Apprenez le fonctionnement des réseaux TCP/IP
Last updated on Thursday, July 10, 2014
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Got it!

La création d'Internet, le modèle OSI

Nous sommes près de 1,8 milliard d'internautes aujourd'hui. Internet est une gigantesque toile d'araignée.

Comment est-ce possible de faire communiquer autant de machines ?
Comment ne pas s'y perdre dans ce dédale d'informations ?

Nous allons voir cela de ce pas, en essayant tout d'abord de comprendre comment Internet a été créé et quelles sont les normes qui ont été mises en œuvre pour orchestrer ce bal d'informations.

Comment communiquer ?

Imaginez que vous puissiez communiquer à chaque instant, quand vous le voulez, avec n'importe qui dans le monde ! C'est ce que nous propose Internet.
Il n'est pas facile de s'exprimer lorsque nous sommes un petit groupe de 10 personnes, difficile lorsque nous sommes 100, et quasiment impossible quand nous sommes 1000. Internet se propose donc de relever le défi de pouvoir communiquer tous ensemble, en même temps, et ce, quand nous le souhaitons. Bien sûr pour arriver à cette prouesse, il a fallu créer un système de communication complexe permettant aux machines de parler entre elles.

Mais comment ce modèle de communication a-t-il pu être créé ?

Eh bien le plus simple est de partir de ce que nous connaissons déjà de la communication. Et ça, tout le monde peut le faire !
Faisons un petit inventaire des moyens de communication:

  • la parole ;

  • le téléphone ;

  • le courrier ;

  • le pigeon voyageur ; ;)

  • etc.

Essayons maintenant de comprendre, parmi ces moyens de communication, ce dont nous avons besoin pour communiquer.
Pour la parole, nous avons besoin:

  • d'un émetteur ;

  • d'un récepteur ;

  • d'un support de transmission (l'air).

Pour le téléphone, c'est un peu pareil sauf que nous avons besoin d'un élément complémentaire qui est l'intermédiaire entre la parole et l'électronique. En effet, on transforme la parole en signaux électriques, ils arrivent côté récepteur, puis ils sont de nouveau transformés en paroles. Nous voyons qu'il y a une encapsulation de l'information.

Nous retrouvons ce système d'encapsulation dans le courrier, pour lequel nous avons besoin:

  • d'un émetteur ;

  • d'un récepteur ;

  • d'un support de transmission (la lettre) ;

  • d'un contenant (l'enveloppe) ;

  • d'un intermédiaire (la poste).

Ainsi, nous commençons à comprendre ce qu'il nous faut pour communiquer.

Maintenant, est-ce que cela va pouvoir s'appliquer aux ordinateurs ? Comment va-t-on faire pour parler tous en même temps ? Pourra-t-on communiquer avec l'autre bout du monde instantanément ?

Nous allons voir par la suite comment les chercheurs ont fait pour passer des principes de communication humains à des principes de communication pour ordinateurs.

Ils ont ainsi regroupé l'ensemble de leurs recherches et de leurs résultats dans une norme que devront respecter les personnes se connectant à Internet.
Il s'agit du modèle OSI !

Le modèle OSI

Le modèle OSI est né en 1984. Les plus connaisseurs d'entre vous auront remarqué que celui-ci est né après la naissance d'Internet !
La raison est simple : le modèle OSI est né quand nous avons commencé à avoir une certaine expérience des communications entre ordinateurs. Il tient donc compte des communications existantes, mais aussi des communications futures et de leurs évolutions potentielles.

Son objectif est de normaliser les communications pour garantir un maximum d'évolutivité et d'interopérabilité entre les ordinateurs.

Tout cela est fort sympathique, mais qu'est-ce que le modèle OSI ?

Le modèle OSI est une norme qui préconise comment les ordinateurs devraient communiquer entre eux.
Ainsi, si vous voulez faire communiquer votre grille-pain avec votre lave-vaisselle, il faudra vous appuyer sur le modèle OSI, ou du moins vous en inspirer le plus possible. Cela impliquera notamment le respect de la communication par couches.

Mais qu'est-ce que c'est que ces couches ?

Non, je ne suis pas devenu fou et ne suis pas sponsorisé par Pampers ! Le modèle OSI est un modèle en couches. Cela veut dire qu'il est découpé en plusieurs morceaux appelés couches, qui ont chacune un rôle défini, comme vous le montre le schéma de la figure suivante.

Le modèle OSI
Le modèle OSI

Nous voyons ici que le modèle OSI a sept couches. Chacune possède un nom différent.

Mais pourquoi 7, et pas 14 ou 137 ?

Souvenez-vous du paragraphe précédent. Nous y avons vu que pour mettre en place une communication, il nous faudrait mettre en œuvre un certain nombre d'éléments, comme l'émetteur, le récepteur, le langage, etc. Eh bien les chercheurs ont imaginé combien d'éléments principaux il faudrait mettre en place pour communiquer. Et ils en ont trouvé 7 !
Chaque couche du modèle OSI va donc avoir un rôle à accomplir. Et l'ensemble de ces rôles va permettre de communiquer d'un ordinateur à un autre.

Examinons ces couches un peu plus en détail...

Cartes d'identité des couches du modèle OSI

La couche 1 ou couche physique :

  • Nom : physique.

  • Rôle : offrir un support de transmission pour la communication.

  • Rôle secondaire : RAS.

  • Matériel associé : le hub, ou concentrateur en français.

La couche 2 ou couche liaison :

  • Nom : liaison de données.

  • Rôle : connecter les machines entre elles sur un réseau local.

  • Rôle secondaire : détecter les erreurs de transmission.

  • Matériel associé : le switch, ou commutateur.

La couche 3 ou couche réseau :

  • Nom : réseau.

  • Rôle : interconnecter les réseaux entre eux.

  • Rôle secondaire : fragmenter les paquets.

  • Matériel associé : le routeur.

La couche 4 ou couche transport :

  • Nom : transport.

  • Rôle : gérer les connexions applicatives.

  • Rôle secondaire : garantir la connexion.

  • Matériel associé : RAS.

La couche 5 ou couche session : on s'en fiche !

Oui, vous m'avez bien lu, au-delà de la couche 4, on s'en fiche ! Bon, j'exagère un poil, mais pas tant que ça.
La raison est simple : le modèle OSI est un modèle théorique. Le modèle sur lequel s'appuie Internet aujourd'hui est le modèle TCP/IP. Or, ce modèle n'utilise pas les couches 5 et 6, donc... on s'en fiche !

Bon, je crois que vous avez compris ! Par contre, la couche 7 existe bien. Et c'est pour elle que nous mettons tout cela en place, le grand manitou, le patron, l'application !

La couche 7 ou couche application :

  • Nom : application.

  • Rôle : RAS.

  • Rôle secondaire : RAS.

  • Matériel associé : le proxy.

Quoi ? Une couche qui n'a pas de rôle ? Pourquoi est-elle là alors ?

Elle est là pour représenter les applications pour lesquelles nous allons mettre en œuvre des communications.
Ce n'est donc pas cette couche en elle-même que nous allons étudier, mais les couches qui sont là pour lui rendre service et acheminer les informations, les couches 1 à 4.

Les couches 1 à 4 sont appelées les couches "réseau". Ce sont elles qui ont la responsabilité d'acheminer les informations d'une machine à une autre, pour les applications qui le demandent.

Avant d'examiner plus en détail les couches, nous allons préciser le cadre d'utilisation du modèle OSI.

Règles d'or du modèle OSI

Le modèle OSI étant une norme, il doit indiquer, aux personnes voulant mettre en place des réseaux, comment travailler. Plus exactement, cela permet aux constructeurs de matériels de réseau de savoir comment fabriquer leurs matériels, et donc de garantir la compatibilité entre eux.

Si chacun respecte la norme, ça marche !

Nous avons vu que chaque couche avait un rôle qu'il faudra respecter. Ainsi, la couche 2 ne s'occupera jamais de la communication entre réseaux. De même que la couche 3 ne s'occupera pas de la communication sur un réseau local, etc.

Le modèle OSI ajoute deux règles plus générales entre les couches :

  • chaque couche est indépendante ;

  • chaque couche ne peut communiquer qu'avec une couche adjacente.

Chaque couche est indépendante

L'impact sera que les informations utilisées par une couche ne pourront pas être utilisées par une autre couche.
Par exemple, pour ceux qui connaissent déjà un peu le réseau, l'adresse IP qui est une adresse de couche 3 ne pourra pas être utilisée par une autre couche, sous peine de ne pas respecter le modèle OSI.

Cela va permettre de garantir l'évolution des communications dans le temps.

Imaginez que vous utilisiez Internet aujourd'hui. Sans le savoir, vous utilisez le protocole IPv4 pour la couche 3. Demain, nous allons passer en protocole IPv6 pour des raisons que nous expliciterons avec la couche 3.
Si jamais nous utilisons des adresses IPv4 dans une autre couche, le jour où nous changerons le protocole de couche 3 qui utilise les adresses IPv4, nous devrons changer aussi le ou les protocoles qui utilisent cette adresse.

Cela veut dire qu'on pourra changer un protocole associé à une couche sans avoir besoin de changer toutes les couches du modèle OSI.
C'est un peu comme si vous aviez une commode avec des tiroirs. Vous pouvez changer un tiroir cassé sans avoir à changer toute la commode !

Regardons la seconde règle.

Chaque couche ne peut communiquer qu'avec une couche adjacente

Pour comprendre cette règle, vous allez devoir comprendre comment les machines se servent du modèle OSI pour communiquer.
Vous êtes devant votre ordinateur et votre navigateur préféré. Vous entrez l'adresse d'un site dans la barre d'adresses, et le site apparaît aussitôt.
Sans le savoir, vous avez utilisé le modèle OSI !
En gros, l'application (le navigateur) de couche 7, s'est adressée aux couches réseau pour que celles-ci transmettent l'information à l'application demandée sur la machine demandée (le serveur web sur la machine google.com par exemple).

Lors d'un envoi, nous parcourons donc les couches du modèle OSI de haut en bas, de la couche 7 à la couche 1, ainsi que vous pouvez le voir sur la figure suivante.

Envoi dans le modèle OSI
Envoi dans le modèle OSI

Ainsi, grâce à la seconde règle du modèle OSI, nous garantissons que lors de l'envoi d'informations, toutes les couches du modèle OSI vont être parcourues.

Ceci est garanti, car nous partons de la couche 7, et la règle nous dit qu'une couche ne peut communiquer qu'avec une couche adjacente. La couche 7 ne pourra donc communiquer qu'avec la couche directement sous elle, la couche 6.

En fait, c'est presque vrai, car comme vous le savez maintenant, le modèle OSI n'est qu'un modèle théorique, et la couche 7 s'adresse directement aux couches réseau pour communiquer, soit directement à la couche 4, qui s'adresse à la couche 3, qui s'adresse à la couche 2...

Ce qu'il faut retenir

  • Le modèle OSI est une norme précisant comment les machines doivent communiquer entre elles.

  • C'est un modèle théorique, le modèle réellement utilisé étant le modèle TCP/IP.

  • Le modèle OSI possède 7 couches.

  • Chaque couche a un rôle particulier à accomplir.

  • Les couches 1 à 4 sont les couches réseau.

  • Les couches réseau offrent le service de communication à la couche applicative.

  • Chaque couche est indépendante des autres.

  • Chaque couche ne peut communiquer qu'avec une couche adjacente.

  • Lors de l'envoi de données, on parcourt le modèle OSI de haut en bas, en traversant toutes les couches.

  • vous connaissez et comprenez maintenant le modèle OSI ;

  • il est composé de 7 couches chacune dédiée à un rôle particulier ;

  • Il y a deux règles d'or associées à ce modèle qui permettent de garantir la bonne utilisation du modèle OSI.

Il est temps maintenant de s'y plonger directement avec l'étude de la couche 1.

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