Le modèle OSI par Sylvain par Sylvain 1 - Introduction 2 - Les différentes couches du modèle 2.1 - Les 7 couches 2.2 - La couche physique 2.3 - La couche.

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1 Le modèle OSI par Sylvain par Sylvain 1 - Introduction 2 - Les différentes couches du modèle 2.1 - Les 7 couches 2.2 - La couche physique 2.3 - La couche liaison de données 2.4 - La couche réseau 2.5 - Couche transport 2.6 - La couche session 2.7 - La couche présentation 2.8 - La couche application 3 - Transmission de données au travers du modèle OSI 4 - Critique du modèle OSI 4.1 - Ce n'était pas le bon moment 4.2 - Ce n'était pas la bonne technologie 4.3 - Ce n'était pas la bonne implémentation 4.4 - Ce n'était pas la bonne politique 5 - L'avenir d'OSI 6 - Discussion autour de la documentation 7 - Suivi du document 1 - Introduction 2 - Les différentes couches du modèle 2.1 - Les 7 couches 2.2 - La couche physique 2.3 - La couche liaison de données 2.4 - La couche réseau 2.5 - Couche transport 2.6 - La couche session 2.7 - La couche présentation 2.8 - La couche application 3 - Transmission de données au travers du modèle OSI 4 - Critique du modèle OSI 4.1 - Ce n'était pas le bon moment 4.2 - Ce n'était pas la bonne technologie 4.3 - Ce n'était pas la bonne implémentation 4.4 - Ce n'était pas la bonne politique 5 - L'avenir d'OSI 6 - Discussion autour de la documentation 7 - Suivi du documentIntroductionLes différentes couches du modèleLes 7 couchesLa couche physiqueLa couche liaison de donnéesLa couche réseauCouche transportLa couche sessionLa couche présentationLa couche applicationTransmission de données au travers du modèle OSICritique du modèle OSICe n'était pas le bon momentCe n'était pas la bonne technologieCe n'était pas la bonne implémentationCe n'était pas la bonne politiqueL'avenir d'OSIDiscussion autour de la documentationSuivi du documentIntroductionLes différentes couches du modèleLes 7 couchesLa couche physiqueLa couche liaison de donnéesLa couche réseauCouche transportLa couche sessionLa couche présentationLa couche applicationTransmission de données au travers du modèle OSICritique du modèle OSICe n'était pas le bon momentCe n'était pas la bonne technologieCe n'était pas la bonne implémentationCe n'était pas la bonne politiqueL'avenir d'OSIDiscussion autour de la documentationSuivi du document

2 1 - Introduction Les constructeurs informatiques ont proposé des architectures réseaux propres à leurs équipements. Par exemple, IBM a proposé SNA, DEC a proposé DNA... Ces architectures ont toutes le même défaut : du fait de leur caractère propriétaire, il n'est pas facile des les interconnecter, à moins d'un accord entre constructeurs. Aussi, pour éviter la multiplication des solutions d'interconnexion d'architectures hétérogènes, l'ISO (International Standards Organisation), organisme dépendant de l'ONU et composé de 140 organismes nationaux de normalisation, a développé un modèle de référence appelé modèle OSI (Open Systems Interconnection). Ce modèle décrit les concepts utilisés et la démarche suivie pour normaliser l'interconnexion de systèmes ouverts (un réseau est composé de systèmes ouverts lorsque la modification, l'adjonction ou la suppression d'un de ces systèmes ne modifie pas le comportement global du réseau). Les constructeurs informatiques ont proposé des architectures réseaux propres à leurs équipements. Par exemple, IBM a proposé SNA, DEC a proposé DNA... Ces architectures ont toutes le même défaut : du fait de leur caractère propriétaire, il n'est pas facile des les interconnecter, à moins d'un accord entre constructeurs. Aussi, pour éviter la multiplication des solutions d'interconnexion d'architectures hétérogènes, l'ISO (International Standards Organisation), organisme dépendant de l'ONU et composé de 140 organismes nationaux de normalisation, a développé un modèle de référence appelé modèle OSI (Open Systems Interconnection). Ce modèle décrit les concepts utilisés et la démarche suivie pour normaliser l'interconnexion de systèmes ouverts (un réseau est composé de systèmes ouverts lorsque la modification, l'adjonction ou la suppression d'un de ces systèmes ne modifie pas le comportement global du réseau).

3 Au moment de la conception de ce modèle, la prise en compte de l'hétérogénéité des équipements était fondamentale. En effet, ce modèle devait permettre l'interconnexion avec des systèmes hétérogènes pour des raisons historiques et économiques. Il ne devait en outre pas favoriser un fournisseur particulier. Enfin, il devait permettre de s'adapter à l'évolution des flux d'informations à traiter sans remettre en cause les investissements antérieurs. Cette prise en compte de l'hétérogénéité nécessite donc l'adoption de règles communes de communication et de coopération entre les équipements, c'est à dire que ce modèle devait logiquement mener à une normalisation internationale des protocoles. Au moment de la conception de ce modèle, la prise en compte de l'hétérogénéité des équipements était fondamentale. En effet, ce modèle devait permettre l'interconnexion avec des systèmes hétérogènes pour des raisons historiques et économiques. Il ne devait en outre pas favoriser un fournisseur particulier. Enfin, il devait permettre de s'adapter à l'évolution des flux d'informations à traiter sans remettre en cause les investissements antérieurs. Cette prise en compte de l'hétérogénéité nécessite donc l'adoption de règles communes de communication et de coopération entre les équipements, c'est à dire que ce modèle devait logiquement mener à une normalisation internationale des protocoles.

4 Le modèle OSI n'est pas une véritable architecture de réseau, car il ne précise pas réellement les services et les protocoles à utiliser pour chaque couche. Il décrit plutôt ce que doivent faire les couches. Néanmoins, l'ISO a écrit ses propres normes pour chaque couche, et ceci de manière indépendante au modèle, i.e. comme le fait tout constructeur. Les premiers travaux portant sur le modèle OSI datent de 1977. Ils ont été basés sur l'expérience acquise en matière de grands réseaux et de réseaux privés plus petits ; le modèle devait en effet être valable pour tous les types de réseaux. En 1978, l'ISO propose ce modèle sous la norme ISO IS7498. En 1984, 12 constructeurs européens, rejoints en 1985 par les grands constructeurs américains, adoptent le standard. Le modèle OSI n'est pas une véritable architecture de réseau, car il ne précise pas réellement les services et les protocoles à utiliser pour chaque couche. Il décrit plutôt ce que doivent faire les couches. Néanmoins, l'ISO a écrit ses propres normes pour chaque couche, et ceci de manière indépendante au modèle, i.e. comme le fait tout constructeur. Les premiers travaux portant sur le modèle OSI datent de 1977. Ils ont été basés sur l'expérience acquise en matière de grands réseaux et de réseaux privés plus petits ; le modèle devait en effet être valable pour tous les types de réseaux. En 1978, l'ISO propose ce modèle sous la norme ISO IS7498. En 1984, 12 constructeurs européens, rejoints en 1985 par les grands constructeurs américains, adoptent le standard.

5 2 - Les différentes couches du modèle 2.1 - Les 7 couches 2.1 - Les 7 couches Le modèle OSI comporte 7 couches : Le modèle OSI comporte 7 couches :

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7 Les principes qui ont conduit à ces 7 couches sont les suivants : - une couche doit être créée lorsqu'un nouveau niveau d'abstraction est nécessaire, - chaque couche a des fonctions bien définies, - les fonctions de chaque couche doivent être choisies dans l'objectif de la normalisation internationale des protocoles, - les frontières entre couches doivent être choisies de manière à minimiser le flux d'information aux interfaces, - le nombre de couches doit être tel qu'il n'y ait pas cohabitation de fonctions très différentes au sein d'une même couche et que l'architecture ne soit pas trop difficile à maîtriser. Les couches basses (1, 2, 3 et 4) sont nécessaires à l'acheminement des informations entre les extrémités concernées et dépendent du support physique. Les couches hautes (5, 6 et 7) sont responsables du traitement de l'information relative à la gestion des échanges entre systèmes informatiques. Par ailleurs, les couches 1 à 3 interviennent entre machines voisines, et non entre les machines d'extrémité qui peuvent être séparées par plusieurs routeurs. Les couches 4 à 7 sont au contraire des couches qui n'interviennent qu'entre hôtes distants. Les principes qui ont conduit à ces 7 couches sont les suivants : - une couche doit être créée lorsqu'un nouveau niveau d'abstraction est nécessaire, - chaque couche a des fonctions bien définies, - les fonctions de chaque couche doivent être choisies dans l'objectif de la normalisation internationale des protocoles, - les frontières entre couches doivent être choisies de manière à minimiser le flux d'information aux interfaces, - le nombre de couches doit être tel qu'il n'y ait pas cohabitation de fonctions très différentes au sein d'une même couche et que l'architecture ne soit pas trop difficile à maîtriser. Les couches basses (1, 2, 3 et 4) sont nécessaires à l'acheminement des informations entre les extrémités concernées et dépendent du support physique. Les couches hautes (5, 6 et 7) sont responsables du traitement de l'information relative à la gestion des échanges entre systèmes informatiques. Par ailleurs, les couches 1 à 3 interviennent entre machines voisines, et non entre les machines d'extrémité qui peuvent être séparées par plusieurs routeurs. Les couches 4 à 7 sont au contraire des couches qui n'interviennent qu'entre hôtes distants.

8 2.2 - La couche physique 2.2 - La couche physique La couche physique s'occupe de la transmission des bits de façon brute sur un canal de communication. Cette couche doit garantir la parfaite transmission des données (un bit 1 envoyé doit bien être reçu comme bit valant 1). Concrètement, cette couche doit normaliser les caractéristiques électriques (un bit 1 doit être représenté par une tension de 5 V, par exemple), les caractéristiques mécaniques (forme des connecteurs, de la topologie...), les caractéristiques fonctionnelles des circuits de données et les procédures d'établissement, de maintien et de libération du circuit de données. L'unité d'information typique de cette couche est le bit, représenté par une certaine différence de potentiel. La couche physique s'occupe de la transmission des bits de façon brute sur un canal de communication. Cette couche doit garantir la parfaite transmission des données (un bit 1 envoyé doit bien être reçu comme bit valant 1). Concrètement, cette couche doit normaliser les caractéristiques électriques (un bit 1 doit être représenté par une tension de 5 V, par exemple), les caractéristiques mécaniques (forme des connecteurs, de la topologie...), les caractéristiques fonctionnelles des circuits de données et les procédures d'établissement, de maintien et de libération du circuit de données. L'unité d'information typique de cette couche est le bit, représenté par une certaine différence de potentiel.

9 2.3 - La couche liaison de données 2.3 - La couche liaison de données Son rôle est un rôle de "liant" : elle va transformer la couche physique en une liaison a priori exempte d'erreurs de transmission pour la couche réseau. Elle fractionne les données d'entrée de l'émetteur en trames, transmet ces trames en séquence et gère les trames d'acquittement renvoyées par le récepteur. Rappelons que pour la couche physique, les données n'ont aucune signification particulière. La couche liaison de données doit donc être capable de reconnaître les frontières des trames. Cela peut poser quelques problèmes, puisque les séquences de bits utilisées pour cette reconnaissance peuvent apparaître dans les données. La couche liaison de données doit être capable de renvoyer une trame lorsqu'il y a eu un problème sur la ligne de transmission. De manière générale, un rôle important de cette couche est la détection et la correction d'erreurs intervenues sur la couche physique. Cette couche intègre également une fonction de contrôle de flux pour éviter l'engorgement du récepteur. L'unité d'information de la couche liaison de données est la trame qui est composées de quelques centaines à quelques milliers d'octets maximum. Son rôle est un rôle de "liant" : elle va transformer la couche physique en une liaison a priori exempte d'erreurs de transmission pour la couche réseau. Elle fractionne les données d'entrée de l'émetteur en trames, transmet ces trames en séquence et gère les trames d'acquittement renvoyées par le récepteur. Rappelons que pour la couche physique, les données n'ont aucune signification particulière. La couche liaison de données doit donc être capable de reconnaître les frontières des trames. Cela peut poser quelques problèmes, puisque les séquences de bits utilisées pour cette reconnaissance peuvent apparaître dans les données. La couche liaison de données doit être capable de renvoyer une trame lorsqu'il y a eu un problème sur la ligne de transmission. De manière générale, un rôle important de cette couche est la détection et la correction d'erreurs intervenues sur la couche physique. Cette couche intègre également une fonction de contrôle de flux pour éviter l'engorgement du récepteur. L'unité d'information de la couche liaison de données est la trame qui est composées de quelques centaines à quelques milliers d'octets maximum.

10 2.4 - La couche réseau 2.4 - La couche réseau C'est la couche qui permet de gérer le sous- réseau, i.e. le routage des paquets sur ce sous- réseau et l'interconnexion des différents sous- réseaux entre eux. Au moment de sa conception, il faut bien déterminer le mécanisme de routage et de calcul des tables de routage (tables statiques ou dynamiques...). La couche réseau contrôle également l'engorgement du sous-réseau. On peut également y intégrer des fonctions de comptabilité pour la facturation au volume, mais cela peut être délicat. L'unité d'information de la couche réseau est le paquet. C'est la couche qui permet de gérer le sous- réseau, i.e. le routage des paquets sur ce sous- réseau et l'interconnexion des différents sous- réseaux entre eux. Au moment de sa conception, il faut bien déterminer le mécanisme de routage et de calcul des tables de routage (tables statiques ou dynamiques...). La couche réseau contrôle également l'engorgement du sous-réseau. On peut également y intégrer des fonctions de comptabilité pour la facturation au volume, mais cela peut être délicat. L'unité d'information de la couche réseau est le paquet.

11 2.5 - Couche transport 2.5 - Couche transport Cette couche est responsable du bon acheminement des messages complets au destinataire. Le rôle principal de la couche transport est de prendre les messages de la couche session, de les découper s'il le faut en unités plus petites et de les passer à la couche réseau, tout en s'assurant que les morceaux arrivent correctement de l'autre côté. Cette couche effectue donc aussi le réassemblage du message à la réception des morceaux. Cette couche est également responsable de l'optimisation des ressources du réseau : en toute rigueur, la couche transport crée une connexion réseau par connexion de transport requise par la couche session, mais cette couche est capable de créer plusieurs connexions réseau par processus de la couche session pour répartir les données, par exemple pour améliorer le débit. A l'inverse, cette couche est capable d'utiliser une seule connexion réseau pour transporter plusieurs messages à la fois grâce au multiplexage. Dans tous les cas, tout ceci doit être transparent pour la couche session. Cette couche est responsable du bon acheminement des messages complets au destinataire. Le rôle principal de la couche transport est de prendre les messages de la couche session, de les découper s'il le faut en unités plus petites et de les passer à la couche réseau, tout en s'assurant que les morceaux arrivent correctement de l'autre côté. Cette couche effectue donc aussi le réassemblage du message à la réception des morceaux. Cette couche est également responsable de l'optimisation des ressources du réseau : en toute rigueur, la couche transport crée une connexion réseau par connexion de transport requise par la couche session, mais cette couche est capable de créer plusieurs connexions réseau par processus de la couche session pour répartir les données, par exemple pour améliorer le débit. A l'inverse, cette couche est capable d'utiliser une seule connexion réseau pour transporter plusieurs messages à la fois grâce au multiplexage. Dans tous les cas, tout ceci doit être transparent pour la couche session.

12 Cette couche est également responsable du type de service à fournir à la couche session, et finalement aux utilisateurs du réseau : service en mode connecté ou non, avec ou sans garantie d'ordre de délivrance, diffusion du message à plusieurs destinataires à la fois... Cette couche est donc également responsable de l'établissement et du relâchement des connexions sur le réseau. Un des tous derniers rôles à évoquer est le contrôle de flux. C'est l'une des couches les plus importantes, car c'est elle qui fournit le service de base à l'utilisateur, et c'est par ailleurs elle qui gère l'ensemble du processus de connexion, avec toutes les contraintes qui y sont liées. L'unité d'information de la couche réseau est le message. Cette couche est également responsable du type de service à fournir à la couche session, et finalement aux utilisateurs du réseau : service en mode connecté ou non, avec ou sans garantie d'ordre de délivrance, diffusion du message à plusieurs destinataires à la fois... Cette couche est donc également responsable de l'établissement et du relâchement des connexions sur le réseau. Un des tous derniers rôles à évoquer est le contrôle de flux. C'est l'une des couches les plus importantes, car c'est elle qui fournit le service de base à l'utilisateur, et c'est par ailleurs elle qui gère l'ensemble du processus de connexion, avec toutes les contraintes qui y sont liées. L'unité d'information de la couche réseau est le message.

13 2.6 - La couche session 2.6 - La couche session Cette couche organise et synchronise les échanges entre tâches distantes. Elle réalise le lien entre les adresses logiques et les adresses physiques des tâches réparties. Elle établit également une liaison entre deux programmes d'application devant coopérer et commande leur dialogue (qui doit parler, qui parle...). Dans ce dernier cas, ce service d'organisation s'appelle la gestion du jeton. La couche session permet aussi d'insérer des points de reprise dans le flot de données de manière à pouvoir reprendre le dialogue après une panne. Cette couche organise et synchronise les échanges entre tâches distantes. Elle réalise le lien entre les adresses logiques et les adresses physiques des tâches réparties. Elle établit également une liaison entre deux programmes d'application devant coopérer et commande leur dialogue (qui doit parler, qui parle...). Dans ce dernier cas, ce service d'organisation s'appelle la gestion du jeton. La couche session permet aussi d'insérer des points de reprise dans le flot de données de manière à pouvoir reprendre le dialogue après une panne.

14 2.7 - La couche présentation 2.7 - La couche présentation Cette couche s'intéresse à la syntaxe et à la sémantique des données transmises : c'est elle qui traite l'information de manière à la rendre compatible entre tâches communicantes. Elle va assurer l'indépendance entre l'utilisateur et le transport de l'information. Typiquement, cette couche peut convertir les données, les reformater, les crypter et les compresser. Cette couche s'intéresse à la syntaxe et à la sémantique des données transmises : c'est elle qui traite l'information de manière à la rendre compatible entre tâches communicantes. Elle va assurer l'indépendance entre l'utilisateur et le transport de l'information. Typiquement, cette couche peut convertir les données, les reformater, les crypter et les compresser.

15 2.8 - La couche application 2.8 - La couche application Cette couche est le point de contact entre l'utilisateur et le réseau. C'est donc elle qui va apporter à l'utilisateur les services de base offerts par le réseau, comme par exemple le transfert de fichier, la messagerie... Cette couche est le point de contact entre l'utilisateur et le réseau. C'est donc elle qui va apporter à l'utilisateur les services de base offerts par le réseau, comme par exemple le transfert de fichier, la messagerie...

16 3 - Transmission de données au travers du modèle OSI Le processus émetteur remet les données à envoyer au processus récepteur à la couche application qui leur ajoute un en-tête application AH (éventuellement nul). Le résultat est alors transmis à la couche présentation. La couche présentation transforme alors ce message et lui ajoute (ou non) un nouvel en-tête (éventuellement nul). La couche présentation ne connaît et ne doit pas connaître l'existence éventuelle de AH ; pour la couche présentation, AH fait en fait partie des données utilisateur. Une fois le traitement terminé, la couche présentation envoie le nouveau "message" à la couche session et le même processus recommence. Les données atteignent alors la couche physique qui va effectivement transmettre les données au destinataire. A la réception, le message va remonter les couches et les en-têtes sont progressivement retirés jusqu'à atteindre le processus récepteur : Le processus émetteur remet les données à envoyer au processus récepteur à la couche application qui leur ajoute un en-tête application AH (éventuellement nul). Le résultat est alors transmis à la couche présentation. La couche présentation transforme alors ce message et lui ajoute (ou non) un nouvel en-tête (éventuellement nul). La couche présentation ne connaît et ne doit pas connaître l'existence éventuelle de AH ; pour la couche présentation, AH fait en fait partie des données utilisateur. Une fois le traitement terminé, la couche présentation envoie le nouveau "message" à la couche session et le même processus recommence. Les données atteignent alors la couche physique qui va effectivement transmettre les données au destinataire. A la réception, le message va remonter les couches et les en-têtes sont progressivement retirés jusqu'à atteindre le processus récepteur :

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18 Le concept important est le suivant : il faut considérer que chaque couche est programmée comme si elle était vraiment horizontale, c'est à dire qu'elle dialoguait directement avec sa couche paire réceptrice. Au moment de dialoguer avec sa couche paire, chaque couche rajoute un en-tête et l'envoie (virtuellement, grâce à la couche sous-jacente) à sa couche paire. Le concept important est le suivant : il faut considérer que chaque couche est programmée comme si elle était vraiment horizontale, c'est à dire qu'elle dialoguait directement avec sa couche paire réceptrice. Au moment de dialoguer avec sa couche paire, chaque couche rajoute un en-tête et l'envoie (virtuellement, grâce à la couche sous-jacente) à sa couche paire.

19 4 - Critique du modèle OSI La chose la plus frappante à propos du modèle OSI est que c'est peut-être la structure réseau la plus étudiée et la plus unanimement reconnue et pourtant ce n'est pas le modèle qui a su s'imposer. Les spécialistes qui ont analysé cet échec en ont déterminé 4 raisons principales. La chose la plus frappante à propos du modèle OSI est que c'est peut-être la structure réseau la plus étudiée et la plus unanimement reconnue et pourtant ce n'est pas le modèle qui a su s'imposer. Les spécialistes qui ont analysé cet échec en ont déterminé 4 raisons principales.

20 4.1 - Ce n'était pas le bon moment 4.1 - Ce n'était pas le bon moment David Clark du MIT a émis la théorie suivant quant à l'art et la manière de publier une norme au bon moment. Pour lui, dans le cycle de vie d'une norme, il y a 2 pics principaux d'activité : la recherche effectuée dans le domaine couvert par la norme, et les investissements des industriels pour l'implémentation et la mise en place de la norme. Ces deux pics sont séparés par un creux d'activité qui apparaît être en fait le moment idéal pour la publication de la norme : il n'est ni trop tôt par rapport à la recherche et on peut donc assurer une certaine maîtrise, et il n'est ni trop tard pour les investissements et les industriels sont prêts à utiliser des capitaux pour l'implémenter. Le modèle OSI était idéalement placé par rapport à la recherche, mais hélas, le modèle TCP/IP était déjà en phase d'investissement prononcé (lorsque le modèle OSI est sorti, les universités américaines utilisaient déjà largement TCP/IP avec un certain succès) et les industriels n'ont pas ressenti le besoin d'investir dessus. David Clark du MIT a émis la théorie suivant quant à l'art et la manière de publier une norme au bon moment. Pour lui, dans le cycle de vie d'une norme, il y a 2 pics principaux d'activité : la recherche effectuée dans le domaine couvert par la norme, et les investissements des industriels pour l'implémentation et la mise en place de la norme. Ces deux pics sont séparés par un creux d'activité qui apparaît être en fait le moment idéal pour la publication de la norme : il n'est ni trop tôt par rapport à la recherche et on peut donc assurer une certaine maîtrise, et il n'est ni trop tard pour les investissements et les industriels sont prêts à utiliser des capitaux pour l'implémenter. Le modèle OSI était idéalement placé par rapport à la recherche, mais hélas, le modèle TCP/IP était déjà en phase d'investissement prononcé (lorsque le modèle OSI est sorti, les universités américaines utilisaient déjà largement TCP/IP avec un certain succès) et les industriels n'ont pas ressenti le besoin d'investir dessus.le modèle TCP/IPle modèle TCP/IP

21 4.2 - Ce n'était pas la bonne technologie 4.2 - Ce n'était pas la bonne technologie Le modèle OSI est peut-être trop complet et trop complexe. La distance entre l'utilisation concrète (l'implémentation) et le modèle est parfois importante. En effet, peu de programmes peuvent utiliser ou utilisent mal l'ensemble des 7 couches du modèle : les couches session et présentation sont fort peu utilisées et à l'inverse les couches liaison de données et réseau sont très souvent découpées en sous-couches tant elles sont complexes. OSI est en fait trop complexe pour pouvoir être proprement et efficacement implémenté. Le comité rédacteur de la norme a même du laisser de côté certains points techniques, comme le la sécurité et le codage, tant il était délicat de conserver un rôle bien déterminé à chaque couche ainsi complétée. Ce modèle est également redondant (le contrôle de flux et le contrôle d'erreur apparaissent pratiquement dans chaque couche). Au niveau de l'implémentation, TCP/IP est beaucoup plus optimisé et efficace. Le modèle OSI est peut-être trop complet et trop complexe. La distance entre l'utilisation concrète (l'implémentation) et le modèle est parfois importante. En effet, peu de programmes peuvent utiliser ou utilisent mal l'ensemble des 7 couches du modèle : les couches session et présentation sont fort peu utilisées et à l'inverse les couches liaison de données et réseau sont très souvent découpées en sous-couches tant elles sont complexes. OSI est en fait trop complexe pour pouvoir être proprement et efficacement implémenté. Le comité rédacteur de la norme a même du laisser de côté certains points techniques, comme le la sécurité et le codage, tant il était délicat de conserver un rôle bien déterminé à chaque couche ainsi complétée. Ce modèle est également redondant (le contrôle de flux et le contrôle d'erreur apparaissent pratiquement dans chaque couche). Au niveau de l'implémentation, TCP/IP est beaucoup plus optimisé et efficace.

22 La plus grosse critique que l'on peut faire au modèle est qu'il n'est pas du tout adapté aux applications de télécommunication sur ordinateur ! Certains choix effectués sont en désaccord avec la façon dont les ordinateurs et les logiciels communiquent. La norme a en fait fait le choix d'un "système d'interruptions" pour signaler les événements, et sur des langages de programmation de haut niveau, cela est peu réalisable. La plus grosse critique que l'on peut faire au modèle est qu'il n'est pas du tout adapté aux applications de télécommunication sur ordinateur ! Certains choix effectués sont en désaccord avec la façon dont les ordinateurs et les logiciels communiquent. La norme a en fait fait le choix d'un "système d'interruptions" pour signaler les événements, et sur des langages de programmation de haut niveau, cela est peu réalisable.

23 4.3 - Ce n'était pas la bonne implémentation 4.3 - Ce n'était pas la bonne implémentation Cela tient tout simplement du fait que le modèle est relativement complexe, et que du coup les premières implémentations furent relativement lourdes et lentes. A l'inverse, la première implémentation de TCP/IP dans l'Unix de l'université de Berkeley (BSD) était gratuite et relativement efficace. Historiquement, les gens ont donc eu une tendance naturelle à utiliser TCP/IP. Cela tient tout simplement du fait que le modèle est relativement complexe, et que du coup les premières implémentations furent relativement lourdes et lentes. A l'inverse, la première implémentation de TCP/IP dans l'Unix de l'université de Berkeley (BSD) était gratuite et relativement efficace. Historiquement, les gens ont donc eu une tendance naturelle à utiliser TCP/IP.

24 4.4 - Ce n'était pas la bonne politique 4.4 - Ce n'était pas la bonne politique Le modèle OSI a en fait souffert de sa trop forte normalisation. Les efforts d'implémentation du modèle étaient surtout "bureaucratiques" et les gens ont peut-être vu ça d'un mauvaise oeil. A l'inverse, TCP/IP est venu d'Unix et a été tout de suite utilisé, qui plus est par des centres de recherches et les universités, c'est-à-dire les premiers a avoir utilisé les réseaux de manière poussée. Le manque de normalisation de TCP/IP a été contre-balancé par une implémentation rapide et efficace, et une utilisation dans un milieu propice à sa propagation. Le modèle OSI a en fait souffert de sa trop forte normalisation. Les efforts d'implémentation du modèle étaient surtout "bureaucratiques" et les gens ont peut-être vu ça d'un mauvaise oeil. A l'inverse, TCP/IP est venu d'Unix et a été tout de suite utilisé, qui plus est par des centres de recherches et les universités, c'est-à-dire les premiers a avoir utilisé les réseaux de manière poussée. Le manque de normalisation de TCP/IP a été contre-balancé par une implémentation rapide et efficace, et une utilisation dans un milieu propice à sa propagation.

25 5 - L'avenir d'OSI Au niveau de son utilisation et implémentation, et ce malgré une mise à jour du modèle en 1994, OSI a clairement perdu la guerre face à TCP/IP. Seuls quelques grands constructeurs dominant conservent le modèle mais il est amené à disparaître d'autant plus vite qu'Internet (et donc TCP/IP) explose. Au niveau de son utilisation et implémentation, et ce malgré une mise à jour du modèle en 1994, OSI a clairement perdu la guerre face à TCP/IP. Seuls quelques grands constructeurs dominant conservent le modèle mais il est amené à disparaître d'autant plus vite qu'Internet (et donc TCP/IP) explose.

26 Le modèle OSI restera cependant encore longtemps dans les mémoires pour plusieurs raisons. C'est d'abord l'un des premiers grands efforts en matière de normalisation du monde des réseaux. Les constructeurs ont maintenant tendance à faire avec TCP/IP, mais aussi le WAP, l'UMTS etc. ce qu'il devait faire avec OSI, à savoir proposer des normalisations dès le départ. OSI marquera aussi les mémoires pour une autre raison : même si c'est TCP/IP qui est concrètement utilisé, les gens ont tendance et utilisent OSI comme le modèle réseau de référence actuel. En fait, TCP/IP et OSI ont des structures très proches, et c'est surtout l'effort de normalisation d'OSI qui a imposé cette "confusion" générale entre les 2 modèles. On a communément tendance à considérer TCP/IP comme l'implémentation réelle de OSI. Le modèle OSI restera cependant encore longtemps dans les mémoires pour plusieurs raisons. C'est d'abord l'un des premiers grands efforts en matière de normalisation du monde des réseaux. Les constructeurs ont maintenant tendance à faire avec TCP/IP, mais aussi le WAP, l'UMTS etc. ce qu'il devait faire avec OSI, à savoir proposer des normalisations dès le départ. OSI marquera aussi les mémoires pour une autre raison : même si c'est TCP/IP qui est concrètement utilisé, les gens ont tendance et utilisent OSI comme le modèle réseau de référence actuel. En fait, TCP/IP et OSI ont des structures très proches, et c'est surtout l'effort de normalisation d'OSI qui a imposé cette "confusion" générale entre les 2 modèles. On a communément tendance à considérer TCP/IP comme l'implémentation réelle de OSI.

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28 Le modèle TCP/IP 1 - Introduction 2 - Description du modèle 2.1 - Un modèle en 4 couches 2.2 - La couche hôte réseau 2.3 - La couche internet 2.4 - La couche transport 2.5 - La couche application 3 - Comparaison avec le modèle OSI et critique 3.1 - Comparaison avec le modèle OSI 3.2 - Critique 4 - Discussion autour de la documentation 5 - Suivi du document 1 - Introduction 2 - Description du modèle 2.1 - Un modèle en 4 couches 2.2 - La couche hôte réseau 2.3 - La couche internet 2.4 - La couche transport 2.5 - La couche application 3 - Comparaison avec le modèle OSI et critique 3.1 - Comparaison avec le modèle OSI 3.2 - Critique 4 - Discussion autour de la documentation 5 - Suivi du documentIntroductionDescription du modèleUn modèle en 4 couchesLa couche hôte réseauLa couche internetLa couche transportLa couche applicationComparaison avec le modèle OSI et critiqueComparaison avec le modèle OSICritiqueDiscussion autour de la documentationSuivi du documentIntroductionDescription du modèleUn modèle en 4 couchesLa couche hôte réseauLa couche internetLa couche transportLa couche applicationComparaison avec le modèle OSI et critiqueComparaison avec le modèle OSICritiqueDiscussion autour de la documentationSuivi du document

29 1 - Introduction TCP/IP désigne communément une architecture réseau, mais cet acronyme désigne en fait 2 protocoles étroitement liés : un protocole de transport, TCP (Transmission Control Protocol) qu'on utilise "par- dessus" un protocole réseau, IP (Internet Protocol). Ce qu'on entend par "modèle TCP/IP", c'est en fait une architecture réseau en 4 couches dans laquelle les protocoles TCP et IP jouent un rôle prédominant, car ils en constituent l'implémentation la plus courante. Par abus de langage, TCP/IP peut donc désigner deux choses : le modèle TCP/IP et la suite de deux protocoles TCP et IP. TCP/IP désigne communément une architecture réseau, mais cet acronyme désigne en fait 2 protocoles étroitement liés : un protocole de transport, TCP (Transmission Control Protocol) qu'on utilise "par- dessus" un protocole réseau, IP (Internet Protocol). Ce qu'on entend par "modèle TCP/IP", c'est en fait une architecture réseau en 4 couches dans laquelle les protocoles TCP et IP jouent un rôle prédominant, car ils en constituent l'implémentation la plus courante. Par abus de langage, TCP/IP peut donc désigner deux choses : le modèle TCP/IP et la suite de deux protocoles TCP et IP.TCPIPTCPIP

30 Le modèle TCP/IP, comme nous le verrons plus bas, s'est progressivement imposé comme modèle de référence en lieu et place du modèle OSI. Cela tient tout simplement à son histoire. En effet, contrairement au modèle OSI, le modèle TCP/IP est né d'une implémentation ; la normalisation est venue ensuite. Cet historique fait toute la particularité de ce modèle, ses avantages et ses inconvénients. Le modèle TCP/IP, comme nous le verrons plus bas, s'est progressivement imposé comme modèle de référence en lieu et place du modèle OSI. Cela tient tout simplement à son histoire. En effet, contrairement au modèle OSI, le modèle TCP/IP est né d'une implémentation ; la normalisation est venue ensuite. Cet historique fait toute la particularité de ce modèle, ses avantages et ses inconvénients.modèle OSImodèle OSI

31 L'origine de TCP/IP remonte au réseau ARPANET. ARPANET est un réseau de télécommunication conçu par l'ARPA (Advanced Research Projects Agency), l'agence de recherche du ministère américain de la défense (le DOD : Department of Defense). Outre la possibilité de connecter des réseaux hétérogènes, ce réseau devait résister à une éventuelle guerre nucléaire, contrairement au réseau téléphonique habituellement utilisé pour les télécommunications mais considéré trop vulnérable. Il a alors été convenu qu'ARPANET utiliserait la technologie de commutation par paquet (mode datagramme), une technologie émergeante promettante. C'est donc dans cet objectif et ce choix technique que les protocoles TCP et IP furent inventés en 1974. L'ARPA signa alors plusieurs contrats avec les constructeurs (BBN principalement) et l'université de Berkeley qui développait un Unix pour imposer ce standard, ce qui fut fait. L'origine de TCP/IP remonte au réseau ARPANET. ARPANET est un réseau de télécommunication conçu par l'ARPA (Advanced Research Projects Agency), l'agence de recherche du ministère américain de la défense (le DOD : Department of Defense). Outre la possibilité de connecter des réseaux hétérogènes, ce réseau devait résister à une éventuelle guerre nucléaire, contrairement au réseau téléphonique habituellement utilisé pour les télécommunications mais considéré trop vulnérable. Il a alors été convenu qu'ARPANET utiliserait la technologie de commutation par paquet (mode datagramme), une technologie émergeante promettante. C'est donc dans cet objectif et ce choix technique que les protocoles TCP et IP furent inventés en 1974. L'ARPA signa alors plusieurs contrats avec les constructeurs (BBN principalement) et l'université de Berkeley qui développait un Unix pour imposer ce standard, ce qui fut fait.

32 2 - Description du modèle Le modèle TCP/IP peut en effet être décrit comme une architecture réseau à 4 couches : Le modèle TCP/IP peut en effet être décrit comme une architecture réseau à 4 couches :

33 Le modèle OSI a été mis à côté pour faciliter la comparaison entre les deux modèles.

34 2.2 - La couche hôte réseau 2.2 - La couche hôte réseau Cette couche est assez "étrange". En effet, elle semble "regrouper" les couches physique et liaison de données du modèle OSI. En fait, cette couche n'a pas vraiment été spécifiée ; la seule contrainte de cette couche, c'est de permettre un hôte d'envoyer des paquets IP sur le réseau. L'implémentation de cette couche est laissée libre. De manière plus concrète, cette implémentation est typique de la technologie utilisée sur le réseau local. Par exemple, beaucoup de réseaux locaux utilisent Ethernet ; Ethernet est une implémentation de la couche hôte-réseau. Cette couche est assez "étrange". En effet, elle semble "regrouper" les couches physique et liaison de données du modèle OSI. En fait, cette couche n'a pas vraiment été spécifiée ; la seule contrainte de cette couche, c'est de permettre un hôte d'envoyer des paquets IP sur le réseau. L'implémentation de cette couche est laissée libre. De manière plus concrète, cette implémentation est typique de la technologie utilisée sur le réseau local. Par exemple, beaucoup de réseaux locaux utilisent Ethernet ; Ethernet est une implémentation de la couche hôte-réseau.

35 2.3 - La couche internet 2.3 - La couche internet Cette couche est la clé de voûte de l'architecture. Cette couche réalise l'interconnexion des réseaux (hétérogènes) distants sans connexion. Son rôle est de permettre l'injection de paquets dans n'importe quel réseau et l'acheminement des ces paquets indépendamment les uns des autres jusqu'à destination. Comme aucune connexion n'est établie au préalable, les paquets peuvent arriver dans le désordre ; le contrôle de l'ordre de remise est éventuellement la tâche des couches supérieures. Du fait du rôle imminent de cette couche dans l'acheminement des paquets, le point critique de cette couche est le routage. C'est en ce sens que l'on peut se permettre de comparer cette couche avec la couche réseau du modèle OSI. Cette couche est la clé de voûte de l'architecture. Cette couche réalise l'interconnexion des réseaux (hétérogènes) distants sans connexion. Son rôle est de permettre l'injection de paquets dans n'importe quel réseau et l'acheminement des ces paquets indépendamment les uns des autres jusqu'à destination. Comme aucune connexion n'est établie au préalable, les paquets peuvent arriver dans le désordre ; le contrôle de l'ordre de remise est éventuellement la tâche des couches supérieures. Du fait du rôle imminent de cette couche dans l'acheminement des paquets, le point critique de cette couche est le routage. C'est en ce sens que l'on peut se permettre de comparer cette couche avec la couche réseau du modèle OSI.routage

36 La couche internet possède une implémentation officielle : le protocole IP (Internet Protocol). Remarquons que le nom de la couche ("internet") est écrit avec un i minuscule, pour la simple et bonne raison que le mot internet est pris ici au sens large (littéralement, "interconnexion de réseaux"), même si l'Internet (avec un grand I) utilise cette couche. La couche internet possède une implémentation officielle : le protocole IP (Internet Protocol). Remarquons que le nom de la couche ("internet") est écrit avec un i minuscule, pour la simple et bonne raison que le mot internet est pris ici au sens large (littéralement, "interconnexion de réseaux"), même si l'Internet (avec un grand I) utilise cette couche.protocole IPprotocole IP

37 2.4 - La couche transport 2.4 - La couche transport Son rôle est le même que celui de la couche transport du modèle OSI : permettre à des entités paires de soutenir une conversation. Officiellement, cette couche n'a que deux implémentations : le protocole TCP (Transmission Control Protocol) et le protocole UDP (User Datagram Protocol). TCP est un protocole fiable, orienté connexion, qui permet l'acheminement sans erreur de paquets issus d'une machine d'un internet à une autre machine du même internet. Son rôle est de fragmenter le message à transmettre de manière à pouvoir le faire passer sur la couche internet. A l'inverse, sur la machine destination, TCP replace dans l'ordre les fragments transmis sur la couche internet pour reconstruire le message initial. TCP s'occupe également du contrôle de flux de la connexion. Son rôle est le même que celui de la couche transport du modèle OSI : permettre à des entités paires de soutenir une conversation. Officiellement, cette couche n'a que deux implémentations : le protocole TCP (Transmission Control Protocol) et le protocole UDP (User Datagram Protocol). TCP est un protocole fiable, orienté connexion, qui permet l'acheminement sans erreur de paquets issus d'une machine d'un internet à une autre machine du même internet. Son rôle est de fragmenter le message à transmettre de manière à pouvoir le faire passer sur la couche internet. A l'inverse, sur la machine destination, TCP replace dans l'ordre les fragments transmis sur la couche internet pour reconstruire le message initial. TCP s'occupe également du contrôle de flux de la connexion.protocole TCPprotocole UDPprotocole TCPprotocole UDP

38 UDP est en revanche un protocole plus simple que TCP : il est non fiable et sans connexion. Son utilisation présuppose que l'on n'a pas besoin ni du contrôle de flux, ni de la conservation de l'ordre de remise des paquets. Par exemple, on l'utilise lorsque la couche application se charge de la remise en ordre des messages. On se souvient que dans le modèle OSI, plusieurs couches ont à charge la vérification de l'ordre de remise des messages. C'est là une avantage du modèle TCP/IP sur le modèle OSI, mais nous y reviendrons plus tard. Une autre utilisation d'UDP : la transmission de la voix. En effet, l'inversion de 2 phonèmes ne gêne en rien la compréhension du message final. De manière plus générale, UDP intervient lorsque le temps de remise des paquets est prédominant. UDP est en revanche un protocole plus simple que TCP : il est non fiable et sans connexion. Son utilisation présuppose que l'on n'a pas besoin ni du contrôle de flux, ni de la conservation de l'ordre de remise des paquets. Par exemple, on l'utilise lorsque la couche application se charge de la remise en ordre des messages. On se souvient que dans le modèle OSI, plusieurs couches ont à charge la vérification de l'ordre de remise des messages. C'est là une avantage du modèle TCP/IP sur le modèle OSI, mais nous y reviendrons plus tard. Une autre utilisation d'UDP : la transmission de la voix. En effet, l'inversion de 2 phonèmes ne gêne en rien la compréhension du message final. De manière plus générale, UDP intervient lorsque le temps de remise des paquets est prédominant.

39 2.5 - La couche application 2.5 - La couche application Contrairement au modèle OSI, c'est la couche immédiatement supérieure à la couche transport, tout simplement parce que les couches présentation et session sont apparues inutiles. On s'est en effet aperçu avec l'usage que les logiciels réseau n'utilisent que très rarement ces 2 couches, et finalement, le modèle OSI dépouillé de ces 2 couches ressemble fortement au modèle TCP/IP. Contrairement au modèle OSI, c'est la couche immédiatement supérieure à la couche transport, tout simplement parce que les couches présentation et session sont apparues inutiles. On s'est en effet aperçu avec l'usage que les logiciels réseau n'utilisent que très rarement ces 2 couches, et finalement, le modèle OSI dépouillé de ces 2 couches ressemble fortement au modèle TCP/IP.

40 Cette couche contient tous les protocoles de haut niveau, comme par exemple Telnet, TFTP (trivial File Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), HTTP (HyperText Transfer Protocol). Le point important pour cette couche est le choix du protocole de transport à utiliser. Par exemple, TFTP (surtout utilisé sur réseaux locaux) utilisera UDP, car on part du principe que les liaisons physiques sont suffisamment fiables et les temps de transmission suffisamment courts pour qu'il n'y ait pas d'inversion de paquets à l'arrivée. Ce choix rend TFTP plus rapide que le protocole FTP qui utilise TCP. A l'inverse, SMTP utilise TCP, car pour la remise du courrier électronique, on veut que tous les messages parviennent intégralement et sans erreurs. Cette couche contient tous les protocoles de haut niveau, comme par exemple Telnet, TFTP (trivial File Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), HTTP (HyperText Transfer Protocol). Le point important pour cette couche est le choix du protocole de transport à utiliser. Par exemple, TFTP (surtout utilisé sur réseaux locaux) utilisera UDP, car on part du principe que les liaisons physiques sont suffisamment fiables et les temps de transmission suffisamment courts pour qu'il n'y ait pas d'inversion de paquets à l'arrivée. Ce choix rend TFTP plus rapide que le protocole FTP qui utilise TCP. A l'inverse, SMTP utilise TCP, car pour la remise du courrier électronique, on veut que tous les messages parviennent intégralement et sans erreurs.

41 3 - Comparaison avec le modèle OSI et critique 3.1 - Comparaison avec le modèle OSI 3.1 - Comparaison avec le modèle OSI Tout d'abord, les points communs. Les modèles OSI et TCP/IP sont tous les deux fondés sur le concept de pile de protocoles indépendants. Ensuite, les fonctionnalités des couches sont globalement les mêmes. Tout d'abord, les points communs. Les modèles OSI et TCP/IP sont tous les deux fondés sur le concept de pile de protocoles indépendants. Ensuite, les fonctionnalités des couches sont globalement les mêmes.

42 Au niveau des différences, on peut remarquer la chose suivante : le modèle OSI faisait clairement la différence entre 3 concepts principaux, alors que ce n'est plus tout à fait le cas pour le modèle TCP/IP. Ces 3 concepts sont les concepts de services, interfaces et protocoles. En effet, TCP/IP fait peu la distinction entre ces concepts, et ce malgré les efforts des concepteurs pour se rapprocher de l'OSI. Cela est dû au fait que pour le modèle TCP/IP, ce sont les protocoles qui sont d'abord apparus. Le modèle ne fait finalement que donner une justification théorique aux protocoles, sans les rendre véritablement indépendants les uns des autres. Au niveau des différences, on peut remarquer la chose suivante : le modèle OSI faisait clairement la différence entre 3 concepts principaux, alors que ce n'est plus tout à fait le cas pour le modèle TCP/IP. Ces 3 concepts sont les concepts de services, interfaces et protocoles. En effet, TCP/IP fait peu la distinction entre ces concepts, et ce malgré les efforts des concepteurs pour se rapprocher de l'OSI. Cela est dû au fait que pour le modèle TCP/IP, ce sont les protocoles qui sont d'abord apparus. Le modèle ne fait finalement que donner une justification théorique aux protocoles, sans les rendre véritablement indépendants les uns des autres.

43 Enfin, la dernière grande différence est liée au mode de connexion. Certes, les modes orienté connexion et sans connexion sont disponibles dans les deux modèles mais pas à la même couche : pour le modèle OSI, ils ne sont disponibles qu'au niveau de la couche réseau (au niveau de la couche transport, seul le mode orienté connexion n'est disponible), alors qu'ils ne sont disponibles qu'au niveau de la couche transport pour le modèle TCP/IP (la couche internet n'offre que le mode sans connexion). Le modèle TCP/IP a donc cet avantage par rapport au modèle OSI : les applications (qui utilisent directement la couche transport) ont véritablement le choix entre les deux modes de connexion. Enfin, la dernière grande différence est liée au mode de connexion. Certes, les modes orienté connexion et sans connexion sont disponibles dans les deux modèles mais pas à la même couche : pour le modèle OSI, ils ne sont disponibles qu'au niveau de la couche réseau (au niveau de la couche transport, seul le mode orienté connexion n'est disponible), alors qu'ils ne sont disponibles qu'au niveau de la couche transport pour le modèle TCP/IP (la couche internet n'offre que le mode sans connexion). Le modèle TCP/IP a donc cet avantage par rapport au modèle OSI : les applications (qui utilisent directement la couche transport) ont véritablement le choix entre les deux modes de connexion.

44 3.2 - Critique 3.2 - Critique Une des premières critiques que l'on peut émettre tient au fait que le modèle TCP/IP ne fait pas vraiment la distinction entre les spécifications et l'implémentation : IP est un protocole qui fait partie intégrante des spécifications du modèle. Une autre critique peut être émise à l'encontre de la couche hôte réseau. En effet, ce n'est pas à proprement parler une couche d'abstraction dans la mesure où sa spécification est trop floue. Les constructeurs sont donc obligés de proposer leurs solutions pour "combler" ce manque. Finalement, on s'aperçoit que les couches physique et liaison de données sont tout aussi importantes que la couche transport. Partant de là, on est en droit de proposer un modèle hybride à 5 couches, rassemblant les points forts des modèles OSI et TCP/IP : Une des premières critiques que l'on peut émettre tient au fait que le modèle TCP/IP ne fait pas vraiment la distinction entre les spécifications et l'implémentation : IP est un protocole qui fait partie intégrante des spécifications du modèle. Une autre critique peut être émise à l'encontre de la couche hôte réseau. En effet, ce n'est pas à proprement parler une couche d'abstraction dans la mesure où sa spécification est trop floue. Les constructeurs sont donc obligés de proposer leurs solutions pour "combler" ce manque. Finalement, on s'aperçoit que les couches physique et liaison de données sont tout aussi importantes que la couche transport. Partant de là, on est en droit de proposer un modèle hybride à 5 couches, rassemblant les points forts des modèles OSI et TCP/IP :

45 Modèle hybride de référence C'est finalement ce modèle qui sert véritablement de référence dans le monde de l'Internet. On a ainsi gardé la plupart des couches de l'OSI (toutes, sauf les couches session et présentation) car correctement spécifiées. En revanche, ses protocoles n'ont pas eu de succès et on a du coup gardé ceux de TCP/IP. Modèle hybride de référence C'est finalement ce modèle qui sert véritablement de référence dans le monde de l'Internet. On a ainsi gardé la plupart des couches de l'OSI (toutes, sauf les couches session et présentation) car correctement spécifiées. En revanche, ses protocoles n'ont pas eu de succès et on a du coup gardé ceux de TCP/IP.