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Les protocoles

Notions théoriques​

Qu'est ce qu'un protocole ?​

Un protocole en informatique est un ensemble de règles qui définissent comment les informations sont transmises et reçues sur un réseau.

info

Sans protocoles, il serait impossible pour les appareils de comprendre les informations qu'ils reçoivent ou de savoir comment envoyer des informations de manière à ce qu'elles soient comprises par d'autres appareils.

Exemples de protocoles de la pile TCP/IP​

Couche application​

- Exemples de services qui s'appuient TCP :​

  1. HTTP (Hypertext Transfer Protocol) : Utilisé pour transférer des données sur le Web. HTTP est le fondement des communications de données pour le World Wide Web, permettant le transfert de documents hypertextes.

  2. FTP (File Transfer Protocol) : Utilisé pour le transfert de fichiers entre un client et un serveur.

  3. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) : Utilisé pour l'envoi de courriels.

  4. SSH (Secure Shell) : Utilisé pour l'administration sécurisée de serveurs à distance.

  5. IMAP (Internet Message Access Protocol) : Utilisé pour accéder aux courriels stockés sur un serveur de messagerie.

- Exemples de services qui s'appuient TCP :​

  1. DNS (Domain Name System) : Utilisé pour la résolution des noms de domaine en adresses IP.

    DNS permet aux utilisateurs d'accéder aux sites Web en utilisant des noms de domaine faciles à retenir plutôt que des adresses IP numériques.

  2. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) : Utilisé pour l'attribution automatique d'adresses IP aux dispositifs sur un réseau.

  3. SNMP (Simple Network Management Protocol) : Utilisé pour surveiller et gérer les dispositifs en réseau.

  4. TFTP (Trivial File Transfer Protocol) : Une version simplifiée et non sécurisée de FTP pour le transfert de fichiers.

  5. RTP (Real-time Transport Protocol) : Utilisé pour le transport de données en temps réel, comme dans le streaming média.

Couche transport​

- Exemples de protocoles de la couche transport :​

  • TCP (Transmission Control Protocol) : Un protocole orienté connexion qui garantit la livraison fiable des données. TCP segmente les données en paquets, assure leur livraison correcte et les réassemble à destination.

  • UDP (User Datagram Protocol) : Un protocole sans connexion qui permet l'envoi rapide de datagrammes sans garantie de livraison. UDP est utilisé pour des applications nécessitant une transmission rapide et tolérant les pertes de données, telles que le streaming vidéo.

Couche Internet​

- Exemples de protocoles de la couche Internet :​

  • IP (Internet Protocol) : Le protocole principal de la couche Internet, responsable de l'adressage et de l'acheminement des paquets de données à travers les réseaux. Il existe en deux versions principales : IPv4 et IPv6.

    IP se concentre sur le transport des données.

  • ICMP (Internet Control Message Protocol) : Utilisé pour envoyer des messages d'erreur et de contrôle, par exemple, pour diagnostiquer les problèmes de réseau (commandes ping et traceroute).

    ICMP aide à gérer la santé du réseau.

Couche accès réseau​

- Exemples de protocoles de la couche accès réseau :​
  • Ethernet : Un protocole standard pour la communication de données sur les réseaux locaux (LAN). Il définit les formats de trame et les règles de transmission.
  • ARP (Address Resolution Protocol) : Utilisé pour mapper les adresses IP aux adresses MAC sur un réseau local, permettant ainsi la communication entre les dispositifs sur le même réseau.

Encapsulation / décapsulation​

Dans la pile TCP/IP, la succession des protocoles utilisent :

  • un processus d'encapsulation lors de l'envoi de données
  • et un processus de décapsulation lors de la réception des données.

Processus d'encapsulation​

  • Couche Application : Les données sont générées par les applications et services réseau.
  • Couche Transport : Les données de la couche Application sont encapsulées dans des segments (TCP) ou des datagrammes (UDP). Des en-têtes sont ajoutés, incluant les numéros de ports source et destination.
  • Couche Internet : Les segments ou datagrammes de la couche Transport sont encapsulées dans des paquets IP. L'en-tête IP est ajouté, contenant les adresses IP source et destination.
  • Couche Réseau : Les paquets IP sont encapsulés dans des trames pour la transmission sur le réseau physique. L'en-tête de trame est ajouté, incluant les adresses MAC source et destination.

Processus de décapsulation​

  • Couche Réseau : La trame est reçue et l'en-tête de trame est retiré pour extraire le paquet IP.
  • Couche Internet : L'en-tête IP est analysé et retiré pour obtenir le segment ou datagramme de la couche Transport.
  • Couche Transport : L'en-tête TCP ou UDP est examiné et retiré pour extraire les données de la couche Application.
  • Couche Application : Les données sont transmises à l'application appropriée en fonction du numéro de port.
A retenir
  • Chaque couche ajoute son propre en-tête lors de l'encapsulation.
  • La décapsulation se produit dans l'ordre inverse de l'encapsulation.
  • Chaque couche ne traite que les informations pertinentes pour elle.
  • Ce processus permet une communication transparente entre différents types de réseaux et de protocoles.

Exemple pratique​

Prenons l'exemple d'une requête Web classique.

Lorsque vous entrez une URL dans votre navigateur, plusieurs protocoles entrent en jeu, chacun opérant à une couche différente de la pile TCP/IP :

  1. Couche application : Vous entrez l'URL www.google.com dans votre navigateur. Le protocole HTTP (port 80) est utilisé pour formater la requête sous forme de données que le serveur Web peut comprendre.

  2. Couche transport : Le protocole TCP est utilisé pour établir une connexion fiable avec le serveur. Il divise la requête HTTP en segments, ajoute des informations de contrôle (numéro des segments) et prépare les segments pour la transmission.

  3. Couche Internet : Le protocole IP prend les segments TCP, ajoute des informations supplémentaires nécessaires pour le routage (adresses IP source et destination) et les encapsule en paquets pour l'envoi sur le réseau.

  4. Couche accès réseau : Cette couche gère la transmission physique des trames sur le réseau, que ce soit par câble Ethernet, Wi-Fi ou autre. Les trames contiennent les paquets IP encapsulés.

Une fois que la requête atteint le serveur de Web, le processus est inversé :

  1. Couche accès réseau : Les trames sont reçues du réseau.

  2. Couche Internet : Le protocole IP extrait les paquets des trames, lit les adresses source et de destination, et passe les paquets au protocole TCP.

  3. Couche transport : Le protocole TCP réassemble les segments dans l'ordre correct pour reformer la requête HTTP.

  4. Couche application : Le protocole HTTP comprend les données de la requête et le serveur Web prépare la réponse appropriée.

Important

La transmission de la trame d'un routeur, à un autre routeur, nécessite une décapsulation pour acheminer les données.

Chaque routeur reçoit une trame, extrait le paquet IP en décapsulant les informations de la couche accès réseau (les adresses MAC source et destination).

Ensuite, le routeur utilise l'adresse IP de destination pour déterminer la meilleure route vers la destination suivante.

Une fois la route déterminée, le routeur encapsule à nouveau le paquet IP dans une nouvelle trame, avec les nouvelles adresses MAC, et l'envoie au routeur suivant.

remarque

Ce processus de décapsulation et ré-encapsulation est répèté par chaque routeur (saut) jusqu'à ce que les données atteignent leur destination.

Test de mémorisation/compréhension​


Qu'est-ce qu'un protocole en informatique ?


Quel protocole traduit un nom de domaine en une adresse IP ?


Quel protocole assure une connexion fiable avec le serveur ?


À quoi servent les protocoles dans un réseau ?


Quel protocole est utilisé pour envoyer des e-mails ?


Qu'est-ce qu'un LAN ?


Quel protocole est utilisé pour transférer des fichiers entre des ordinateurs sur un réseau ?


Dans quelle couche du modèle TCP/IP se situe le protocole DNS ?


Quel protocole est utilisé à la couche application pour formater la requête Web ?


Quel protocole est utilisé à la couche transport pour établir une connexion fiable avec le serveur ?


Quel protocole est utilisé à la couche Internet pour router les paquets ?


Dans quel ordre les paquets passent-ils par les couches du modèle TCP/IP lorsqu'ils sont envoyés ?


Dans quel ordre les paquets passent-ils par les couches du modèle TCP/IP lorsqu'ils sont reçus ?


Quel protocole est utilisé pour la résolution des noms de domaine en adresses IP ?


Le protocole TCP appartient à quelle couche de la pile TCP/IP ?


Quel protocole est utilisé pour envoyer des messages d'erreur et de contrôle ?


Quel protocole est utilisé pour transférer des données sur le Web ?


Quel protocole est responsable de l'adressage et de l'acheminement des paquets de données à travers les réseaux ?


Quel protocole permet l'envoi rapide de datagrammes sans garantie de livraison ?


Quel protocole est utilisé pour mapper les adresses IP aux adresses MAC sur un réseau local ?


Quel protocole de la couche transport garantit la livraison fiable des données ?


Qu'est-ce qu'un paquet réseau ?


Quel est le rôle de l'encapsulation ?


Quelle couche ajoute l'adresse IP source et destination ?


Que contient un en-tête de la couche transport ?


À quoi sert la couche d'accès réseau ?


TP​

Dans ce TP, vous allez identifier votre ordinateur et les appareils connectés à votre réseau.

  1. Ouvrez l'invite de commandes de Windows (cmd.exe).
  2. Tapez ipconfig /all et appuyez sur Entrée. Notez l'adresse IP de votre ordinateur.
  3. Tapez arp -a et appuyez sur Entrée. Notez les adresses IP et les adresses MAC des appareils connectés à votre réseau.
Une solution

Résumé en vidéo​