseau a avoir cette adresse.
   
   Avec un masque à 255.255.255.0, il reste 8 bits dispoibles pour adresser des machines, soit 256 possibilités.
   L'adresse 192.168.10.0 (pour notre exemple) est l'adresse du réseau et l'adresse 192.168.10.255 est l'adresse broadcast (voir routeur). Il reste 254 machines adressables, de l'adresse 192.168.10.1 à l'adresse 192.168.10.254
   
   Les adresses IP sont divisées en plusieurs catégories qui sont différentiées par la taille de leur masque :
   
   
   • Les adresses de classe C : le masque fait trois octet (trois octets pour le réseau, un pour les machines) : 255.255.255.0
     Leur premier octet est obligatoirement compris entre 192 et 223.
     
     
   • Les adresses de classe B : Le masque fait deux octets (255.255.0.0)
     Leur premier octet est obligatoirement compris entre 128 et 191.
     On a deux octets disponibles pour les machines, on peut donc en connecter jusqu'à 65534.
     
     
   • Les adresses de classe A :Le masque ne fait qu'un octet (255.0.0.0)
     Leur premier octet est obligatoirement compris entre 0 et 127.
     On a deux trois disponibles pour les machines, on peut donc en connecter jusqu'à 16777214.
     
3. UDP (User Datagram Protocol)
   Appartient à la couche "transport". Il permet d'envoyer des trames en mode "non connecté", l'économie réalisée en ommettant les échanges de connection entre les machines permet d'envoyer un plus grand nombre de données. En contrepartie, on pert l'assurance que les données ont été correctement reçues.
4. 
   HTTP (HyperText Transfert Protocol)
   Appartient à la couche "Application" (typiquement utilisé par les navigateurs web)
   
   
5. FTP (File transfert protocol)
   Appartient à la couche "Application". Protocole d'échange de fichier.
   
   
6. SMPT(Simple Mail Transfer Protocol)
   Appartient à la couche "Application". Protocole utilisé pour les transferts de mails.
   
   
7. DNS (Domain Name System)
   Les adresses du type free.fr ou www.google.com sont plus facile à utiliser par les humains, mais les machines préfèrent 212.27.48.10 ou 173.194.67.104.
   C'est le serveur DNS qui permet l'association entre les deux.
   Si un ordinateur ne connait pas d'adresse de serveur DNS, on ne peut aller avec son navigateur sur internet qu'en utilisant les adresses IP.
   
   
8. DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)
   Il est très fastidieux de configurer toutes les machines d'un réseau (adresse IP, adresse du routeur, adresse du serveur DNS) manuellement. Le protocole DCHP permet d'assurer toute cette configuration automatiquement au démarage de la machine.
   Pour qu'une machine puisse ête configurée automatiquement, il faut impérativement avoir un serveur DHCP sur le réseau.
   
   
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