11/11/2019
LES RÉSEAUX DE DONNÉES OU RÉSEAUX IP
Objectifs
1. Comprendre le modèle OSI
2. Comprendre et expliquer la notion de couche du modèle OSI
3. TCP/IP dans la pratique
4. Synthèse sur le modèle OSI
Dans la vie de tous les jours, il est devenu banal et même pratiquement sans intérêt que nous fassions des appels sur WhatsApp, que nous nous y envoyons des messages, à travers nos téléphones, ordinateurs et tablettes. Que nous allions sur Facebook, que nous consultions nos courriers électroniques grâce à nos navigateurs sur Google, Yahoo ou autres. Et même que nous regardions la télévision en direct sur internet(Canal 2, CRTV, SUN TV). Aussi que nous exploitions les plateformes de vidéo en ligne(Youtube), que nous écoutions la radio soit en direct soit en différé sur internet. Les domaines d'application des réseaux sont inombrables qu'il est même possible de dire sans se tromper qu'il n'en existe pratiquement plus de limites. Car de la téléphonie, en passant par le multimédia, aussi bien que par le transfert des données statistiques que des fichiers, les réseaux sont partout, gouvernent tout et s'impoosent sur tout. Par ce qu'ils sont capables de transporter tout genre et modèles d'informations existant de nous jours on les appel les réseaux de données ou les réseaux IP. S'ils peuvent tout transporter, et véhiculer, comment le font-ils, que faut-il, quels équipements participent-ils pour que deux téléphones, ou alors qu'un ordinateur et un téléphone fassent des appels videos, ou soient utilisés pour faire des appels de conférence? Il est clair que pour que deux personnes puissent communiquer et s'entendre, celles-ci ont besoin de se servir du même language, utiliser les mêmes règles de communication, et se synchroniser(s'entendre). Pour y parvenir il faut décider du modèle de communication à adopter.
I. Comprendre le modèle OSI
- OSI un standard pour tous les constructeurs
-OSI un modèle, dans la pratique il n'est pas implémentable
- PCs, Tablettes et Smartphones: tous des ordinateurs.
- OSI un standard pour tous les constructeurs
Ce chapitre s'adresse à tout être humain capable de lire la langue française. Bien que nous envisageons dans les mois à venir fournir une version anglaise de chaque cours dorenavant disponible sur notre plateforme, pour l'instant seule la communauté Francophone est privilégiée. Imaginez-vous être né dans les tous débuts des réseaux de données, là nous parlons encore d'une époque pendant laquelle l'armée américaine est totalement propriétaire d'internet avant son ouverture au monde actuel. Tout comme la langue française l'est pour le moment à ce cours, les ordinateurs de l'époque ne pouvaient communiquer que s'ils étaient du même constructeurs. La raison étant que chaque constructeur avait son language de communication compréhensible uniquement par ses ordinateurs. Conséquences, les ordinateurs de constructeurs differents de l'époque(IBM et Apple...) n'étaient pas capables de communiquer comme nous pouvons le vivre de nos jours. Les générations actuelles ignorent qu'il fut une époque où leurs téléphones Iphone et Samsung seraient incapables de se transmettre des fichiers en tout genre. Du fait du non partage de la même langue de communication ou alors du meme modèle d'échange. Chacun ayant son modèle propriétaire. De nos jours, il est de coutume de rencontrer 5 personnes chacun avec des marques totalement différentes de téléphones, tablettes ou ordinateurs les uns que les autres et que ceux-ci soient en conférence téléphonique avec des téléphones ou des ordinateurs ou tablettes. Tout cela grâce à un modèle de communication qui est adopté par tous les constructeurs d'équipements de communication pouvant aller sur internet. Ceci permettant de standardiser les échanges. Tels que, lorsqu'un iphone doit envoyer un voice WhatsApp à un téléphone Infinix, ce dernier, met des marqueurs sur le message à envoyer afin de permettre à Infinix de pouvoir décoder le message. Par ce qu'il y'a des organisme travaillant à affiner ces normes de communication, le modèle OSI en fait parti. OSI est un modèle qui explique le cheminement des données dans les réseaux IP d'ordinateur à ordinateur, en spécifiant les exceptions et les marqueurs que doit avoir l'information. Ainsi les constructeurs s'en servent pour fabriquer des ordinateurs intelligents qui savent exactement quoi faire dans un réseau: C'est le standard OSI ou modèle de référence OSI.
- Le modèle OSI n'est pas implémentable
OSI sur le plan pratique n'est pas implémenté. Dans la réalité aucun ordinateur n'aura jamais des configurations OSI. Comment percevoir donc le modèle OSI? Pour chaque transaction dans le réseau, OSI décrit le déroulement pas à pas, tout en indiquant explicitement les résultats issues des échanges. Leur niveau d'exécution ou étape d'exécution qu'il traduit sous forme de couches. Le type d'équipements nécessaires pour le succès des transactions et ainsi que les protocoles requis. Pour rendre OSI pratique et partageable entre les constructeurs, on a créé la pile TCP/IP.
- PC, tablettes et Smartphones: Tous des ordinateurs
Il est désormais évident, au regard de ce qui précède que, si le modèle de référence OSI explique clairement comment les ordinateurs initient les échanges dans un réseau informatique dans le but d'échanger les données, dorénavant il est évident que quelques soit l'équipement capable de communiquer au sein d'un réseau informatique et partager des données il fait partir du modèle OSI et participe forcément à une des étapes existante du modèle de référence. Ce qui fait des tablettes, smartphones et PC tous des ordinateurs. Car ils implémentent tous la version pratique d'OSI qui est TCP/IP.
II- La notion de couches selon le modèle de référence OSI
- Comprendre la notion de couche selon le modèle OSI
- Encapsulation et Désencapsulation
- A chaque couche ses protocoles
- A chaque couche ses équipements
- Comprendre la notion de couche selon le modèle OSI
Ce qu'il est nécessaire de savoir est que, si OSI est un modèle, il demeure un modèle vrai. Car, sa traduction pratique(TCP/IP) n'en n'est point différente sur le plan fonctionnel.
Cas pratique 1: Un immeuble de 7 étages
Imaginez-vous être invité à un événement quelconque, lequel événement est sensé avoir lieu au sein d'un immeuble abritant sept étages. Chaque étage hébergeant des services et opérations de l'entreprise qui vous a fait l'invitation. Pour entamer l'immeuble vous débutez par le rez-de-chaussée en empruntant l'ascenseur. Au fur et à mesure qu'il prend de la hauteur, vous découvrez les services d'accueil, la direction générale, les achats et facturation, la logistique et le transport, l'informatique, le marketing et enfin le magasin. Ici il est important de remarquer que chaque étage produit un et un seul output(résultat) à l'issue de son traitement et transmet le résultat à un autre étage pour la suite du traitement. Lorsque tout est terminé, le résultat final est transmis au rez-de-chaussée pour la livraison à l'extérieur.
Et si nous considérions chaque étage et son processus métier qu'il héberge et que nous l'appelons l'étape, alors le traitement de bout en bout d'un traitement complet au sein de cette organisation passe par sept étapes(processus métier).
Les étapes(Couches) selon le modèle OSI.
Le cas pratique 1 consistait à faire un parallèle avec le modèle OSI, car selon comme il se présente, il est divisé en sept étapes tout comme l'immeuble précédent. Chaque étape en langage informatique étant connu sur le nom de couche. Ainsi, tout comme les services de l'entreprise(processus metier) fournissent un résultat à la couche suivante selon qu'on monte ou qu'on descende du bâtiment. Les couches du modèle OSI prise du haut(7 ème étage) vers le bas(rez-de-chaussée) sont les suivantes:
Application- présentation-session-transport-reseau-liaison de données et physique.
Partir de la couche 7->1 où 1->7 est le cheminement que prend l'information soit pour aller dans le réseau, soit pour attérir à l'ordinateur, tablette ou smartphone de façon à pouvoir être lu et interprété par les êtres humains.
- Encapsulation selon le modèle OSI
Lorsque l'information, avant de rejoindre l'exterieur part de la couche 7 vers la couche 1 on parle d'encapsulation. En des termes simples, encapsuler désigne: emballer, mettre des en-têtes. Une information partant de l'étage 7 à l'étage 1 est emballer 6 fois. C'est-à-dire à chaque fois qu'elle traverse une couche, cette dernière y adjoint ses informations ou en-têtes spécifiques à la couche, de façon à ce que l'ordinateur récepteur, au moment de traiter la donnée à son arrivée à sa couche homologue sait exactement quoi rechercher. L'encapsulation est donc le processus permettant d'en-têter l'information ou alors s'y adjoindre des marqueurs spécifiques pour chaque couche à partir de la couche 7 vers la couche 1 avant que celle-ci ne soit mise sur le réseau en direction de l'ordinateur de destination. Si on a à faire au processus inverse, c'est la désencapsulation(Retrait des en-têtes, ou marqueurs par couches successives 1->7).
- A chaque couche ses protocoles
Cas pratique 2: les langues et leurs différences
Dans le cas pratique précédent, chaque étage héberge un processus métier dont seuls les personnes formées et initiées à ses règles et spécificités comprennent. Les informaticiens de l'étage 5, ont leur langages technique qu'eux seuls comprennent. Tout comme les logisticiens, marketistes ou les exécutifs. Dans le cas des réseaux informatiques, chaque couche possède ses propres protocoles qui effectuent chacun une ou des tâches précises restituées à l'utilisateur sous forme de résultat visible parfois. Chaque protocole à son propre langage, ses règles d'exécution, son écosystème de déploiement et ses équipements adaptés, son architecture matérielle et logicielle propice. Lorsqu'un protocole fonctionne d'une certaine façon précise ou alors proche on le catégorise au sein d'une couche.
-Quelques protocoles, leurs utilisations pratiques, leurs couches selon le modèle OSI et rôles des couches.
La couche application
Si vous possédez un compte Facebook, Twitter ou alors Instagram. Que vous fassiez quelques fois des recherches sur Google, consultiez vos emails, que vous regardiez souvent des vidéos sur YouTube, suiviez la radio sur internet ou faites des appels sur WhatsApp, Skype ou autre, vous êtes durant ces instants réseaux entrain d'émuler, échanger avec la couche application. Pour bien percevoir la couche application penser à tous les protocoles pouvant être déployés dans une approche client-serveur. Ou des applications métiers d'entreprises. Quelques protocoles de la couche application: HTTP, SMTP, DNS, FTP, SIP, ...
La couche Présentation
Si vous êtes capables de voir vos contenus de Facebook sur internet, cette présentation est également le fruit de la couche du même nom. Exemple de protocoles: DHCP, HTTP, SNMP, ...
La couche Session
Pour mieux la percevoir, imaginez avoir ouvert sur Google Chrome plusieurs onglets, l'un sur Facebook, l'autre sur YouTube et un autre sur Messenger, basiquement tant que tous ces onglets sont ouverts et connectés leurs différents serveurs, on dira que vous emulez trois différentes sessions de la couche session. Chaque session étant ouverte, maintenue par les protocoles de la couche session. Exemple de protocoles: HTTP, SCCP, H323, SIP, ...
La couche transport
Comme son nom l'indique est en charge du transport des données dans le réseau. Lequel transport peut être fiable avec le protocole TCP ou non fiable avec le protocole UDP. Dans le cas du transport fiable les ordinateurs sources et destination s'entendent au préalable. Tandis que dans les transmissions non fiables les échanges sont spontanés et non synchrones. Également, pour permettre la non saturation des partenaires de communication, les données sont segmentés en de petits morceaux puis y sont ajoutés les numéros de séquences permettant la reconstitution fiable à l'arrivée: C'est les segments de données.
La couche Réseau
Imaginez qu'un ordinateur transmette des données vers une destination et qu'à l'arrivée ce dernier ne soit pas capable d'identifier la provenance du message. Ce qui altèrerais la fiabilité des échanges réseaux et les rendraient non serieuses. La couche réseau a pour rôle d'adresser chaque segment de message en y apposant les adresses source et destination de façon à les identifier sur le réseau. Les adresses encapsulées sont connues sous le nom d'adresses logiques ou encore d'adresses IP. D'où le nom de réseaux IP ou réseaux de données. L'information sur la couche réseau prend le nom de paquet de données. Exemple de protocoles: IP, ARP, OSPF, RIP, MPLS, IPSec,...
La couche liaison de données
Que la transaction soit fiable ou non, dès lors qu'elle est initiée il est nécessaire que la destination soit capable de pouvoir détecter et corriger les erreurs. La plupart du temps celles concernant l'intégrité des données. Ainsi, la couche liaison de données est strictement concernée par la détection d'erreur. Tandis que la couche transport les corrige quand il s'agit des transactions fiables avec TCP. Exemple de protocoles: CSMA/CD(Ethernet), STP, RSTP, PVSTP,...
La couche physique
Lorsque les données étant parties de la couche 7 arrivent à la couche 1, elles sont transformées en bit puis déposées sur le câble réseau pour transmission vers la destination. Sur le câble les données prennent l'aspect des niveaux de tension de 5 et 12V(fil de cuivre), ou encore de lumière (fibre optique).
- A chaque couche ses équipements
Tout comme le titre l'indique, à chaque couche du modèle de référence OSI, sont associés des équipements informatiques spécifiques, qui sont les seuls à pouvoir comprendre et exploiter les données de cette couche. Cependant, certains équipements agissent sur de nombreuses couches tandis d'autres agissent au niveau de toutes les couches.
Couche 1: couche physique
Dans la couche physique, on trouve les équipements comme les câbles réseaux, testeurs de cable, le concentrateur ou hub.
Couche 2: liaison de données
Dans la couche liaison de données, on trouve les équipements tels que: switch ou commutateur et ponts.
Couche 3: Réseau
On trouve les équipements tels que: routeurs, pare-feu de couche 3, les proxy IP.
Couche 4: Transport
On trouve des pare-feu de couche 4 ou NGF.
Couches 5, 6 et 7: Session, présentation et application
Sur les couches Session, présentation et application on trouve les Ordinateurs, les tablettes et les smartphones.
III- TCP/IP dans la pratique
Comme vous l'avez certainement déjà compris tout au long de nos explications, le modèle de référence OSI n'est qu'un canevas qui explique comment les constructeurs sont sensés intégrer dans la pratique la pile de protocoles TCP/IP. C'est cette pile qui est utilisée et configurable. A la réalité OSI c'est TCP/IP en pratique. A la seule différence que les couches 7, 6 et 5 sont réunies au sein de la même couche nommée Application et la couche réseau renommée Internet. Ainsi dans la pile TCP/IP, les couches sont donc les suivantes: Application, Transport, Internet et Accès Réseau.
IV - Synthèse sur le modèle OSI
Durant tout ce cours, vous avons eu une présentation assez simpliste du modèle de référence OSI. Nous avons essayé de vous faire comprendre la différence entre le modèle et la pratique, vous traduire son fonctionnement en couche, les protocoles y afférents et les spécificités du modèle. Il ressort que:
-le modèle OSI permet de standardiser et de faciliter l'interopérabilité des équipements réseaux de différents constructeurs.
- Se structure en 7 couches permettant chacune d'effectuer une tâche spécifique durant l'encapsulation et la désencapsulation des paquets
- Les différentes couches OSI sont les suivantes: Application- Présentation-session-transport-reseau-liaisln de données et physique
- Le modèle OSI présente les principes, tandis que la pile de protocoles TCP/IP permet l'implémentation
- Chaque couche du modèle OSI possède des équipement qui permettent d'implémenter les fonctionnalités de la couche, tout comme ses protocoles.
Si vous avez été satisfait par ce préambule sur le modèle OSI, nous vous invitons à le partager afin qu'il profite à toute personne voulant étudier les réseaux informatiques, ou réseaux de données. Avez-vous un sujet que vous souhaitez maîtriser sur les réseaux , vos propositions sont attendues.
Prochain sujet: >>> La segmentation IP.
