🌐 Introduction aux réseaux
Comprendre les fondements de la communication numérique
🔌 Qu'est-ce qu'un réseau internet
📖 Définitions Fondamentales
Un réseau local est un ensemble de machines reliées entre elles qui échangent des informations en ne passant que par le routeur ou un switch.
Un réseau internet est un ensemble de réseaux locaux qui communiquent entre eux en passant par Internet.
Un réseau internet est un ensemble de réseaux locaux qui communiquent entre eux en passant par Internet.
Appareils Clients
Ordinateurs, smartphones, tablettes, consoles... Tous les appareils qui consomment ou produisent des données sur le réseau.
Objets Connectés (IoT)
Ensemble des objets connectés comme la domotique, capteurs intelligents, appareils électroménagers connectés.
Switch
Élément d'un réseau qui permet de relier les machines entre elles pour s'échanger des données dans un réseau local.
Routeur
Élément qui permet de relier plusieurs réseaux entre eux et d'acheminer les données vers leur destination.
🔗 Types de Connexions
Les machines sont reliées par différents moyens de communication :
Câbles RJ45
Connexion filaire standard pour les réseaux Ethernet, offrant une connexion stable et rapide.
Ondes Radio
WiFi (Wireless Fidelity), 5G, Bluetooth... Connexions sans fil pour la mobilité et la flexibilité.
Fibre Optique
Transmission par signaux lumineux, offrant les débits les plus élevés pour les longues distances.
📋 Protocoles de Communication
La communication est définie et régie par des protocoles.
Un protocole est un ensemble de règles et d'actions prédéfinies à réaliser dans un ordre précis.
Un protocole est un ensemble de règles et d'actions prédéfinies à réaliser dans un ordre précis.
🌍 Distinction Web et Internet
Internet
Correspond à l'ensemble des réseaux organisés communiquant ensemble. C'est l'infrastructure physique et logique mondiale.
Web
Correspond à une application d'Internet qui rend accessible des ressources grâce aux liens hypertextes (hyperliens).
🔄 Topologies de Réseaux
📐 Concept de Topologie
Une topologie dans les réseaux correspond à la disposition des machines dans un réseau.
Anneau
Chaque machine est connectée à deux autres, formant un cercle fermé. Les données circulent dans une direction.
Étoile
Toutes les machines sont connectées à un point central (switch/hub). Topologie la plus utilisée domestiquement.
Bus
Toutes les machines partagent un même câble de communication principal.
Hiérarchique
Structure arborescente avec plusieurs niveaux de connexions, du plus général au plus spécifique.
P2P (Pair-à-Pair)
Chaque machine peut communiquer directement avec toutes les autres sans point central.
🔍 Adresses MAC et IP
📖 Systèmes d'Adressage
Pour identifier et localiser les machines sur un réseau, deux types d'adresses sont utilisés : les adresses MAC (physiques) et les adresses IP (logiques).
Adresse MAC
Media Access Control - Adresse physique d'une interface de carte réseau, unique et propre à la carte.
Format : 6 groupes de 16 bits en hexadécimal
Exemple : a8:9f:d9:4c:5c:d9
Le switch utilise l'adresse MAC pour retransmettre les données à la bonne machine.
Format : 6 groupes de 16 bits en hexadécimal
Exemple : a8:9f:d9:4c:5c:d9
Le switch utilise l'adresse MAC pour retransmettre les données à la bonne machine.
Adresse IP
Adresse logique d'une machine sur un réseau, attribuée à la première connexion.
Format : 4 octets en décimal
Exemple humain : 123.32.41.74
Exemple machine : 01111011.00100000.00101001.01001010
Permet 2³² = 4 294 967 296 adresses différentes.
Format : 4 octets en décimal
Exemple humain : 123.32.41.74
Exemple machine : 01111011.00100000.00101001.01001010
Permet 2³² = 4 294 967 296 adresses différentes.
🔧 Composition d'une Adresse IP
Une adresse IP est composée de deux parties :
- L'adresse du réseau : Partie commune à toutes les machines du réseau
- L'adresse de la machine : Partie spécifique à chaque machine du réseau
🎭 Masque de Sous-réseau
On définit un masque comme étant le nombre de bits nécessaires pour représenter l'adresse du réseau.
Pour retrouver l'adresse du réseau, on réalise une opération logique ET sur chacun des bits.
Ce masque est représenté à la fin de l'adresse IP précédée d'un / (slash), appelé notation CIDR.
Pour retrouver l'adresse du réseau, on réalise une opération logique ET sur chacun des bits.
Ce masque est représenté à la fin de l'adresse IP précédée d'un / (slash), appelé notation CIDR.
💡 Exemple de Calcul d'Adresse Réseau
Adresse : 123.32.41.74/16 (16 bits pour l'adresse réseau)Masque : 11111111.11111111.00000000.00000000
Adresse : 01111011.00100000.00101001.01001010
ET logique :
11111111.11111111.00000000.00000000
01111011.00100000.00101001.01001010
────────────────────────────────────
01111011.00100000.00000000.00000000
Résultat : 123.32.0.0 (adresse du réseau)
⚠️ Adresses Réservées
• L'adresse du réseau (inutilisable pour les machines)
• L'adresse de broadcast (se termine par 255, pour diffusion générale)
• L'adresse du réseau (inutilisable pour les machines)
• L'adresse de broadcast (se termine par 255, pour diffusion générale)
💡 Calcul du nombre de machines
Nombre d'adresses disponibles = 2^(nombre de bits partie machine) - 2
Exemple : 16 bits machine → 2^16 - 2 = 65 534 machines possibles
Nombre d'adresses disponibles = 2^(nombre de bits partie machine) - 2
Exemple : 16 bits machine → 2^16 - 2 = 65 534 machines possibles
📊 Classes d'Adresses IP
📚 Classification Historique
Historiquement, les adresses IP étaient regroupées en classes pour leur attribution à divers organismes.
Classe A
Plage : 1.0.0.0 - 126.0.0.0
Réseaux : 128
Hôtes/réseau : 16 777 214
Usage : Réseaux très grands (gouvernements, grandes entreprises)
Réseaux : 128
Hôtes/réseau : 16 777 214
Usage : Réseaux très grands (gouvernements, grandes entreprises)
Classe B
Plage : 128.0.0.0 - 191.255.0.0
Réseaux : 16 384
Hôtes/réseau : 65 534
Usage : Réseaux moyens (universités, entreprises moyennes)
Réseaux : 16 384
Hôtes/réseau : 65 534
Usage : Réseaux moyens (universités, entreprises moyennes)
Classe C
Plage : 192.0.0.0 - 223.255.255.0
Réseaux : 2 097 152
Hôtes/réseau : 254
Usage : Petits réseaux (petites entreprises)
Réseaux : 2 097 152
Hôtes/réseau : 254
Usage : Petits réseaux (petites entreprises)
Classe D
Plage : 224.0.0.0 - 239.255.255.255
Usage : Multicast (transmission vers plusieurs destinataires simultanément)
Usage : Multicast (transmission vers plusieurs destinataires simultanément)
Classe E
Plage : 240.0.0.0 - 255.255.255.255
Usage : Réservé pour utilisations futures et expérimentales
Usage : Réservé pour utilisations futures et expérimentales
🌐 IPv6 - Évolution du Protocole
🚀 Nécessité d'IPv6
Le protocole IPv4 permet de définir 2³² adresses (≈ 4 milliards). Avec l'explosion du nombre d'appareils connectés, ce nombre devient insuffisant.
IPv4 vs IPv6
IPv4 : 32 bits → 2³² ≈ 4 milliards d'adresses
IPv6 : 128 bits → 2¹²⁸ ≈ 3,4 × 10³⁸ adresses
Format IPv6 : 8 groupes de 4 chiffres hexadécimaux
Exemple : 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
IPv6 : 128 bits → 2¹²⁸ ≈ 3,4 × 10³⁸ adresses
Format IPv6 : 8 groupes de 4 chiffres hexadécimaux
Exemple : 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
🏠 Adresses Privées
🔒 Réseaux Locaux
Certaines plages d'adresses IP sont réservées pour un usage privé (réseaux locaux) et ne sont pas routées sur Internet.
Classe A Privée
Plage : 10.0.0.0 à 10.255.255.255
Masque : 255.0.0.0 (/8)
Usage : Grands réseaux privés
Masque : 255.0.0.0 (/8)
Usage : Grands réseaux privés
Classe B Privée
Plage : 172.16.0.0 à 172.31.255.255
Masque : 255.240.0.0 (/12)
Usage : Réseaux privés moyens
Masque : 255.240.0.0 (/12)
Usage : Réseaux privés moyens
Classe C Privée
Plage : 192.168.0.0 à 192.168.255.255
Masque : 255.255.0.0 (/16)
Usage : Petits réseaux domestiques/entreprise
Masque : 255.255.0.0 (/16)
Usage : Petits réseaux domestiques/entreprise
💡 Avantage des Adresses Privées
Permettent aux réseaux locaux d'utiliser des adresses IP sans risquer de conflit avec les adresses publiques d'Internet.
Permettent aux réseaux locaux d'utiliser des adresses IP sans risquer de conflit avec les adresses publiques d'Internet.
🏗️ Modèle TCP/IP
📡 Protocole de Communication
Le modèle TCP/IP est un modèle en couche qui permet d'illustrer l'encapsulation des données pour permettre leur envoi, leur réception et leur traitement.
📦 Processus d'Encapsulation
L'encapsulation est un concept clé du modèle TCP/IP :
- Les données sont générées au niveau de la couche Application
- Chaque couche inférieure ajoute ses propres informations (en-têtes)
- À la réception, chaque couche retire ses informations
- Les données sont reconstituées dans leur état original
💡 Analogie Postale
On peut comparer le modèle TCP/IP à un système postal :
• Couche Application = Rédaction de la lettre
• Couche Transport = Mise sous enveloppe, numérotation
• Couche Internet = Adressage, choix de l'acheminement
• Couche Accès Réseau = Distribution physique
On peut comparer le modèle TCP/IP à un système postal :
• Couche Application = Rédaction de la lettre
• Couche Transport = Mise sous enveloppe, numérotation
• Couche Internet = Adressage, choix de l'acheminement
• Couche Accès Réseau = Distribution physique
🔧 Structure des Couches
1
Couche Accès Réseau
Gère la transmission physique des données sur le réseau local. Combine les fonctions des couches physique et liaison de données du modèle OSI.
Fonctions :
• Transmission des bits sur le support physique
• Détection et correction d'erreurs
• Contrôle d'accès au support
• Adressage physique (MAC)
Protocoles : Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth
Fonctions :
• Transmission des bits sur le support physique
• Détection et correction d'erreurs
• Contrôle d'accès au support
• Adressage physique (MAC)
Protocoles : Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth
2
Couche Internet
Responsable du routage des paquets à travers différents réseaux pour atteindre leur destination.
Fonctions :
• Adressage logique (IP)
• Routage des paquets
• Fragmentation et réassemblage
• Contrôle de congestion
Protocoles : IP (IPv4/IPv6), ICMP, ARP
Fonctions :
• Adressage logique (IP)
• Routage des paquets
• Fragmentation et réassemblage
• Contrôle de congestion
Protocoles : IP (IPv4/IPv6), ICMP, ARP
3
Couche Transport
Assure la transmission fiable des données entre les applications.
Fonctions :
• Segmentation et réassemblage des données
• Contrôle de flux
• Détection et correction d'erreurs
• Multiplexage des connexions
Protocoles :
• TCP : Fiable, avec contrôle d'erreurs
• UDP : Rapide, sans garantie de livraison
Fonctions :
• Segmentation et réassemblage des données
• Contrôle de flux
• Détection et correction d'erreurs
• Multiplexage des connexions
Protocoles :
• TCP : Fiable, avec contrôle d'erreurs
• UDP : Rapide, sans garantie de livraison
4
Couche Application
Fournit les services réseau directement aux applications utilisateur.
Fonctions :
• Interface avec les applications
• Services de haut niveau
• Formatage et présentation des données
Protocoles : HTTP/HTTPS, FTP, SMTP, DNS, SSH
Fonctions :
• Interface avec les applications
• Services de haut niveau
• Formatage et présentation des données
Protocoles : HTTP/HTTPS, FTP, SMTP, DNS, SSH
⚙️ Fonctionnement
Chaque couche a sa tâche prédéfinie, notamment grâce aux protocoles qui sont en jeu.