Fiche de révision : Réseaux informatiques

📋 Plan du Cours

1. Origines de la commutation par paquets
2. Protocoles et standardisation
3. Architecture en couches et modèle OSI
4. Réseaux locaux Ethernet et WiFi
5. Adressage IP et sous-réseaux
6. Routage et encapsulation
7. Modèle client-serveur et ports
8. UDP et programmation par sockets
9. TCP et connexions fiables
10. Internet, interconnexion et BGP

📅 Repères chronologiques

1. 1969ARPANET et NPL sont créés comme réseaux à commutation de paquets
2. 1973Le premier réseau français à commutation de paquets, CYCLADES, est créé
3. 1973Vinton Cerf et Robert Kahn proposent un modèle de protocole à quatre couches — Vinton Cerf and Robert Kahn, 1973

📖 1. Origines de la commutation par paquets

📝 Points essentiels

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

• Avec la commutation de paquets, un message est divisé en blocs appelés paquets, les paquets sont acheminés indépendamment, puis réassemblés en message original à la réception.

💡 Astuce mémo

Circuit dédié contre paquets indépendants

📖 2. Protocoles et standardisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Protocole : Ensemble de règles permettant une communication sans ambiguïté entre des acteurs autonomes et hétérogènes.

★ À maîtriser

📌 Pour permettre à plusieurs nœuds de partager un même support de communication, il faut définir des méthodes d'accès qui déterminent les règles d'occupation du support.

Compléments

• Les Request for Comments sont des documents qui décrivent les spécifications techniques des protocoles et, plus généralement, d'Internet.

💡 Astuce mémo

Protocoles propriétaires incompatibles → standardisation nécessaire

📖 3. Architecture en couches et modèle OSI

🔑 Notions clés & Définitions

• Adresse MAC : Adresse physique associée à l'interface réseau d'une machine.

★ À maîtriser

📌 Dans une architecture en couches, la couche N+1 voit le service fourni par la couche N, mais ne voit pas directement la couche N−1.

• Les sept couches OSI sont:
  • Application
  • Présentation
  • Session
  • Transport
  • Réseau
  • Liaison
  • Physique

Compléments

• Dans le modèle OSI, la couche transport gère notamment la connexion de bout en bout, le contrôle de flux et la notion de port.

💡 Astuce mémo

Application, présentation, session, transport, réseau, liaison, physique

📖 4. Réseaux locaux Ethernet et WiFi

★ À maîtriser

• Chaque machine est identifiée par une adresse MAC, et une machine possède autant d'adresses MAC que d'interfaces réseau.

• Le WiFi transmet les données par un point d'accès, repose sur l'évitement des collisions et la retransmission, et intègre le chiffrement à la couche 2.

Compléments

• Dans Ethernet avec un hub, les données sont transmises à toutes les machines et le fonctionnement repose sur la détection des collisions et la retransmission.

• Aujourd'hui, un switch est utilisé à la place d'un hub dans le réseau Ethernet présenté.

💡 Astuce mémo

Ethernet détecte les collisions, WiFi les évite

📖 5. Adressage IP et sous-réseaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Protocole IP : Sert à acheminer des messages, appelés datagrammes à cette couche, entre différents réseaux.

★ À maîtriser

• Une adresse IPv4 est longue de 32 bits et un datagramme IP contient les adresses IP source et destination.

📌 Les adresses IP des machines d'un même réseau partagent un préfixe, défini par une adresse IP de réseau et un masque de sous-réseau.

Compléments

• Le réseau 207.187.4.0 avec le masque 255.255.255.0 correspond au préfixe 207.187.4.*.

💡 Astuce mémo

Un préfixe réseau partage les premiers octets, comme une rue commune

📖 6. Routage et encapsulation

★ À maîtriser

📌 Un message destiné au même sous-réseau local est envoyé directement, tandis qu'un message destiné à un autre réseau est envoyé à la passerelle.

• La passerelle achemine les messages en consultant une table de routage qui associe des réseaux, des masques, des passerelles et des interfaces.

• Lors de l'encapsulation, les données applicatives reçoivent successivement les informations de transport, les adresses IP du réseau, puis les adresses MAC de liaison.

Compléments

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

💡 Astuce mémo

Application → transport → IP → liaison → physique

📖 7. Modèle client-serveur et ports

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle client-serveur : Mode de coopération dans lequel un serveur fournit un service à la demande et un client émet des requêtes vers ce serveur.
• Port : Un port est un moyen d'identifier une application sur un réseau, et son numéro est un entier de 16 bits compris entre 0 et 65535.

📝 Points essentiels

• Les catégories de ports sont:

  • Ports bien connus : 0 à 1023
  • Ports enregistrés : 1024 à 49151
  • Ports dynamiques : 49152 à 65535

• Les ports bien connus incluent FTP sur 20/21, SSH sur 22, DNS sur 53, HTTP sur 80 et HTTPS sur 443.

💡 Astuce mémo

Le client demande, le serveur fournit

📖 8. UDP et programmation par sockets

★ À maîtriser

• Avec UDP, le serveur écoute sur un port X, le client ouvre un port Y et envoie un message vers X, puis le serveur peut répondre vers Y.

• En Python, un serveur UDP crée une socket, l'associe à une adresse avec bind, puis attend un message avec recvfrom, tandis que le client envoie avec sendto.

Compléments

• Dans l'exemple Python, le serveur UDP écoute sur 127.0.0.1:5005 et le client utilise le port 59023 pour envoyer le message « Hello ».

💡 Astuce mémo

Créer → lier → recevoir côté serveur ; créer → envoyer côté client

📖 9. TCP et connexions fiables

★ À maîtriser

• Avec TCP, le client demande l'établissement d'une connexion sur le port du serveur, puis les deux applications échangent des messages avec accusés de réception.

📌 TCP retransmet les messages en cas de problème et utilise des numéros de séquence et d'accusé de réception pour gérer les pertes.

Compléments

• La fenêtre TCP ajuste le débit de transmission de l'émetteur afin de limiter la perte de messages.

• En Python, un serveur TCP crée une socket, l'associe avec bind, écoute avec listen et accepte une connexion avec accept, tandis que le client utilise connect.

💡 Astuce mémo

Accusé de réception et retransmission → échange fiable

📖 10. Internet, interconnexion et BGP

🔑 Notions clés & Définitions

• Système autonome : Réseau IP qui adopte une politique de routage cohérente et se trouve typiquement sous le contrôle d'une organisation unique.

★ À maîtriser

• En 1983, ARPANET adopte le modèle TCP/IP, puis en 1984 le modèle OSI devient un standard mais trop tard pour s'imposer face à TCP/IP.

• IPv4 utilise des adresses de 32 bits pratiquement épuisées, tandis qu'IPv6 code les adresses sur 128 bits et offre $2^{128}$ adresses différentes.

📌 Le routage intra-AS est défini par l'entité responsable du système autonome et utilise notamment OSPF ou RIP, tandis que le routage inter-AS est défini pour l'ensemble d'Internet et utilise BGP.

• BGP permet aux passerelles de:
  • Échanger les nouvelles routes
  • Conserver les meilleures routes
  • Transmettre les routes reçues des passerelles voisines

Compléments

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

💡 Astuce mémo

AS → passerelles → annonces de routes → meilleure route

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des protocoles de transport

Routage intra-AS et inter-AS