2. le modèle osi (open systems interconnection)








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RESEAUX
Plan de cour
1. INTRODUCTION

2. LE MODÈLE OSI (OPEN SYSTEMS INTERCONNECTION)

2.1. PRINCIPE

2.2. TRANSMETTRE DES INFORMATIONS

2.3. ISO ET TCP/IP

3. LA COUCHE PHYSIQUE (NIVEAU 1)

3.1. LA TRANSMISSION

3.1.1. Transmission parralèle et transmission en série
3.1.2. Les supports de transmission

3.2. LES PRINCIPAUX MODES DE CONNEXION

3.2.1. Modem
3.2.2. Réseau numérique à intégration de services

4. LA COUCHE LIAISON (NIVEAU 2)

4.1. BUT

4.2. NOTION DE TRAMES

4.3. TOKEN RING : ANNEAUX À JETON

4.4. ETHERNET

4.5. LE RÉSEAU ETHERNET EN BUS

4.6. LE RÉSEAU ETHERNET EN ÉTOILE

4.6.1. L'Ethernet 10baseT
4.6.2. Câblage d'une RJ45 sur réseau Ethernet 10BaseT
4.6.3. Fast Ethernet ou 100BaseT
4.6.4. Switch Ethernet

5. LA COUCHE RÉSEAU (NIVEAU 3)

5.1. IP

5.1.1. Historique
5.1.2. Principes de base
5.1.3. Mode de fonctionnement
5.1.4. ISO appliqué à TCP/IP
5.1.5. Adressage IP
5.1.6. Les classes
5.1.7. Le réseau 127.0.0.0
5.1.8. Adresses spéciales
5.1.9. SubNets
5.1.10. Exemple de Subnet

5.2. ARP

5.2.1. Cache et Timeout
5.2.2. L'ARP gratuit

6. LA COUCHE TRANSPORT (NIVEAU 4)

6.1. PROTOCOLES DE LIAISONS POINT À POINT (PPP)

6.1.1. Historique
6.1.2. PAP & CHAP

6.2. LE ROUTAGE DES DATAGRAMMES IP

6.2.1. Transfert direct ou indirect
6.2.2. Exemple de transfert
6.2.3. Routage IP via des tables statiques
6.2.4. Default gateway ou passerelle
6.2.5. Mise à jour des tables

6.3. INTERNET CONTROL AND ERROR MESSAGE PROTOCOL

6.4. UDP & TCP

6.5. UDP

6.6. TCP (TRANSPORT CONTROL PROTOCOL)

6.7. LA COMMANDE NETSTAT

7. LA COUCHE APPLICATION (NIVEAU 7)

7.1. LES SERVEURS DE NOM (DNS)

7.2. NSLOOKUP

7.3. LE FTP (FILE TRANSFERT PROTOCOL)

7.4. LE WEB

7.4.1. Format du lien HTML
7.4.2. Proxy
7.4.3. Les suites de HTTP/HTML


  1. INTRODUCTION


La communication entre ordinateurs ne peut pas être distinguée de celle des hommes. Si au départ, l'ordinateur n'est qu'un gros jouet aux mains de scientifiques, celui-ci a créé une véritable révolution technologique qui devient le support de base de la communication entre les humains. L'informatique est entrée partout, dans le téléphone, dans les disques compacts, la voiture, l'avion.

Partout l'ordinateur a remplacé la machine à écrire.

Un réseau informatique est composé d'ordinateurs, de routeurs, de liaisons et de réseaux locaux.

Les réseaux locaux permettent aux ordinateurs de communiquer entre eux sur un site (un bâtiment, une agence, un bureau). On utilise pour ces communications des technologies permettant aux ordinateurs de communiquer rapidement mais sur de courtes distances (100 mètres par exemple).

Ces réseaux locaux sont connectés entre eux par des liaisons spécialisées ou d'autres liaisons (Numéris par exemple) permettant de transporter l'information sur de longues distances (plusieurs kilomètres). Pour gérer ces liaisons et pour interconnecter des réseaux on utilise des ordinateurs spécialisés : des routeurs.

Note : ce cours est en principale partie un résumé du support "Les réseaux informatiques" de Dominique Lalot de la faculté d'Aix en Provence.

  1. LE MODÈLE OSI (OPEN SYSTEMS INTERCONNECTION)



2.1. PRINCIPE

Modèle fondé sur un principe énoncé par Jules César : Diviser pour mieux régner.

Le principe de base est la description des réseaux sous forme d'un ensemble de couches superposées les unes aux autres.

L'étude du tout est réduite à celle de ses parties, l'ensemble devient plus facile à manipuler.

Le nombre de couche, leurs noms et leurs fonctions varient selon les réseaux. L'objet de chaque couche est d'offrir certains services aux couches plus autres.





2.2. TRANSMETTRE DES INFORMATIONS

Les données émises d'un système A à un autre est encapsulé par le système A. Quand le système B veut comprendre les données émises par le système A, il "décapsule" les couches successives.



On distingue plusieurs classes de transport suivant la qualité des couches précédentes. Plus les couches inférieures sont complètes, moins la couche transport travaille et réciproquement.



2.3. ISO ET TCP/IP

TCP/IP ne suit pas scrupuleusement les préconisations de l'ISO. Les différentes couches de TCP/IP sont les suivants :

Niveau 1 : Couche Physique
Les signaux électriques, lumineux, le format des connecteurs

Niveau 2 : Couche Liaison
On échange des trames de bits entre deux émetteurs en liaison directe. Par exemple : Ethernet, fast ethernet.

Niveau 3 : Couche Réseau
On fait du routage dans les machines du réseau et du démultiplexage dans les extrémités. Par exemple : IP (Internet Protocole).

Niveau 4 : Couche Transport
On s'occupe du contrôle de flux, de la reprise sur erreur, de la remise dans l'ordre des paquets. Nous étudierons TCP (le transport INTERNET) qui est un bon exemple bien que développé indépendamment de la normalisation ISO.

Niveau 7 : Couche application
Toutes les applications réseau, messageries, transfert de fichier, etc. Les équipements de routage n'implémentent que les trois premières couches. Seuls les ordinateurs source et destination implémentent les 7 couches. L'utilisateur ne se sert que de cette couche là.

Il existe dans le modèle OSI deux autres couches, qui ne sont pas originellement présentes dans l'architecture TCP/IP.

Niveau 5 : Couche Session
Cette couche gère l'organisation du dialogue entre processus : l'initialisation, la synchronisation et la terminaison du dialogue. En n'étant pas très précis, on peut dire que la couche Netbios se situe au niveau 5 du modèle.

Niveau 6 : Couche Présentation
Elle prend en charge la représentation des informations que les entités d'application s'échangent.

  1. LA COUCHE PHYSIQUE (NIVEAU 1)



3.1. LA TRANSMISSION

3.1.1. Transmission parallèle et transmission en série

La transmission possède 2 modes :

  • Transmission parallèle : C'est une transmission simultanée des bits d'un même caractère. Ce type de transmission pose des problèmes de synchronisation et reste cantonnée à des courtes distances, du style bus d'un ordinateur ou câble d'une imprimante. Le câble est le plus souvent plat.

  • Transmission en série. On envoie les bits les uns après les autres : 2 types de codages sont utilisés, le codage dit asynchrone et le codage synchrone.

Il y a plusieurs types de modulations possibles pour coder les bits sur une liaison série :





3.1.2. Les supports de transmission

  • Les fils (cuivre, or..),

  • La fibre optique,

  • Les signaux Hertziens (paraboles <10km),

  • Les lasers (sans fibre) (<5 Km).





3.2. LES PRINCIPAUX MODES DE CONNEXION


3.2.1. Modem

Un modem est un appareil passif qui est connecté a un ordinateur, il est de fait géré par le système d'exploitation de l'ordinateur.

Le modem est connecté à une ligne téléphonique analogique. Quand on utilise le modem, on paye le prix d'une communication téléphonique.

Il constitue le moyen idéal de communication d'un poste de travail isolé.

A l'heure actuelle tout ordinateur est vendu avec un modem.

Un modem peut se connecter à un autre ordinateur possédant aussi un modem. On peut aussi se connecter à un réseau comme Internet grâce à des routeurs acceptants des appels de modems.

La vitesse de transmission et d'émission d'un modem varie de 14 à 56 Kbits/s selon les modèles.

3.2.2. Réseau numérique à intégration de services

Le réseau Rnis est basé sur le même modèle économique que les communications modems. La vitesse de communication est plus importante : elle est de 64 Kbits/s. Il est aussi possible avec une ligne Numéris d'avoir une communication a 128 Kbits/s, mais dans ce cas-là on paye le prix de deux communications téléphoniques. RNIS est au téléphone ce que le Compact Disc Audio est au vinyle. Sur un seul câble, l'abonné dispose de 3 canaux logiques, deux à 64Kbit/sec dits canaux B plus un qui sert aux informations du réseau à 16 Kbits/sec (le Canal D). La connectique est de type Bus, dit BUS S. Sur une seule liaison d'abonné, on peut recevoir 2 communications et connecter sur le même Bus jusqu'à 8 appareils. On peut par exemple recevoir une télécopie pendant que l'on téléphone.

4. LA COUCHE LIAISON (NIVEAU 2)

4.1. BUT


Raccorder sur un même support physique des ordinateurs et permettre de communiquer avec un ensemble d'ordinateurs sur ce support. Un seul message sur le support peut être lu par plusieurs ordinateurs. Les modems sont remplacés par des cartes réseaux que l'on installe dans les ordinateurs. Ces réseaux sont de taille limitée. Cette limite est due au protocole lui-même.


4.2. NOTION DE TRAMES

Les informations binaires sont découpées en trames.
Une trame est un "paquet" d'informations regroupées entres elles.

Sur un réseau local :

  • A un instant donné, une seule trame circule sur le câble.

  • Une trame émise par un équipement est reçue par tous les équipements.

  • Une trame contient l'adresse de l'émetteur et l'adresse du destinataire.


4.3. TOKEN RING : ANNEAUX À JETON

Dans le cas des Anneaux, une trame vide circule en permanence sur le fil qui relie l'ensemble des machines.

Cette trame s'appelle le jeton. La machine qui a le jeton peut y insérer des données. Le jeton peut être perdu. Le temps de réaction à cette perte encadre la dimension du réseau et le nombre des machines qui peuvent s'y connecter. Les anneaux se comportent mieux sous forte charge.





4.4. ETHERNET

 Histoire : Le principal protocole de liaison utilisé sur les réseaux locaux est l'Ethernet, c'est un protocole normalisé (nombre IEEE802.3). ETHERNET a été développé par Xerox Corporation au Palo Alto Center (PARC) vers le milieu des années 70.

Des prix : début 80 une carte ETHERNET vaut 10.000 FF, maintenant 150 FF ! ! !

Le Bus Ethernet :


1 : Le câblage est réalisé avec du câble coaxial, qui ressemble à du câble d'antenne de télévision. La bande passante s'élève à 19 Mbps mais est mutualisée.

2 : Aux deux extrémités se trouve une résistance de terminaison. Par abus de langage on appelle cette terminaison un bouchon.

3 : Chaque poste de travail est connecté au câble coaxial grâce à un T. Si une personne coupe le bus sur le T de son ordinateur, plus personne ne peut communiquer.






4.5. LE RÉSEAU ETHERNET EN BUS

 Le principe est de mettre un support physique en commun, et de faire du très haut débit sur des distances moyennes (>100m).

On utilise dans la technologie Ethernet, un câble commun pour relier des dizaines voire des centaines de machines. Ce câble commun va véhiculer les informations à destination de l'ensemble des stations. La méthode utilisée est le CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Colision Detection). Le câble forme un BUS dans le jargon réseau, reliant les stations. La vitesse est fixée par la norme : 10 Mbps (10 Millions de bits par seconde). Un bit est une valeur binaire : 0 ou 1.

Cette technologie est appelée 10Base2.

Le câble coaxial fin est facile à mettre en place. Par contre les connecteurs affaiblissent le signal, du coup on ne peut pas mettre beaucoup de stations sur le câble. Cette technologie tend à être remplacé par 10BaseT aussi appelé « réseau Ethernet en étoile ». De plus un problème sur le câble et toutes les stations se retrouvent privées de réseau.

4.6. LE RÉSEAU ETHERNET EN ÉTOILE

 4.6.1. L'Ethernet 10baseT

Ethernet 10baseT


1 : Pour un réseau Ethernet, on utilise du câble réseau spécifique appelé paire torsadée (Twisted pai). En fonction de la bande passante nécessaire et des conditions d'environnement, on utilise du câble catégorie 5, 6 ou 7.

2 : Dans les entreprises, on trouve généralement un "serveur". Le serveur centralise la gestion des fichiers, fédère une base de données ou un service de messagerie.

3 : Le hub centralise les connexions de chaque micro-ordinateur et leur permet de communiquer entre eux.

4 : Chaque poste est relié au câble réseau grâce à une carte réseau insérée dans l'ordinateur.




Ici le support est constitué de 2 paires de fils torsadés (twisted pairs), prolongés par des connecteurs d'extrémité appelés RJ45. Ces câbles vont dans des appareils appelés HUB qui connectent les machines.

Il existe des HUB 8 ports 12 /16/24 ports. En 85, la porte sur le Hub valait 2.000 FF, maintenant 300 à 400 FF. Les Hub peuvent être cascadés en local avec des câbles propriétaires. Ils ne forment alors qu'un seul ensemble. Les machines ne doivent pas être à plus de 100 mètres du Hub.

Sur ce type de réseau si un câble est endommagé une seule machine est privée de réseau (et non pas la totalité des machines comme sur les réseaux Bus).

4.6.2. Câblage d'une RJ45 sur réseau Ethernet 10BaseT

On prend 2 paires de fils suivant un code de couleur précis, pour prendre des automatises.

Chaque paire est constituée de torsades, pour la paire réception, un des fils va sur la sortie 3, l'autre vers le 6.

Les paires sont torsadées (Twisted Pair) on parle aussi de câblage UTP ou STP (Shielded ou Unshielded) suivant que les câbles sont dans un blindage.

4.6.3. Fast Ethernet ou 100BaseT

L'Ethernet en étoile a aussi une vitesse de 10Mbits/s. Il existe maintenant une technologie similaire mais plus rapide : le Fast Ethernet.

Pour faire fonctionner un réseau en technologie fast-ethernet il faut que le Hub et les cartes réseaux soient compatibles. De plus il faut que le câblage soit certifié Catégorie 5.

La mode de fonctionnement est exactement le même mais la vitesse de transfert est de 100 Mbits/s.

Il existe enfin une technologie mixte appelée 10/100 : cette technologie permet de connecter des ordinateurs à 100Mbits (si leur carte réseau le permet) mais aussi des ordinateurs à 10 Mbits pour les ordinateurs qui n'ont qu'une carte réseau 10Mbits.

4.6.4. Switch Ethernet

La technologie aidant, le prix des processeurs chutant, on voit apparaître des HUB intelligents appelé switch (commutateurs).

Un Hub classique émet la trame émise par un ordinateur à TOUTES les machines du réseau. Ce fonctionnement est historique : on reconstitue ainsi le mode de fonctionnement du bus (rappel sur le principe du bus : une machine émet des données qui sont émises a toutes les autres machines).

Les commutateurs sont capables de lire une trame et de la diriger sur l'un de ses ports en fonction de l'adresse de destination. Ainsi il n'y a qu'une machine qui reçoit la trame. Ainsi le réseau est fluidifié et est plus rapide.
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