Introduction aux Réseaux Informatiques PDF

CHAPITRE 1 Généralités sur les réseaux et Transmission de données 1  Partie 1 Généralités sur les réseaux 2  Objectifs Comprendre les principes de base d’un réseau informatique. Comprendre le concept de l’ar...

CHAPITRE 1 Généralités sur les réseaux et Transmission de données 1  Partie 1 Généralités sur les réseaux 2  Objectifs Comprendre les principes de base d’un réseau informatique. Comprendre le concept de l’architecture en couche Apprendre les couches du modèle OSI et TCP/IP 3 Définition Générale d’un réseau Un réseau est un système complexe d'objets interconnectés ( reliés ). Exemple de réseaux : – Réseau électrique câblage électrique – Réseau téléphonique interconnexion d’équipements télécom – Réseau de données(réseau informatique ) interconnexion d’équipements informatiques 4  Un Réseau informatique  transport de données n réseau informatique est l’interconnexion de plusieurs entit Ordinateurs Imprimantes Terminaux …… 5  Les Réseaux informatiques Un réseau est la l’interconnexion de plusieurs machines entre elles  Les applications (programmes ) qui fonctionnent sur ces machines peuvent échanger des données. Réseau: Système (matériels + logiciels) qui permet à un ensemble de machine de communiquer. Exemple ( 1 ) d’un réseau informatique un réseau filaire Exemple ( 2 ) d’un réseau informatique Un réseau sans fil 8  Exemple ( 3 ) d’un réseau informatique Le réseau Internet Des milliers de réseaux qui sont reliés entre eux. 9  Composants d’un réseau Un réseau est constitué de deux catégories d’entités: – Les éléments physiques : tels que les interfaces de communication, les câbles , les équipements de connexion, ordinateurs ,... – Les éléments logiques ( logiciels ): tels que les navigateurs, les protocoles, les services ( web, mail,ftp ,….),…. 10  Intérêts des réseaux La communication entre utilisateurs distants et/ou applications distantes ( échange d’information ). Le partage des ressources matérielles, logicielles et des données. 11  Types de réseaux Selon la surface couverte par un réseau  ils peuvent être classifiés en 3 types : – LAN ( Local Area Network ) : réseaux locaux – MAN (Metropolitan Area Networks ) : Réseaux métropolitains – WAN ( Wide Area Network ): Réseaux longue distance 12  Les LAN Un LAN couvre une région géographique limitée ( distance 10 m à 1 km). Les LAN offrent un taux de transfert important. Connectivité continue aux services locaux ( absence de pannes ). Exemple: Le LAN de l’ESI relie les machines de tous les utilisateurs 13  Les MAN Réseau métropolitain (Metropolitan Area Networks, MAN) est un réseau qui s’étend à une zone métropolitaine telle qu’une ville. Un MAN comprend habituellement au moins deux réseaux LAN situés dans une zone géographique commune (Distance 1 km 100 km). Exemple: une banque possédant plusieurs agences situées dans la même ville, peut utiliser ce type de réseau. 14  Les WAN Réseaux à longue distance ou les réseaux étendus (Wide Area Networks, WAN) interconnectent des réseaux locaux, et donnent accès aux ordinateurs (aux serveurs ) situés en d'autres lieux très eloignés. Les WAN relient des réseaux géographiquement dispersés, ils permettent aux entreprises de communiquer entre elles sur de grandes distances. Un WAN couvre une vaste région géographique (Distance100 km 10 000 km ). Exemple : le WAN le plus utilisé est l’Internet 15  WAN LAN MAN 10 m 1 km 100k m 10000kmdistance Types des réseaux 16  Topologies réseaux La topologie réseau définit la structure du réseau. La topologie est la configuration du câblage ou du média ( comment les machines sont reliées entre elles ). 17  A) Topologie en bus. Dans ce cas tous les nœuds (machines ) sont connectés sur le même support. B) Topologie en anneau. Chaque nœud est relié à deux nœuds pour former un anneau. 18  C) Topologie en étoile. Un réseau en étoile est un réseau centralisé, un seul nœud est relié directement à tous les autres. Le nœud central ( équipement d’interconnexion ) supporte toute la charge du réseau. 19  D) Topologie en étoile étendue Ce réseau repose sur la topologie en étoile. Il relie les étoiles individuelles entre elles en reliant les nœuds centraux. 20  E) Topologie maillé. Un réseau maillé est caractérisé par le fait que 2 nœuds quelconques sont reliés l’un à l’autre. 21  Protocole et standardisation ? On veux mettre en place un réseau  il ya des équipements à interconnecter , des logiciels à installer et des services à configurer,…. Différents constructeurs d’équipements et de logiciels ?!  Problème d’interopérabilité ?  Solution : protocole et standardisation 22  Protocole Il est important que toutes les unités du réseau communiquent dans la même langue ou protocole. ? 23  Protocole Un ensemble de règles et de procédures à respecter pour émettre et recevoir des données sur un réseau Exemple : Protocole HTTP : Hyper Text Transfert Protocol http://www.google.com Le serveur qui héberge le site www.google.com ’autres protocoles existent : SMTP( mail ), FTP( transfert de fichier ) , …………. 24  Standardisation Il devenait de plus en plus difficile pour les réseaux utilisant des implémentations et des spécifications différentes de communiquer entre eux. Pour résoudre le problème de l'incompatibilité des réseaux et leurs incapacité à communiquer entre eux  un ensemble d’organismes et d’organisations ont dégagé des règles communes ( normes et standards ) de conception des réseaux. Exemple : IEEE 802.11 : les réseaux sans fil (WiFi). IEEE 802.3 : les réseaux filaires ( technologie Ethernet ). 25  Organismes de standardisation ISO (International Organisation for standardisation ). Il existe plusieurs représentants de l’ISO: – ANSI ( American Natioanl Standard Institute ) – AFNOR ( Association Française de normalisation ) – BSI ( Angleterre ) IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engeneers ) : normes américaines. ITU-T : union international des télécommunication : comprend les opérateurs Telecom ( ex : CCITT ) IETF ( Internet Engeneering Task force ) : standard liée à Internet 26  Circulation des données dans un réseau ( 1/2 ) Les données envoyées dans un réseau sont structurés en messages de taille variable ( paquets ). Les messages d’un client sont mélangés avec ceux des autres clients  ils peuvent prendre le même chemin. Une machine peut communiquer en même temps avec plusieurs machines 27  Circulation des données dans un réseau exemple 1 machine A transmet un fichier vers la machine D chier est découpé en plusieurs messages ( paquets) Hôte A Hôte C Hôte B Hôte D La machine D reçoit paquet par paquet et reconstitue le fic Circulation des données dans un réseau exemple 2 Hôte A Hôte C Hôte B Hôte D 29  Circulation des données dans un réseau (2/2) Les paquets sont acheminés en cours de route par les équipements intermédiaires selon l’adresse de destination. Les paquets sont séparés à l’arrivée selon l’adresse de destination. Dans un message on trouve l’adresse source et l’adresse de destination ( un entête est rajouté ) 30  Circulation des données dans un réseau Entête exemple 2 (@ SRC =A ,@DST = C ) Hôte A Hôte C Hôte B Hôte D Entête (@ SRC = B ,@DST = C) 31 Modèles en couches d’un réseau Lors de l’échange de données entre machines  les données subissent des traitements au niveau de la machine et au niveau des équipement intermédiaires. Ces traitements ont comme objectifs d’assurer une transmission fiables des données. Exemple de traitements : rajouter l’adresse source et destination , contrôle d’erreurs,…… Ces traitements sont assurés par un ensemble de modules  ensemble de couches. 32  Système en couches Une Couche : ensemble d’entités concourant à la réalisation d’une tâche. Un service : fonction rendue par une Couche N +1 couche.  Chaque couche offre un service ou plusieurs services. Chaque couche N utilise les services de la Couche N couche inférieure N-1. Chaque couche N offre des services à la couche supérieure N+1. Couche N - 1 La couche N+1 ne communique pas directement avec la couche N-1 Une couche ignore tout de la mise en œuvre des services proposés par la couche du 33 Exemple d’un système en couche Une conversation entre deux personnes constitue un champ idéal pour tester l’approche en couches. Problèmes : Les deux personnes ne parlent pas la même langue : besoin d’un traducteur Les deux personnes sont éloignés : besoin d’un moyen de communication 34  Exemple Langue utilisée Arabe ) ( Langue utilisée Chinois ) ( arabe  anglais ) ( anglais  Chinois ) 35 Objectifs du modèle en couches Réduire la complexité de conception ( chaque couche peut être conçus et réalisée par des personnes différentes ) Assurer l’interopérabilité des technologies 36 Circulation des données dans un modèle en couches Dans un réseau : – Une donné provient de la couche la plus haute à la couche la plus basse en passant par les couches intermédiaire  côté émetteur. – Une donnée est transportée de la couche la plus basse à la couche la plus haute en passant par les couches intermédiaire  côté récepteur. – Une couche inférieure transporte les données vers la couche supérieure sans connaître la signification 37  Encapsulation dans un système en couche (1/2) A Chaque couche est associé une structure de données appelée PDU (Protocol Data Unit) La couche inférieure utilise l’encapsulation pour placer les PDUs de la couche supérieure dans son champ de données  Rajouter des entêtes aux données. 38  Exemple 1 : d’encapsulation Mettre une lettre dans une enveloppe ( écrire l’adresse de destination sur l’enveloppe , mettre un timbre ,..)  Encapsulation dans un système en couche(2/2) Utilisateur A Utilisateur B Entête PDU Couche 4 E4 Message Message E4 Couche 4 Couche 3 E3 E4 Message Message E4 E3 Couche 3 Couche 2 E2 E3 E4 Message Message E4 E3 E2 Couche 2 E1 E2 E3 E4 Message Message E4 E3 E2 E1 Couche 1 Couche 1 40  Modèles en couches d’un réseau Deux grands modèles sont utilisés : – Modèle OSI de l’ISO – Modèle TCP/IP Les deux modèles se basent sur le principe du découpage en couches ( en modules )  Le Modèle OSI Le modèle de référence OSI (Open System Interconnexion - interconnexion de systèmes ouverts) est publié en 1984 par l’ISO (International Organisation for standardisation ) OSI est un modèle abstrait, il a été créé comme une architecture descriptive en couches pour une conception d’un réseau. Le modèle de référence OSI constitue un cadre qui aide à comprendre comment les informations circulent dans un réseau. 42 Les couches du modèle OSI 7 Application 6 Présentation Le modèle OSI est composé de 7 couches 5 Session Chaque couche porte un nom et un numéro 4 Transport La couche 1 ( couche physique ) correspond à la couche la plus basse 3 Réseau 2 Liaison de La couche 7 ( couche application ) données correspond à la couche la plus haute 1 Physique 43  Couche physique 7. Application 6. Présentation 5. Session 4. Transport 3. Réseau 2. Liaison de données Définit les spécifications électriques, 1. Physique mécaniques et fonctionnelles des procédures assurant la transmission des éléments binaires sur la liaison physique 44  Couche liaison de données 7. Application 6. Présentation 5. Session 4. Transport 3. Réseau Contrôle l’accés au média 2. Liaison de Détecter et corriger les erreurs de transmission données 1. Physique 45  Couche réseau 7. Application 6. Présentation 5. Session 4. Transport 3. Réseau Adressage et routage Adressage logique 2. Liaison de Acheminement des données données 1. Physique 46  Couche transport 7. Application 6. Présentation 5. Session Assure un transport fiable et de bout en 4. Transport bout, des données issues de la couche session 3. Réseau Détecte et corrige des erreurs Contrôle le flux d'informations 2. Liaison de données 1. Physique 47  Couche session 7. Application 6. Présentation 5. Session Ouvre, gère et ferme les sessions entre deux systèmes. 4. Transport 3. Réseau 2. Liaison de données 1. Physique 48  Couche présenatation 7. Application 6. Présentation Présentation des données Lisibilité des données par les deux systèmes 5. Session Format , structure et codage de données 4. Transport 3. Réseau 2. Liaison de données 1. Physique 49  Couche application Fournit les services réseau aux 7. Application applications de l'utilisateur 6. Présentation 5. Session 4. Transport 3. Réseau 2. Liaison de données 1. Physique 50  Encapsulation dans le modèle OSI Application APDU Présentation PPDU Session SPDU Transport TPDU Réseau Paquet Liaison de Trame données Physique Bit Donnée 51 En-tête  Le Modèle TCP/IP Même si le modèle de référence OSI est universellement reconnu. En revanche, les réseaux ne sont généralement pas architecturés autour du modèle OSI, bien que le modèle OSI puisse être utilisé comme guide. Le modèle de référence TCP/IP rend possible l'échange de données entre deux ordinateurs, partout dans le monde. Le modèle de référence TCP/IP Constitue la norme sur laquelle s'est développé Internet. 52  Les couches de modèle TCP/IP Le modèle TCP/IP comporte quatre couches : la couche application, la couche transport, la couche Internet et la couche d'accès au réseau. Le modèle TCP/IP est appelé aussi pile des protocoles TCP/IP – TCP : Transmission Contrôle Protocole – IP : Internet Protocole Application Transport Internet Accès au réseau 53  Couche accès au réseau Application Transport Internet Accès au réseau Prend en charge la liaison physique 54  La couche Internet Application Transport Internet Achemine les paquets Identifie le meilleur chemin Protocole IP Accès au réseau 55  La couche Transport Application Transport Gère le contrôle et la qualité du flux, Protocole avec connexion TCP Internet Protocole sans connexion UDP Accès au réseau 56  La pile de protocoles TCP/IP En pratique, le modèle TCP/IP est implémenté par un ensemble de protocoles répartis à travers ses couches Couche Application Couche Transport Couche Internet Couche accès au réseau 57  Encapsulation dans le modèle TCP/IP Application Message Transport Segment Internet Datagramme Accès au Trame réseau Donnée En-tête 58  Modèle TCP/IP ou OSI certaines couches du modèle TCP/IP portent le même nom que des couches du modèle OSI. Il ne faut pas confondre les couches des deux modèles. 7 Application 6 Présentation Application 5 Session 4 Transport Transport 3 Réseau Internet 2 Liaison de données Accès au réseau 1 Physique 59  Modèle TCP/IP ou OSI (suite) Similitudes Différences Tous deux comportent des TCP/IP intègre la couche couches. présentation et la couche Tous deux comportent une session dans sa couche couche application, bien que application. chacune fournisse des TCP/IP regroupe les couches services très différents. Tous deux comportent des physique et liaison de données OSI au sein d'une seule couches réseau et transport couche. comparables. Dans le modèle OSI , aucun protocole n’est définie par contre dans le modèle TCP/IP chaque couche défini un ou plusieurs protocoles (pile 60 TCP/IP)