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Enseignement transversal

Rseaux Informatiques fonctionnant sous I.P.

Cours rseau STI 2D Professeur.docx Page 1/12

INTRODUCTION

Tous les deux

jours, nous produisons autant dinformations que

nous en avons gnres depuis

laube de la civilisation jusquen

2003 Une estimation d'Eric Schmidt, patron de Google, lors dune confrence donne aux tats-Unis en 2010.

Et lurgence est l : dsormais, le volume dinformations produites dans le monde numrique double tous les deux ans, et le rythme sacclre. Les donnes sont au cur de lconomie numrique et de la socit du savoir. Elles reprsentent une matire premire forte valeur ajoute, sans laquelle rien ne pourra se passer . (Christine Collet, laboratoire d'informatique de Grenoble)

Dans les coulisses de Google

http://www.google.com/intl/fr/about/datacenters/gallery/#/




PROBLEMATIQUE DE LA COMMUNICATION DE LINFORMATION

Les systmes techniques comportent de plus en plus de capteurs avec un volume de donnes

transmettre de plus en plus important, sur des rseaux de type intranet ou sur le rseau internet :

___ Rseau intranet ___ ___ Rseau internet ___ La dcentralisation provoque un loignement des systmes connects entre eux, avec pour

consquences :

- Risque de pertes de qualit dans la transmission de linformation

- Complexit et cot du cblage

- Le traitement de plus en plus complexe de linformation impose un traitement numrique

Lchange de donnes, la mutualisation des systmes complexes et couteux impose la ncessit dun dialogue entre toutes ces machines :

- Transparence du fonctionnement pour lutilisateur

- Compatibilit entre les diffrents appareils

- Standardisation des connexions

En consquence, il faut :

Mettre en rseau les ressources,

Fdrer les rseaux locaux,

Mettre en place des protocoles communs tous les appareils.




Exemple dans lautomobile :

Les nouvelles exigences des normes et les demandes de confort augmentent le nombre de capteurs et les fonctions lectroniques. Sur un vhicule ancien, le cblage de lensemble reprsentait un faisceau lectrique de 5 km de fils, 80 kg embarqus et 1800 connexions... Cela pose un problme de cot, dencombrement, de poids, et de fiabilit devant le nombre de connexions, ainsi que du diagnostique en cas de panne.

La mise en rseau ("multiplexage") de lensemble de ces fonctions simplifie le cblage automobile : le multiplexage de la Renault Clio a divis par 5 le nombre de fils et de connecteurs (Source Renault).

COMMUNIQUER EN RESEAU

Le rseau vise relier entre eux un groupe dordinateurs pour changer et partager des informations, des priphriques, des calculateurs, ou d'autres systmes informatiques...

Rgles de bonne communication :

Pour qu'une communication d'information fonctionne, il faut tablir des rgles respecter par tous :

______c'est le PROTOCOLE______

ancienne Clio avec 2 kms de fils...




MODELE OSI ET TCP-IP

Le principe de base utilis dans les rseaux consiste rendre l'ensemble du processus indpendant du matriel et des logiciels. Le protocole utilis est dcoup en couches, chacune assurant une fonction bien prcise et utilisant un protocole de communication parfaitement codifi.

Le modle de rfrence OSI :

Tous les protocoles utiliss en rseau sont organiss par rapport un modle de rfrence en couches. Le modle dorigine est le modle OSI 7 couches. Mme si le modle de rfrence OSI est universellement reconnu, historiquement et techniquement, le rseau Internet et les rseaux fonctionnant avec la mme technologie sappuient sur un modle de rfrence simplifi : modle TCP/IP.

Le modle TCP-IP :

Le modle TCP-IP est un modle 5 couches en mesure de communiquer sur internet. Il s'appuie sur le modle OSI.

Couches TCP-IP

FONCTION

APPLICATION

La couche application assure l'interface entre l'utilisateur et le rseau. courrier lectronique transfert de fichiers affichage de pages web etc

Les donnes sont converties, cryptes, compresses prpares pour le voyage sur

le rseau.

TRANSPORT

La couche transport gre l'ensemble du processus de connexion. Elle corrige les erreurs de transmission et vrifie le bon acheminement des donnes. Elle optimise l'utilisation de la couche rseau et assure la fragmentation du message lorsque c'est ncessaire (dcoupage en plusieurs parties qui seront achemines sparment).

RESEAU

La couche rseau identifie les ordinateurs connects au rseau et dtermine comment les informations doivent tre diriges. Elle comporte un service de routage dterminant un chemin pour rejoindre le poste distant l'intrieur d'un rseau maill. Elle contrle le flux de donnes afin de ne pas saturer le rseau. L'unit d'information est le paquet.




LIAISON DE DONNES

La couche de liaison de donnes assure une communication fiable par une bonne synchronisation des postes et une dtection des erreurs. Elle est responsable des transferts sans erreurs des trames, ce qui ncessite l'implantation de codes de dtection et de corrections d'erreurs. Elle squence les informations en numrotant les trames.

PHYSIQUE

La couche physique transmet les bits de faon brute et sre. Cette couche dfinit les caractristiques lectriques du signal et mcanique des connecteurs. C'est dans cette couche qu'on dfinit l'aspect matriel : modem, carte rseau, cbles et connexions.

Adressage physique des stations :

Chaque appareil connect au rseau est identifi par un code ou une adresse unique dtermin la fabrication de la carte rseau.

Cet identifiant s'appelle l'adresse MAC (Media Access Control) et se prsente sous la forme d'une suite de 6 octets souvent not en hexadcimal.

Exemple : 00 . 19 . D2 . 4F . 28 . CA

Mais il est impossible de retrouver une adresse MAC dans un rseau aussi vaste que le Web

PROTOCOLE IP

Adressage logique des stations :

Il faut mettre en place un systme d'identification permettant de localiser un poste avec efficacit. C'est le rle de l'adressage logique IP : Internet Protocol Chaque poste se connectant un rseau avec son adresse MAC reoit un identifiant personnel permettant de le situer au sein de ce rseau, ce sera cet identifiant qui servira pour tous les changes au sein de ce rseau.

Les 3 octets de poids fort rfrencent le fabricant : 00.19.5E : Motorola

00.19.D2 : INTEL

Les 3 octets de poids faible correspondent un identifiant fix par le fabricant. Chaque matriel a son propre identifiant.




Adresse IP :

(Attention : dans un mme rseau, il ne peut y avoir deux postes ayant la mme adresse IP.)

Dcodage d'une adresse IP :

Le net-ID peut tre constitu de 1, 2, 3 octets selon

l'tendu du rseau. Et selon la taille du net-ID, l'host-ID sera constitu de 3, 2, ou 1 octets.

Exemple ci-contre de deux rseaux connects internet : chacun son net-ID

En rsum :

- l'adresse IP permet non seulement de dsigner le rseau, mais aussi d'attribuer un numro chaque machine l'intrieur de ce rseau (qui fait donc double emploi avec l'adresse physique.)

Exemple dadresse IP : 192.168.45.67

Cette adresse est une adresse de classe C. Les 3 premiers octets (192.168.45) identifient le rseau et le dernier octet (67) identifie lquipement sur ce rseau. L'essentiel D' IPv4 (internet protocol version 4) :

- Chaque machine du rseau est identifie par une adresse IP compose de 4 parties de un octet chacune.

- L'adresse d'un ordinateur dans un rseau priv commence en gnral par 192.168..., (ex : 192.168.1.34)

- L'adresse se terminant par 0 est rserve pour le rseau lui-mme (ex : 192.168.1.0)

- L'adresse se terminant par 255 est rserve pour la diffusion (ex : 192.168.1.255)

192. 168. 20. 2

Les octets les plus gauche dsignent le rseau : il s'agit du net-ID

Les octets les plus droite dsignent l'appareil connect dans ce rseau :

il s'agit de l'host-ID

Une adresse IPv4 est une adresse logique code sur 32 bits prsente sous

forme d'un groupement de 4 octets.




L'essentiel D' IPv6 (internet protocol version 6) :

Le nombre d'adresses IP disponibles avec le protocole actuel IPv4, environ 4 milliard, n'est plus suffisant pour rpondre la demande croissante. C'est pourquoi un nouveau protocole internet est mis en place : IPv6. Cette norme est progressivement mise en place. Cette opration est transparente pour l'utilisateur. Elle amliore le routage des donnes et offre des mcanismes de configuration et de renumrotation automatique. L'adressage se fait sur 8 doubles octets, ce qui reprsente 2128 adresses possibles :

aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa

La notation dcimale utilise avec IPv4 est abandonne au profit d'une notation hexadcimale avec sparation des doubles octets par ":"

2013:10B5:0000:4F65:AA26:2B65:0000:A2B3 Les groupes conscutifs de 16 bits nuls sont omis en conservant les sparateurs":"

2013:10B5::4F65:AA26:2B65::A2B3

Masque de sous-rseau :

Lors de l'acheminement des donnes vers le bon ordinateur : le ROUTAGE, il faut distinguer le net-ID et l'host-ID l'intrieur de l'adresse IP. A cet effet on applique un masque de sous rseau qui se prsente comme une adresse IP. Il comprend des 0 au niveau des bits de l'host-ID et des 1 au niveau du net-ID. En ralisant un ET logique entre l'adresse IP et le masque, on obtient le net-ID.

Exemple :

Il existe 3 classes de rseau IP en fonction du nombre maximum de machines :

- Rseau de classe C : 3 octets rseau et 1 octet machine, le maximum est donc de 254 machines, le masque de sous-rseau est 255.255.255.0

- Rseau de classe B : 2 octets rseau et 2 octets machines le maximum est donc de 65534 machines, le masque de sous-rseau est 255.255.0.0

- Rseau de classe A : 1 octet rseau et 3 octets machines le maximum est donc 16 777 214 machines, le masque de sous-rseau est 255.0.0.0




PROTOCOLE TCP-IP

Un protocole est une mthode standard qui permet la communication entre deux machines, c'est--dire un ensemble de rgles prcises respecter pour mettre et recevoir des donnes sur le rseau. Sur internet, les protocoles utiliss font partie d'une suite de protocoles relis entre eux :

_______Le protocole TPCPIP_______

Protocole IP :

Le protocole IP de la couche rseau permet l'laboration et le transport des paquets de donnes (datagramme). Il intervient aprs que le destinataire soit identifi. Exemple d'un paquet de donnes (datagramme) :

La taille d'un datagramme est limite (65535 octets, maxi thorique). Si la taille des donnes transmettre est suprieure, alors le datagramme est fractionn par le routeur qui les envoie sparment. Les paramtres du datagramme permettent le rassemblage afin que le destinataire puisse les remettre dans l'ordre.

Protocole TCP :

C'est l'un des principaux protocoles de la couche transport du modle TCP-IP.

TCP = Transmission Control Protocol Protocole de contrle de Transmission

TCP permet deux machines qui communiquent de contrler l'tat de la transmission :

- remettre en ordre les paquets de donnes, - vrifier le flot de donnes afin d'viter une saturation du rseau, - multiplexer les donnes (circulation simultane d'informations distinctes sur une mme ligne), - initialiser et terminer une communication.




Grace ce systme d'accus de rception, les applications peuvent communiquer de faon sre, indpendamment des couches infrieures :

Il existe un grand nombre d'autres protocoles de la suite TCP-IP, voici les plus courants :

(Hyper Text Transfer Protocol) : HTTP (Transfert de fichiers contenant des codes de cration de pages web, en vue de leur affichage)

(File Transfer Protocol) : FTP

(Transfert de fichiers sans interprtation de leur contenu)

(Simple Mail Transfer Protocol) : SMTP (Transfert de courrier lectronique)

(Domain Name Service) : DNS (Conversion d'un nom d'hte en adresse IP)

Exemple adresse du lyce :

www.ac-grenoble.fr/lycee/poncet.cluses/ HTTP lyc-charles-poncet.nat.ac-grenoble.fr DNS 193.49.249.26 Adresse IP

LES DIFFERENTS TYPES DE RESEAUX

Selon l'tendue du rseau, ils sont classs en diffrentes catgories :

LAN : Local Area Network Un LAN est un rseau qui relie un nombre limit d'ordinateurs ou de priphriques proches les uns des autres. Il est gnralement de classe C. Un rseau local (Local Area Network ou LAN) est un rseau gographiquement limit une entreprise, une institution...etc

WAN : Wide Area Network

Un rseau tendu (Wide Area Network ou WAN) est un rseau reliant les diffrents types de rseaux rpartis dans le monde entier : Internet par exemple. Il permet linterconnexion de diffrents LAN (RTC, Numris, Internet, ).

Dans cette catgorie, on retrouve les rseaux terrestres et satellitaires.

http://www.ac-grenoble.fr/lycee/poncet.cluses/




L'interconnexion des rseaux LAN ou WAN :

Ladressage par adresse MAC est efficace pour un rseau de taille limite quantitativement et gographiquement. Mais quand il s'agit de faire communiquer des millions de machines rparties sur la surface du globe, la tache d'identification du destinataire risque de devenir trs fastidieuse !

Typologie des rseaux :

Il existe diffrentes topologie de rseaux, bus ou pine dorsale, en anneau, en toile, ..

Rseau en bus Rseau en anneau Rseau en toile Selon les besoins des entreprises le rseau peut tre trs diversifi, par exemple :

On constate que tous les lments, trs divers : serveur, ordinateurs, priphriques, machines, capteurs, de ce rseau sont relis et peuvent communiquer entre eux.




COMMUNICATION PHYSIQUE ENTRE LES MACHINES

Chaque machine (poste informatique, priphrique, .) est munie d'une carte rseau quipe d'une prise au format RJ45.

Les cbles de connexion utilisent 4 paires de fils torsads termins par des prises de type tlphonique RJ45.

Technologies de liaison :

Le lien cuivre : c'est le moyen le plus ancien de transfrer des donnes. Le signal est de nature lectrique. Exemple : cble dit "tlphonique", FTP catgorie 5e, 4 paires de fils torsads Liaisons fibres optiques : trs hauts dbits de transmission.

Hub :

Un Hub ou rpteur, concentrateur, permet de connecter plusieurs ordinateurs. Quand une donne arrive sur un port, elle est recopie sur tous les ports et disponible pour toutes les machines : les hubs ne peuvent tre utiliss que pour un faible nombre de machines.

Il se situe au niveau de la couche 1 (physique) du modle TCP-IP.




Switch :

Un switch (ou commutateur), connait les ordinateurs qui lui sont connects et lit en partie les messages pour en dterminer le destinataire (adresse MAC), et ne l'envoie qu' la machine concerne. Il se situe au niveau de la couche 2 (liaison des donnes) du modle TCP-IP.

Routeur :

- le routage est la fonction qui consiste dterminer une route (liaison physique) entre le point d'entre du rseau LAN metteur et le point d'entre du rseau LAN destinataire. - un routeur est une entit qui assure la fonction de routage. Pour cela, il possde une table de routage qui associe chaque rseau une route pour latteindre. Chaque rseau est dsign par une adresse, dite adresse IP, unique au monde et dlivre par un organisme officiel.

C'est presque un ordinateur, il dcode le message reu et dtermine le meilleur chemin. Il doit tenir jour une table d'adresses IP et le chemin pour les atteindre. Il possde donc deux cartes rseau pour permettre l'interconnexion. Il est l'lment indispensable des WAN. Il se situe au niveau de la couche 3 (rseau) du modle TCP-IP.

Actuellement les hubs et switchs sont frquemment remplacs par des routeurs qui assurent la connexion du rseau priv et la connexion internet (les fameuses box internet). Ils sont souvent munis d'antennes Wi-Fi.

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