Fiche de révision : Introduction aux réseaux et protocoles essentiels

📋 Plan du Cours

1. Rappel TCP/IP
2. Classification des réseaux
3. Sous-adressage IPv4
4. Paquet IPv4 et outils réseau
5. Couche transport TCP et UDP
6. Résolution DNS

📖 1. Rappel TCP/IP

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle OSI : Le modèle OSI est un cadre conceptuel normalisé en couches qui décrit comment les communications réseau se structurent, de l’émission à la réception.
• Modèle TCP/IP : Le modèle TCP/IP est une architecture en couches utilisée sur Internet, basée sur l’inspiration du modèle OSI, pour organiser l’envoi et l’acheminement des données.
• Encapsulation/décapsulation : L’encapsulation au départ puis la décapsulation à l’arrivée transforment les données entre couches pour permettre leur transport puis leur compréhension par le destinataire.
• Couche réseau : La couche réseau gère l’acheminement des datagrammes entre une source et une destination, notamment via le routage à travers plusieurs réseaux.
• Adresse IPv4 : L’adresse IPv4 est une adresse logique sur 32 bits qui identifie une interface réseau au sein d’un réseau via une partie réseau et une partie hôte.

📝 Points essentiels

• Le modèle OSI a été proposé par l’ISO en 1978.
• Le modèle TCP/IP a été proposé à l’origine par la DARPA, en s’appuyant sur l’idée du modèle OSI.
• La couche réseau encapsule, fragmente si besoin puis réassemble pour acheminer les paquets jusqu’au destinataire via le routage.
• Dans chaque routeur, l’en-tête IP est examinée pour choisir l’acheminement vers l’adresse IP de destination.
• Une adresse IPv4 contient 4 octets (32 bits) sous la forme <network id><host id>, écrits en décimal avec des valeurs entre 0 et 255 séparées par des points.
• Une adresse IPv4 peut être configurée automatiquement avec DHCP ou manuellement par l’administrateur, et on peut consulter la configuration avec ipconfig (Windows) ou ifconfig (Linux).

💡 Astuce mémo

ISO 1978 → OSI ; DARPA → TCP/IP : même logique en couches pour faire voyager les paquets.

📖 2. Classification des réseaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Topologie réseau : La topologie décrit la manière dont les nœuds et les liaisons sont organisés physiquement dans un réseau.
• PAN (Personal Area Network) : Un PAN est un réseau de très courte portée, généralement de l’ordre d’une dizaine de mètres, utilisé pour relier des appareils personnels.
• LAN (Local Area Network) : Un LAN est un réseau local d’environ une centaine de mètres, souvent déployé en entreprise pour des communications majoritairement locales via des switchs et routeurs.
• MAN (Metropolitan Area Network) : Un MAN est un réseau à l’échelle d’une ville, qui s’étend sur une dizaine de kilomètres et relie des réseaux locaux distants.
• WAN (Wide Area Network) : Un WAN est un réseau étendu qui couvre environ une centaine de kilomètres et relie des réseaux métropolitains distants, souvent via Internet.

📝 Points essentiels

• Bus relie toutes les stations à une seule liaison, Anneau chaînent les stations dans un anneau fermé, et Étoile organise les stations autour d’un nœud central.
• Réseau hiérarchique : division en niveaux avec connexions hiérarchiques ; réseau maillé : une station est reliée à N autres stations du réseau.
• PAN : portée autour de 10 mètres, équipements généralement limités, et souvent connexion d’appareils personnels (support typique : câble USB), avec un cas particulier BAN pour des capteurs sur/près du corps.
• LAN : portée autour de 100 mètres, communications locales en entreprise, connexion locale via switch et interconnexion via routeurs, technologies typiques comme Ethernet ou Token Ring.
• MAN : portée autour de 10 kilomètres et sert à relier des bâtiments (réseaux locaux) au sein d’une ville avec des supports comme paire torsadée ou fibre optique.
• WAN : portée autour de 100 kilomètres et sert à relier des réseaux métropolitains distants (à l’échelle d’un pays) avec des transmissions passant généralement par Internet.

💡 Astuce mémo

Forme (topologie) = Bus→Anneau→Étoile ; Organisation = Hiérarchique vs Maillée ; Étendue (couverture) = PAN10m, LAN100m, MAN10km, WAN100km.

📖 3. Sous-adressage IPv4

🔑 Notions clés & Définitions

• Sous-adressage : Le sous-adressage consiste à découper un réseau en plusieurs sous-réseaux afin de donner une adresse propre à chacun.
• Masque de sous-réseau : Le masque de sous-réseau indique, dans l’IP, quelles parties correspondent au réseau et au sous-réseau grâce à des bits à 1.
• Bits empruntés : Les bits empruntés proviennent de la partie hôte et sont réaffectés à la partie réseau et sous-réseau pour créer plus de sous-réseaux.

📝 Points essentiels

• Le sous-adressage crée des sous-réseaux en empruntant des bits à la partie machine et en modifiant le masque pour placer des 1 sur la partie réseau et sous-réseau.
• Pour le réseau 183.1.0.0, le passage d’un masque de classe B /16 à un masque de sous-réseau /18 correspond à l’emprunt de 2 bits de la partie machine.
• Avec 2 bits empruntés, on obtient 4 sous-réseaux, numérotés de 00 à 11 dans la partie sous-réseau.
• Pour le 1er sous-réseau 183.1.0.0/18, les hôtes vont de 183.1.0.1 à 183.1.63.254 et le broadcast vaut 183.1.63.255.
• Pour le 2e sous-réseau 183.1.64.0/18, les hôtes vont de 183.1.64.1 à 183.1.127.254 et le broadcast vaut 183.1.127.255.
• Pour le 4e sous-réseau 183.1.192.0/18, les hôtes vont de 183.1.192.1 à 183.1.255.254 et le broadcast vaut 183.1.255.255.

💡 Astuce mémo

2 bits empruntés → 4 sous-réseaux (00,01,10,11) ; /16 → /18 dans l’exemple 183.1.0.0.

📖 4. Paquet IPv4 et outils réseau

🔑 Notions clés & Définitions

• Datagramme IPv4 : Un datagramme IPv4 est le nom des paquets transportés par le protocole IP pour acheminer des données vers une destination via le routage.
• Entête IPv4 : L’entête IPv4 regroupe les informations nécessaires au traitement du datagramme, dont version, longueur, priorité, durée de vie et adresses source et destination.
• Ping : Ping est une commande réseau qui envoie une requête ICMP echo request pour tester la connectivité et mesurer la qualité via les réponses obtenues.
• Traceroute : Traceroute est une commande qui révèle la route entre deux hôtes en exploitant des expirations de TTL et des messages ICMP renvoyés par les routeurs.

📝 Points essentiels

• Un datagramme IPv4 contient une entête de 20 octets plus jusqu’à 40 octets d’options, et des données jusqu’à 65535 octets, pour une longueur totale codée sur 16 bits.
• La commande ping utilise ICMP echo request avec type 8 code 0 et reçoit en retour un ICMP echo reply avec type 0 code 0.
• Traceroute envoie des datagrammes UDP vers une destination avec un numéro de port arbitraire, et fait varier le TTL de 1, puis 2, puis 3, etc.
• Quand le datagramme arrive au routeur où le TTL expire, le routeur le détruit et renvoie un ICMP type 11 code 0 contenant le nom et l’IP du routeur.
• Traceroute calcule le RTT à partir de ces réponses et répète la mesure 3 fois.

💡 Astuce mémo

Ping = Echo request 8/0 → Echo reply 0/0 ; Traceroute = UDP + TTL 1→2→… → ICMP 11/0, puis RTT 3 fois.

📖 5. Couche transport TCP et UDP

🔑 Notions clés & Définitions

• Couche transport : La couche transport assure des communications de bout en bout entre processus sur des hôtes distants via une connexion logique entre applications.
• TCP : Le protocole TCP fournit un service fiable et orienté connexion, garantissant une transmission correcte même si le réseau est non fiable.
• UDP : Le protocole UDP offre un service non fiable et sans connexion, avec une transmission rapide mais sans garantie de livraison.

📝 Points essentiels

• La couche transport relie des applications distantes en créant un circuit de communication logique de bout en bout.
• Les protocoles de transport ne s’exécutent qu’aux extrémités des communications, sur les hôtes concernés.
• TCP est un service fiable et orienté connexion, donc la transmission reste assurée même sur un réseau non fiable.
• UDP est un service non fiable et sans connexion, donc il privilégie la rapidité plutôt que la garantie de livraison.
• L’unité de donnée associée à la couche transport est appelée segment.
• memoryHook }

💡 Astuce mémo

TCP = Fiable + Connexion ; UDP = Rapide + Sans connexion.

📖 6. Résolution DNS

🔑 Notions clés & Définitions

• DNS : Le DNS est un service qui convertit un nom de domaine en informations (notamment l’adresse IP) et permet l’inverse.
• Domain Name Server : Un Domain Name Server est un hôte qui exécute un logiciel capable de répondre aux requêtes DNS pour un domaine donné.
• ccTLD : Un ccTLD est un domaine de haut niveau attribué par pays, généralement noté par un code pays au format ISO.
• ICANN : L’ICANN est l’organisme placé en haut de la hiérarchie, chargé de gérer la liste des TLD.

📝 Points essentiels

• Le DNS sert de mécanisme de résolution de noms pour traduire des noms en adresses IP et inversement.
• Le sigle DNS peut désigner à la fois l’ensemble des organismes, le protocole d’échange et le serveur qui répond aux requêtes selon le contexte.
• Les TLD correspondent soit à des pays (ccTLD), soit à des catégories générales comme .com ou .org.
• Pour un ccTLD, l’étiquette label correspond à la représentation ISO du code pays.
• Les exemples de TLD génériques cités incluent .com (sites commerciaux), .net (liés à Internet), .org (organisations), .edu (universités et éducation américaines) et .gov (gouvernement américain).

📊 Tableaux de synthèse

Topologies vs fonctionnement

TCP vs UDP

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre rôle de la couche réseau (routage/acheminement des datagrammes) avec celui de la couche transport (circuit logique de bout en bout entre processus).
2. Croire que traceroute utilise ICMP comme ping: le cours dit qu’il envoie des datagrammes UDP avec un TTL qui augmente.
3. Se tromper entre adresse de réseau et adresse de broadcast: le cours associe la partie machine = 0 à Network ID, et la partie machine = 1 au Broadcast.
4. Mal interpréter CIDR (/26 etc.): dans le cours, le “/” donne le nombre de bits de la partie réseau, pas la classe.
5. Oublier les adresses spéciales: 127.0.0.1 est la boucle locale, et 0.0.0.0 apparaît provisoirement côté client DHCP sans connaître l’IP.
6. Intervertir ports DHCP: le cours indique serveur en 67 et client en 68, et que les messages utilisent UDP.
7. Mélanger les étapes DNS: le cache DNS local est vérifié avant requête récursive vers le DNS local, puis chaîne vers racine/TLD/SLD avant de donner l’IP (ex. CNAME→A).

✅ Checklist Examen

1. Citer le rôle de l’encapsulation/décapsulation et préciser que la couche transport s’exécute aux extrémités alors que la couche réseau gère l’acheminement et le routage des datagrammes.
2. Identifier qui a proposé OSI (ISO, 1978) et qui a proposé TCP/IP à l’origine (DARPA) et relier l’idée “inspiré du modèle OSI”.
3. Expliquer le rôle de la couche réseau: acheminer des paquets jusqu’au destinataire via l’adresse IP, et que les routeurs examinent l’en-tête IP (adresse de destination).
4. Décrire une IPv4: 4 octets/32 bits, représentation décimale “0 à 255” séparés par des points, et distinguer réseau/hôte via <network id><host id>.
5. Savoir dire comment se configurer une IP: DHCP (automatique) ou manuelle, et citer les commandes ipconfig (Windows) et ifconfig (Linux) pour consulter la configuration.
6. Construire un masque/CIDR: expliquer que les bits à 1 correspondent à la partie réseau (et sous-réseau) et que le “/” désigne le nombre de bits de la partie réseau.
7. Réaliser le sous-adressage de l’exemple 183.1.0.0: passer de /16 à /18 en empruntant 2 bits, obtenir 4 sous-réseaux (00 à 11) et donner les broadcasts des sous-réseaux (ex. .63.255, .127.255, .191.255, .255.255).
8. Donner les plages d’hôtes de au moins un sous-réseau de l’exemple (ex. 1er sous-réseau 183.1.0.0/18: hôtes 183.1.0.1 à 183.1.63.254, broadcast 183.1.63.255).
9. Expliquer ping et traceroute selon le cours: ping = ICMP echo request (type 8 code 0) → echo reply (type 0 code 0), traceroute = UDP + TTL 1,2,3… et réception d’ICMP type 11 code 0 (RTT calculé 3 fois).
10. Expliquer TCP vs UDP: TCP orienté connexion et fiable, UDP sans connexion et non fiable, et préciser que l’unité de donnée transport est un segment.
11. Citer les échanges/éléments DHCP et nommer le workflow: DHCPDISCOVER (broadcast, client provisoire 0.0.0.0) → DHCPOFFER → DHCPREQUEST → DHCPACK, et rappeler les ports (serveur 67, client 68).
12. Expliquer DNS: traduire nom↔IP, l’organisation (ICANN au sommet, TLD dont ccTLD), et le fonctionnement récursif/itératif via cache DNS local puis racine → TLD → SLD jusqu’à renvoyer l’IP (avec CNAME→A dans l’exemple).