Module 1 Notions de base sur les réseaux CCNA Module 1 Notions de base sur les réseaux

Communication sur un réseau Chapitre 2 Communication sur un réseau

Objectifs du chapitre décrire la structure d’un réseau, y compris les périphériques et les supports nécessaires au fonctionnement des communications ; expliquer la fonction des protocoles dans des communications réseau ;

Objectifs du chapitre expliquer les avantages que présente l’utilisation d’un modèle en couches pour décrire une fonctionnalité réseau ; décrire le rôle de chaque couche dans deux modèles de réseau reconnus : le modèle TCP/IP et le modèle OSI ;

Plan 2.1 La plateforme pour les communications 2.2 Réseaux locaux, réseaux étendus et inter réseaux 2.3 Les protocoles 2.4 Utilisation des modèles en couche 2.5 Adressage de réseaux

2.1 La plateforme pour la communication

2.1.1 Les éléments de communication Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.1.1 Les éléments de communication

2.1.2 Communication des messages Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.1.2 Communication des messages En théorie, une communication pourrait être transmise à travers un réseau depuis une source vers une destination sous forme d’un flux continu et volumineux de bits. Ce qui implique : Un encombrement de la bande passante et aucun autre périphérique ne serait en mesure d’envoyer ou de recevoir des messages au cours de ce temps. Un retard de transmission. En outre, si la transmission échoue, tout le message doit être retransmis. En pratique, il existe une meilleure approche, qui consiste à diviser les données en petits blocs. Cette division présente deux avantages principaux : De nombreuses conversations différentes peuvent s’entremêler sur le réseau (le multiplexage). La segmentation peut augmenter la fiabilité des communications réseau. Les différentes parties de chaque message n’ont pas besoin de parcourir le même chemin. Si un chemin particulier devient encombré ou défaillant, les blocs du message peuvent être adressés à la destination via un autre chemin. Si une partie du message ne parvient pas à sa destination, seules les parties manquantes doivent être transmises à nouveau.   Exemple de segmentation : Si nous avons une lettre de 100 pages à envoyer en paquets de 1 page chacun. Nous aurons donc à préparer 100 enveloppes sur lesquels nous mettons l‘adresse du destinataire ainsi que l’adresse source. Les enveloppes peuvent parcourir des chemins différents. Le destinataire va recevoir et ouvrir 100 enveloppes. Exemple de multiplexage : Le facteur ne distribue pas que les enveloppes de cette lettre mais peut avoir d’autres lettres à distribuer.

2.1.2 Communication des messages Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.1.2 Communication des messages

Plateforme pour les communications 2 Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.1.3 Composants du réseau Périphériques Supports Services et processus Nous savons déjà que les périphériques et les supports représentent les composants physiques du réseau. Les services constituent le programme de communication appelés logiciels, qui sont exécutés sur les périphériques réseau. Exemple : service d’hébergement de messagerie, service d’hébergement Web, … Les processus fournissent les fonctionnalités qui dirigent et déplacent les messages à travers le réseau.

2.1.4 Périphériques finaux et leur rôle sur le réseau Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.1.4 Périphériques finaux et leur rôle sur le réseau les périphériques finaux sont : Ordinateurs Imprimantes réseau Téléphones VoIP Caméras de surveillance

Dans le cas d’un réseau, les périphériques finaux sont appelés hôtes. Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux Dans le cas d’un réseau, les périphériques finaux sont appelés hôtes. Un périphérique hôte constitue soit la source, soit la destination d’un message transmis à travers le réseau. Dans les réseaux modernes, un hôte peut agir comme un client, un serveur, ou les deux. Le logiciel installé sur l’hôte détermine son rôle sur le réseau.

2.1.4 Périphériques intermédiaires et leur rôle sur le réseau Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.1.4 Périphériques intermédiaires et leur rôle sur le réseau Rôle: Régénérer et retransmettre des signaux de données. Gérer les informations indiquant les chemins. Indiquer aux autres périphériques les erreurs et les échecs de communication. Classifier et diriger des messages en fonction des priorités. Autoriser ou refuser le flux de données selon des paramètres de sécurité. Périphériques d’accès au réseau concentrateurs, commutateurs, points d’accès sans fil Périphériques interréseau (routeurs). Les périphériques intermédiaires fournissent la connectivité et travaillent en arrière plan afin de garder le flux de données à travers le réseau. Ces périphériques connectent soit les hôtes individuels au réseau, soit plusieurs réseaux afin de former des interréseaux. Parmi ces périphériques : Périphériques d’accès au réseau (concentrateurs, commutateurs, points d’accès sans fil). Périphériques interréseau (routeurs). Périphériques de sécurité (pare feu). Les processus qui s’exécutent sur les périphériques intermédiaires remplissent ces fonctions : Régénérer et retransmettre des signaux de données. Gérer les informations indiquant les chemins. Indiquer aux autres périphériques les erreurs et les échecs de communication. Diriger les données vers d’autres chemins en cas d’échec de liaison. Classifier et diriger des messages en fonction des priorités. Autoriser ou refuser le flux de données selon des paramètres de sécurité. Périphériques de sécurité (pare feu).

Plateforme pour les communications 2 Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux Supports réseau Fil de cuivre. Fibre optique de verre ou de plastique. Transmission sans fil. Le codage du signal qui doit se produire afin de transmettre le message diffère selon le type de support. Sur les fils métalliques les données sont codées en impulsions électriques. Sue les fibres optiques les données sont codées en impulsions de lumière dans des plages de lumière infrarouges ou visibles. Dans la transmission sans fil, des modèles d’ondes électromagnétiques illustrent les différentes valeurs de bits. Tous les supports réseau ne possèdent pas les mêmes caractéristiques et ne conviennent pas pour le même objectif. Les critères de chois d’un support réseau sont : La distance sur laquelle les supports peuvent transporter correctement un signal. L’environnement dans lequel les supports doivent être installés. La quantité de données et le débit de la transmission. Le coût des supports de l’installation. La fibre optique est utilisée dans le câblage sous-marin pour relier les continents.

2.2 Réseaux locaux, réseaux étendus et inter-réseaux

Plateforme pour les communications 2 Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.2.1 Réseaux locaux Un réseau qui s’étend sur une zone géographique unique et fournit des services d’une structure organisationnelles commune est appelé réseau local (Local Area Network ou LAN). Les infrastructures réseau peuvent considérablement varier selon : La taille de la zone couverte. Le nombre d’utilisateurs connectés. Le nombre de types de services disponibles. Un réseau qui s’étend sur une zone géographique unique et fournit des services d’une structure organisationnelles commune est appelé réseau local (Local Area Network ou LAN). En règle générale, un réseau local est administré par une organisation unique (Ex : entreprise, Compus, …).

Plateforme pour les communications 2 Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.2.2 Réseaux étendus Lorsqu’une entreprise ou une organisation dispose d’emplacements différents séparés par d’importantes distances géographiques elles ont recours à des fournisseurs de service de communication qui leurs offrent des connexions de leurs réseau via des réseaux régionaux pouvant parcourir de longues distances. Ces réseaux qui connectent les réseaux locaux sont appelés réseaux étendus (Wide Area Network  ou WAN). Les réseaux qui connectent les réseaux locaux sont appelés réseaux étendus (Wide Area Network  ou WAN).

2.2.3 Internet un réseau des réseaux Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.2.3 Internet un réseau des réseaux De plus des LAN et des WAN qui ont des avantages au sein des entreprises, le réseau Internet propose d’autres types de communication : L’envoi d’un courriel à un ami se trouvant dans un autre pays. L’accès à des informations ou à des produits se trouvant sur un site Web. La messagerie instantanée avec une connaissance qui se trouve dans une autre ville. Le réseau Internet est un maillage international de réseaux interconnectés. La garantie d’une communication efficace à travers es divers infrastructures du réseau nécessite l’application de technologie et de protocoles cohérents.

2.2.4 Représentations du réseau Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.2.4 Représentations du réseau ?????????? ?????????? ?????????? ?????????? ?????????? ?????????? ?????????? ?????????? Comme tout autre langage, le langage propre au réseau utilise un ensemble de symboles pour représenter les différents périphériques finaux, périphériques réseau et supports. En plus de ces représentations, il ya des termes importants qu’il faut retenir : La carte réseau : C’est un adaptateur de réseau local fournit la connexion physique entre un hôte et un périphérique réseau. Port physique : Connecteur ou prise sur un périphérique réseau. Interface : Ports spécialisés sur un périphérique réseau qui se connectent à des réseaux individuels. Les ports sur un routeur sont appelés interfaces réseau. ?????????? ?????????? ?????????? ?????????? ??????????

2.2.4 Représentations du réseau Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.2.4 Représentations du réseau Comme tout autre langage, le langage propre au réseau utilise un ensemble de symboles pour représenter les différents périphériques finaux, périphériques réseau et supports. En plus de ces représentations, il ya des termes importants qu’il faut retenir : La carte réseau : C’est un adaptateur de réseau local fournit la connexion physique entre un hôte et un périphérique réseau. Port physique : Connecteur ou prise sur un périphérique réseau. Interface : Ports spécialisés sur un périphérique réseau qui se connectent à des réseaux individuels. Les ports sur un routeur sont appelés interfaces réseau.

2.3 Les protocoles

2.3.1 Règles qui régissent les communications Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.3.1 Règles qui régissent les communications Quoi? Comment? Toutes les communications face à face ou à travers un réseau sont régies par des règles appelées protocoles. Ces protocoles sont spécifiques aux caractéristiques de la conversation. Dans nos conversations quotidiennes, les règles que nous utilisons pour communiquer face à face ou à travers un appel téléphonique ou des lettres ne sont pas nécessairement identiques. De même pour la communication sur un réseau vu l’ensemble des applications et des services qui veulent communiquer. Donc la nécessité d’une communication entre différents hôtes nécessite l’interaction de nombreux protocoles. Ce groupe de protocole est appelé suite de protocoles. Cette suite est implémentée sur chaque hôte et périphérique réseau. Qui?

Plateforme pour les communications 2 Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.3.2 Protocoles réseau Les protocoles réseau décrivent des processus tels que : le format ou la structure du message ; la méthode selon laquelle des périphériques réseau partagent des informations sur des chemins avec d’autres réseaux ; comment et à quel moment des messages d’erreur et système sont transférés entre des périphériques ; la configuration et l’arrêt des sessions de transfert de données.

Format - Méthode - Message d’erreur - Arrêt Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux Format - Méthode - Message d’erreur - Arrêt

2.3.3 Interaction entre les protocoles Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.3.3 Interaction entre les protocoles L’interaction entre un serveur Web et un navigateur Web constitue un exemple de l’utilisation d’une suite de protocoles dans des communications réseau. Cette interaction utilise plusieurs protocoles et normes dans le processus d’échange d’informations entre ceux-ci. Les différents protocoles fonctionnent entre eux pour garantir que les messages soient reçus et compris par les deux parties.

Interaction Mise en forme de requette Segmentation Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux Interaction Mise en forme de requette Segmentation Segment + encapsulation = paquet Transmission physique L’interaction entre un serveur Web et un navigateur Web constitue un exemple de l’utilisation d’une suite de protocoles dans des communications réseau. Cette interaction utilise plusieurs protocoles dans le processus d’échange d’informations : Protocole d’application (HTTP). Protocole de transfert (TCP). Protocole interréseau (IP). Protocole d’accès au réseau.

Plateforme pour les communications 2 Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux Protocole HTTP Le protocole HTTP (Hypertext Transfer Protocol) est un protocole courant qui régit la manière selon laquelle un serveur Web et un client Web interagissent. Le protocole HTTP décrit le contenu et la mise en forme des requêtes et des réponses échangées entre le client et le serveur.

Protocole de transport (TCP) Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux Protocole de transport (TCP) Le protocole TCP (Transmission Control Protocol) représente le protocole de transport qui gère les conversations individuelles entre des serveurs Web et des clients Web. Le protocole TCP divise les messages HTTP en parties de plus petite taille, appelées segments, pour les envoyer au client de destination. Ce protocole est également responsable du contrôle de la taille et du débit d’échange de messages entre le serveur et le client.

Protocole interréseau (IP) Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux Protocole interréseau (IP) Le protocole interréseau le plus courant est le protocole IP (Internet Protocol). Le protocole IP est responsable de la récupération des segments formatés à partir du protocole TCP, de leur encapsulation en paquets, de l’affectation des adresses appropriées et de la sélection du meilleur chemin vers l’hôte de destination.

Protocoles d’accès au réseau (ethernet) Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux Protocoles d’accès au réseau (ethernet) Les protocoles d’accès au réseau décrivent deux fonctions principales : la gestion des liaisons de données et la transmission physique des données sur les supports. Les protocoles de gestion de liaison de données prennent les paquets depuis le protocole IP et les formatent pour les transmettre à travers les supports.

Protocoles d’accès au réseau (ethernet) Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux Protocoles d’accès au réseau (ethernet) Les normes et les protocoles des supports physiques régissent la manière dont les signaux sont envoyés à travers les supports, ainsi que leur interprétation par les clients destinataires. Des émetteurs-récepteurs sur les cartes réseau implémentent les normes appropriées pour les supports en cours d’utilisation.

2.3.4 Protocoles indépendants de la technologie Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.3.4 Protocoles indépendants de la technologie

2.4 Utilisation de modèle en couche

2.4.1 Avantages de l’utilisation d’un modèle en couches Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.4.1 Avantages de l’utilisation d’un modèle en couches L’utilisation d’un modèle en couches présente certains avantages pour décrire des protocoles et des opérations sur un réseau: aide à la conception d’un protocole empêche que la modification de la technologie ou des fonctionnalités au niveau d’une couche affecte des couches supérieures et inférieures.

2.4.2 Modèle de référence/Modèle de protocole Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.4.2 Modèle de référence/Modèle de protocole Il existe deux types de modèles de réseau de base : Les modèles de protocoles. Les modèles de référence. Un modèle de protocole fournit un modèle qui correspond étroitement à la structure d’une suite de protocoles particulière. Le modèle TCP/IP est un modèle de protocole car il décrit les fonctions qui interviennent à chaque couche au sein de la suite TP/IP. Un modèle de référence fournit une référence commune. Pour maintenir la cohérence dans tous les types de protocoles et de services réseau. Un modèle de référence n’est pas destiné à être une spécification d’implémentation. Le principal objectif d’un modèle de référence est d’aider à obtenir une compréhension plus claire des fonctions et des processus impliqués. Le modèle OSI constitue le modèle de référence le plus répandu. Il est utilisé par la conception de réseaux de données. Modèle de référence Modèle de protocole

Plateforme pour les communications 2 Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.4.3 Modèle TCP/IP

2.4.4 Processus de communication Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux Transmission de ces données à l’application de destination. 2.4.4 Processus de communication Segmentation et encapsulation des données lorsqu’elles descendent la pile de protocoles de l’hôte émetteur. Création de données sur la couche application de l’hôte émetteur. Génération de données sur les supports au niveau de la couche d’accès au réseau de la pile. Décapsulation et assemblage des données lorsqu’elles remontent la pile de protocoles de l’hôte récepteur. Réception des données au niveau de la couche d’accès au réseau de l’hôte récepteur. Le modèle TCP/IP décrit la fonctionnalité des protocoles qui constituent la suite de protocoles TCP/IP. Ces protocoles qui sont implémentés sur des hôtes émetteurs et récepteurs, interagissent pour fournir une livraison de bout en bout sur un réseau. Un processus de communication de données comprend ces étapes : Création de données sur la couche application de l’hôte émetteur. Segmentation et encapsulation des données lorsqu’elles descendent la pile de protocoles de l’hôte émetteur. Génération de données sur les supports au niveau de la couche d’accès au réseau de la pile. Transport des données via l’interréseau. Réception des données au niveau de la couche d’accès au réseau de l’hôte récepteur. Décapsulation et assemblage des données lorsqu’elles remontent la pile de protocoles de l’hôte récepteur. Transmission de ces données à l’application de destination. Transport des données via l’interréseau.

2.4.5 Unité de données de protocole et encapsulation 2.4.6.1 Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.4.5 Unité de données de protocole et encapsulation 2.4.6.1 Lorsque les données d’application descendent la pile de protocoles en vue de leur transmission sur le support réseau, différent protocoles ajoutent des informations à chaque niveau. Il s’agit du processus d’encapsulation. La forme qu’emprunte une donnée sur n’importe quelle couche est appelée unité de données de protocoles. Au cours de l’encapsulation chaque couche suivante encapsule l’unité de donnée de protocole qu’elle reçoit de la couche supérieure. A chaque étape du processus, une unité de données de protocole possède un nom : Données : unité de données de protocole au niveau de la couche application. Segment : unité de données de protocole au niveau de la couche transport. Paquet : unité de données de protocole au niveau de la couche interréseau. Trame : unité de données de protocole au niveau de la couche accès au réseau. Bits : unité de données de protocole utilisée lors de la transmission physique de données à travers le support.

2.4.6 Processus d’envoi et de réception Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.4.6 Processus d’envoi et de réception Ethernet IP TCP Données Ethernet IP TCP Données 001111010111000110100011100101

Plateforme pour les communications 2 Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.4.7 Le modèle OSI En tant que modèle de référence, le modèle OSI fournit une liste exhaustive de fonctions et de services qui peuvent intervenir à chaque couche. Il décrit également l’interaction de chaque couche avec la couche directement supérieure ou inférieure. Bien que le contenu de ce cours est structuré autour du modèle OSI, la discussion traitera essentiellement les protocoles identifiés dans la pile du protocole TCP/IP.

2.4.8 Comparaison des modèles OSI et TCP/IP Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.4.8 Comparaison des modèles OSI et TCP/IP Les protocoles qui constituent la suite de protocoles TCP/IP peuvent être décrits selon les termes du modèle de référence OSI. Dans le modèle OSI, la couche d’accès réseau et la couche application du modèle TCP/IP sont encore divisées pour décrire des fonctions discrètes qui doivent intervenir au niveau de ces couches.

2.5 Adressage de réseaux

2.5.1 Adressage dans le réseaux Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.5.1 Adressage dans le réseaux

Message D D D D Port s. & d. D @ res s. & d. Port s. & d. D Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux Données Message D D D D Segment Entête de transport Port s. & d. D Entête réseau Paquet @ res s. & d. Port s. & d. D Entête trame Trame @ MAC s. & d. @ res s. & d. Port s. & d. D Bits 1001110000111111000000111100000

2.5.3 Acheminement des données à travers l’inter-réseau Plateforme pour les communications 2. Réseaux: locaux, étendus et inter réseaux 3. Les protocoles 4. Utilisation des modèles en couche 5. Adressage réseaux 2.5.3 Acheminement des données à travers l’inter-réseau

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