Réseau pour les nuls : Résumons Les bases du réseau

Réseau pour les nuls: Dans ce cours, nous allons commencer par un rappel sur les bases réseau !

Un réseau est une collection de dispositifs et de systèmes, connectés les uns aux autres et capables de communiquer les uns avec les autres. Ça peut être des ordinateurs, des serveurs, des smartphones, des routeurs, etc.

Un réseau peut très bien être grand comme Internet ou bien petit, comme juste deux PC qui partagent une même imprimante.

Parmi les composants qu’on peut y trouver :

• Il y’a des PC : il s’agit d’un équipement de terminaison, qu’on trouve aux extrémités d’un réseau. Il est capable d’envoyer et de recevoir des données.
• Il y’a Des Interconnexions : ce sont les composants qui garantissent que les données peuvent voyager d’un appareil à un autre. Parmi ces interconnexions, on y trouve :
  • Des cartes réseau : C’est elles qui traduisent les données de votre ordinateur dans un format lisible pour le réseau.
  • Des Médias : Ce sont des câbles réseau, ou bien des appareils sans fil comme le Wifi.
  • Et des Connecteurs : Il s’agit de la fiche qui se branche sur la carte réseau.

Pour revenir aux composants:

• Il y’a des commutateurs : ce sont des périphériques qui fournissent une connexion réseau aux équipements de terminaisons comme les PC.
• Et il y’a des Routeurs : c’est eux qui ont le rôle d’interconnecter les réseaux et de choisir le meilleur chemin pour chaque réseau de destination.

Nous utilisons les réseaux au quotidien, par exemple pour :

• Les applications : Comme l’envoi de données entre ordinateurs ou bien le partage de fichiers.
• Pour des ressources : Comme des imprimantes réseau ou bien des caméras réseau.
• Pour du stockage : Par exemple, avec l’utilisation d’un NAS, qui est un serveur de stockage en réseau, qui permet de rendre disponible un disque dur sur son réseau ou bien à travers internet. Aujourd’hui, beaucoup de gens, en utilisent à la maison pour partager des fichiers, des vidéos et des images entre ordinateurs.
• Pour de la sauvegarde : En utilisant un serveur central de sauvegarde sur lequel tous les ordinateurs envoient leurs données importantes à sauvegarder
• Et pour de la VoIP : Qui signifie « voix sur IP ». La VOIP est utilisée de plus en plus dans le réseau, c’est ce qui remplacera à terme, la téléphonie analogique.

Nous utilisons tous des applications au quotidien, que nous pouvons répartir en 3 catégories :

• Il y’a les applications par lots (Batch applications)
  • Cela peut être du transfert de fichiers avec FTP ou TFTP. Ça peut être aussi un téléchargement HTTP, ou bien une sauvegarde la nuit.
  • Il n’y a aucune interaction humaine.
  • Et une bande passante élevée est importante, mais pas critique.

Une application par lots est quelque chose que vous laissez tourner et qui s’oublie très facilement puisque personne n’attend de réponses. Comme une sauvegarde de nuit.

Que cela prenne 1 heure ou plusieurs heures, cela n’a pas d’importance.

Le TFTP, qui signifie « protocole simplifié de transfert de fichiers », est comme une version “dépouillée” de FTP et est parfois utilisé pour copier des fichiers entre routeur ou commutateur Cisco.

La seconde catégorie est pour :

• Les applications interactives
  • Il s’agit d’application ayant une interaction d’homme à homme
  • Ici quelqu’un attend une réponse. Le temps de réponse, le délai, est donc important.

Comme exemple pour les applications interactives, on peut prendre deux utilisateurs utilisant une application de chat. Si les utilisateurs doivent attendre 1 minute entre chaque message, cela peut être assez pénible… C’est pourquoi le délai est important !

Et la troisième catégorie est :

• Les applications en temps réel
  • Il s’agit aussi d’une application ayant une interaction d’homme à homme
  • Par exemple de la VoIP ou bien de la vidéoconférence en direct.
  • Ici, le temps de réponse de bout en bout est encore plus important !

Imaginez que vous parlez à quelqu’un au téléphone en utilisant de la Voix sur IP, et que vous devez attendre 2 secondes avant d’entendre la réponse de votre correspondant … Cela peut vite devenir très ennuyeux de continuer la communication.
Tout ce qui est au-dessus de 300ms de retard, environs 1/3 de secondes, ressemble plus à une conversation de « Talkie-Walkie » qu’autre chose !

La latence est donc très critique lors de l’utilisation de la Voix sur IP ou de la vidéoconférence en direct. Un retard supérieur à 150ms est perceptible. Ce qui correspond à 1/8 de seconde.

Les différentes topologies réseau

Dans les réseaux, nous avons différents types de «topologies» que l’on peut classer en 2 catégories :

• Les topologies physiques
• Et les topologies logiques

Il y a une grande différence entre les deux. La topologie physique est à quoi ressemble le réseau et aussi, comment tous les câbles et périphériques y sont connectés. Et la topologie logique est le chemin que prennent les signaux de données à travers la topologie physique.

Parmi les topologies physiques:

• On y trouve la Topologie en bus: les premiers réseaux étaient basés sur des câbles coaxiaux. Il s’agissait d’un seul long câble et chaque appareil y était connecté. À la fin du câble, vous deviez placer un terminateur. Si le câble se brisait, le réseau était en panne.
• Il y’a la Topologie en anneau (Ring) : Ici, tous les ordinateurs et périphériques réseau sont connectés sur un même câble et les deux derniers périphériques sont connectés les uns aux autres pour former un “anneau”. Si le câble se brise, alors le réseau entier sera en panne. Il existe aussi une configuration à double anneau, utilisé pour de la redondance. C’est-à-dire que si le câble est détérioré alors le réseau ne tombera pas, car il utilisera le second câble de secours.
• Et on à la Topologie en étoile (Star) : Ici, tous les terminaux sont connectés à un appareil central, ce qui créer une forme d’étoile. C’est ce que nous utilisons le plus, dans les réseaux LAN. C’est-à-dire que les ordinateurs sont tous raccordés à un commutateur.

Modèle OSI

Au début, le développement des réseaux était chaotique. Chaque fournisseur avait sa propre solution propriétaire. Le souci avec ça, c’était que la solution d’un fournisseur n’était pas compatible avec celle d’un autre fournisseur !

C’est là que l’idée du modèle OSI est née, composé en plusieurs couches, un fournisseur de matériel peut concevoir la couche réseau et d’autres fournisseurs peuvent développer, à partir de celle-ci, la couche applicative. L’utilisation d’un modèle ouvert permet de construire des réseaux compatibles les uns avec les autres.

L’Organisation internationale de normalisation, qui se nomme ISO, a fait des recherches sur différents modèles de réseau et à publié en 1984 le modèle OSI.

De nos jours, la plupart des fournisseurs construisent des réseaux basés sur le modèle OSI et comme cela, leurs matériels sont compatibles entre eux! Mais, le modèle OSI n’est pas simplement un modèle pour rendre les réseaux compatibles… C’est aussi l’un des meilleurs moyens d’enseigner aux gens le fonctionnement du réseau.

Il est composé de sept couches. Nous allons les voir en détail en commençant du bas vers le haut.

• La Couche physique : C’est elle qui contient des éléments comme les niveaux de tension, la synchronisation, les débits, connecteurs physiques, etc. Il s’agit de tout ce que vous pouvez “toucher” puisque c’est physique.
• La couche Liaison de données : s’assure que les données sont correctement formatées. Elle prend en charge la détection des erreurs et s’assure que les données sont bien fournies. C’est à ce niveau qu’ “Ethernet” vit. Les adresses MAC et les trames Ethernet se trouvent sur la couche Liaison de données.
• La couche Réseau : prends en charge la connectivité et la sélection du chemin, c’est-à-dire le routage. C’est là ou vivent IPv4 et IPv6. Chaque périphérique réseau a besoin d’une adresse unique sur le réseau.
• La couche Transport : prends en charge le transport.

Par exemple quand vous téléchargez n’importe quel type de fichier sur internet, que ce soit un PDF ou une vidéo, le fichier sera envoyé par segments et transporté vers votre ordinateur. C’est ici que vivent les protocoles TCP et UDP. Pour rappel, TCP est un protocole de transport de données fiable, tandis que UDP ne l’est pas.

Ces 4 couches que nous venons de voir sont importantes pour la mise en réseau,  et les trois couches supérieures, que nous allons voir, concernent les applications.

• La couche Session: prends en charge l’établissement, la gestion et la terminaison des sessions entre deux hôtes. Lorsque vous naviguez sur un site Web, vous n’êtes pas le seul utilisateur du serveur Web qui héberge ce site. Il doit pouvoir tracer toutes les différentes “sessions”.
• La couche Présentation: veille à ce que les informations soient lisibles pour la couche application en formatant et en structurant les données.
• Et la couche Application: concerne les applications que vous utilisez, par exemple l’Email, le navigateur web, FTP, et beaucoup d’autres…

Il existe de nombreuses phrases mnémotechniques pour se rappeler de l’ordre des couches OSI. Par exemple de bas en haut : Pour Le Réseau Tout Se Passe Automatiquement.
Ou bien de haut en bas : Après Plusieurs Semaines, Tout Respire La Paix.

En faisant quelques recherches sur internet, vous pouvez trouver d’autres phrases mnémotechniques assez drôles !

N’oubliez pas qu’il est impossible de passer directement de la couche Application à la couche Réseau. Vous devez toujours parcourir toutes les couches pour envoyer des données sur le réseau.

Prenons maintenant un exemple réel sur la transmission de données.

À la couche 7, vous êtes assis derrière votre ordinateur et vous souhaitez télécharger des fichiers d’un serveur Web. Vous démarrez votre navigateur et tapez l’URL de votre site préféré. Votre ordinateur enverra un message au serveur Web demandant la page que vous souhaitez. Vous utilisez donc le protocole HTTP qui réside sur la couche d’application.

La couche de présentation va structurer cette information dans un certain format.

La couche session va s’assurer de bien séparer toutes les différentes sessions.

En fonction de l’application, soit ce sera TCP pour un transport fiable ou UDP, pour un transport non fiable, qui sera utilisé. Dans ce cas, comme vous voulez être sûr que la page web arrive bien sur votre ordinateur, ce sera TCP.

À la couche 3, votre ordinateur va construire un paquet IP, qui contiendra toutes les données des couches : application, présentation et session.

Il va spécifier le protocole de transport à utiliser !

Dans ce cas, il s’agit de TCP !

Il va aussi renseigner l’adresse IP source et de destination. L’adresse IP Source sera celle de votre ordinateur, et l’adresse IP de destination sera celle du serveur Web.

 À la couche 2, le paquet IP sera placé dans une trame Ethernet, dans laquelle figureront l’adresse MAC source de votre ordinateur et l’adresse MAC de destination du serveur WEB.

 Et enfin, à la couche1,  tout est converti en bits et envoyé sur le câble en utilisant des signaux électriques.

Il faut bien connaître l’utilité de l’ensemble des couches du modèle OSI.
Prenons un autre exemple, celui d’un service postal : 

• D’abord vous écrivez une lettre.
• Vous mettez la lettre dans une enveloppe.
• Vous écrivez votre nom et le nom du destinataire sur l’enveloppe.
• Vous mettez ensuite l’enveloppe dans la boîte aux lettres.
• Le contenu de la boîte aux lettres sera envoyé au bureau de poste.
• Ensuite, votre enveloppe sera livrée au destinataire.
• Et pour finir, l’enveloppe sera ouverte par le destinataire qui lira son contenu.

Si vous mettez votre lettre directement dans la boîte aux lettres, sans avoir écrit le destinataire, elle ne sera pas livrée. En réseau, ça fonctionne de la même manière.

Passer de la couche application à la couche physique est ce que nous appelons : l’encapsulation. Et le passage de la couche physique à la couche application est appelé : la desencapsulation.

Au cours d’une communication peer-to-peer, qu’on peut traduire en français par communication d’égal à égal, chaque couche encapsule les données dans des paquets d’informations. Nous appelons cela une PDU, qui signifie unité de données de protocole. Chaque PDU a un nom différent sur les différentes couches:

• À la couche de transport, les PDU se nomment « segments ». Dans ce cas, nous parlerons de Segments TCP.
• À la couche réseau, les PDU se nomment « paquets ». Nous parlerons donc de paquets IP.
• Et a la couche liaison de données, les PDU sont appelés « Trames » ou Frames en Anglais. Nous parlerons donc de Trames Ethernet.

En dehors du modèle OSI, une autre organisation a créé un modèle similaire qui n’a jamais été aussi populaire. Mais pour votre CCNA, vous aurez besoin de savoir à quoi il ressemble. C’est ce qu’on appelle la pile TCP / IP, qui est très similaire, sauf que certaines couches sont combinées et ont des noms différents.

Comme vous pouvez le voir, les trois couches supérieures sont maintenant combinées à la “couche d’application”. La couche réseau est appelée couche “Internet” et les deux couches inférieures sont combinées dans la couche “Accès réseau”.