Fiche de révision : Architecture des réseaux

📋 Plan du Cours

1. Réseaux locaux et topologies
2. Câbles et connectique Ethernet
3. Normes et évolution Ethernet
4. Modèles OSI et TCP-IP
5. Adressage IPv4 et classes
6. Réseaux privés et notation CIDR
7. Réseaux et calcul des sous-réseaux
8. Datagramme IP et encapsulation
9. Transport TCP et UDP
10. Noms de domaine et organismes Internet
11. Attribution des ressources Internet
12. ARP et pionniers des réseaux

📖 1. Réseaux locaux et topologies

🔑 Notions clés & Définitions

• Réseau local : Réseau qui relie des équipements dans une zone géographique restreinte, inférieure à 10 km.

★ À maîtriser

• Le cours associe les topologies aux réseaux suivants :
  • le bus au premier Ethernet
  • l’anneau à Token Ring
  • l’étoile à l’Ethernet actuel

Compléments

• Les caractéristiques d’un réseau local comprennent :

  • sa topologie
  • ses câbles
  • ses connecteurs
  • ses appareils d’interconnexion
  • sa normalisation
  • sa technique d’accès
  • le format des informations

• Le cours présente la topologie en étoile comme adaptée au niveau LAN et une autre topologie évoluée comme adaptée au niveau WAN.

📖 2. Câbles et connectique Ethernet

🔑 Notions clés & Définitions

• TP : Signifie twisted pair, c’est-à-dire paire torsadée.

★ À maîtriser

• Dans le code de blindage :
  • U signifie unshielded (non blindé)
  • F signifie foil shielding (blindage par feuillard)
  • S signifie braided shielding (blindage par tresse)

Compléments

📌 Un câble monobrin possède une âme constituée d’un seul brin épais de cuivre ; il est solide et performant, mais peu flexible et sensible aux pliures ou torsions répétées.

📌 Un câble multibrin possède une âme constituée de plusieurs brins fins de cuivre ; il est flexible et résistant aux pliures, mais moins solide qu’un monobrin en ligne droite.

• Les câbles RJ45 monobrins sont souvent utilisés pour le câblage des habitations dans les murs, tandis que les multibrins servent principalement aux courtes distances et au raccordement d’équipements comme une box Internet, un ordinateur ou un switch.

📖 3. Normes et évolution Ethernet

🔑 Notions clés & Définitions

• IEEE 802.3 : Norme de réseaux informatiques édictée par l’IEEE et généralement connue sous le nom d’Ethernet.

★ À maîtriser

• La norme IEEE 802.3af de 2003 permet de transmettre environ 48 V et jusqu’à 13 W, en plus des données à 100 Mbit/s ou 1 Gbit/s.

• La technique d’accès Ethernet est CSMA/CD.

Compléments

• IEEE 802.3 est aussi un sous-comité du comité IEEE 802 comprenant plusieurs groupes de travail responsables du développement et de la spécification de standards d’interconnexion filaire.

• La norme IEEE 802.3bt de 2017 améliore l’alimentation par Ethernet jusqu’à 100 W sur des câbles à quatre paires torsadées symétriques, avec une consommation en veille réduite.

• Les fonctions de commutation mentionnées comprennent : les ACL, le Storm Control lié au STP, le DHCP Snooping, le groupage d’adresses IP, MAC, de ports et de VID, la qualité de service, l’administration par interface Web ou ligne de commande

📖 4. Modèles OSI et TCP-IP

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle OSI : Modèle de communication entre systèmes informatiques proposé par l’ISO, qui décrit les fonctionnalités nécessaires à la communication et l’organisation de ces fonctions.

📝 Points essentiels

📌 Le support distingue les couches matérielles et les couches logicielles dans l’architecture OSI.

• Le programme du module prévoit l’étude de l’architecture et des communications des modèles OSI et TCP-IP.

• Le module aborde Ethernet et le Wi-Fi, mais ne traite pas du routage selon la présentation du programme.

📖 5. Adressage IPv4 et classes

★ À maîtriser

• Une adresse IPv4 est formée de quatre octets, chacun contenant huit bits et pouvant prendre une valeur de 0 à 255.

• L’adresse 192.168.1.0/24 est présentée comme un exemple de réseau de classe C comportant 256 adresses au total et 254 adresses pour des machines.

• Dans un réseau IPv4, l’adresse réseau et l’adresse de broadcast ne peuvent pas être attribuées à des machines.

Compléments

• Le support distingue les classes IPv4 A, B, C, D et E.

📖 6. Réseaux privés et notation CIDR

🔑 Notions clés & Définitions

• CIDR : Notation qui simplifie l’écriture des masques de réseau en indiquant le nombre de bits à 1 du masque sur 32 bits.

★ À maîtriser

• La notation 10/8 désigne le réseau 10.0.0.0 avec le masque 255.0.0.0, ce qui correspond aux adresses de 10.0.0.0 à 10.255.255.255.

Compléments

• Le préfixe 172.16.0.0**/12** couvre les adresses de 172.16.0.0 à 172.31.255.255 et représente 16 × 256 × 256 adresses.

• Le réseau privé 10.0.0.0/8 contient 16 777 216 adresses.

• Le support donne les capacités suivantes : un préfixe /1 fournit 2 147 483 646 adresses de machine, un /10 en fournit 4 194 302 et un /29 en fournit 6.

📖 7. Réseaux et calcul des sous-réseaux

★ À maîtriser

📐 Formule - L’adresse réseau s’obtient par $\text{adresse IP} \mathbin{\&} \text{masque} = \text{adresse réseau}$.

📐 Formule - L’adresse broadcast s’obtient par $\text{adresse réseau} \mathbin{|} \text{wildcard} = \text{adresse broadcast}$.

• Pour 192.168.1.132/28, le masque est 255.255.255.240 et l’adresse réseau est 192.168.1.128.

• Pour 192.168.1.132/28, l’adresse de broadcast est 192.168.1.143 et le sous-réseau contient 16 adresses, dont 14 adresses de machine.

Compléments

• Le découpage d’un réseau en sous-réseaux consiste à réserver des blocs d’adresses de tailles adaptées aux besoins des différents sous-réseaux.

💡 Astuce mémo

Adresse IP et masque → adresse réseau ; adresse réseau et wildcard → broadcast.

📖 8. Datagramme IP et encapsulation

★ À maîtriser

• L’exemple de capture montre une encapsulation :
  • Ethernet II
  • IPv4
  • TCP
  • HTTP

Compléments

• Une capture Wireshark présente :

  • la trame sélectionnée
  • l’encapsulation
  • le décodage hexadécimal et ASCII
  • les détails des protocoles

• Dans l’exemple IPv4 présenté, le champ protocole vaut 06 en hexadécimal et indique TCP.

• Dans l’exemple de datagramme, l’adresse IP source est 10.16.6.25 et l’adresse IP destination est 10.0.1.11.

📖 9. Transport TCP et UDP

🔑 Notions clés & Définitions

• TCP : Protocole de transport dont les numéros de séquence et d’acquittement permettent de suivre les échanges de bout en bout.
• UDP : Protocole de transport non orienté connexion qui ne fournit pas de contrôle d’erreurs, de numéros de séquence ni d’acquittements.

★ À maîtriser

• L’établissement TCP en trois segments commence par un SYN du client avec la séquence initiale x, se poursuit par une réponse du serveur avec sa séquence y et un acquittement x + 1, puis se termine par un acquittement du client portant y + 1.

Compléments

• TCP utilise des ports source et destination pour identifier les services de transport.

💡 Astuce mémo

TCP suit et acquitte les échanges ; UDP transmet sans séquence ni acquittement.

📖 10. Noms de domaine et organismes Internet

🔑 Notions clés & Définitions

• ICANN : Organisme qui relie les adresses IP aux noms de domaine et participe à la mise en vigueur et à l’affectation des extensions de premier niveau.
• TLD : Domaine de premier niveau, comme .com, .org ou .net.
• AFNIC : Office désigné par l’État français pour gérer les noms de domaine sous .fr et les extensions ultramarines .re, .pm, .tf, .wf et .yt.

📝 Points essentiels

• L’ICANN contribue à la gestion technique du DNS afin qu’un même nom de domaine renvoie au même serveur depuis différents fournisseurs.

• Le cours distingue :

  • un domaine de premier niveau spécial
  • environ 260 domaines nationaux
  • environ 300 domaines génériques

📖 11. Attribution des ressources Internet

🔑 Notions clés & Définitions

• RIR : Organisme qui alloue les blocs d’adresses IPv4 et IPv6 ainsi que les numéros de systèmes autonomes dans sa zone géographique.
• LIR : Membres du RIPE NCC qui distribuent des ressources Internet dans le cadre de leur relation avec cet organisme.
• RFC : Document numéroté décrivant des aspects ou spécifications techniques d’Internet ou de matériels informatiques.

★ À maîtriser

• Les cinq RIR cités sont :
  • RIPE NCC pour l’Europe et le Moyen-Orient
  • APNIC pour l’Asie et le Pacifique
  • ARIN pour l’Amérique du Nord
  • LACNIC pour l’Amérique latine et les Caraïbes
  • AfriNIC pour l’Afrique

Compléments

• La RFC 2050 de 1996 décrit le rôle des RIR.

• Le RIPE NCC distribue des adresses IPv4 et IPv6 et des numéros d’AS, maintient une base publique de routage et ne traite pas les noms de domaine sauf pour la délégation DNS inverse.

📖 12. ARP et pionniers des réseaux

🔑 Notions clés & Définitions

• ARP : Protocole qui permet d’associer une adresse IP à une adresse MAC sur le réseau local au moyen de requêtes et de réponses.

★ À maîtriser

• Une machine diffuse une requête ARP pour demander l’adresse MAC correspondant à une adresse IP, la machine concernée répond avec son adresse MAC, puis les machines peuvent mémoriser les associations obtenues.

Compléments

• La commande arp -a affiche la table ARP et la commande arp -d supprime une entrée.

• Robert Metcalfe est présenté comme l’inventeur d’Ethernet et le fondateur de 3Com.

• Vinton Cerf et Bob Kahn sont présentés comme les co-inventeurs de TCP/IP.

• Paul Baran est associé à la mise au point du packet switching et à un réseau hybride d’architectures étoilées et maillées.

• ARPANET fut lancé en 1962, vit le jour en 1969 et eut sa première démonstration officielle en octobre 1972.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des protocoles de transport