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Qu'est-ce qu'un réseau informatique ?

Réseau

Qu'est-ce qu'un réseau informatique ? : Le terme réseau informatique est utilisé dans de nombreux domaines différents.

Que ce soit réseaux sociaux,réseaux téléphoniques, réseaux de télévision et, aussi, des réseaux informatiques.

C’est un moyen de connecter plusieurs composants ensemble.

Le réseau informatique connecte des PC,  imprimantes, serveurs, téléphones, caméras et plein d'autres types d’équipements afin qu'ils puissent tous communiquer entre eux.

Réseau

Composants physiques d'un réseau

Un réseau peut être simple comme deux PC connectés par un câble ou bien complexes comme plusieurs milliers de périphériques connectés sur différents types de supports.

Réseau:

Parmi les principaux composants, que l’on peut trouver dans un réseau, il y’a  :

• des terminaison :

Ce sont les éléments en bout de chaine, comme des PC’s, des serveurs, des imprimantes, des tablettes, des capteurs, des caméras et plein d’autres.

• des Interconnexions:

Ce sont les composants qui connectent les équipements sur le réseau.

C’est grâce à eux que les données se déplacent d'un point à l'autre dans le réseau. Un câble RJ45 ou une fibre sont des interconnexions…

• des Switchs :

C’est là où les équipements en bout de chaine se connectent principalement.

Les PC’s connectés aux mêmes switchs peuvent communiquer.

Un switch porte aussi le nom de commutateur.

Si un PC veut communiquer avec un équipement qui se trouve sur un autre réseau, alors il aura besoin de passer par un routeur.

Avant  que les switchs ne deviennent abordables, de nombreux réseaux utilisaient des « hubs ».

 Les hubs fonctionnent comme des switchs, mais avec une vitesse plus faible et de mauvaises performances.

Ils ne sont plus trop utilisés de nos jours.

• des Routeurs:

Le routeur permet de connecter différents réseaux ensemble, tout en choisissant intelligemment le meilleur chemin. Sa principale fonction est d'acheminer le trafic d'un réseau vers l'autre.

Par exemple, on a besoin d'un routeur pour connecter le réseau de chez nous à Internet.

Les box Free, SFR ou Bouygues sont des routeurs.

• des réseaux wifi :

Le wifi permet de connecter des équipements sans fil comme des téléphones, imprimantes ou tablettes au réseau.

Si, l’équipement est doté d'une carte réseau sans fil, et qu’il existe un point d’accès wifi qu’on appelle « AP » alors il pourra se connecter au réseau en wifi.

•  Point d’accès Wifi:

Ces appareils permettent aux équipements sans fil de se connecter à un réseau câblé.

• Contrôleurs wifi:

Il est utilisé par les administrateurs réseau pour gérer les AP’s en grandes quantités.

• Firewalls:

Ce sont des systèmes de sécurité réseau qui surveillent et contrôlent le trafic entrant et sortant en fonction des règles de sécurité que l’administrateur réseau a établis.

Un Firewall établit une barrière entre un réseau interne et un réseau externe, par exemple Internet.

Une box internet regroupe à la fois un switch, car on peut connecter des pc’s sur ses ports réseau.

 Il agit également comme un point d’accès wifi en permettant aux équipements sans fil de se connecter, comme les téléphones portables.

Et enfin il agit également comme un routeur en connectant le réseau local à Internet.

Caractéristiques d'un réseau

Lorsque l’on achète un PC, l'une des choses que l’on regarde en premier c’est la fiche technique .

Comme pour les  PC, les composants techniques d'un réseau permettent de décrire ses performances et sa structure.
Connaitre chacune des caractéristiques d'un réseau permet de mieux comprendre comment le réseau est conçu et quel type de performance on en attend.
Parmi les composants techniques d'un réseau à analyser il y’a :

• La Topologie:

Dans les réseaux, il existe des topologies physiques et logiques. La topologie physique c’est l'agencement des câbles, les équipements réseau et les éléments en bout de chaine.

La topo logique c’est le chemin sur lequel les données sont transférées dans le réseau.

• La Vitesse:

  C’est la mesure du débit, qui est en bits par seconde, pour les liens sur le réseau.

Ça peut être 100 mégas, 1 giga, ou 10 gigas bits Ethernet .

• Le Cout:
  il indique la dépense générale pour l'achat des composants, l'installation et la maintenance du réseau.
•  La Sécurité:
  elle  indique la façon dont le réseau est protégé.

Le sujet de la sécurité est très important, car les techniques et les pratiques évoluent constamment.

L’administrateur réseau doit revoir la sécurité à chaque fois qu’il modifie la topologie du réseau.

• Disponibilité:
  Elle permet de mesurer la disponibilité du réseau.
  Pour les réseaux qui tournent 24h sur 24 et 7 jours sur 7 toute l’année, la disponibilité est calculée en divisant le temps qu'il est disponible par le temps total d'un an, puis en multipliant par 100 pour obtenir un pourcentage.

Dans l’exemple, 525 600 correspond au nombre de minutes total d’une année. Si le réseau est indisponible pendant 15 minutes sur une année, alors sa disponibilité sera de 99,9971%.

• L’Évolutivité:

  Il indique la possibilité future de faire évoluer le réseau, par exemple pour accueillir plus d’utilisateurs.

Si un réseau n’est pas conçu pour être agrandi, alors cela coutera beaucoup plus cher pour le faire évoluer.

• La Fiabilité:
  Les composants du réseau, comme les routeurs, les switchs, les PC ou serveurs doivent être fiable pour réduire le risque d’indisponibilité du réseau.

Nous venons de voir l’ensemble des caractéristiques et attributs qui permette de comparer différentes solutions de réseau.

Topologies physiques

Parmi les principales catégories de topologies physiques on retrouve :

• bus :
  Chaque poste de travail est connecté au câble principal.

Ils sont donc directement connectés à tous les autres postes de travail du réseau.

Dans les premières topologies de bus, les ordinateurs et autres périphériques réseau étaient câblés à l’aide d'un même câble coaxial.

Aujourd’hui c’est plutôt un câblage à paire torsadée.

• anneau :

  Ici, les pc’s et autres équipements réseau sont câblés en formant un cercle ou un anneau.

Chaque équipement est connecté à deux voisins et n'a pas de connexion directe à un tiers.

La connexion physique peut être effectuée en utilisant un câblage coaxial ou une fibre.

• étoile:
  C’est la plus fréquente des topologies. Un dispositif central relie les ordinateurs et les autres équipements du réseau. La connexion physique est faite en général avec un câblage en RJ45.
• maille:
  Ici, chaque équipement réseau est câblé avec plein d'autres. Ce qui permet une redondance et ainsi une meilleure fiabilité. La connexion physique est faite principalement en rj45 ou fibre.

Interprétation d'un diagramme réseau

L'une des tâches les plus importantes qu’un administrateur réseau doit accomplir, lorsqu’il commence la conception d'un réseau, est de créer une carte détaillée.

Un plan réseau fournit des informations détaillées, comme les ID d'interface et l'adressage réseau.

Cette image montre un schéma réseau avec les icônes Cisco les plus couramment utilisées.

D'autres informations peuvent être incluses dans le diagramme. Par exemple, il est courant d'identifier l'interface sur un périphérique au format S0/0/0 pour une interface série. Fa0/0 pour une interface Ethernet, et Gi0 /0 pour du Gigabit Ethernet.

Il est également fréquent d'inclure l'adresse réseau. Par exemple sur l’image au milieu, on a :  192.168.1.0/24. L’IP est l’adresse réseau et le /24 correspond au masque de sous­-réseau.

Le .1 et .2 à l'extrémité du périphérique indiquent les adresses IP des interfaces. Par exemple .1 correspond à 192.168.1.1.

Impact des applications utilisateur sur le réseau

Les applications peuvent affecter les performances du réseau et inversement, les performances du réseau peuvent affecter les applications.

Il existe 3 types d’applications :

• les applications en lot :

FTP et TFTP sont considérés comme des applications par lots. Les deux sont utilisés pour envoyer et recevoir des fichiers. Un utilisateur sélectionne un groupe de fichiers, puis lance le transfert. Une fois le téléchargement démarré, aucune interaction humaine n'est requise.

La vitesse du téléchargement utilisera l’ensemble de la bande passante.

• les applications interactives :

ce sont des applications dans lesquelles l'utilisateur attend une réponse.
Étant donné que ces applications nécessitent une interaction humaine, les temps de réponse sont plus importants que pour les applications par lots, mais ne sont pas critiques.

• et les applications en temps réel :

C’est tout ce qui touche aux communications vocales et vidéos. Elles aussi nécessitent une interaction humaine.

Comme c’est en temps réel, la bande passante est critique, car un seul petit retard sur le réseau peut causer plusieurs problèmes. La livraison à temps des données est donc très importante.

Il ne faut pas non plus que les données soient perdues pendant la transmission, car en temps réel, les données ne sont pas retransmises en cas d’échec.

Pour accorder une priorité à certains types de données, par exemple la voix sur IP, il faut mettre en place une qualité de service, qu’on appelle QoS.

Modèle de référence réseau OSI

OSI signifie Open Systems Interconnection, ce qui se traduit en français par Interconnexion de systèmes ouverts.

Ce modèle a été mis en place par l'ISO qui est l’organisation internationale de normalisation, afin de mettre en place un standard de communications entre les ordinateurs d'un réseau, c'est-à-dire les règles qui gèrent les communications entre des ordinateurs.

Parce que, aux origines du réseau ,chaque constructeur avait son propre système, et donc il existait de nombreuses incompatibilités sur le réseau.

C'est la raison pour laquelle, l'établissement d'une norme a été nécessaire.

Le rôle du modèle OSI consiste à standardiser la communication entre les machines afin que différents constructeurs puissent mettre au point des produits compatibles.

Il existe sept couches numérotées, chacune illustrant une fonction de réseau bien particulière.

• La Couche 1 est

Le physique, qui définit la façon dont les données sont physiquement converties en signaux numériques sur le média de communication (impulsions électriques, modulation de la lumière, etc.).

• La 2 est

La liaison de données, qui définit l'interface avec la carte reseau et le partage du média de transmission.

• La 3 est

Le réseau, qui permet de gérer l'adressage et le routage des données, c'est-à-dire leur acheminement via le reseau.

• La 4 est

Le transport ,qui est chargée du transport des données, de leur découpage en paquets et de la gestion des éventuelles erreurs de transmission.

• La 5 est

La session, qui définit l'ouverture et la fermeture des sessions de communication entre les machines du réseau.

• La 6 est

La présentation, qui définit le format des données manipulées par le niveau applicatif indépendamment du système.

• Et la 7 est

L' application, elle assure l'interface avec les applications. Il s'agit donc du niveau le plus proche des utilisateurs, géré directement par les logiciels.

Ill existe plusieurs moyens mnémotechniques permettant de se rappeler de l’ordre des couches du modèle OSI.
Par exemple de bas en haut on à la phrase : Pour Le Reseau Tout Se Passe Automatiquement.

Et de haut en bas, la phrase : Après Plusieurs Semaines, Tout respire la paix

Sur Google, vous pouvez trouver d’autres phrases mnémotechniques de tout genre et au gout de chacun !

Protocole TCP / IP

TCP / IP signifie Protocole de contrôle de transmission (pour TCP) et  Protocole Internet (pour IP).

Il représente d'une certaine façon l'ensemble des règles de communication sur internet et se base sur la notion adressage IP, c'est-à-dire le fait de fournir une adresse IP à chaque machine du réseau afin de pouvoir acheminer des paquets de données.

TCP et IP sont en faite deux protocoles, mais ils sont si souvent utilisés ensemble qu’on pourrait penser qu’il s’agit d’un protocole unique.

Dans le modèle TCP/IP, nous avons :

• La 1
  qui est également appelée couche d'accès au réseau.

C’est l'équivalent des couches physiques et données du modèle OSI.

Elle spécifie la forme sous laquelle les données doivent être acheminées, quel que soit le type de réseau utilisé.

• La  2 est
  La couche Internet, elle correspond à la couche 3 du modèle OSI.

Elle permet d'acheminer les données de la source vers la destination. C'est la couche où IP fonctionne.

• La  3 est
  La couche Transport. Elle correspond à la couche 4 du modèle OSI

Elle assure l'acheminement des données, ainsi que les mécanismes permettant de connaitre l'état de la transmission.

• Et la 4 qui est
  La couche Application, elle correspond aux couches 5, 6 et 7 du modèle OSI

elle englobe les applications standards du réseau (Telnet, SMTP, FTP ...)

Communication Peer-to-Peer

Le terme « peer » ou « pairs » en français, signifie l'égal d'une personne ou d'un objet.

Par conséquent, la communication entre peer signifie une communication entre les égaux.

En d'autres termes, chaque couche doit pouvoir communiquer avec son égal de l'autre côté.

Pendant le processus de communication entre « peer », les protocoles de chaque couche échangent des paquets entre des couches homologues. Ces paquets d'informations s'appellent PDU se qui veut dire Protocol Data Unit.

À chaque étape du processus, une PDU a un nom différent pour refléter sa nouvelle apparence.

Bien qu'il n'existe pas de convention de dénomination universelle pour les PDU, elles sont principalement nommées comme sur la photo:

• Data: pour la  PDU utilisée dans la couche d'application
• Segment: pour La PDU de la couche de transport
• Paquet: pour La PDU de la couche Internet
• Et Frame pour  La PDU de la couche de liaison

Pour examiner les PDU à partir d'une communication entre peer, on peut utiliser un programme d'analyse de paquets, comme le logiciel Wireshark qui est gratuit et open source. Il est beaucoup utilisé pour le dépannage du réseau.

Encapsulation et dé encapsulation

Les informations transmises sur un réseau sont encapsulées à l’envoi et dé encapsulé à la réception. On peut comparer cela aux poupées russes.

Encapsulation

c’est comme si, vous ouvriez un très grand cadeau dans lequel il y’a une boite. Et à l’intérieur de cette boite, il y’a encore une plus petite boite, et ce, jusqu'à ce que vous arriviez à votre cadeau.

Il fonctionne de manière similaire dans le modèle de référence OSI .

La figure montre comment se produit l'encapsulation.

Les données utilisateur sont envoyées d'une application à la couche d'application.

Le transport ajoute son entête de couche 4 aux données et la transmet à la couche Internet.

Internet ajoute sa propre entête de couche 3 et transmet les données à la couche Link.

Et la Link ajoute à son tour, son entête de couche 2  et finalise le tout avec un champ qui se nomme FCS pour détecté si les données sont erronées. FCS signifie Frame check Sequence.

Désencapsulation

Lors de la réception d’un message sur le réseau, la pile de protocoles sur un hôte fonctionne de bas en haut. Le processus d'encapsulation est donc inversé à l'hôte qui reçoit les données.

La figure montre comment se produit la dé encapsulation:

La couche Link vérifie le champ FCS pour voir si les données sont erronées. Si erronées elle peut demander la retransmission des données.

Si les données sont bonnes, elle lit et interprète les informations de contrôle dans l'entête de couche 2 puis transmets les données restantes à la couche Internet. Ensuite le processus de dé encapsulations reste identique aux couches suivantes.