Réseaux informatiques - Concepts de base

Cours INF4032 : Réseaux Informatiques

• Le cours porte sur les réseaux informatiques, couvrant des sujets comme la couche transport TCP/UDP, NAT, la couche Application HTTP, DNS, la programmation réseaux, le routage dynamique et IPv6.
• L'année universitaire concernée est 2024-2025.
• Le professeur est Bassem Haidar.
• Le nom de l'école est ESIea (Ecole d'Ingénieurs du Monde Numérique).

Introduction au sujet "Internet"

• Internet est un ensemble de réseaux interconnectés.
• L'Internet est composé de milliards d'appareils informatiques connectés.
• Les liens de communication comprennent la fibre optique, le cuivre, la radio et le satellite.
• Des équipements intermédiaires comme les routeurs et les commutateurs permettent la circulation des paquets de données.
• D'ici 2025, il y aura 25 milliards de connexions Internet des objets (IoT).
• L'Internet est un réseau de réseaux utilisant des protocoles pour l'envoi et la réception des messages, tels que TCP, IP, HTTP et Skype.
• Les normes Internet sont définies par des RFC (Requests for Comments). Ces normes standardisent le fonctionnement des protocoles.
• L'Internet offre une infrastructure de services aux applications tels que le Web, VoIP, courriel, jeux, commerce électronique et réseaux sociaux. Il fournit aussi une interface de programmation (API) aux applications.
• Le service postal peut être considéré comme une analogue au service de transmission de données.

Protocoles, modèle en couches, normalisation

• L'Internet repose sur des protocoles réseau définissant comment les machines communiquent. Ils incluent la structure et l'ordre des messages.
• Le modèle en couches permet de diviser le problème en sous-problèmes plus faciles à gérer et à comprendre.
• Les modèles OSI et TCP/IP constituent des modèles de référence importants qui décrivent l'organisation hiérarchique des couches dans un réseau. OSI possède 7 couches, TCP/IP 5 couches.
• Le modèle de référence en couches facilite la maintenance et la mise à jour du système.

Pile de protocoles Internet (Modèle TCP/IP)

• L'application réseau se charge de la prise en charge des applications réseau, telles que FTP, SMTP et HTTP.
• La couche transport assure le transfert des données, en utilisant les protocoles TCP ou UDP.
• La couche réseau gère le routage des datagrammes de la source à la destination du paquet.
• La couche liaison gère le transfert de données entre les éléments voisins du réseau.
• La couche physique traite les bits directement sur le support de transmission.

Modèle OSI

• Le modèle OSI est un modèle de référence en couches qui a été développé par l'ISO (Organisation internationale de normalisation).
• Il comprend 7 couches qui divisent les fonctions d'un réseau.
• La couche application fournit des services aux utilisateurs.
• Les couches présentation, session, et transport gèrent la signification, l'échange et la synchronisation des données, respectivement.
• Les couches réseau et liaison gèrent, respectivement, le chemin des données, et la transmission des données (paquet) d'un nœud à un autre. La couche physique gère la transmission des bits physiques sur un support de transmission.
• La pile d'Internet manque ces couches.

Encapsulation et Désencapsulation

• L'encapsulation est le processus où les couches supérieures ajoutent des informations aux données pour la transmission.
• La désencapsulation est le processus inverse dans lequel les informations ajoutées sont retirées dans la transmission.
• Les processus de données et d'encapsulation sont répétés dans chaque couche du modèle.
• Il existe un processus de décapsulation aussi.
• Les données sont converties en bits pour la transmission physique puis réassemblés à la réception.

Couches physiques, de liaison de données et réseau

• La couche physique est responsable de la transmission des bits individuels.
• La couche liaison de données est responsable de la transmission de trames d'un nœud au suivant.
• La couche réseau est responsable de la transmission de paquets de la source à la destination finale.

Couche Transport

• La couche transport est responsable de la livraison des segments d'un processus source à un processus destination final.

Couche Application

• La couche application est chargée de fournir des services à l'utilisateur.

Couches du modèle TCP/IP

• Une couche est un sous-problème.
• Il peut y avoir plusieurs façons de résoudre un sous-problème.
• Un protocole est un traitement.
• Un protocole appartient à une couche s'il résout le sous-problème de cette couche.
• Plusieurs protocoles peuvent être dans la même couche.
• Exemple: TCP et UDP (couche Transport) qui résolvent le même problème de manière différente.

Suites de protocoles TCP/IP

• TCP/IP est utilisé par l'Internet pour les protocoles de communication.
• Il comprend de nombreux protocoles.
• Les différents types de protocoles sont listés par leurs couches.

Protocole ARP, Adresse MAC et Ethernet

• ARP : protocole de résolution d'adresses qui sert à trouver l'adresse MAC d'un hôte à partir de son adresse IP.
• Les adresses MAC sont uniques à chaque interface réseau (carte réseau).
• La couche liaison s'assure que les trames sont transmises entre les périphériques d'un réseau local.
• Les adresses MAC sont utilisées dans les communications de la couche liaison et sont utilisées pour transmettre des trames localement entre les nœuds.

Adresse réseau, d'hôte et de diffusion

• Dans un réseau, les types d'adresses sont l'adresse réseau, l'adresse d'hôte et l'adresse de diffusion.
• Ils correspondent à des adresses pour le réseau complet, les périphériques connectés et des transmissions à tout le réseau.

Routage Statique

• Doit être configuré manuellement.
• Idéal pour les petits réseaux.
• Souvent utilisé avec le routage dynamique pour configurer un chemin par défaut.

Routage Dynamique

• Découvre les réseaux distants et assure l'actualisation des informations.
• Choisit le chemin le plus approprié vers la destination.
• Trouve de nouveaux meilleurs chemins lorsqu'une modification de topologie se produit.
• Le routage dynamique peut partager les routes statiques par défaut avec les autres routeurs.

ICMP (Internet Control Message Protocol)

• Un protocole utilisé pour gérer les erreurs de livraison des paquets.
• Il fournit des informations de diagnostic et la gestion des messages d'erreurs entre les hôtes et les routeurs.

Outils de débogage

• Ping : vérifie la connectivité avec un hôte.
• Traceroute : localise les routeurs parcourus par un paquet.

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

• Permet aux appareils d'obtenir une adresse IP automatiquement lorsqu'ils se connectent à un réseau.
• Les hôtes utilisent le broadcast DHCP pour trouver un serveur DHCP sur le réseau.
• Le serveur DHCP répond avec une offre d'adresse IP.
• L'hôte demande une adresse IP au serveur.
• Le serveur DHCP envoie l'adresse IP et la confirmation à l'hôte.

Problèmes IPv4

• IPv4 manque d'adresses disponibles en raison de son utilisation croissante.
• L'épuisement de l'espace d'adresse IPv4 a conduit au développement d'IPv6.

References

• Des livres et documents de cours pour les références complètes sur les sujets abordés.