Fiche de révision : Introduction aux réseaux informatiques

📋 Plan du Cours

1. Origines et évolution des réseaux
2. Protocoles et communication
3. Structuration en couches
4. Adressage physique et réseaux locaux
5. Adressage IP et routage local
6. Encapsulation et interconnexion
7. Applications et ports
8. UDP et TCP
9. Internet moderne et adressage
10. Routage entre systèmes autonomes

📅 Repères chronologiques

1. 1969ARPANET est créé avec le soutien de la DARPA aux États-Unis et NPL avec le soutien du National Physical Laboratory au Royaume-Uni.
2. 1973Le premier réseau français à commutation de paquets, appelé CYCLADES, est créé.
3. 1973Vinton Cerf et Robert Kahn proposent un modèle à quatre couches.
4. 1983ARPANET adopte le modèle Internet, puis OSI devient une norme en 1984.

📖 1. Origines et évolution des réseaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Commutation de paquets : Divise un message en blocs appelés paquets, les achemine séparément dans le réseau, puis les réassemble à la réception.

📝 Points essentiels

📌 La commutation de circuits établit un canal de communication dédié entre deux nœuds, si bien que les données suivent toujours le même chemin.

💡 Astuce mémo

Circuits → paquets → interconnexion

📖 2. Protocoles et communication

🔑 Notions clés & Définitions

• Protocole informatique : Ensemble de conventions permettant une communication sans ambiguïté entre différents acteurs autonomes et hétérogènes afin de réaliser un algorithme.

★ À maîtriser

• Les requests for comments (RFC) sont une série de documents décrivant les spécifications techniques d’Internet.

📌 Les protocoles doivent être normalisés pour permettre l’interconnexion de réseaux qui utilisent initialement des protocoles propriétaires différents.

Compléments

• Sur un média de communication partagé, un protocole doit définir la méthode d’accès et les règles de prise de parole pour gérer l’occupation du média et les collisions.

💡 Astuce mémo

Protocole propriétaire ≠ protocole normalisé

📖 3. Structuration en couches

★ À maîtriser

📌 La couche N+1 voit le service offert par la couche N, ne voit pas la couche N−1 et reçoit de la couche N un service plus riche que celui fourni par la couche N−1.

• Le modèle OSI comporte sept couches:
  • application
  • présentation
  • session
  • transport
  • réseau
  • liaison
  • physique

Compléments

• Dans le modèle OSI, la couche transport assure la connexion de bout en bout et le contrôle de flux, tandis que la couche réseau détermine le parcours des données et l’adressage logique.

💡 Astuce mémo

Chaque couche offre un service à celle du dessus et masque celle du dessous

📖 4. Adressage physique et réseaux locaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Adresse MAC : L’adresse physique associée à l’interface réseau d’une machine.

★ À maîtriser

📌 Une machine possède autant d’adresses MAC que d’interfaces réseau et n’en possède aucune si elle n’a pas d’interface réseau.

Compléments

• Dans Ethernet avec un hub, chaque machine est identifiée par une adresse MAC, le message est transmis à toutes les stations et les collisions sont détectées puis les trames réémises.

• Dans le WiFi, le message est diffusé à la borne d’accès, les collisions sont détectées et les trames réémises, et le chiffrement est intégré à la couche 2.

💡 Astuce mémo

MAC identifie l’interface, IP identifie la machine sur le réseau

📖 5. Adressage IP et routage local

🔑 Notions clés & Définitions

• Internet Protocol : Le protocole qui relaie des datagrammes à travers les limites du réseau en assurant leur adressage et leur routage.
• Masque de sous-réseau : Définit une plage d’adresses IP contiguës avec une adresse IP et permet d’identifier le préfixe partagé par les machines d’un réseau.

📝 Points essentiels

• Une adresse IPv4 est unique sur 32 bits et chaque datagramme IP contient les adresses IP de l’émetteur et du destinataire.

📌 Les messages destinés au sous-réseau local sont envoyés directement, tandis que les autres sont envoyés à la passerelle, qui les retransmet selon sa table de routage.

💡 Astuce mémo

Préfixe commun → communication locale, sinon passerelle

📖 6. Encapsulation et interconnexion

★ À maîtriser

• Lors de l’encapsulation, les données applicatives reçoivent successivement les informations des couches transport, réseau et liaison avant leur transmission par la couche physique.

• Les adresses IP source et destination restent celles des machines finales, tandis que les adresses MAC source et destination changent selon le réseau traversé.

Compléments

• Les tables de routage sont configurées à l’aide d’algorithmes de routage.

💡 Astuce mémo

Application → transport → IP → liaison → physique

📖 7. Applications et ports

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle client-serveur : Un mode de coopération dans lequel un client émet des requêtes et un serveur fournit un service à la demande.
• Port réseau : Permet d’identifier une application sur une machine et son numéro est un entier codé sur 16 bits, compris entre 0 et 65535.

★ À maîtriser

• Les catégories de ports sont:
  • ports bien connus : [0; 1023]
  • ports enregistrés : [1024; 49151]
  • ports dynamiques : [49152; 65535]

Compléments

• Les ports bien connus comprennent FTP (20/21), SSH (22), Telnet (23), SMTP (25), DNS (53), DHCP (67/68), HTTP (80), IMAP (143) et HTTPS (443).

💡 Astuce mémo

IP identifie la machine, port identifie l’application

📖 8. UDP et TCP

★ À maîtriser

📌 UDP permet à un client d’envoyer un datagramme au port d’un serveur sans établir de connexion, tandis que TCP établit une connexion et utilise des accusés de réception et des réémissions.

• 🔄 Une communication UDP suit ces étapes: le serveur écoute un port, le client ouvre un port, le client envoie un message au port du serveur, le serveur peut répondre sur le port du client

• Avec TCP, le serveur écoute un port, le client demande l’établissement d’une connexion, puis les deux applications échangent des messages avec accusés de réception et réémissions en cas de problème.

Compléments

📌 Les entêtes TCP contiennent les ports source et destination, les numéros de séquence et d’accusé de réception, ainsi qu’un mécanisme de fenêtre pour ajuster le débit et limiter les pertes.

💡 Astuce mémo

UDP transmet des datagrammes, TCP établit une connexion fiable

📖 9. Internet moderne et adressage

★ À maîtriser

• Les adresses IPv4 codées sur 32 bits sont pratiquement épuisées, tandis qu’IPv6 est codé sur 128 bits et offre $2^{128}$ adresses différentes.

Compléments

• En 1989, Tim Berners-Lee invente le World Wide Web au CERN, et en 1990 ARPANET disparaît après sa démilitarisation.

💡 Astuce mémo

INWG → TCP/IP → Web → IPv6

📖 10. Routage entre systèmes autonomes

🔑 Notions clés & Définitions

• Système autonome : Un réseau IP dont la politique de routage interne est cohérente et qui est généralement contrôlé par une organisation unique.

★ À maîtriser

📌 Le routage intra-domaine est défini par l’opérateur et utilise notamment OSPF ou RIP, tandis que le routage inter-domaine est défini entre les systèmes autonomes avec BGP.

• Avec BGP, les routeurs de frontière s’échangent les nouvelles routes, conservent les meilleures routes et propagent les routes retenues.

Compléments

📌 La politique BGP rejette les routes inacceptables, choisit la meilleure route pour chaque destination et rejette les routes qui ne doivent pas être annoncées.

💡 Astuce mémo

OSPF/RIP intra-domaine, BGP inter-domaine

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des modèles en couches

Comparaison UDP et TCP