Fiche de révision : Fondamentaux des réseaux informatiques

📋 Plan du Cours

1. Définition et histoire des réseaux
2. Classification des réseaux
3. Architectures et modes de transmission
4. Performances des réseaux
5. Internet et abstraction en couches
6. Protocoles et encapsulation
7. Modèle OSI et ses couches
8. Rôle des couches OSI

📅 Repères chronologiques

1. 1957L’ARPA est créée au sein du Département de la défense américain.
2. 1969Le réseau ARPANET relie quatre ordinateurs.
3. 1983Internet naît avec le protocole TCP/IP.
4. 1989-1992Le World Wide Web est créé et compte 26 sites en 1992.

📖 1. Définition et histoire des réseaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Réseau informatique : Ensemble des moyens matériels et logiciels mis en œuvre pour assurer la communication et l’échange de données entre des ressources informatiques.

📝 Points essentiels

• Les ressources matérielles comprennent:
  • les ordinateurs
  • les imprimantes
  • les scanners
  • les cartes réseau
  • les commutateurs
  • les routeurs
  • les câbles

💡 Astuce mémo

Télégraphe → téléphone → ARPA → ARPANET → Internet

📖 2. Classification des réseaux

★ À maîtriser

• Un réseau personnel, ou PAN, couvre une zone très restreinte, tandis qu’un réseau local, ou LAN, couvre notamment un laboratoire ou un domicile.

• Un réseau métropolitain, ou MAN, couvre quelques dizaines de kilomètres et relie plusieurs LAN peu éloignés avec des commutateurs ou des routeurs.

• Un réseau étendu, ou WAN, relie plusieurs LAN éloignés à l’aide de routeurs, comme Internet ou RENATER.

Compléments

• Les débits présentés sont:
  • 56 kbits/s pour un modem RTC
  • 2 à 20 Mbits/s pour l’ADSL
  • 10, 100 ou 1000 Mbits/s pour Ethernet
  • 155 ou 622 Mbits/s pour ATM
  • 300 Tbits/s pour le câble Dunant

💡 Astuce mémo

PAN → LAN → MAN → WAN, du proche vers le global

📖 3. Architectures et modes de transmission

📝 Points essentiels

📌 L’architecture physique décrit la topologie d’interconnexion des composants du réseau, tandis que l’architecture logique décrit la topologie de circulation de l’information.

• Les topologies possibles sont:

  • le bus
  • l’anneau
  • l’étoile
  • l’arbre
  • le maillage

• Les modes de transmission comprennent:

  • la transmission filaire
  • la transmission sans fil
  • la fibre optique

📌 Une connexion sans connexion utilise des datagrammes, comme UDP/IP, tandis qu’une connexion logique utilise notamment TCP/IP.

💡 Astuce mémo

Physique = comment les équipements sont reliés ; logique = comment l’information circule

📖 4. Performances des réseaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Débit : Quantité d’information circulant par unité de temps et se mesurant en bits par seconde ou dans une unité dérivée.
• Débit nominal : Quantité théorique maximale d’information pouvant être transmise par unité de temps.
• Latence : Délai en millisecondes entre l’émission et la réception d’un paquet ou d’un bit, également appelé lag en anglais.
• Gigue : Variation de la latence entre des paquets d’un même flux, sans tenir compte des paquets perdus, et se mesurant en millisecondes.

📝 Points essentiels

📌 Le débit disponible ne peut pas être plus élevé que le débit d’entrée, et tout élément qui réduit le débit réduit également le débit de tous les éléments situés ensuite.

📐 Formule — Le taux d’utilisation d’un réseau est égal au rapport entre le débit utile et le débit nominal : $Taux\ d’utilisation = \frac{Débit\ utile}{Débit\ nominal}$.

💡 Astuce mémo

Débit élevé, latence faible, gigue faible

📖 5. Internet et abstraction en couches

🔑 Notions clés & Définitions

• Internet : Interconnexion de réseaux issue d’ARPANET, utilisant un protocole commun IPv4 et IPv6 et étant gérée de manière décentralisée.
• API : Interface de programmation qui définit le nom, la syntaxe et la sémantique des méthodes utilisées par une couche supérieure.

📝 Points essentiels

📌 Chaque couche offre des services à la couche directement supérieure et utilise les services de la couche directement inférieure, dont les détails d’implémentation lui sont masqués.

💡 Astuce mémo

Des boîtes noires empilées, chacune offrant une interface à la suivante

📖 6. Protocoles et encapsulation

🔑 Notions clés & Définitions

• Protocole : Ensemble de conventions et de règles partagées entre des entités pour échanger des données et incluant des informations de contrôle accompagnant les blocs de données.
• Encapsulation de données : Consiste à inclure les données résultant d’un protocole dans un autre protocole, au moyen d’un en-tête ou d’un en-tête associé à un pied.

★ À maîtriser

• Lors de l’encapsulation, les données d’une couche sont complétées par les informations de contrôle de cette couche avant de devenir les données traitées par la couche suivante.

Compléments

• Les rôles d’un protocole comprennent: identifier le début et la fin de chaque élément d’un bloc, assurer l’initialisation, assurer l’interrogation, identifier les équipements, détecter les erreurs de transmission

💡 Astuce mémo

Données → en-tête → encapsulation → blocs transmis

📖 7. Modèle OSI et ses couches

🔑 Notions clés & Définitions

• PDU : Unité de données propre à une couche ou à un protocole donné.

📝 Points essentiels

• Le modèle OSI, publié comme standard ISO 7498 en 1984 puis revisité en 1995, est un modèle de référence composé de sept couches.

• Les sept couches OSI sont, de la plus basse à la plus haute:

  • la couche physique
  • la couche liaison de données
  • la couche réseau
  • la couche transport
  • la couche session
  • la couche présentation
  • la couche application

📌 La communication des couches basses du modèle OSI est réalisée de proche en proche, tandis que celle des quatre couches supérieures est réalisée de bout en bout.

💡 Astuce mémo

Physique → liaison → réseau → transport → session → présentation → application

📖 8. Rôle des couches OSI

🔑 Notions clés & Définitions

• Couche physique : Assure la transmission des signaux électriques ou optiques, c’est-à-dire des bits, entre des équipements distants et se trouve en contact direct avec le support de transmission.
• Couche liaison de données : Transfère les données entre nœuds adjacents, formate les trames, assure leur transmission sans erreurs et partage le support physique entre plusieurs postes.
• Couche réseau : Assure le cheminement des paquets à travers les nœuds grâce au routage ou à la commutation, au contrôle de la fiabilité et au contrôle du flux.
• Couche transport : Constitue l’interface entre les couches supérieures orientées traitement et les couches inférieures orientées transmission, et découpe les messages en segments numérotés et adressés par la couche réseau.

★ À maîtriser

• La couche application est la seule couche en contact avec l’utilisateur, gère son application et constitue le seul point d’accès aux services réseau.

Compléments

• La couche session organise et synchronise le dialogue entre applications distantes, notamment en déterminant qui peut émettre et en gérant l’état des transactions.

• La couche présentation adapte les codes et les syntaxes qui diffèrent entre les équipements.

💡 Astuce mémo

Couches basses : proche en proche ; couches hautes : de bout en bout

📊 Tableaux de synthèse

Classification des réseaux par distance

Couches OSI et unités manipulées