Fiche de révision : Modèle OSI et réseaux Ethernet

📋 Plan du Cours

1. Modèle OSI et encapsulation
2. Modèle DoD et protocoles
3. Accès réseau et normes Ethernet
4. Collisions et commutation
5. Services réseau et routage IP
6. Transport et services applicatifs
7. Câblage RJ45

📖 1. Modèle OSI et encapsulation

★ À maîtriser

• Le modèle OSI, fondé sur une proposition de l’ISO (International Organization for Standardization), décrit la communication entre systèmes ouverts en sept couches.

• Les sept couches OSI, de la couche 7 à la couche 1, sont :

  • Application
  • Présentation
  • Session
  • Transport
  • Réseau
  • Liaison
  • Physique

• Lors de l’encapsulation, chaque couche ajoute aux données utilisateur ses propres données de contrôle sous forme d’un en-tête et, éventuellement, d’un pied.

Compléments

• De la couche 7 à la couche 1, les unités de données OSI sont :

  • APDU
  • PPDU
  • SPDU
  • TPDU
  • paquet
  • trame
  • bit

• PDU signifie Protocol Data Unit.

📖 2. Modèle DoD et protocoles

★ À maîtriser

• Les quatre couches DoD sont :

  • Application
  • Transport
  • Réseau
  • Accès réseau

• La couche Application met en rapport deux processus applicatifs au travers d’un lien réseau et fournit notamment des services de transfert de fichiers, de messagerie et d’annuaire.

Compléments

• Dans le modèle DoD, les unités de données présentées sont les données au niveau Application, le segment au niveau Transport, le paquet ou datagramme au niveau Réseau et la trame au niveau Accès réseau.

• La couche Session OSI distingue les dialogues full-duplex, bidirectionnels, half-duplex, alternatifs, et simplex, unidirectionnels.

• La couche Présentation gère la résolution syntaxique entre les données échangées.

📖 3. Accès réseau et normes Ethernet

★ À maîtriser

• La couche Accès réseau assure la transmission du signal électrique et permet à plusieurs utilisateurs de partager le même support ; elle s’appuie sur les normes IEEE 802.

• Les normes IEEE 802.1 citées définissent :

  • 802.1d : ponts et Spanning Tree
  • 802.1p : priorités et gestion de la bande passante
  • 802.1q : réseaux virtuels VLAN

• La norme 802.3 définit l’accès au média CSMA/CD, c’est-à-dire Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection.

Compléments

• L’architecture IEEE 802 distingue LLC (Logical Link Control) et MAC (Medium Access Control).

• Ethernet est le type de réseau le plus couramment rencontré dans les réseaux locaux et repose sur les spécifications 802.3x.

• La norme 802.3u définit Fast Ethernet à 100 Mbits/s et cite 100BaseT, 100BaseFx, 100BaseT4 et 100BaseTx, chacun avec une portée de 100 m.

• La norme 802.3z définit Gigabit Ethernet à 1000 Mbits/s et cite 1000BaseCx, 1000BaseLx et 1000BaseSx.

📖 4. Collisions et commutation

🔑 Notions clés & Définitions

• Domaine de collision : Segment de réseau dans lequel toutes les stations partagent la même bande passante.

★ À maîtriser

• 🔄 L’algorithme CSMA/CD suit ces étapes :

  1. Écouter si le canal est libre.
  2. Attendre si le canal est occupé.
  3. Commencer la transmission lorsque le canal est libre.
  4. En cas de collision, arrêter et attendre la fin d’une temporisation avant de retransmettre.

• Un bus Ethernet coaxial et un hub ou répéteur relaient les données reçues vers tous les autres ports ; ces dispositifs de couche 1 ne modifient pas le domaine de collision.

• Un bridge relie deux réseaux locaux physiques pour former un réseau logique, tandis qu’un switch transmet les données reçues uniquement vers le port où est connectée la station destinataire.

• Un switch réduit les collisions Ethernet en segmentant les domaines de collision.

Compléments

• Les dispositifs de couche 2 ne propagent ni les collisions ni les trames mal formées et modifient le domaine de collision.

📌 Dans un réseau ponté redondant, des trames à mauvaise adresse MAC ou des trames de broadcast à l’adresse FF:FF:FF:FF:FF:FF peuvent circuler indéfiniment, car Ethernet ne prévoit pas de Time-To-Live ; Spanning Tree (802.1d) évite ce problème en bloquant provisoirement un port redondant.

💡 Astuce mémo

Hub diffuse à tous ; switch cible le port du destinataire.

📖 5. Services réseau et routage IP

🔑 Notions clés & Définitions

• Domaine de broadcast : Les stations appartenant au même réseau IP appartiennent au même domaine de broadcast, comme les stations du réseau 192.168.2.0/24.

★ À maîtriser

• La couche Réseau rend le service indépendant de la technologie du sous-réseau et utilise un schéma d’adressage unique entre les stations.

📌 Le service réseau avec connexion crée un canal point-à-point dédié, comme un circuit virtuel, tandis que le service sans connexion peut acheminer chaque paquet par un chemin différent, comme le service de datagramme.

• IP (Internet Protocol) est le principal protocole de réseau utilisé.

• Un routeur achemine les données entre réseaux jusqu’à la station destinataire et doit connaître une route vers cette destination.

Compléments

• Une adresse IP comprend une partie qui code l’adresse du réseau et une partie qui code l’adresse de la station dans ce réseau, comme dans 192.168.2.5/24.

• Une route peut être statique et inscrite dans la configuration, être connectée et ajoutée automatiquement à partir d’une interface active configurée, ou être apprise par échange d’informations entre routeurs via un protocole de routage ; les routes sont stockées dans la table de routage.

• Le protocole IP utilise un mécanisme Time-To-Live pour empêcher les paquets de circuler indéfiniment dans le réseau.

💡 Astuce mémo

Circuit dédié avec connexion ; chemins variables sans connexion.

📖 6. Transport et services applicatifs

★ À maîtriser

• La couche Transport permet le transfert transparent des données indépendamment des réseaux traversés.

📌 Le transport avec connexion utilise un circuit virtuel ou peut traiter un incident de communication, tandis que le transport sans connexion est plus rapide mais ne garantit pas l’acheminement.

Compléments

• Les protocoles cités sont :

  • Avec connexion : Frame-Relay
  • Avec connexion : X25
  • Avec connexion : TCP
  • Avec connexion : SPX
  • Sans connexion : UDP
  • Sans connexion : IPX

• La couche Transport contribue à la qualité de service en contrôlant le flux et le réseau, notamment en ajustant le taux d’envoi des paquets selon les capacités de la station réceptrice.

• Le contrôle du flux peut utiliser le principe de la fenêtre de transmission glissante.

• Les protocoles et services applicatifs cités comprennent SMB/CIFS, NetBT, DNS, DHCP, SNMP, Telnet, SSH, HTTP, FTP, SMTP, POP, IMAP et WINS ; ARP, IP, ICMP, IGMP et Ethernet relèvent de couches inférieures.

💡 Astuce mémo

TCP avec connexion et garantie ; UDP sans connexion et sans garantie.

📖 7. Câblage RJ45

📝 Points essentiels

• Le câble RJ45 droit est présenté avec les brochages TIA/EIA 568A et 568B et les fonctions Transmit+, Transmit-, Receive+, Receive- ainsi que des broches non utilisées.

• Pour un câble RJ45 croisé de catégorie 3, un connecteur de type A est raccordé à un connecteur de type B.

• Un câble RJ45 croisé de catégorie 5 à quatre paires croise également les paires 4-5 et 7-8.

📊 Tableaux de synthèse

Équipements et domaines réseau