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. Masques et sous-réseaux
7. Datagrammes et encapsulation
8. Protocoles de transport
9. Noms de domaine et ICANN
10. Attribution des ressources Internet
11. Organisations et histoire d’Internet
12. Résolution locale par ARP

📖 1. Réseaux locaux et topologies

🔑 Notions clés & Définitions

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

★ À maîtriser

• La topologie en bus correspond au premier réseau Ethernet, la topologie en anneau au réseau Token Ring et la topologie en étoile à l’Ethernet actuel.

Compléments

• Le cours présente les topologies maillées comme adaptées aux réseaux LAN et les topologies en étoile comme adaptées aux réseaux WAN.

📖 2. Câbles et connectique Ethernet

★ À maîtriser

• Les abréviations de conception des câbles signifient :
  • TP : paire torsadée
  • U : non blindé
  • F : blindage par feuillard
  • S : blindage par tresse

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

Compléments

• 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, un ordinateur ou un switch.

• RJ signifie Registered Jack, une appellation issue du Code of Federal Regulations des États-Unis.

💡 Astuce mémo

Monobrin pour le câblage fixe, multibrin pour les liaisons flexibles.

📖 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

• Le cours indique une évolution des débits Ethernet de 10 Mbit/s vers 50 Gbit/s, puis vers 100 Gbit/s et 200 Gbit/s, sur cuivre et fibre optique.

• 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 norme IEEE 802.3bt de 2018 améliore l’alimentation par Ethernet jusqu’à 100 W sur des câbles à quatre paires torsadées symétriques et réduit la consommation en veille.

Compléments

• L’IEEE 802.3 comprend plusieurs groupes de travail chargés du développement et de la spécification de standards d’interconnexion filaire.

• La chronologie présentée indique la publication d’IEEE 802.3 en 1983 et des évolutions jusqu’à IEEE 802.3cd en 2018, soit 35 ans d’évolution.

• Les fonctions et modes d’administration cités sont :

  • ACL (Access Control List)
  • Storm Control lié au STP
  • DHCP Snooping
  • Groupage d’adresses IP, d’adresses MAC, de ports et de VID
  • Qualité de service
  • Administration Web ou en ligne de commande

📖 4. Modèles OSI et TCP-IP

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle OSI : Norme de communication en réseau proposée par l’ISO qui décrit les fonctionnalités nécessaires aux communications entre systèmes informatiques et l’organisation de ces fonctions.

📝 Points essentiels

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

• Le programme du module annonce l’étude de l’architecture et des communications dans les modèles OSI et TCP-IP, ainsi que d’Ethernet et du Wi-Fi, sans routage.

📖 5. Adressage IPv4 et classes

★ À maîtriser

• Une adresse IPv4 est constituée de quatre octets, chacun pouvant prendre une valeur de 0 à 255.

• Le bloc privé 10.0.0.0/8 comprend les adresses de 10.0.0.0 à 10.255.255.255.

• Le bloc 172.16.0.0/12 couvre les adresses de 172.16.0.0 à 172.31.255.255 et contient 16 × 256 × 256 adresses.

Compléments

• Le cours présente les classes IPv4 A, B, C, D et E.

📖 6. Masques et sous-réseaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Notation CIDR : Notation indiquant le nombre de bits à 1 du masque réseau, par exemple /8 pour un masque dont les huit premiers bits sont à 1.

★ À maîtriser

• Le nombre d’adresses d’un réseau IPv4 comportant h bits d’hôte est $2^h$ ; dans les exemples du cours, les adresses de réseau et de broadcast ne sont pas attribuables aux machines, ce qui donne $2^h-2$ adresses machines.

• Le réseau 192.168.1.0/24 comprend 256 adresses, dont 254 adresses machines après exclusion de l’adresse réseau 192.168.1.0 et de l’adresse de broadcast 192.168.1.255.

• Le sous-réseau 192.168.1.128/28 couvre 192.168.1.128 à 192.168.1.143 et offre 14 adresses machines.

• Pour obtenir l’adresse de broadcast, on applique un OU logique entre l’adresse réseau et le wildcard, qui est le complément du masque.

Compléments

• Pour 192.168.1.132/28, l’adresse réseau est 192.168.1.128 et l’adresse de broadcast est 192.168.1.143.

📖 7. Datagrammes et encapsulation

📝 Points essentiels

• Une capture Wireshark présente l’encapsulation d’une communication sous la forme Ethernet II, protocole Internet, TCP, puis HTTP.

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

• L’exemple de capture donne l’adresse IP source 10.16.6.25 et l’adresse IP destination 10.0.1.11.

💡 Astuce mémo

Ethernet II → IP → TCP ou UDP → données.

📖 8. Protocoles de transport

🔑 Notions clés & Définitions

• TCP : Protocole de transport dont les numéros de séquence et d’acquittement permettent le suivi des 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 de connexion TCP suit trois échanges :
  1. Le client envoie SYN avec sa séquence initiale x
  2. Le serveur répond avec sa séquence y et acquitte x avec x + 1
  3. Le client acquitte y avec y + 1

Compléments

• Dans l’exemple de capture, le port source vaut 56236 et le port destination vaut 3128.

💡 Astuce mémo

TCP suit et acquitte les échanges ; UDP ne fournit ni séquence ni acquittement.

📖 9. Noms de domaine et ICANN

🔑 Notions clés & Définitions

• ICANN : Organisme reliant les adresses IP aux noms de domaine, décidant de l’affectation des extensions de premier niveau et coordonnant la gestion technique du DNS afin qu’un nom renvoie vers le même serveur depuis différents fournisseurs.

📝 Points essentiels

• Les domaines de premier niveau comprennent un domaine spécial, environ 260 domaines nationaux et environ 300 domaines génériques, soit environ 560 domaines au total.

📌 Les bureaux d’enregistrement doivent notamment faire accepter leurs conditions aux clients, publier et tenir à jour les informations WHOIS, et avertir les titulaires avant l’expiration de leur domaine.

📖 10. Attribution des ressources Internet

🔑 Notions clés & Définitions

• RIR : Organisme allouant des blocs d’adresses IPv4 et IPv6 ainsi que des numéros de systèmes autonomes dans une zone géographique.

★ À maîtriser

• Les RIR et leurs régions sont :
  • RIPE NCC : Europe et Moyen-Orient
  • APNIC : Asie et Pacifique
  • ARIN : Amérique du Nord
  • LACNIC : Amérique latine et îles des Caraïbes
  • AfriNIC : Afrique

Compléments

• Le RIPE NCC distribue des adresses IPv4 et IPv6, des numéros de systèmes autonomes utilisés pour le routage BGP et maintient le moteur de la base de données publique Routing Registry.

📌 Le RIPE NCC ne traite pas les noms de domaine, sauf dans le cadre de la délégation DNS inverse.

• Les Local Internet Registries (LIR) sont les membres du RIPE NCC et lui sont liés par un accord standard ainsi que par une cotisation annuelle.

💡 Astuce mémo

IANA → RIR → LIR : attribution des ressources à des échelles successives.

📖 11. Organisations et histoire d’Internet

🔑 Notions clés & Définitions

• RFC : Document officiel numéroté décrivant des aspects ou spécifications techniques d’Internet ou de matériels informatiques.

★ À maîtriser

• L’AFNIC est l’office désigné par l’État pour gérer les noms de domaine sous l’extension .fr et gère également .re, .pm, .tf, .wf et .yt.

• ARPANET, premier réseau à transfert de paquets développé aux États-Unis par la DARPA, fut lancé comme projet en 1962, vit le jour en 1969 et fut officiellement présenté en octobre 1972.

Compléments

• L’AFNIC ne gère pas les extensions .nc, .mq, .gp, .gf et .pf, qui sont administrées par d’autres organismes.

• L’Internet Society est une association internationale de droit américain créée en janvier 1992 pour promouvoir et coordonner le développement mondial des réseaux informatiques.

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

• Vinton Gray Cerf et Robert Elliot Kahn, dit Bob Kahn, sont présentés comme les co-inventeurs de TCP-IP.

• Steve Crocker est présenté comme l’auteur de la première RFC, intitulée Host Software, créée en 1969.

📖 12. Résolution locale par ARP

★ À maîtriser

• Une requête ARP demande l’adresse MAC associée à une adresse IP, puis la réponse ARP fournit cette association afin que les machines puissent la mémoriser.

Compléments

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

• Dans l’exemple ARP, la machine 192.168.1.2 découvre l’adresse MAC 00E0.B063.AC15 associée à 192.168.1.3, tandis que la machine 192.168.1.3 mémorise l’adresse MAC 000C.856E.07E04 associée à 192.168.1.2.

💡 Astuce mémo

ARP Request → ARP Reply → mémorisation des associations IP-MAC.

📊 Tableaux de synthèse

Protocoles de transport