Chapitre 3: Communications et protocoles réseau

1- Qu'est-ce que la communication ?

La communication commence par un message (ou des informations) qui doit être envoyé d'une source à une destination. L'envoi de ce message, soit lors d'une conversation en face à face soit sur un réseau, est régi par des règles appelées protocoles. Ces protocoles sont propres au mode de communication. Dans nos communications personnelles quotidiennes, les règles que nous utilisons pour communiquer à travers un support (par exemple, un appel téléphonique) ne sont pas nécessairement identiques aux protocoles liés à d'autres moyens de transmission, par exemple l'envoi d'une lettre.

2. Codage des messages

Pour envoyer un message, il faut tout d'abord le coder. Le codage est le processus de conversion des informations vers un autre format acceptable, à des fins de transmission. Le décodage est le processus inverse , il permet d'interpréter les informations.

3. Normes et protocoles réseau

4.  Modèle TCP/IP

Afin de pouvoir appliquer le modèle TCP/IP à n'importe quelles machines, le système de protocoles TCP/IP a été décomposé en plusieurs modules effectuant chacun une tâche précise. Ces modules effectuent alors ces tâches les uns après les autres dans un ordre précis, c'est la raison pour laquelle on parle de modèle en couches.

Le terme de couche est utilisé pour évoquer le fait que les données qui transitent sur le réseau traversent plusieurs niveaux de protocoles. Ainsi, les données (paquets d'informations) qui circulent sur le réseau sont traitées successivement par chaque couche, qui vient rajouter un élément d'information, puis sont transmises à la couche suivante.

Couche Application : elle englobe les applications standard du réseau.

Couche Transport (TCP UDP) : elle assure l'acheminement des données.

Couche Internet (IP) : elle est chargée de fournir le paquet de données (datagramme).
Couche Accès Réseau : elle spécifie la forme sous laquelle les données doivent être acheminées quel que soit le type de réseau utilisé.

5. Modèle de référence OSI

À l'origine, le modèle OSI a été conçu par l'organisation ISO pour fournir un cadre dans lequel concevoir une suite de protocoles système ouverts. L'idée était que cet ensemble de protocoles serait utilisé pour développer un réseau international qui ne dépendrait pas de systèmes propriétaires.

5.1. Les différentes couches du modèle OSI 

Couche Application : La couche application permet d'obtenir une connectivité de bout en bout entre des individus du réseau humain à l'aide de réseaux de données.

Couche Présentation : La couche présentation fournit une représentation commune des données transférées entre des services de couche application.

Couche Session : La couche session fournit des services à la couche présentation pour organiser son dialogue et gérer l'échange de données.

Couche transport : définit des services pour segmenter, transférer et réassembler les données de communications individuelles entre les périphériques finaux.

Couche réseau : fournit des services permettant d'échanger des parties de données sur le réseau entre des périphériques finaux identifiés.

Couche Liaison de Données : Les protocoles de couche liaison de données décrivent des méthodes d'échange de trames de données entre des périphériques sur un support commun.

Couche Physique : Les protocoles de la couche physique décrivent les moyens mécaniques, électriques, fonctionnels et méthodologiques permettant d'activer, de gérer et de désactiver des connexions physiques pour la transmission de bits vers et depuis un périphérique réseau.

 6. Encapsulation ET Désencapsulation

L'encapsulation de données est le processus qui ajoute aux données des informations d'en-tête de protocole supplémentaires avant leur transmission. Dans la plupart des formes de communication de données, les données d'origine sont encapsulées ou enveloppées dans plusieurs protocoles avant d'être transmises. 

6.1. Format et encapsulation des messages

Lors de l'envoi de messages sur un réseau, la pile de protocoles sur un hôte fonctionne de haut en bas.

désencapsulation : Ce processus est inversé sur l'hôte récepteur. Il est alors appelé désencapsulation. La désencapsulation est le processus utilisé par un périphérique récepteur pour supprimer un ou plusieurs des en-têtes de protocole. Les données sont désencapsulées au fur et à mesure qu'elles se déplacent vers la partie supérieure de la pile et l'application d'utilisateur final.

7.  Comparaison des modèles OSI et TCP/IP

Les protocoles qui constituent la suite de protocoles TCP/IP peuvent être décrits selon les termes du modèle de référence OSI. Dans le modèle OSI, la couche d'accès au réseau et la couche application du modèle TCP/IP sont subdivisées pour décrire les fonctions distinctes qui doivent intervenir sur ces couches.

Au niveau de la couche d'accès au réseau, la suite de protocoles TCP/IP ne spécifie pas quels protocoles utiliser lors de la transmission à travers un support physique ; elle décrit uniquement la remise depuis la couche Internet aux protocoles réseau physiques. Les couches OSI 1 et 2 traitent des procédures nécessaires à l'accès aux supports et des moyens physiques permettant d'envoyer des données à travers un réseau.

La couche 3 du modèle OSI, c'est-à-dire la couche réseau, est utilisée de manière presque universelle pour décrire l'éventail de processus qui interviennent dans tous les réseaux de données afin d'adresser et d'acheminer les messages à travers un interréseau. Le protocole IP est le protocole de la suite TCP/IP qui contient la fonctionnalité décrite à la couche 3 du modèle OSI.

La couche 4, c'est-à-dire la couche transport du modèle OSI décrit les services et les fonctionnalités de base qui assurent l'ordre et la fiabilité des données acheminées entre les hôtes source et de destination. Ces fonctions incluent l'accusé de réception, la reprise après erreur et le séquencement. Au niveau de cette couche, les protocoles TCP et UDP de la suite TCP/IP fournissent les fonctionnalités nécessaires.

La couche application TCP/IP inclut plusieurs protocoles qui fournissent des fonctionnalités spécifiques à plusieurs applications d'utilisateur final. Les couches 5, 6 et 7 du modèle OSI servent de références aux développeurs et aux éditeurs de logiciels d'application pour créer des produits qui fonctionnent sur les réseaux.