LES RESEAUX INFORMATIQUES ou COMMENT COMMUNIQUENT NOS AMIS LES PC ?? Cours en Sciences de l’Ingénieur

PREAMBULE Qu’est-ce qu’un réseau informatique? Un ensemble d’ordinateurs reliés par des câbles ou par ondes radios. Quelle est son utilité ? Partager des ressources. Quelles sont ces ressources ? Deux sortes de ressources : Des ressources matérielles (disques durs, imprimantes, lecteurs de CD ou DVD, modem). Des ressources logicielles (logiciels de bureautique, fichiers de données, jeux…).

1 LES DIFFERENTES ARCHITECTURES DE RESEAUX Le réseau Point à Point ou Peer to Peer La topologie en BUS ou réseau linéaire La topologie en ETOILE La topologie en ANNEAU PC1 PC2 PC1 PC2 PC3 PC4 PC1 PC2 PC3 PC4 Switch PC1 PC2 PC3 PC4

1 LES DIFFERENTS TYPES DE RESEAUX Le réseau Point à Point ou Peer to Peer C’est la forme de réseau la plus simple. Point à point signifie de semblable à semblable. Dans l'exemple, chaque poste peut partager tout ou partie de sa mémoire de masse, le poste P-2 peut partager son imprimante. Tous les ordinateurs sont sur le même plan. Il n’y a pas d’ordinateur central c’est-à-dire de serveur. Le réseau point à point convient pour un nombre réduit d’ordinateurs. Deux ordinateurs au minimum. Avantages : Il n’est pas nécessaire d’avoir un système d’exploitation réseau, tous les Windows depuis la version 3.11 conviennent dans leur version standard ou Home. Inconvénients : Outils de sécurité très limités. Si un poste est éteint ou bloqué, ces ressources sont inaccessibles.

Le réseau En ETOILE (avec ou sans serveur) 1 LES DIFFERENTS TYPES DE RESEAUX Le réseau En ETOILE (avec ou sans serveur) Dans cette topologie, tous les ordinateurs sont reliés à un distributeur central qui peut être un HUB (concentrateur) ou un SWITCH (commutateur). Cette topologie est plus moderne et plus rapide que le BUS. Chaque ordinateur est relié au HUB ou au SWITCH par un câble à paires torsadées muni de prises RJ45. Ce câble en catégorie 5 permet en théorie un débit de 100 Mbit/s soit 12 Mo/s (7 à 8 Mo/s en pratique). Long. max. ordinateur-hub 100m en 10 et 100base T. HUB ou SWITCH prise RJ45

Le réseau En ETOILE (avec ou sans serveur) 1 LES DIFFERENTS TYPES DE RESEAUX Le réseau En ETOILE (avec ou sans serveur) Centralisation des ressources du réseau. Partage et sécurisation des ressources par un ou plusieurs serveurs. Postes clients uniquement clients utilisant les ressources du serveur. Avantages : Le serveur n’est pas une station de travail, il gère le réseau avec un système réseau (Unix, Linux) qui offre des profils itinérants aux utilisateurs. Serveurs toujours en service (sauf en cas de panne...), ressources toujours disponibles pour les utilisateurs. Sauvegardes de données centralisées. Un administrateur gère le fonctionnement du réseau à la place des utilisateurs. Inconvénients : Mise en œuvre lourde. Coût important. Présence nécessaire d’un administrateur réseau.

Le réseau En BUS (avec ou sans serveur) 1 LES DIFFERENTS TYPES DE RESEAUX Le réseau En BUS (avec ou sans serveur) Dans cette topologie, tous les ordinateurs sont reliés à une même ligne : le BUS. Ce bus ne comporte pas de ramification et il a à chacune de ses deux extrémités, une terminaison dont l’impédance est égale à l’impédance caractéristique de la ligne. Cette terminaison évite les réflexions de signaux aux extrémités du BUS. Câble coaxial Terminaison T La carte réseau de chaque ordinateur est directement reliée au BUS par un T qui constitue un nœud du réseau. Pour terminer la construction du BUS, il faut relier les T par un câble de type coaxial RG58 équipé de prises BNC comme les terminaisons et les T.

Le réseau En BUS (avec ou sans serveur) 1 LES DIFFERENTS TYPES DE RESEAUX Le réseau En BUS (avec ou sans serveur) Avantages : Ce type de réseau est facile et économique à mettre en place. Le câble coaxial RG 58 est bien protégé contre les perturbations. Le réseau peut contenir 30 ordinateurs pour une longueur totale de câbles de 185 m. Le débit théorique de données est de 10 Mbits/s soit 1,2 Mo/s, en pratique 600 à 800 ko/s. Plus il y a d’ordinateurs plus le débit chute. Prise BNC Inconvénients : Si un défaut de connexion survient, tout le réseau s’effondre. On a alors deux réseaux mal terminés. Carte Ethernet + nœud de connexion

2 LES DIFFERENTES COMPOSANTS DU RESEAUX Les Câbles et la connectique Le matériel actif

Les câbles réseau Ethernet RJ45 2 LES DIFFERENTS COMPOSANTS DU RESEAUX (en étoile) Les câbles réseau Ethernet RJ45 Deux équipements connectés doivent faire correspondre le TX (Emission) de l'un au RX (Réception) de l'autre. Les câbles utilisés pour raccorder les ordinateurs au HUB ou au SWITCH sont droits car les prises des HUBS et des SWITCHS sont croisées. Cependant il existe du câble à paires torsadées croisées qui permet de : - construire un réseau avec seulement deux ordinateurs sans HUB, - relier des HUBS en cascade pour augmenter le nombre d’ordinateurs.

Les composants « ACTIFS »: Le Concentrateur ou HUB 2 LES DIFFERENTS COMPOSANTS DU RESEAUX (en étoile) Les composants « ACTIFS »: Le Concentrateur ou HUB AVANTAGES : faciles à installer économiques INCONVENIENTS : temps d ’attente de plus en plus longs multiplication des collisions Extension du réseau limitée manque de performance STATION RECEPTRICE STATION EMETTRICE

Les composants « ACTIFS »: Le Commutateur ou SWITCH 2 LES DIFFERENTS COMPOSANTS DU RESEAUX (en étoile) Les composants « ACTIFS »: Le Commutateur ou SWITCH La solution au problème de performance des réseaux : le commutateur (switch). AVANTAGES : faciles à installer Extension facile du réseau augmentation instantanée des performances possibilité d ’implémenter des fonctions avancées de sécurité STATION RECEPTRICE STATION EMETTRICE

Les différents protocoles Le principe des modèles OSI et TCP/IP 3 LA COMMUNICATION AU SEIN DU RESEAU Les différents protocoles Le principe des modèles OSI et TCP/IP La trame Ethernet L’adressage des PC et matériels

Les 3 familles de protocoles 3 LA COMMUNICATION AU SEIN DU RESEAU Les 3 familles de protocoles NetBIOS et NetBEUI Créé par Microsoft et IBM dans les années 80, à l’époque du MS-DOS, NetBIOS a évolué en NetBEUI. Il est compris par Windows et Novell Netware. Il est rapide, simple et adapté aux petits réseaux, mais il n’est pas routable (donc pas d’échange avec l’extérieur du réseau sauf par des ponts). IPX / SPX Développé par la société NOVELL, protocole standard du système Novell Netware très utilisé avant que Microsoft ne développe Windows NT. Plus efficace que NetBEUI pour les gros réseaux, ce protocole est de plus routable ce qui augmente les possibilités d'interconnexions. TCP / IP : LE standard actuel incontournable pour l'usage d'Internet Créée dans le monde UNIX, dans les années 70, cette famille est la plus compliquée et la plus lente. Cependant, elle a été conçue au départ pour l'interconnexion de réseaux (IP=Internet Protocol!).C'est la famille de protocoles la meilleure pour les gros réseaux.

L’architecture en couche des protocoles 3 LA COMMUNICATION AU SEIN DU RESEAU L’architecture en couche des protocoles Le modèle O.S.I. trop théorique est souvent simplifié en fusionnant certaines couches pour mieux représenter la famille des protocoles TCP/IP. Couche Application 7 Couche Présentation 6 Couche Session Couche Application Couche Application 5 5 Couche de Transport Couche de Transport Couche de Transport 4 4 Couche Réseau Couche Internet Couche Réseau 3 3 Couche de Liaison Couche de Liaison 2 2 Hôte Réseau Couche Physique Couche Physique 1 1 modèle O.S.I. modèle D.O.D. du TCP/IP modèle hybride retenu pour TCP/IP

Fonctionnement de la pile de couche 3 LA COMMUNICATION AU SEIN DU RESEAU Fonctionnement de la pile de couche C. Application A A C. Transport T T C. Réseau R R C. Liaison L L C. Physique Correspondance par protocole Usager 1 Liaison physique (Câble) Usager 2 Données de l’usager Les données envoyées par l’usager 1 à l’usager 2 sont encapsulées avant d’être transmises par la liaison physique. La trame reçue par l’usager 2 est désencapsulée pour en extraire les données. A En-tête Application R En-tête Réseau T En-tête Transport L En-tête Liaison

La communication par trames Ethernet 3 LA COMMUNICATION AU SEIN DU RESEAU La communication par trames Ethernet ✦ Adresse Ethernet ou MAC (couche Liaison) – adresse unique associée à la carte "réseau" de machine – adresse codée sur 6 octets exemple : 08-00-2B-24-36-45

La communication par trames Ethernet 3 LA COMMUNICATION AU SEIN DU RESEAU La communication par trames Ethernet ✦ Protocole de type diffusion Toutes les trames sont transmises sur l'ensemble du réseau Ethernet. Seules les machines qui se reconnaissent comme destinatrices essayent d'interpréter les trames. ✦ Protocoles de niveau supérieur transportés Les trames Ethernet peuvent véhiculer les informations en provenance de différents protocoles ( Appletalk, IP, Netware/Novell, etc ....). Le type de protocole est indiqué dans le champ type. Deux machines ne peuvent communiquer que si elle ont un protocole réseau en commun.

Le protocole TCP/IP 3 LA COMMUNICATION AU SEIN DU RESEAU Deux protocoles différents sont invoqués lors de la transmission d'un datagramme TCP/IP. TCP (Transmission Control Protocol) est responsable de la fragmentation du message en datagrammes, de son ré-assemblage de l'autre côté, de la ré-émission de certains paquets en cas d'erreur et de la remise en ordre des paquets du côté du récepteur. IP (Internet Protocol), lui, est responsable du routage des datagrammes individuels. Cela donne l'impression que TCP fait tout le travail. C'est vrai dans les petits réseaux. Par contre, dans l'Internet, envoyer simplement un datagramme à sa destination peut devenir très complexe Voir documentation détaillée:

L’adressage (IP) des machines du réseau 3 LA COMMUNICATION AU SEIN DU RESEAU L’adressage (IP) des machines du réseau Sur Internet, les ordinateurs communiquent entre eux grâce au protocole IP (Internet Protocol), qui utilise des adresses numériques, appelées adresses IP, composées de 4 nombres entiers (4 octets) entre 0 et 255 et notées sous la forme xxx.xxx.xxx.xxx. Par exemple, 194.153.205.26 est une adresse IP donnée sous une forme technique. Ces adresses servent aux ordinateurs du réseau pour communiquer entre-eux, ainsi chaque ordinateur d'un réseau possède une adresse IP unique sur ce réseau. C'est l'ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers, remplaçant l'IANA, Internet Assigned Numbers Agency, depuis 1998) qui est chargée d'attribuer des adresses IP publiques, c'est-à dire les adresses IP des ordinateurs directement connectés sur le réseau public internet.

L’adressage des machines du réseau 3 LA COMMUNICATION AU SEIN DU RESEAU L’adressage des machines du réseau Une adresse IP est une adresse 32 bits, généralement notée sous forme de 4 nombres entiers séparés par des points. On distingue en fait deux parties dans l'adresse IP: Une partie des nombres à gauche désigne le réseau est est appelée ID de réseau (en anglais netID), et imposée par I’ INTERNIC Les nombres de droite désignent les ordinateurs de ce réseau est est appelée ID d'hôte (en anglais host-ID). Soit l'exemple ci-dessous: Notons le réseau de gauche 194.28.12.0. Il contient les ordinateurs suivants : 194.28.12.1 à 194.28.12.4 Notons celui de droite 178.12.0.0. Il comprend les ordinateurs suivants : 178.12.77.1 à 178.12.77.6 Voir documentation détaillée: