Fiche de révision : Réseaux et infrastructures informatiques

📋 Plan du Cours

1. Modèles en couches et OSI
2. Modèle TCP/IP et adressage
3. Réseaux locaux et topologies
4. Équipements de communication réseau
5. Topologies et équipements réseau
6. Supports et câblage réseau
7. Accès aux informations et réseaux locaux
8. Ethernet, Wi-Fi et administration
9. Configuration et dépannage TCP/IP
10. Internet, intranet, extranet et RIE
11. Partage des ressources réseau
12. Messagerie électronique et sécurité
13. Transfert de fichiers et forums
14. Groupware et gestion de contenu
15. Gestion documentaire et workflow
16. Web collaboratif et cloud computing
17. Clouds publics et interministériels
18. Téléphonie et visioconférence IP

📖 1. Modèles en couches et OSI

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle en couches : Segmentation des tâches nécessaires à l'échange d'informations entre deux applications afin de simplifier la conception des réseaux.
• Encapsulation : Inclusion des données d'un protocole dans un autre protocole afin que chaque couche puisse communiquer virtuellement avec la couche de même niveau sur la machine distante.

📝 Points essentiels

📌 Le modèle OSI, proposé par l'ISO, est surtout utilisé comme référence pédagogique, tandis que le modèle DOD ou TCP/IP est largement utilisé en pratique.

• Lors de l'émission, chaque couche reçoit les informations de la couche supérieure, les traite puis transmet le résultat à la couche inférieure ; à la réception, le mécanisme s'effectue en sens inverse.

• Le modèle OSI comprend les couches suivantes:

  • physique
  • liaison
  • réseau
  • transport
  • session
  • présentation
  • application

📌 La couche physique transmet des bits sur un support sans garantir l'acheminement sans erreur, tandis que la couche liaison transmet des trames entre interfaces directement interconnectées et gère la détection et la correction d'erreurs.

• La couche transport décompose un datagramme en paquets, demande la réémission des paquets perdus ou endommagés, réordonne les paquets reçus puis reconstruit le datagramme.

💡 Astuce mémo

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

📖 2. Modèle TCP/IP et adressage

🔑 Notions clés & Définitions

• Adresse IPv4 : Séquence de 4 octets séparés par des points, dont une partie identifie le réseau et l'autre la machine.
• Masque de sous-réseau : Indique la partie réseau d'une adresse IP par des bits à 1 et la partie machine par des bits à 0.

★ À maîtriser

• Le modèle TCP/IP comporte les couches suivantes:

  • accès au réseau
  • internet
  • transport
  • application

• Pour l'adresse IPv4 192.168.25.132 associée au masque 255.255.255.0, l'adresse du réseau est 192.168.25.0 et l'adresse de la machine est 132.

📌 TCP assure un transport fiable, connecté, ordonné et bidirectionnel, tandis qu'UDP est non fiable et non connecté, mais plus simple et plus rapide.

• IPv6 étend la longueur des adresses de 4 octets, soit 32 bits, pour IPv4 à 16 octets, soit 128 bits, et s'écrit en notation hexadécimale séparée par des deux-points.

📌 IP fournit une remise de datagrammes en mode non connecté sans contrôle de flux, tandis que TCP assure le contrôle et la fiabilité du transport.

Compléments

• Les plages privées indiquées sont:

  • 10.0.0.0 à 10.0.0.8
  • 172.16.0.0 à 172.31.0.0
  • 192.168.0.0 à 192.168.255.0

• Le protocole ARP convertit une adresse logique IP en adresse physique MAC sur un réseau local Ethernet.

💡 Astuce mémo

TCP fiable et connecté, UDP rapide mais non connecté

📖 3. Réseaux locaux et topologies

🔑 Notions clés & Définitions

• PAN : Un PAN est un réseau personnel limité à un espace d'environ une dizaine de mètres, utilisant notamment l'USB, le Bluetooth ou l'infrarouge.

★ À maîtriser

• Un LAN relie des équipements dans une zone géographique limitée, généralement un bâtiment ou un groupe de bâtiments rapprochés, avec une bande passante souvent comprise entre 100 et 1000 Mbits/s.

• Un WAN interconnecte des réseaux locaux et métropolitains à l'échelle d'une région, d'un pays ou de la planète.

📌 Dans une topologie en bus, tous les ordinateurs partagent une même ligne de transmission, tandis que dans une topologie en étoile, chaque ordinateur est relié à un composant central.

Compléments

• Un MAN interconnecte des réseaux sur une zone étendue telle qu'une ville ou un campus universitaire, avec une infrastructure privée, publique ou mixte.

• Dans une topologie en anneau, les stations forment une boucle et l'information transite de proche en proche ; une panne sur une station peut paralyser l'ensemble du réseau.

💡 Astuce mémo

Étoile centralisée, bus partagé, anneau en boucle

📖 4. Équipements de communication réseau

🔑 Notions clés & Définitions

• Routeur : Équipement qui interconnecte deux réseaux au niveau de la couche 3 du modèle OSI.

📝 Points essentiels

• Un routeur possède généralement une interface connectée au WAN, pouvant porter une adresse publique, et une interface connectée au réseau local, pouvant porter une adresse privée.

📖 5. Topologies et équipements réseau

🔑 Notions clés & Définitions

• Topologie en étoile : Relie chaque ordinateur par un segment de câble à un équipement central, initialement appelé concentrateur, par lequel transitent les signaux avant leur diffusion vers les autres ordinateurs.

📝 Points essentiels

📌 Un routeur interconnecte deux réseaux au niveau 3 du modèle OSI, tandis qu’un commutateur relie généralement des machines d’un même réseau en étoile au niveau 2.

• Un commutateur associe les adresses MAC aux ports grâce à une table de commutation et envoie une trame connue uniquement vers le port correspondant ; si l’adresse est inconnue, il l’envoie sur tous les ports puis complète sa table lorsque la machine émet.

📌 La topologie en bus relie tous les ordinateurs à une même ligne de transmission, tandis que la topologie en anneau relie les stations en boucle et fait transiter l’information de proche en proche.

💡 Astuce mémo

Étoile avec commutateur, bus fragile, anneau résilient aux collisions mais vulnérable aux pannes

📖 6. Supports et câblage réseau

🔑 Notions clés & Définitions

• Fibre optique : Un fil de verre très fin à base de silice dans lequel la lumière se propage par réflexion totale ; une impulsion lumineuse représente le bit 1 et l’absence de lumière représente le bit 0.

★ À maîtriser

• Les supports filaires cités sont:

  • les supports magnétiques
  • les paires torsadées
  • le câble coaxial
  • la fibre optique
  • le courant porteur en ligne

• Les paires torsadées sont constituées de deux fils conducteurs de cuivre enroulés l’un autour de l’autre et sont utilisées dans les réseaux LAN et WAN.

• La fibre optique offre une bande passante de l’ordre d’1 GHz pour 1 km, une faible atténuation, une grande légèreté et une immunité aux interférences électromagnétiques et à la corrosion chimique.

• Le câblage normalisé d’un immeuble repose d’abord sur le pré-câblage des points d’accès, puis sur le brassage qui établit les connexions utiles entre les panneaux de brassage et les équipements.

Compléments

• La classification des câbles à paires torsadées va des catégories 1 à 8 pour les composants et des classes A à F pour les câbles, l’ordre croissant correspondant à une meilleure performance.

• Les liaisons satellites citées sont: les satellites géostationnaires à 36 000 km au-dessus de l’équateur, les satellites à orbite moyenne à environ 18 000 km, dont le GPS est un exemple, les satellites à orbite basse à 750 km, comme Iridium

💡 Astuce mémo

Cuivre conducteur, fibre lumineuse, radio diffusante

📖 7. Accès aux informations et réseaux locaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Adresse IP : Une adresse universelle, provisoire ou permanente, qui permet de localiser sans équivoque un nœud du réseau Internet.
• DNS : Associe les noms de domaine mémorisables aux adresses IP numériques des machines raccordées à Internet.
• Portail Web : Une porte d’entrée unique vers un large éventail de ressources et de services Internet, généralement proposée avec un moteur de recherche et de nombreux hyperliens.

📝 Points essentiels

• Pour accéder à un site, le navigateur interroge successivement le DNS local, les serveurs DNS racines, le serveur des domaines de premier niveau puis le serveur autoritaire du domaine, qui fournit l’adresse IP au navigateur.

📐 Formule — Une adresse URL suit la forme $protocole://adresse\_du\_serveur/répertoire/fichier$ et précise à la fois le service Internet et la localisation de la ressource.

📌 Dans un réseau poste à poste, chaque machine peut être à la fois serveur et cliente, tandis que dans un réseau à serveurs dédiés, les serveurs fournissent des services aux stations clientes.

• Les réseaux à serveurs dédiés offrent des performances et une sécurité supérieures, permettent la spécialisation des serveurs et centralisent notamment la gestion, les sauvegardes et les antivirus réseau.

💡 Astuce mémo

Nom de domaine → DNS → adresse IP → connexion Web

📖 8. Ethernet, Wi-Fi et administration

🔑 Notions clés & Définitions

• Adresse MAC : Une adresse MAC est un identifiant unique de carte réseau représenté par 6 octets en notation hexadécimale, dont les 3 premiers identifient le constructeur et les 3 suivants le numéro d’ordre.
• DHCP : Attribue automatiquement à un poste sa configuration IP à partir d’une base centrale d’adresses disponibles, pour une durée appelée bail.

📝 Points essentiels

• Ethernet est un protocole de réseau local standardisé sous le nom IEEE 802.3, avec des débits connus de 10 Mbit/s, 100 Mbit/s pour Fast Ethernet et 1 000 Mbit/s pour Gigabit Ethernet.

📌 Dans Ethernet, la topologie logique est un bus puisque les données sont diffusées sur le média, tandis que la topologie physique peut être une étoile lorsque les machines sont reliées individuellement à un commutateur.

• Les réseaux Wi-Fi répondent à la norme IEEE 802.11 et offrent des débits théoriques allant de 11 Mbit/s en 802.11b à 46 Gbit/s en 802.11be, ou Wi-Fi 7.

• En mode infrastructure Wi-Fi, les machines équipées de cartes sans fil se connectent à un ou plusieurs points d’accès configurés avec le même SSID, ce qui permet de contrôler les accès au réseau.

💡 Astuce mémo

Médium partagé → collisions ; commutateur → communications séparées

📖 9. Configuration et dépannage TCP/IP

🔑 Notions clés & Définitions

• DHCP : Service qui attribue automatiquement et dynamiquement à un ordinateur sa configuration réseau à partir d'une base centrale d'adresses IP disponibles.

★ À maîtriser

• Si le serveur DHCP est indisponible, le client utilise automatiquement une adresse de type 169.254.X.X avec le masque de sous-réseau 255.255.0.0.

• Le dépannage TCP/IP commence par la couche Interface réseau et remonte vers la couche Application en vérifiant la communication entre chaque couche et ses couches immédiatement supérieure et inférieure.

• 🔄 La procédure de test TCP/IP consiste à:

  1. Effectuer un ping sur 127.0.0.1
  2. Effectuer un ping sur l'adresse IP de l'hôte à joindre
  3. Effectuer un ping sur l'adresse IP de la passerelle par défaut

Compléments

• Le bail DHCP détermine la période pendant laquelle la configuration IP attribuée au poste de travail reste valable.

• La commande tracert permet de suivre les routeurs traversés par les paquets IP et d'identifier l'endroit où un paquet s'est arrêté.

💡 Astuce mémo

Interface réseau → TCP/IP → passerelle → application

📖 10. Internet, intranet, extranet et RIE

🔑 Notions clés & Définitions

• Internet : Réseau international de réseaux dont les ordinateurs communiquent grâce à des protocoles d'échange de données standard.
• Réseau interministériel de l'État : Réseau placé sous l'autorité du Premier ministre et de la DINUM, mis en service en 2014 pour remplacer les réseaux exploités par 17 ministères.

★ À maîtriser

📌 Internet est un espace public, l'intranet regroupe des services internes accessibles aux utilisateurs identifiés, et l'extranet ouvre de manière sécurisée une partie de l'intranet à des partenaires autorisés.

• Le RIE vise à limiter les cyberattaques, faciliter les échanges de données interministériels et mutualiser les infrastructures administratives.

Compléments

• Le RIE dimensionne son réseau pour transporter les données de 18 systèmes d'information ministériels, avec 12 000 km de fibre optique, plus de 10 Gbit/s de débit, 14 000 points de raccordement et plus d'un million d'agents utilisateurs.

💡 Astuce mémo

Internet public, intranet interne, extranet partagé avec des partenaires

📖 11. Partage des ressources réseau

🔑 Notions clés & Définitions

• Partage de fichiers : Consiste à mettre un ou plusieurs fichiers ou répertoires à la disposition de plusieurs utilisateurs disposant de droits d'accès adaptés, notamment de lecture ou d'écriture.

★ À maîtriser

• Le partage d'applications sur un disque ou un répertoire réseau facilite la mise à jour, la sauvegarde et l'utilisation d'une version logicielle unique.

Compléments

• Les données peuvent être partagées de trois manières:

  • En les transmettant directement d'un ordinateur à un autre
  • En les envoyant vers un matériel intermédiaire
  • En les conservant sur un serveur auquel les autres postes accèdent

• Le partage des ressources améliore la diffusion et l'actualisation de l'information, met à disposition des périphériques et des applications, et favorise le travail en équipe.

📖 12. Messagerie électronique et sécurité

🔑 Notions clés & Définitions

• Adresse électronique : Identifie une boîte aux lettres et suit généralement la forme [email protected], comme [email protected].
• LDAP : Standard d'accès aux annuaires qui organise hiérarchiquement les utilisateurs et les ressources, mais ce n'est pas un protocole de messagerie.

★ À maîtriser

• SMTP transmet les messages, POP3 récupère les courriers depuis le serveur et IMAP4 permet de les consulter et de les synchroniser avec le serveur.

• La messagerie Internet ne garantit pas par défaut l'authentification, la confidentialité ni l'intégrité des courriels, qui peuvent être interceptés ou modifiés.

• L'opt-in n'autorise l'envoi de publicités qu'après consentement explicite, tandis que l'opt-out permet l'envoi avec un droit d'opposition a posteriori.

Compléments

• Les protocoles SMTPS, POP3S et IMAP4S, ainsi que les certificats, renforcent la sécurité de la messagerie en garantissant l'identité des correspondants et l'intégrité des messages.

💡 Astuce mémo

SMTP envoie, POP3 récupère, IMAP4 synchronise

📖 13. Transfert de fichiers et forums

🔑 Notions clés & Définitions

• FTP : ou File Transfer Protocol, est le protocole utilisé pour le transfert et le téléchargement de fichiers, souvent stockés sur des serveurs FTP.

★ À maîtriser

• Le spamming consiste notamment à envoyer des messages à partir d'une collecte irrégulière d'adresses électroniques, et constitue le délit d'entrave au fonctionnement d'un système de traitement automatisé de données prévu à l'article 323-2 du Code pénal.

• L'opt-in exige le consentement explicite de l'internaute avant l'envoi de publicités, tandis que l'opt-out lui garantit seulement un droit d'opposition a posteriori et une possibilité de désinscription.

• Les forums fondés sur une liste d'abonnés acheminent les messages dans les boîtes électroniques des inscrits, tandis que les groupes Usenet stockent les messages sur des serveurs consultés avec un logiciel de News ou un lecteur de nouvelles.

• Dans un groupe modéré, la publication d'un article dépend de l'accord du modérateur qui applique généralement une charte, tandis que tous les messages sont publiés dans un groupe non modéré.

Compléments

• Pour télécharger un fichier depuis une page Web, l'utilisateur localise le fichier, clique sur un lien hypertexte, choisit l'emplacement de réception sur son disque et suit la progression du téléchargement.

• Un serveur FTP ouvert au grand public est dit anonyme et peut demander comme identifiant « anonymous » et comme mot de passe l'adresse électronique de l'utilisateur.

💡 Astuce mémo

Web simple pour télécharger, FTP spécialisé pour mieux contrôler

📖 14. Groupware et gestion de contenu

🔑 Notions clés & Définitions

• Groupware : un ensemble de méthodes, procédures, logiciels et plates-formes informatiques permettant à des personnes travaillant dans un même contexte professionnel de collaborer.
• Gestion de contenu : regroupe les concepts et outils destinés à résoudre les problèmes de production de contenu des sites Web et à intégrer leurs acteurs et supports de diffusion.

★ À maîtriser

• Le triptyque du travail de groupe comprend:

  • communication
  • coopération
  • coordination

• Un système de gestion de contenu fournit notamment: la gestion des utilisateurs et de leurs droits, la création et l'édition de contenu, le stockage du contenu, les métadonnées, la gestion de la qualité de l'information, l'indexation et la recherche, la gestion de l'interface utilisateur, la syndication, la gestion des versions du site

Compléments

• Les outils de groupware permettent notamment le partage de dossiers avec des droits de lecture, d'écriture, de modification et de suppression, ainsi que la réplication de dossiers pour les membres nomades.

📌 Un système de gestion de contenu permet de soumettre les informations à un circuit de validation, de rejeter un contenu pour correction, puis de le soumettre à nouveau.

💡 Astuce mémo

3C : communication, coopération, coordination

📖 15. Gestion documentaire et workflow

🔑 Notions clés & Définitions

• GED : ou GED, dématérialise les documents papier et organise leur stockage, leur circulation, leur recherche et leur diffusion au moyen de l'informatique et des télécommunications.
• Workflow : est la gestion électronique des processus qui définit les tâches, les rôles, l'ordre des routes et les règles d'exécution associées à un document.

★ À maîtriser

• Un système de GED organise généralement la vérification des documents numérisés ou récupérés, leur indexation et la création de fiches, la gestion des index ou fiches, puis la gestion des documents dans les formats retenus.

📌 La GED permet des recherches sur critères, combinant des opérateurs booléens, numériques ou textuels, et des recherches en texte intégral fondées sur l'indexation automatique du contenu.

📌 Le workflow occasionnel concerne des processus simples ou liés à des formulaires, tandis que le workflow de production concerne des processus métier lourds, répétitifs et associés à de gros volumes.

Compléments

• Le stockage des fichiers de GED sur serveur garantit généralement la sauvegarde automatique quotidienne des mises à jour et l'accès partagé à la dernière version des fichiers.

💡 Astuce mémo

Numériser, indexer, stocker, rechercher, diffuser

📖 16. Web collaboratif et cloud computing

🔑 Notions clés & Définitions

• Web 2.0 : Dans l'article « What is Web 2.0 » publié en 2004, Tim O'Reilly présente le Web 2.0 comme une plate-forme d'échanges entre utilisateurs, services et applications en ligne fondée sur l'intelligence collective.
• Cloud computing : est un modèle d'accès à la demande à des ressources informatiques partagées et configurables, fournies à distance avec un effort minimal de gestion.

★ À maîtriser

📌 Un cloud public délègue les applications et les données à un fournisseur, un cloud privé réserve les ressources à une organisation, et un cloud hybride associe une infrastructure locale ou privée à un cloud public.

📌 IaaS fournit des infrastructures, PaaS ajoute des logiciels préconfigurés et des outils de développement, tandis que SaaS fournit des applications Web prêtes à l'emploi.

Compléments

• Le cloud interministériel Nubo, opéré par la DGFiP, est déployé sur deux sites géographiques distants et utilise OpenStack sur quatre plateformes, dont deux à usages internes et deux à usages publics.

• Un conteneur fournit un espace d'exécution dédié à une application et facilite le test des applications, l'identification des dysfonctionnements et des failles de sécurité, ainsi que la vérification de la stabilité avant le déploiement.

💡 Astuce mémo

Cloud public partagé, cloud privé exclusif, cloud hybride combiné

📖 17. Clouds publics et interministériels

🔑 Notions clés & Définitions

• Conteneur : Espace d’exécution dédié à une application qui facilite les tests et l’identification des dysfonctionnements, failles de sécurité et problèmes de stabilité avant son déploiement.

★ À maîtriser

📌 Le cloud dédié est une offre externe personnalisée, hébergée sur des infrastructures dédiées et destinée aux données et applications de sensibilité moindre, tandis que le cloud externe est un catalogue d’offres accessibles sur Internet pour des données et applications peu sensibles.

• La DGFiP opère le cloud interministériel NUBO, déployé sur deux sites géographiques distants avec OpenStack et quatre plateformes, dont deux internes et deux publiques accessibles par Internet.

• Le projet cloud de la DGDDI vise à déployer rapidement des applications conteneurisées sur NUBO et à livrer puis exploiter ces applications sur des machines internes aux deux centres informatiques douaniers.

Compléments

• Fin juillet 2021, le cloud NUBO hébergeait plus de 100 produits répartis sur 2 000 machines virtuelles.

📖 18. Téléphonie et visioconférence IP

🔑 Notions clés & Définitions

• VoIP : Technique qui transporte la voix via Internet ou tout autre réseau utilisant le protocole TCP/IP.
• Pare-feu : Élément matériel ou logiciel placé à la jonction entre un réseau à protéger et Internet afin de contrôler et filtrer les accès entrants et sortants selon des règles définies par l’administrateur.
• Disque miroir : Maintient une copie de secours des données sur un ou plusieurs disques supplémentaires grâce à une copie effectuée à chaque écriture, permettant de conserver l’accès aux données lorsqu’un disque tombe en panne.
• Cluster : Ensemble de serveurs autonomes, transparents pour les utilisateurs, qui partagent les applications et les données afin de poursuivre les traitements sur les autres serveurs lorsqu’un serveur tombe en panne ou doit être maintenu.
• Virtualisation des serveurs : Consiste à faire fonctionner plusieurs serveurs logiques sur un même serveur physique afin de mutualiser ses capacités et d’optimiser l’utilisation des ressources.
• Cluster : Ensemble de plusieurs serveurs autonomes, possédant chacun sa mémoire, son processeur, ses entrées/sorties et sa propre copie du système d’exploitation, mais vus de manière transparente par les utilisateurs grâce à une interconnexion réseau.

📝 Points essentiels

📌 La ToIP regroupe les services téléphoniques destinés aux utilisateurs finaux, tandis que la VoIP désigne principalement le transport de la voix sur un réseau IP.

• En ToIP, la voix analogique est transformée en signaux binaires puis transportée par paquets au format TCP ou UDP sur le réseau informatique.

• La transmission ToIP impose l’optimisation de la bande passante, la maîtrise du délai de transmission entre 150 et 400 ms, la réduction de l’écho et de la gigue, ainsi que la gestion de la qualité de service de bout en bout.

📌 La visioconférence point à point relie directement deux sites, la solution multipoint permet à plus de deux personnes ou sites de participer, et la diffusion permet à des personnes distantes de regarder une réunion sans y participer directement.

• Les principales actions d’un pare-feu sont:
  • Autoriser la connexion (allow)
  • Bloquer la connexion (deny)
  • Rejeter la demande sans avertir l’émetteur (drop)

📌 La liste blanche autorise uniquement les communications explicitement autorisées, tandis que la liste noire interdit uniquement les communications explicitement interdites.

📌 Le filtrage statique analyse séparément les paquets selon leurs en-têtes, le filtrage dynamique suit l’état des connexions aux niveaux 3 et 4 du modèle OSI, et le filtrage applicatif inspecte les communications au niveau 7.

• Le contrôle d’accès identifie l’utilisateur, authentifie son identité, surveille les accès et sauvegarde l’intégrité du système.

📌 Le multitraitement asymétrique affecte les tâches à un processeur maître et à des processeurs esclaves spécialisés, tandis que le multitraitement symétrique considère les processeurs comme égaux et répartit les threads entre eux.

📌 Le RAID 0 répartit les données entre plusieurs disques sans redondance, le RAID 1 utilise des disques en miroir, et le RAID 5 répartit les données avec une protection par codage de parité.

💡 Astuce mémo

ToIP = voix sur réseau ; visioconférence = voix et vidéo à distance

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des modèles réseau

Comparaison des réseaux locaux