Réseau informatique

Il serait difficile de mettre en place un modèle de communication en réseau. C'est pourquoi nous avons divisé les différents composants du réseau en modules ou couches plus petits. Le modèle standard d'un réseau est le modèle OSI (Open Systems Interconnection) défini par la norme de l'Organisation internationale (ISO). Il existe d'autres modèles de réseau, bien qu'ils soient tous divisés en couches similaires. Chaque couche utilise les services que la couche inférieure fournit, tout en fournissant des services pour la couche supérieure. Chaque couche ne peut communiquer qu'avec la même couche sur l'appareil de destination.

L'OSI (Open Systems Interconnection) est un modèle de réseau à 7 couches spécifié par la norme ISO (Organisation internationale de normalisation) et est largement utilisé dans le monde entier. Le concept de modèle à sept couches a été fourni par le travail de Charles Bachman, Honeywell information Services. Divers aspects de la conception de l'OSI ont évolué à partir des expériences des réseaux ARPANET, NPLNET, EIN et CYCLADES et des travaux du groupe de travail 6.1 de l'IFIP.

Couche 1

La couche physique définit les spécifications électriques et physiques des dispositifs. Elle spécifie également la transmission modulée et en bande de base.

Bande de base

La bande de base est constituée de données numériques sous leur forme brute (1001 1101 1010 0011). Cela permet une transmission très rapide et fiable sur de courtes distances ; cependant, les médias ont tendance à faire interférer les bits entre eux, la portée de la transmission en bande de base est très limitée. La situation s'aggrave avec l'augmentation de la vitesse. La technologie en bande de base est fréquemment utilisée sur les réseaux locaux.

• Câble UTP - 100 m maximum à une vitesse de 100 Mbit/s sans répéteur
• Fibre optique - max 1 km à une vitesse de 100 Mbit/s sans répéteur

Technologie typique : Ethernet

Transmission modulée

Dans les télécommunications, la modulation est le processus consistant à transmettre un signal de message, par exemple un flux binaire numérique ou un signal audio analogique, à l'intérieur d'un autre signal qui peut être physiquement transmis. Le dispositif qui assure la modulation du signal en bande de base est appelé un modulateur, et celui qui assure la démodulation du signal modulé en bande de base est appelé un démodulateur. Aujourd'hui, le modulateur et le démodulateur sont intégrés dans un dispositif appelé Modem (modulateur-démodulateur). Fréquemment utilisé sur les réseaux WAN, WLAN, WWAN.
Technologie typique : WI-FI, ADSL, connexion à la télévision par câble (CATV)

Couche 2

La couche de liaison de données fournit les moyens fonctionnels et procéduraux pour transférer des données entre les entités du réseau et pour détecter et éventuellement corriger les erreurs qui peuvent se produire dans la couche physique.

Couche 3

La couche réseau fournit les moyens fonctionnels et procéduraux de transférer des séquences de données de longueur variable d'un hôte source sur un réseau à un hôte de destination sur un réseau différent en utilisant l'adresse IP.

Adresse IP

Une adresse de protocole Internet (adresse IP) est une étiquette numérique attribuée à chaque appareil (par exemple, ordinateur, imprimante) participant à un réseau informatique qui utilise le protocole Internet pour la communication. Il existe actuellement deux versions de protocoles en usage - IPv4 et IPv6.

• IPv4 utilise un adressage 32 bits qui limite l'espace d'adressage à 4294967296 (²³²) adresses uniques possibles.

Exemple : IP-192.168.0.1 mask-255.255.255.0 signifie que l'adresse du réseau est 192.168.0.0 et l'adresse de l'appareil 192.168.0.1

• IPv6 utilise un adressage de 128 bits, ce qui limite l'espace d'adressage à ²¹²⁸ adresses possibles. Il est jugé suffisant pour un avenir prévisible. La prise en charge complète d'IPv6 est encore en phase de mise en œuvre.

Couche 4

La couche de transport assure un transfert transparent des données entre les utilisateurs finaux, en fournissant des services de transfert de données fiables aux couches supérieures. Le protocole de contrôle de transmission (TCP) et le protocole de datagramme utilisateur (UDP) de la suite de protocoles Internet sont communément classés comme protocoles de couche 4 au sein de l'OSI.

• Le TCP (transmission control protocol) permet la livraison fiable et ordonnée d'un flux d'octets d'un programme d'un ordinateur à un autre programme d'un autre ordinateur. Le TCP est utilisé pour les applications qui nécessitent un transfert strictement fiable (courrier électronique, WWW, transfert de fichiers (FTP), ...)
• Le protocole UDP (user datagram protocol) utilise un modèle de transmission simple sans dialogues implicites de poignée de main pour assurer la fiabilité, l'ordre ou l'intégrité des données. UDP est utilisé dans les applications où nous avons besoin d'une latence réduite par rapport à la fiabilité (vidéos en continu, VOIP, jeux en ligne,...)

Couches 5-7

Communément réuni en une seule couche dans des modèles de réseau simplifiés, son principal objectif est d'interagir avec les applications, en cryptant et en établissant des connexions dédiées si nécessaire.

Latence

La latence, improprement appelée ping, est une valeur qui mesure le temps nécessaire aux paquets pour atteindre leur destination. Elle est mesurée en millisecondes (ms). L'outil qui mesure la latence est appelé ping, et utilise généralement des paquets ICMP spéciaux qui sont plus petits que les paquets de données standard, de sorte qu'ils ne pèsent pas sur le réseau par leur présence.

• La latence immédiate est mesurée toutes les X secondes et affichée immédiatement. Sa valeur change constamment en raison des propriétés naturelles de la technologie des réseaux à commutation de paquets. Les pics de latence élevés ont des effets négatifs sur la plupart des applications réseau qui peuvent s'adapter à la latence moyenne en allouant une taille de mémoire correspondante comme tampon. Les pics de latence élevés entraînent le vidage de ce tampon et le gel temporaire des applications. Ce gel est communément appelé "lag".
• La latence moyenne est la somme de la latence immédiate mesurée Y fois toutes les X secondes divisée par Y. La latence moyenne est utilisée pour estimer la taille du tampon, principalement parce qu'elle ne change pas si souvent. La mémoire tampon permet à certaines applications telles que les vidéos en continu de fonctionner sans problème même avec une latence moyenne élevée, mais elle ne peut pas nous protéger des pics de latence élevés.

Capacité (largeur de bande)

La capacité est une mesure de la capacité de transfert d'un réseau et est mesurée en bits par seconde (bps ou b/s), aujourd'hui communément Mbps ou Mb/s. Elle nous indique combien d'unités de données sont transférées chaque seconde. Actuellement, la largeur de bande moyenne est beaucoup plus élevée que nécessaire et elle ne constitue pas un facteur limitant dans la plupart des cas.

• La liaison montante est la quantité de bande passante utilisée pour le transfert de données d'un utilisateur à un serveur (généralement inférieure pour les utilisateurs finaux).
• La liaison descendante est la quantité de bande passante utilisée pour transférer des données d'un serveur à un utilisateur (généralement plus élevée pour les utilisateurs finaux).

Diffusion

La diffusion est une transmission spéciale qui n'est pas destinée à un seul appareil mais qui s'adresse à tous les appareils d'un réseau spécifique. Elle est principalement utilisée pour délivrer automatiquement des adresses IP aux appareils par un serveur DHCP et pour créer une table ARP qui cartographie le réseau et accélère le trafic.