Cours sur les Bases des Réseaux Informatiques

Introduction aux Réseaux Informatiques

Un réseau informatique est une infrastructure qui permet à plusieurs ordinateurs et périphériques de communiquer et de partager des ressources entre eux. Les réseaux sont essentiels dans le monde moderne pour permettre la communication, le partage de fichiers, l’accès à internet et bien plus encore.

Adresses IP

Une adresse IP (Internet Protocol) est un identifiant numérique unique attribué à chaque périphérique connecté à un réseau informatique qui utilise le protocole Internet pour la communication. Une adresse IP peut être soit statique (fixe), soit dynamique (attribuée temporairement).

Plage d’IP

Une plage d’adresses IP est un ensemble d’adresses IP consécutives. Par exemple, une plage IP peut être de 192.168.1.1 à 192.168.1.255. Ces adresses sont utilisées pour attribuer des adresses IP aux périphériques sur un réseau local.

Routeur

Un routeur est un périphérique de réseau qui transfère les données entre les réseaux informatiques en utilisant des chemins efficaces. Il est capable de diriger le trafic en fonction de l’adresse IP de destination. Les routeurs sont couramment utilisés pour connecter les réseaux locaux à Internet.

Switch

Un switch (commutateur) est un périphérique réseau qui connecte plusieurs périphériques sur un réseau local en utilisant des adresses MAC (Media Access Control). Contrairement à un hub, un switch envoie le trafic uniquement à l’appareil destinataire, ce qui améliore l’efficacité du réseau.

L’adresse MAC

L’adresse MAC (Media Access Control) est un identifiant unique attribué à chaque interface réseau d’un périphérique. Contrairement à l’adresse IP, qui peut être changée ou attribuée dynamiquement, l’adresse MAC est inscrite en usine et est propre à chaque carte réseau. Elle est utilisée au niveau de la couche de liaison de données du modèle OSI pour identifier de manière unique les périphériques sur un réseau local. L’adresse MAC est constituée de 12 caractères hexadécimaux, généralement séparés par des deux-points ou des tirets, tels que 00:1A:2B:3C:4D:5E. Les switches utilisent les adresses MAC pour transférer les données vers les périphériques appropriés sur un réseau local, tandis que les routeurs utilisent les adresses IP pour transférer les données entre différents réseaux. L’adresse MAC est donc essentielle pour assurer un fonctionnement efficace et sécurisé des réseaux informatiques.

Le modèle OSI

Le modèle OSI (Open Systems Interconnection) est un cadre de référence qui définit les standards pour la conception et l’implémentation des protocoles de communication réseau. Il divise la communication réseau en sept couches distinctes, chacune avec ses propres fonctions et responsabilités. Chaque couche communique avec les couches adjacentes pour assurer un transfert de données efficace et fiable à travers le réseau. Les sept couches du modèle OSI sont :

1. Couche Physique (Physical Layer) : Cette couche définit les spécifications matérielles pour la transmission des données, telles que les câbles, les connecteurs et les signaux électriques.
2. Couche Liaison de Données (Data Link Layer) : Elle assure un transfert de données sans erreur sur le support physique en gérant les accès au support et en détectant et corrigeant les erreurs qui pourraient survenir.
3. Couche Réseau (Network Layer) : Cette couche est responsable du routage des données à travers le réseau, en déterminant le chemin optimal pour atteindre la destination finale.
4. Couche Transport (Transport Layer) : Elle offre des services de transfert de données fiables et transparents entre les applications en divisant les données en segments et en les réassemblant à la destination.
5. Couche Session (Session Layer) : Elle établit, maintient et termine les sessions de communication entre les applications en permettant la synchronisation et le contrôle de la communication.
6. Couche Présentation (Presentation Layer) : Cette couche est responsable de la représentation des données, de leur compression, de leur cryptage et de leur conversion entre différents formats, assurant ainsi une compatibilité entre les systèmes.
7. Couche Application (Application Layer) : C’est la couche la plus proche de l’utilisateur final. Elle fournit des interfaces pour l’accès aux services réseau tels que le courrier électronique, le transfert de fichiers et la navigation web.

Le modèle OSI fournit un cadre conceptuel utile pour comprendre et concevoir des réseaux informatiques, en séparant les fonctionnalités en couches distinctes et en facilitant ainsi le développement, la mise en œuvre et le dépannage des systèmes de communication.

Le paquet

Un paquet, dans le contexte des réseaux informatiques, est une unité de données structurée qui est transmise à travers un réseau. Il contient à la fois les données à transmettre et les informations de contrôle nécessaires pour que ces données parviennent à leur destination. Les paquets sont la méthode standard pour segmenter et transmettre des données sur les réseaux modernes.

Un paquet typique comprend plusieurs parties :

1. En-tête : Contient des informations de contrôle telles que l’adresse source et de destination, des informations de routage, et d’autres métadonnées nécessaires pour le traitement du paquet lors de sa transmission à travers le réseau.
2. Charge utile : Contient les données réelles à transmettre, telles que des segments de fichiers, des messages électroniques, des requêtes web, etc.
3. Trailer : Dans certains protocoles, un trailer peut être ajouté à la fin du paquet pour fournir une vérification de l’intégrité des données, comme un code de détection d’erreur.

Lorsqu’un périphérique source souhaite envoyer des données à un périphérique destination sur un réseau, il divise les données en paquets de taille appropriée, ajoute des en-têtes et des trailers pour former des paquets complets, puis les transmet sur le réseau. À mesure que les paquets traversent le réseau, ils peuvent emprunter différents chemins et être traités par différents périphériques de réseau, tels que des routeurs et des switches, en fonction des informations de contrôle contenues dans leurs en-têtes.

À destination, les paquets sont reçus, les en-têtes sont analysés pour déterminer le chemin correct vers les données, et les paquets sont ensuite réassemblés pour reformer les données d’origine. Cette méthode de transmission par paquets permet une gestion efficace des ressources réseau et une transmission fiable des données sur de longues distances, en fragmentant les données en unités gérables et en les transmettant séparément.

Différences entre Trame et paquet

• Une trame opère au niveau de la couche de liaison de données (couche 2 du modèle OSI), alors qu’un paquet opère généralement au niveau de la couche réseau (couche 3) ou supérieure.
• Les trames sont spécifiques aux réseaux locaux (LAN) et sont utilisées pour transporter des données à travers des segments de réseau physique, tandis que les paquets sont utilisés pour transporter des données entre les périphériques sur des réseaux plus vastes.
• Les trames contiennent des informations de contrôle telles que les adresses MAC source et destination, tandis que les paquets contiennent des informations de contrôle spécifiques à la couche réseau, comme les adresses IP.
• Les trames sont encapsulées dans des paquets de données plus larges lorsqu’elles sont transmises sur des réseaux plus vastes, mais elles peuvent également transporter des informations d’autres couches du modèle OSI.

En résumé, bien que les trames et les paquets soient des unités de données utilisées pour transporter des informations à travers des réseaux informatiques, ils fonctionnent à des niveaux différents du modèle OSI et sont utilisés dans des contextes différents en fonction de la portée et de la nature du réseau.

Hub

Un hub est un périphérique réseau qui agit comme un concentrateur pour connecter plusieurs périphériques sur un réseau local. Contrairement à un switch, un hub diffuse le trafic à tous les périphériques connectés, ce qui peut entraîner des collisions de données et une baisse des performances du réseau.

DNS (Domain Name System)

Le DNS est un système qui traduit les noms de domaine conviviaux pour les humains (comme www.example.com) en adresses IP numériques (comme 192.0.2.1). Il permet aux utilisateurs d’accéder aux ressources sur Internet en utilisant des noms de domaine faciles à mémoriser plutôt que des adresses IP numériques.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

SMTP est un protocole de communication utilisé pour transférer des emails entre les serveurs de messagerie. Il est utilisé pour l’envoi d’e-mails et fonctionne en arrière-plan lorsqu’un utilisateur envoie un e-mail.

Protocoles de Messagerie – IMAP et POP3

IMAP (Internet Message Access Protocol) et POP3 (Post Office Protocol 3) sont deux protocoles de messagerie utilisés par les clients de messagerie pour récupérer les e-mails des serveurs de messagerie.

• IMAP permet aux utilisateurs de gérer leurs e-mails directement sur le serveur. Les e-mails restent sur le serveur, et les actions effectuées sur les e-mails (lire, supprimer, déplacer) sont synchronisées avec le serveur.
• POP3, en revanche, télécharge les e-mails du serveur vers le client de messagerie de l’utilisateur. Une fois les e-mails téléchargés, ils sont généralement supprimés du serveur, bien que cela puisse être configuré différemment.

Protocole HTTP (Hypertext Transfer Protocol)

HTTP est le protocole utilisé pour transférer des données sur le World Wide Web. Il définit comment les messages sont formatés et transmis, ainsi que les actions que les navigateurs et les serveurs doivent entreprendre en réponse à diverses commandes.

Le protocol ARP

Le protocole qui permet de demander à un réseau les adresses MAC est le protocole ARP (Address Resolution Protocol). ARP est utilisé pour mapper une adresse IP à une adresse MAC dans un réseau local. Lorsqu’un périphérique a besoin de communiquer avec un autre périphérique sur le même réseau local, mais qu’il ne connaît pas l’adresse MAC de ce périphérique, il envoie une requête ARP pour demander l’adresse MAC associée à une adresse IP spécifique. En recevant cette requête, le périphérique qui possède l’adresse IP répond avec son adresse MAC, permettant ainsi au périphérique émetteur de construire sa table ARP et d’envoyer des données à la destination appropriée.

Conclusion addresse Mac et IP

Les adresses MAC (Media Access Control) et les adresses IP (Internet Protocol) sont toutes deux des identifiants utilisés dans les réseaux informatiques, mais elles remplissent des rôles différents et complémentaires. Une adresse MAC est un identifiant unique attribué à chaque carte réseau d’un périphérique, tandis qu’une adresse IP est un identifiant attribué à chaque périphérique sur un réseau pour permettre une communication au niveau de la couche réseau. L’adresse MAC est utilisée pour le trafic local au sein d’un réseau, permettant aux périphériques de se reconnaître et de se communiquer directement entre eux. Par exemple, lorsque vous envoyez un fichier à un autre ordinateur sur le même réseau local, l’adresse MAC est utilisée pour diriger le trafic vers ce périphérique spécifique. En revanche, l’adresse IP est utilisée pour la communication sur des réseaux plus vastes, tels qu’Internet, où elle permet d’identifier et de localiser les périphériques à travers le monde. Par conséquent, les adresses MAC et IP travaillent ensemble pour permettre une communication efficace à la fois au sein des réseaux locaux et sur l’ensemble d’Internet.