Cours Réseaux

le modèle OSI
Pour mieux décrire la complexité des communications réseau, on représente un système informatique sous forme d'un "modèle en couches", la couche la plus basse représentant le matériel, et la couche la plus haute le logiciel d'application - celui qui est en contact avec l'utilisateur.
Ce modèle s'appelle OSI (Open System Interconnection) et comporte 7 couches qui ont toutes une fonctionnalité particulière. Il a été proposé par l'ISO, et il est aujourd'hui universellement adopté et utilisé. Dans le modèle OSI, la numérotation des couches commence par le bas.
Ce système décrit les réseaux à commutation de paquets. L'information est fragmentée en paquets qui arrivant au destinataire sont rassemblés pour former l'information complète. Cette méthode a été préférée à l'envoi de l'information dans sa globalité car les risques d'erreurs étaient beaucoup trop importants (collisions, perte d'informations ...).
Chaque couche de ce modèle théorique a une fonction propre. Cependant elles sont en relation directe afin de garantir à la couche supérieure qu'elle a réalisé correctement son travail.
Enfin, à chaque couche correspond des matériels ou des services. (câble, routeurs, daemons, programmes ...)


Les 7 couches



Système A
Système B
Couches
n°
Application 7
Présentation 6
Session 5
Transport 4
Réseau 3
Liaison 2
Physique 1
Couches
n°
Application 7
Présentation 6
Session 5
Transport 4
Réseau 3
Liaison 2
Physique 1
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Imaginons 2 systèmes voulant se transmettre des informations.
Une application du système A veut émettre des données vers une application du système B. L'information va partir de la couche 7 du système A va atteindre la couche 1 du système A va passer par le système de transmission (câble, satellite ...) pour arriver à la couche 1 du système B qui va faire remonter l'information vers la couche 7 du système B.
L'unité la plus petite est le bit et se situe au niveau de la couche physique.
Aucune donnée n'est directement échangée d'une couche d'un système A vers une couche d'un système B hormis au niveau de la couche physique. Par contre "logiquement", une couche d'un système A discute avec la même couche d'un système B.



La couche 1 : la couche physique

Elle se préoccupe de résoudre les problèmes matériels. Elle a pour fonction de gérer la transmission brute des bits de données sur un canal de communication. A ce niveau, les données sont représentées en bits.
Cette couche normalise l'utilisation des câbles (type, tension, longueur ...), les communications hertziennes (fréquence, amplitude ...), les fibres optiques ...
Les problèmes de conceptions peuvent être d'ordre mécanique, électrique, fonctionnel ou encore une défaillance du support physique (se trouvant sous la couche physique).

La couche 2 : la couche liaison de données

Cette couche reçoit les données brutes de la couche physique, les organise en trames, gère les erreurs, retransmet les trames erronées, gère les acquittements (ACK) qui indiquent si les données ont bien été transmises, à la manière d'un accusé de réception. Puis, elle transmet les données formatées à la couche réseau supérieure.
La couche Liaison de donnée a transforme les bits bruts venant de la couche Physique en liaisons exemptent d'erreurs avec la couche Réseau.
Elle a également pour but de fractionner les données de l'émetteur en Trames qui seront émise les unes après les autres et reconnues par des bits spéciaux permettant de les remettre dans l'ordre, ce sont les bits de reconnaissances. Le récepteur envoie automatiquement un accusé de réception pour chaque trames reçues, ce sont les trames d'acquittements.

La couche 3 : la couche réseau

Son rôle est de transmettre les trames reçues de la couche 2 en trouvant un chemin vers le destinataire. Cette couche gère les sous-réseaux. Elle contrôle le trafic. Cette couche permet aussi de connecter des réseaux hétérogènes.

La couche 4 : couche transport

Cette couche découpe les données transmises par la couche 5 (session) en entités plus petites et s'assure que les éléments arrivent correctement de l'autre coté. Elle détermine également quels types de services doivent être fournis à la couche session et donc aux utilisateurs.
C'est enfin elle qui gère les connexions d'un système A vers un système B de bout en bout de la communication.

La couche 5 : couche session

Cette couche permet aux utilisateurs de machines distantes d'établir des sessions entre eux, ceci leurs permettant ainsi le transport de données. Elle permet notamment les transferts de fichiers en contrôlant et gérant les erreurs.
Elle offre également l'accès à des services évolués utiles à certaines applications comme le transfert de fichiers entre 2 postes.
Elle assure aussi le "contrôle du jeton" : cette couche fournit un "jeton" que les interlocuteurs s'échangent et qui donne le droit d'effectuer une opération.
Enfin, cette couche gère la "Synchronisation". C'est à dire qu'elle insère des points de reprise dans le transfert des données de manière à ce qu'en cas de panne, l'utilisateur ne reprenne le transfert qu'au niveau du dernier point de repère.

La couche 6 : couche présentation

Cette couche s'occupe de la partie syntaxique et sémantique de la transmission de l'information. Elle s'occupe aussi par exemple du codage des caractères permettant ainsi à deux systèmes hétérogènes de communiquer. C'est le système d'encodage, qui traduit les informations pour qu'elles soient compréhensibles indépendamment du système utilisé.
Elle accomplit les taches courantes et répétitives pour délester l'utilisateur. Contrairement aux autres couches, celle-ci ne s'intéresse pas au transfert fiable de bits d'un point A à un point B. En revanche, elle s'attache à la sémantique et à la syntaxe de l'information transmise.
Ex : Encodage de données brutes en un standard répondant à une norme lisible sur toutes les machines.

La couche 7 : couche application

Cette couche gère les applications qui communiquent ensemble, le courrier électronique, les terminaux virtuels ...
Elle gère aussi une partie des transferts de fichiers en permettant la compatibilité des données en milieu hétérogène.

Transfert de données dans le monde OSI.

Lors de l'envoi de données par un processus émetteur, il les remet à la couche application qui lui applique un "En-tête d'application" (AH) puis transmet l'objet ainsi obtenu à la couche présentation et ainsi de suite jusqu'à ce que les données soit réceptionné par la couche physique. Les couches inférieures n'ont pas à connaître l'existence de ces en-têtes, elles les prennent pour des données utilisateurs.
Lors de la réception d'un processus par un hôte B, les données remontent le modèle couche par couche pour y être épurés des en-têtes jusqu'à ne donner que les bits émis au départ du processus.


les topologies


l s'agit de la manière de relier entre eux les équipements informatiques. Selon les topologies, on obtient des performances et des caractéristiques différentes : débits, nombre d'utilisateur maximum, temps d'accès, tolérance aux pannes, longueur de câblage, types d'applications...

On distingue deux niveaux de classification : suivant la taille et selon le type.

Classification selon la taille

Les réseaux sont divisés en trois grandes familles : les LAN, MAN et WAN.
LAN = Local Area Network ou réseau local.
Ce type de réseau s'étend de 1 mètre à 2 kilomètres et peut compter de 2 à 200 abonnés. Le débit courant est de 1 à 100 Mbits/s.

MAN = Metropolitan Area Network ou réseau métropolitain.
Ce type de réseau s'étend de 1 mètre à 100 kilomètres et peut compter de 2 à 1000 abonnés. Le débit courant est de 1 à 100 Mbits/s.

WAN = Wide Area Network ou réseau grande distance.
Ce type de réseau s'étend sur plus de 1000 kilomètres et peut compter plusieurs milliers d'abonnés. Le débit, étant donné la distance à parcourir, est plus faible, de 50 bits/s à 2 Mbits/s. Les deux premiers types de réseaux utilisent des connexions multipoints tandis que le WAN utilise des connexions point à point. Par exemple, le réseau Transpac, réseau français est constitué de liaisons point à point entre des noeuds situés dans les grandes villes françaises.

Classification suivant le type
Les réseaux peuvent être classés par type de modèle, architecture utilisé pour relier les machines le constituant. Il existe autant de topologies que de façons de connecter les matériels entre eux. Généralement on regroupe toutes ces possibilités en trois grandes formes de topologies.

Le bus



Il s'agit de la forme encore la plus rencontrée. Cette topologie permet une connexion multipoint. Le bus est le support physique de transmission de l'information. Les machines émettent simplement sur le câble. Par contre si le câble est défectueux, cassé, le réseau est paralysé. On trouve à chaque extrémité d'un brin des bouchons qui empêchent le signal de se réfléchir.
On peut choisir l'exemple des réseaux Ethernet (10 base 5). Dans ce type de réseau, on utilise du câble coaxial. Deux brins sont reliés entre eux à l'aide de répéteurs. Les stations sont passives, c'est à dire qu'elles ne régénèrent pas le signal.
Lorsque un ordinateur décide d'émettre et donc de faire parvenir une information à un autre ordinateur, il va dans un premier temps écouter le bus pour déterminer si ce dernier est libre. Si ce n'est pas le cas, il attend et réessaie ultérieurement, sinon il émet tout en continuant d'écouter afin de détecter une collision éventuelle avec une autre information en provenance d'un autre matériel. Si il y a collision, les deux matériels, émettent à nouveau après un temps aléatoire. Tous les matériels connectés au câble reçoivent toutes les données qui sont émises. La couche 2 (liaison) permet de faire le tri et de ne garder que ce qui le concerne.
Une autre technologie avec le bus est le token-bus dont le fonctionnement est différent.

Avantage :
La longueur de câble est moins importante que pour les autres topologies.
Inconvénient :
Plusieurs machines sont reliées à un seul support - d'où la nécessité d'un protocole d'accès qui gère le tour de parole des stations afin d'éviter les conflits.


L'étoile

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Chaque ordinateur, imprimante.. est relié à un nœud central : hub ou switch dans le cas d'un réseau éthernet. Les performances du réseau vont alors dépendrent principalement de ce nœud central.
La technologie Ethernet issue de l'IEEE 802.3 est la plus souvent développée actuellement, son nom commercial (CSMA/CD) signifie Carrier Sense Multiple Access Collision Detect).
Un hub pratique de la diffusion : si un pc envoie un message à un autre pc, l'information arrive au hub puis est diffusée sur tous les ports du hub ; seul le pc à qui est destiné le message récupère le contenu mais toutes les stations recoive ce message. Le routage de l'information est simple, tout passe par le matériel actif central. Par contre si ce matériel tombe en panne le réseau est paralysé.
Un switch, par contre, réalise de la commutation : lorsqu'un pc veut communiquer avec un autre, l'information arrive au switch qui la commute uniquement sur le port où est relié le pc concerné par l'information. (il s'agit du même exemple que pour le hub).
Toute l'information passe par le matériel central qui ensuite renvoie ces informations, vers toutes les machines ou uniquement vers celle(s) concernée(s). Cela dépend du matériel mis au centre de l'étoile et de sa configuration.
Pour ce type de réseau, les câbles paires torsadées sont le plus souvent utilisés.

Avantages :
Chaque station possède sa propre ligne - évite les conflits.
Administration du réseau facilitée (grâce au nœud central).
Inconvénient :
Longueur de câble importante

L'anneau




Il s'agit de la topologie en bus que l'on a refermé sur elle- même. Le sens de parcours du réseau est déterminé - ce qui évite les conflits. Les stations sont actives : c'est à dire qu'elles régénèrent le signal. Généralement cette topologie est active avec un deuxième anneau et un système de bouclage sur les stations. Ainsi si un poste est en panne il est supprimé logiquement de l'anneau. Ce dernier peut alors continuer a fonctionner. Ces topologies peuvent être déclinées en un grand nombre de possibilités en fonction des besoins, du coût, et de la politique de connexion. Cette possibilité d'interconnexion totale permet de sécuriser le réseau par contre elle est coûteuse en câble et en matériels. Cette topologie permet de fiabiliser le réseau et de diminuer la charge réseau sur le bus principal.
Les données circulent toujours dans le même sens. Chaque matériel reçoit à son tour les données, teste au niveau de la couche 2 si cela la concerne. Si ce n'est pas le cas, les données sont émises à nouveau sur le support de transmission. Si les données reviennent à l'expéditeur, elles sont détruites. Cette topologie utilise ce que l'on appelle un jeton. Chaque machine reçoit un message particulier. Si elle a besoin d'émettre, elle attend que ce message lui parvienne et émet.

Avantage :
Le temps d'accès est déterminé (une machine sait à quel moment elle va pouvoir parler).
Inconvénient :
Si un nœud c'est à dire une station, ne fonctionne plus, le réseau est en panne. Pour éviter ceci, on remplace les stations par des MAU (Multistation Access Unit) : cela ressemble à un Hub mais le dernier port est relié au premier, ce qui revient à un anneau. Dans ce cas, la topologie logique reste en anneau mais la topologie physique est en étoile

merci pour ce post...!!!
bn courage au reste ....!!

Gracias loubna Merci hind
........... bon courage ...........

oo c bien merci bcp