Fiche de révision : Normalisation et architectures réseau

📋 Plan du Cours

1. Pourquoi normaliser les réseaux
2. Organismes et types de standards
3. Modèle OSI et protocoles
4. IEEE 802 et architecture TCP-IP
5. Rôle de l’UIT
6. Couches OSI 2 à 4
7. Couches OSI 5 à 7
8. Normalisation IEEE 802
9. IETF et architecture TCP-IP
10. UIT et gestion du spectre
11. Régulation française du spectre

📖 1. Pourquoi normaliser les réseaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Normalisation : Vise à permettre l’interconnexion d’équipements hétérogènes et à rendre compatibles des matériels issus de constructeurs différents.
• Standard : Référentiel commun et documenté destiné à harmoniser l’activité d’un secteur, auquel nul n’est obligé de se conformer.

📝 Points essentiels

• Dans les années 1970, chaque fournisseur d’équipements informatiques développait sa solution propriétaire, ce qui créait des difficultés d’interconnexion entre systèmes.

• Les technologies réseau doivent respecter les lois et décrets français ainsi que les règlements et directives européens, notamment pour protéger contre les utilisations illégitimes et protéger les données personnelles.

💡 Astuce mémo

Solutions propriétaires hétérogènes → besoin d’interopérabilité

📖 2. Organismes et types de standards

★ À maîtriser

📌 Une norme est un document de référence publié par un organisme de normalisation, tandis qu’un standard est un document de référence publié par une entité quelconque.

📌 Un standard ouvert possède des spécifications techniques publiques sans restriction de mise en œuvre, tandis qu’un standard fermé repose sur un référentiel non diffusé et une solution propriétaire.

• L’ISO s’occupe de tout sauf du domaine électrique, l’IEEE traite notamment les réseaux locaux, la CEI regroupe les organismes nationaux de l’industrie électrique, l’ETSI produit des normes comme DAB, DECT, GSM, UMTS, 4G et 5G, et l’AFNOR représente la normalisation française.

Compléments

• Les standards de fait cités sont TCP/IP, SNMP et MP3, tandis que les organismes de proposition cités comprennent l’IEEE, l’IETF et l’ECMA.

💡 Astuce mémo

Norme publiée par un organisme de normalisation, standard publié par toute entité

📖 3. Modèle OSI et protocoles

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle OSI : Défini par l’ISO sous la norme ISO 7498, découpe une communication numérique en 7 fonctions élémentaires indépendantes appelées couches et précise ce que chaque couche doit faire sans définir comment elle doit le faire.

★ À maîtriser

• Les couches 1 à 4 du modèle OSI sont dédiées au transport de l’information, tandis que les couches 5 à 7 sont dédiées au traitement de l’information.

• Lors de l’encapsulation, chaque couche ajoute ses informations de protocole aux données reçues de la couche supérieure avant de les transmettre à la couche inférieure, puis le destinataire réalise le processus inverse appelé désencapsulation.

• La couche physique transmet des bits et adapte les données au support électrique, optique ou radioélectrique en définissant notamment les tensions, fréquences, longueurs d’onde, prises et longueurs maximales.

• La couche liaison organise les bits en trames, assure l’adressage local et détecte ou corrige les erreurs liées à la transmission entre systèmes directement connectés.

• La couche réseau assure l’adressage global et le routage des paquets de bout en bout entre les réseaux traversés.

• La couche transport fournit un canal de communication de bout en bout indépendant des sous-réseaux traversés et assure la segmentation ainsi que le réassemblage des données.

Compléments

• Les unités de données sont: le bit à la couche physique, la trame à la couche liaison, le paquet à la couche réseau, le segment à la couche transport, le message aux couches session et présentation

• La couche présentation gère la représentation des données, notamment le codage des caractères, le codage des octets, la compression, le chiffrement et l’authentification.

• La couche application fournit les services réseau directement utilisables, comme le Web, le transfert de fichiers, la messagerie électronique et le contrôle à distance.

💡 Astuce mémo

Physique → Liaison → Réseau → Transport → Session → Présentation → Application

📖 4. IEEE 802 et architecture TCP-IP

★ À maîtriser

• L’IEEE a normalisé la quasi-totalité des couches 1 et 2 des réseaux locaux en séparant la couche physique, la couche MAC et la couche LLC.

• Les principales normes IEEE 802 citées sont:

  • 802.3 Ethernet CSMA/CD
  • 802.4 Token Bus
  • 802.5 Token Ring
  • 802.11 Wi-Fi CSMA/CA
  • 802.15 WPAN
  • 802.16 BWA

• L’IETF ne s’occupe que des couches OSI 3 et supérieures, tandis que l’architecture TCP-IP regroupe les fonctions des couches basses et hautes selon une organisation différente du modèle OSI.

• Dans l’architecture TCP-IP, IPv4, IPv6 et ICMP relèvent du réseau, TCP et UDP du transport, et HTTP, HTTPS, DNS, POP, SMTP, FTP, SSH, SMB et NFS des applications.

Compléments

• Les ports TCP et UDP vont de 0 à 65535, avec notamment les ports 80 pour HTTP, 25 pour SMTP, 53 pour DNS, 20 et 21 pour FTP, et 110 pour POP.

💡 Astuce mémo

IEEE traite surtout des couches 1-2, l’IETF des couches 3 et supérieures

📖 5. Rôle de l’UIT

🔑 Notions clés & Définitions

• UIT : Une agence spécialisée de l’ONU, créée par 20 pays le 17 mai 1865 et située à Genève, qui réglemente et planifie les télécommunications mondiales.

★ À maîtriser

• L’UIT établit les normes de télécommunication, attribue les bandes de fréquences hertziennes, maritimes, aériennes et de télédiffusion, et fixe les orbites satellitaires.

Compléments

📌 Le brouillage intentionnel d’une bande de fréquences est puni de 6 mois de prison et de 30000€ d’amende selon le CPCE.

📖 6. Couches OSI 2 à 4

🔑 Notions clés & Définitions

• Couche liaison : Fournit les moyens nécessaires à l’établissement, au maintien et à la libération des connexions de liaison de données entre les entités d’un réseau local.
• Couche réseau : Assure l’adressage global, le routage des paquets entre les réseaux et le contrôle de flux ainsi que la détection ou correction des erreurs non réglées par la couche liaison.
• Couche transport : Fournit aux couches supérieures un canal de transport de données de bout en bout indépendant de la nature du réseau sous-jacent.

★ À maîtriser

• L’unité de données de la couche liaison est la trame et cette couche est responsable de l’adressage local.

• L’unité de données de la couche réseau est le paquet et cette couche définit et exploite des protocoles de routage.

Compléments

• La couche transport segmente et réassemble les données, et propose cinq classes de service allant de la classe 0 peu fiable à la classe 4 très fiable.

💡 Astuce mémo

Trame → paquet → segment

📖 7. Couches OSI 5 à 7

🔑 Notions clés & Définitions

• Couche session : Organise et synchronise les dialogues et les échanges de données entre applications, notamment grâce à la gestion du tour de parole et à des points de reprise.
• Couche présentation : Assure la syntaxe et la sémantique des informations transportées en représentant les données dans un format compréhensible par les systèmes communicants.
• Couche application : Fournit aux processus applicatifs des services directement utilisables, comme le transfert d’information, l’allocation de ressources, l’intégrité des données et la synchronisation des applications coopérantes.

📝 Points essentiels

• La couche présentation peut assurer les fonctions suivantes: coder les caractères avec ASCII, EBCDIC, UTF8 ou ASN1, coder l’octet selon l’architecture x86 ou PPC, compresser ou décompresser les données, chiffrer les données, authentifier les extrémités

💡 Astuce mémo

Session → présentation → application

📖 8. Normalisation IEEE 802

★ À maîtriser

• En février 1980, l’IEEE a été chargé de définir des normes pour les réseaux locaux et a créé le groupe 802.

• Les contraintes du groupe IEEE 802 incluent le support d’au moins 200 machines sur un support d’au moins 2 km, un débit compris entre 1 Mbit/s et 100 Mbit/s, l’ajout ou le retrait d’équipements sans perturbation et l’adressage unicast, multicast et broadcast.

• Le comité IEEE 802 comprend notamment 802.1 pour l’architecture générale des réseaux locaux, 802.2 pour LLC et 802.3 pour la méthode d’accès CSMA/CD.

📌 Le modèle IEEE divise la couche liaison du modèle OSI en deux sous-couches : MAC, qui contrôle l’accès au support, et LLC, qui masque les méthodes d’accès et protège éventuellement les données contre les pertes et les erreurs.

Compléments

• Les trois standards initiaux de niveau 2 sont:
  • Ethernet de Digital Intel Xerox
  • Token Ring d’IBM
  • Token Bus de General Motors

💡 Astuce mémo

MAC accède au support, LLC contrôle la liaison

📖 9. IETF et architecture TCP-IP

🔑 Notions clés & Définitions

• RFC : Requests For Comments — Document numéroté décrivant techniquement une étude de l’IETF et constituant un standard ouvert lorsqu’elle définit un protocole Internet.

📝 Points essentiels

• Des exemples de protocoles et de RFC sont : (IETF):
  • IP : RFC791
  • TCP : RFC793
  • FTP : RFC959
  • HTTP : RFC2616

📌 L’architecture TCP-IP ne constitue pas un modèle de conception des protocoles : elle a été définie après les protocoles qui la composent et les organise en couches fonctionnelles.

• Dans TCP-IP, la couche Accès au réseau correspond aux couches physique et liaison de l’OSI mais n’est pas définie, car la couche Internet peut être transportée par n’importe quel protocole de niveau 2 et sur n’importe quel support.

📌 La couche Transport de TCP-IP propose TCP en mode connecté, plus lent et plus fiable, ou UDP en mode non connecté, plus rapide et moins fiable.

• Les fonctionnalités des couches 5 à 7 sont intégrées notamment dans:
  • Telnet
  • HTTP
  • FTP
  • DNS
  • IMAP

💡 Astuce mémo

OSI décrit un modèle, TCP-IP assemble des protocoles

📖 10. UIT et gestion du spectre

🔑 Notions clés & Définitions

• UIT : Agence spécialisée de l’ONU qui réglemente et planifie les télécommunications mondiales, établit des normes télécom, attribue les bandes de fréquences et fixe les orbites satellitaires.

★ À maîtriser

• L’UIT caractérise le spectre des radiofréquences, qui s’étend de 9 kHz à 300 GHz, et cette ressource limitée est indispensable aux services publics, communications privées et infrastructures critiques.

Compléments

• Le 17 mai 1865, l’UIT a été créée par 20 pays.

• 🔄 La gestion du spectre consiste à: attribuer les bandes de fréquences, protéger le spectre contre les brouillages, fixer les règles d’utilisation des télécommunications et des orbites satellitaires

💡 Astuce mémo

Brouillage → perturbation des communications et infrastructures

📖 11. Régulation française du spectre

★ À maîtriser

• En France, l’ANFR assure la planification, la gestion et le contrôle du spectre, en attribuant les bandes de fréquences conformément aux règles de l’UIT et de l’Europe.

📌 Selon le CPCE, les brouillages intentionnels sont punis de peines pouvant aller jusqu’à 6 mois d’emprisonnement et 30 000 € d’amende. — Code des Postes et des Communications Électroniques

📌 L’importation, la publicité, la cession, la mise en circulation, l’installation, la détention et l’utilisation de brouilleurs sont strictement interdites et punies des mêmes peines.

Compléments

• En 2020 dans la Drôme, une box internet défectueuse a brouillé des signaux GPS et Galileo jusqu’à son remplacement par l’opérateur trois jours après l’intervention des techniciens de l’ANFR.

📊 Tableaux de synthèse

Couches du modèle OSI

Correspondance des modèles réseau