Réseaux informatiques
| Site: | Moodle |
| Cours: | 7 - Réseaux informatiques |
| Livre: | Réseaux informatiques |
| Imprimé par: | Visiteur anonyme |
| Date: | lundi 3 août 2026, 07:15 |
1. Généralités
Un réseau informatique est un ensemble de dispositifs électroniques
ou nœuds (hôtes et dispositif réseaux) connectés les uns
aux autres via des liaisons. Son but principal est de permettre le partage :
- d'informations (données, fichiers, ...)
- de ressources (ROM, RAM, Processeur, ...)
Les hôtes (host en anglais) ont pour rôle de se partager des données sur le réseau. On y retrouve par exemple les ordinateurs personnels, les serveurs, les imprimantes, les smartphones. Ils peuvent adopter entre eux :
- Une architecture client-serveur (les hôtes serveurs fournissent des données et / ou ressources aux hôtes clients en fonction de leurs demandes)
- Une architecture entre pairs (P2P - les hôtes ont les mêmes pouvoirs et privilèges)
Les dispositifs réseaux permettent quant à eux de relier les hôtes, voire les réseaux informatiques entre eux. On y retrouve les routeurs, les commutateurs (switchs), les concentrateurs (hubs), ...
Enfin, les liaisons permettant cette communication entre nœuds peuvent être d'ordre :
- Physique (câbles Ethernet, fibre optiques, ...)
- Sans fil (WiFi, Bluetooth, 4G, ...)
1.1. Dispositifs réseau
Les dispositifs réseaux ont pour rôle de relayer les paquets dans un réseau. On y retrouve les routeurs, les commutateurs (switchs), et les concentrateurs (hubs) :
- Les switchs et les hubs permettent de relier les hôtes dans un même réseau
- Les routeurs permettent de relier des réseaux entre eux
Le concentrateur réseau (ou Hub)
C'est un dispositif réseau composé de plusieurs ports Ethernet. Il permet de créer ou d'étendre un réseau informatique local (LAN) entre plusieurs hôtes. Lorsqu'un hôte envoie un message (que ce soit en broadcast ou pour un seul destinataire), ce dernier est renvoyé à tous les hôtes (qu'ils soient destinataires ou non).
Cet appareil est passif. Il ne lit aucune trame et se contente uniquement de renvoyer les trames reçues à tous, ce qui peut être source de surcharge du réseau et de problèmes de cybersécurité.
Le commutateur (ou Switch)
Similaire au concentrateur, le commutateur se veut plus sécurisé. En effet, avec lui, les messages envoyés par un hôte sont uniquement transmis aux destinataire. Pour cela, le commutateur doit lire dans chaque trame à minima l'IP, et le port du destinataire.
Il est également possible pour certains modèles d'appliquer des règles particulière selon le type de trame émise.
Le routeur
Le routeur possède un rôle particulier, il sert de passerelle entre 2 ou plusieurs réseaux. En effet, il permet de "connecter" plusieurs réseaux entre eux en assurant le routage des paquets d'un réseau à un autre, par exemple :
- Entre un réseau WiFi et Ethernet
- Entre plusieurs réseaux (par exemple LAN et Internet)
Pour ce faire, le routeur maintient continuellement une table de routage. Son but est de mémoriser et de caractériser (via une métrique) les différentes routes vers les autres réseaux (vitesse, erreurs, ...).
Ainsi, lorsqu'il reçoit une trame, le routeur dans l'ordre :
- lit activement ses en-têtes (MAC, IP, Ports, protocole, ...),
- recherche le réseau destinataire et le chemin le plus efficace pour y parvenir,
- adapte la trame à ce dernier (si besoin),
- la redirige selon son algorithme et sa table, tous deux de routage.
1.2. Topologies
La topologie d'un réseau.
La topologie décrit la disposition des nœuds et des liaisons dans un réseau. Chaque topologie a ses avantages et ses défauts. Les principales sont :
- Topologie de bus (bus topology).
- Topologie en anneau (ring topology).
- Topologie en étoile (star topology).
- Topologie en arbre (tree topology).
- Topologie de maillage (mesh topology).
Exemple :
- Un réseau local (LAN) adopte le plus souvent une topologie en étoile
- Le réseau Internet adopte une topologie hybride reposant sur le maillage
Topologie de bus.
C'est l'organisation la plus simple d'un réseau. Les hôtes sont reliés à une même ligne de transmission par l'intermédiaire de câble, généralement coaxial.
- Avantage : Facilité de mise en œuvre
- Défaut : Repose sur un seul câble
Topologie en anneau.
Chaque hôte est relié à une boucle (ou à un répartiteur appelé MAU, Multistation Access Unit) et communiquent chacun à tour de rôle.
- Avantage : Facilité de mise en œuvre
- Défaut : Repose sur un seul câble. L'échec d'un nœud peut affecter tout le réseau.
Topologie en étoile.
Les hôtes sont reliés à un dispositif réseau central (routeur, switch, ou hub). C'est la topologie utilisée par votre box internet.
- Avantage : Déconnexions possible des hôtes sans perturbation du réseau
- Défaut : Dépendance accrue au dispositif réseau central
Topologie en arbre (ou hiérarchique).
Le réseau est divisé en niveaux. Les nœuds de niveau inférieur sont connectés à ceux de niveau supérieur, de manière à former une cascade. Le tout dessine alors un arbre, ou une arborescence.
- Avantage : Limitation des échanges
- Défaut : Dépendance accrue aux nœuds de niveau supérieur
Topologie de maillage.
Elle correspond à plusieurs liaisons point à point entre les nœuds. En effet, chaque nœud est directement connecté à plusieurs autres. De par la multiplicité des liaisons, l'information peut parcourir ce réseau suivant des itinéraires divers sous le contrôle des dispositifs de réseaux, comme les routeurs. C'est la topologie utilisée par le réseau Internet.
- Avantage : Déconnexion / panne possible des hôtes sans perturbation du réseau.
- Défaut : Besoin élevé en câbles.
1.3. Tailles
On distingue différents types de réseaux (privés) selon leur taille (en terme de nombre de machines), leur vitesse de transfert des données ainsi que leur étendue. Les réseaux privés sont des réseaux appartenant à une même organisation. On fait généralement trois catégories de réseaux :
- LAN (local area network)
- MAN (metropolitan area network)
- WAN (wide area network)
LAN (Local Area Network - Réseau Local en français)
Un LAN est un ensemble d'ordinateurs appartenant à une même organisation et reliés entre eux dans une petite aire géographique (quelques kilomètres) par un unique réseau, souvent à l'aide d'une même technologie (en général Ethernet).
Il se définit également comme un ensemble local de nœuds (hôtes et dispositifs réseau) interconnectés entre eux et associés à un même et unique sous-réseau IP. Les nœuds d'un LAN n'utilisent donc pas de routage pour communiquer rentre eux.
Exemple : La box installée chez vous génère un LAN permettant à vos appareils de communiquer les uns avec les autres (par exemple, un ordinateur Ethernet et une imprimante WiFi)
MAN (Metropolitan Area Network)
Un MAN est une interconnexion de LAN géographiquement proches (Quartier, paté de maisons, commune, ...). Cette interconnexion se produit à travers des routeurs capable de relier des sous-réseaux IP différents.
WAN (Wide Area Network - réseau étendu en français)
Un WAN correspond à un MAN dont les LAN son géographiquement éloignés. Le plus connu des WAN est le réseau Internet. L'interconnexion peut se faire :
- Via les réseaux satellites
- Via les réseaux fibre optique
- Via les câbles sous-marin
La box chez vous interconnecte votre LAN avec le réseau Internet.
2. Le Protocole Internet (IP)
Mon smartphone est connecté en 4G, son est ordinateur est connecté en Ethernet, ton frigo est connecté en WiFi. Tous possèdent un logiciel différent. Pourtant, ils peuvent communiquer ensemble sur Internet, et ce grâce à une langue commune, le Protocole Internet.
Le Protocole Internet (ou IP, Internet Protocol) est un ensemble de règles autour du routage des messages et de l'adressage des hôtes afin que chaque message émis puisse arriver au bon destinataire quelque soit le ou les réseaux à traverser. Il se situe au niveau 3 du modèle OSI.
Ainsi, quand un hôte (expéditeur) souhaite parler à un autre (destinataire) :
- L'expéditeur ouvre une application de communication
- Il rédige son message, indique le nom du destinataire (URL / IP et le port)
- L'application découpe le message en paquets
- L'application indique sur chaque paquets l'expéditeur, le destinataire et la nature du contenu (encapsulation)
- Les paquets sont envoyés, re-routés si besoin à travers les réseaux pour atteindre leur destination
- L'application de communication du destinataire reçoit les paquets, reconstitue le message et le transmet au destinataire.
Dans certains cas, les applications de communication de nos deux interlocuteurs ouvrent une session avant la transmission du message puis la coupe une fois que l'expéditeur s'est assuré de la bonne réception de tous les paquets.
Enfin, il est important de noter que tout au long de ce processus, les données
sont protégées par différents protocoles de sécurité pour éviter
qu'elles ne soient interceptées ou altérées en cours de route.
2.1. Modèles OSI et TCP/IP
Introduction
Pour communiquer, les hôtes doivent respecter les même protocoles de communication, eux même définis par des normes. Deux principales normes ressortent lorsque l'on parle d'internet :
- Le modèle OSI proposé en 1984
- Le modèle TCP / IP proposé en 1976
Les modèles
Le modèle OSI (Open Systems Interconnection) est un standard de communication entre systèmes informatiques défini dans la norme ISO 7498. Il ne contient aucun protocole réseau, mais propose un cadre global pour la
création de ces protocoles.
Le modèle TCP / IP (appelé aussi modèle Internet) est un autre standard de communication. Il ne provient pas d'une norme, mais d'une combinaison de travaux dédiés à la mise en place d'un réseau informatique complet. On y retrouve les protocoles comme IPv4, IPv6, TCP, UDP, Ethernet, Wi-Fi, ...
Comparons les deux modèles. Plus simple, souple et concret que son homologue, le modèle TCP/IP l'emporte souvent sur le marché. Cependant, le modèle OSI reste appréciée car elle est rigoureuse et présente des concepts plus complets.
Principe des deux modèles
Les deux modèles divisent les tâches de communication en couches. En effet, les données envoyées par l'expéditeur passent par toutes les couches pour être transmises, puis les parcourt en sens inverse pour atteindre le destinataire.
Le but est de garder l'ensemble standardisé et résilient. Grâce à cela, quelque soit le fournisseur, le matériel est compatible et peut être remplacer et être mis à jour si besoin sans perturber le reste du réseau.
2.2. Définitions
Serveurs
Serveur DHCP : permet d'adresser automatiquement tout nouvel hôte se connectant au réseau (IP dynamique, masque, passerelle, DNS). On le retrouve dans les box internet. Néanmoins, il est possible d'adresser manuellement un hôte (IP statique, masque,passerelle, DNS).
Serveur DNS : permet de convertir les URL en IP. Lorsque vous tapez une URL cible sur votre navigateur web, ce dernier contacte le serveur DNS (dont l'IP a été rentré dans vos paramètres réseau) pour traduire cette URL. Une fois l'IP cible récupérée, il peut communiquer avec le serveur cible souhaité.
Protocoles de communication :
UDP : Transmission des données sans garantie de réception. L'expéditeur envoie ses données sans établir de connexion avec le destinataire, sans demander d'accusé de réception, et sans vérifier l'ordre de réception des paquets. Ce protocole est utilisé pour les applications en temps réel.
TCP : Transmission des données avec garantie de réception. L'expéditeur établit une connexion avec le destinataire et lui envoie des paquets numérotés. Le destinataire contrôle les paquets reçus, accuse de leur bonne réception et les remets dans l'ordre. Ce protocole est utilisé pour le transfert des fichiers.
Carte réseau :
- Adresse (IP) : Adresse affichée par l'hôte sur le réseau