Les réseaux - physiquepovo

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INTERNET
Les réseaux
1. Qu'est-ce qu'un réseau ?
Un réseau, en informatique, correspond à plusieurs ordinateurs
reliés entre eux par des câbles (ou des ondes radio) afin de
pouvoir échanger des ressources ou des informations.
Le commutateur (ou "switch") dispose de plusieurs "ports"
(ou connecteurs) reliés par des câbles de type RJ45 à chaque
ordinateur ou autre appareil (imprimante,...) du réseau.
Il sait quel ordinateur est connecté à chaque port, et il trie tous
les paquets d'informations qu'il reçoit de façon à les envoyer
uniquement à l'ordinateur qui est sensé les recevoir.
Un réseau local est souvent appelé LAN, acronyme signifiant Local Area Network.
Un appareil (ordinateur, imprimante,...) branché sur un réseau est appelé un "nœud" du réseau.
Un routeur est un "pont" qui connecte deux réseaux entre eux, par exemple ici internet et le réseau local.
Il utilise une adresse matérielle appelée "adresse MAC" pour identifier chaque nœud du réseau.
Il inspecte chaque message qui lui parvient d'un côté et le diffuse si le message est destiné à un nœud situé de
l'autre côté.
Le pare-feu est obligatoire pour garantir la sécurité du réseau local dès lors qu'il est relié à internet.
C'est une sorte de vigile qui analyse et filtre toutes les informations qui entrent et qui sortent du réseau local.
N'oublions jamais que le cyberespace est peuplé de pirates informatiques à la recherche de réseaux mal
protégés, dans le but de s'introduire et de récupérer des informations confidentielles (codes ou documents
secrets) ou tout simplement d'inonder votre serveur de messagerie de publicités.
Le modem (abréviation de modulateur démodulateur) est un appareil permettant à un ordinateur de transmettre
ou de recevoir des informations sur une ligne téléphonique.
Des signaux numériques peuvent passer par le câble exclusivement pour la voie descendante (fournisseur
d'accès  client) mais pour le retour (ou voie montante client  fournisseur) la communication s'effectue
toujours de façon analogique et il est nécessaire de la démoduler pour obtenir un signal numérique exploitable
par l'ordinateur.
Il existe deux types d'ordinateurs sur un réseau:
* les ordinateurs clients qui sont des consommateurs et utilisent les ressources du réseau (imprimantes,
dossiers ou logiciels partagés,...)
* les ordinateurs serveurs qui sont les fournisseurs et mettent à disposition des "clients" leurs propres
imprimantes, espaces de stockage (disques durs), logiciels,...
Remarque:
Un ordinateur peut fonctionner à la fois comme client et comme serveur. Pour cela, il faut activer une
fonctionnalité Windows nommée: "partage de fichier et d'imprimantes".
Sous Windows 7, aller dans "Panneau de configuration" puis "Centre réseau et partage" et "Choisir les options
de partage et de groupe résidentiel".
Internet est un réseau de réseaux, composé de millions de réseaux aussi bien publics que privés, universitaires,
commerciaux et gouvernementaux.
Internet transporte un large spectre d'informations et permet l'élaboration d'applications et de services variés
comme le courrier électronique, la messagerie instantanée (tchat) et le World Wide Web.
Le World Wide Web (toile d’araignée mondiale) est un système hypertexte public qui permet de consulter,
avec un navigateur (Internet Explorer, Mozilla,...), des pages HTML accessibles sur des sites.
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2. Le protocole TCP/IP:
TCP signifie Protocole de Contrôle de Transmission et IP signifie Protocole Internet.
Le sigle TCP/IP désigne donc un protocole de communication (des règles à respecter) entre les deux machines
client et serveur qui veulent établir une connexion et communiquer entre-elles sur le réseau Internet.
Remarque:
De nombreux protocoles de communication différents sont basés sur les 2 protocoles TCP et IP, par exemple:
* HTTP (Hyper Text Transfer Protocol): utilisé pour transmettre les pages web
* SSL (Secure Sockets Layer): protocole de sécurisation des échanges sur Internet (carte bleue, codes)
* SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): transfert du courrier entre serveurs de messagerie
* FTP (File Transfer Protocol): transfert de fichiers
Le protocole TCP se charge de la communication entre les applications, c’est-à-dire entre les logiciels
utilisés par les ordinateurs.
Il vérifie que le destinataire est prêt à recevoir les données.
Il régule le débit des données en fractionnant les messages en paquets plus petits appelés segments, et en
numérotant ces paquets de façon à pouvoir reconstituer ces messages sans erreurs par la suite.
A la réception, il vérifie que tous les paquets sont bien arrivés et peut redemander les paquets manquants.
Il réassemble les paquets avant de les transmettre aux logiciels.
Il envoie des accusés de réception pour prévenir l'expéditeur que les données sont bien arrivées.
Pour permettre le bon déroulement de la communication et de tous les contrôles qui l'accompagnent,
les données sont encapsulées, c'est-à-dire qu'on ajoute aux paquets de données
des en-têtes par couches successives, ce qui va permettre de synchroniser les
transmissions et d'assurer leur réception.
Le paquet de données est appelé message au niveau de la couche Application
Le message est ensuite encapsulé sous forme de segment dans la couche Transport
Le segment encapsulé dans la couche Internet prend le nom de datagramme
Enfin, on parle de trame au niveau de la couche Accès réseau
Au niveau de la machine réceptrice, lors du passage dans chaque couche, l'en-tête est lu
puis supprimé. Ainsi, à la réception, le message est dans son état originel.
Le protocole IP se charge du routage de chaque paquet (ou datagramme) vers sa destination, c’est-à-dire de
l’acheminement des données sur le réseau.
Pour que les paquets parviennent à leur destination, une adresse IP unique est attribuée à chaque ordinateur
connecté au réseau.
Les paquets de données transitent par des dizaines d'ordinateurs serveurs jusqu'à atteindre leur destinataire.
Le protocole TCP/IP fait travailler ensemble IP et TCP pour que les paquets ne se perdent pas ou n’arrivent pas
en double exemplaire, et pour s’assurer que chaque paquet est bien arrivé à destination.
3. Comment identifier chaque nœud du réseau ?
Chaque machine connectée au réseau possède un numéro d'identification de 48 bits appelé adresse MAC ou
adresse physique. Ce numéro unique au monde est fixé dès la fabrication de la carte en usine.
Toutefois l'identification sur Internet ne se fait pas directement à partir de ce numéro (car il faudrait modifier
l'adressage des ordinateurs à chaque fois que l'on change une carte réseau et il n'y aurait aucun point commun
entre les adresses MAC des ordinateurs d'un même réseau) mais à partir d'une adresse IP ou adresse logique
attribuée par un organisme: l'ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)
Une adresse IP se présente sous la forme de 4 nombres décimaux (compris entre 0 et 255) séparés par des points.
Exemple: 204.35.129.3 qui s'écrit en binaire sur 32bits (4 octets): 11001100001000111000000100000011
en-têtes
octet 1
octet 2
octet 3
octet 4
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INTERNET
 Recherche le nom de ton ordinateur ainsi que celui de son groupe de travail.
* clic droit sur "ordinateur" (Poste de travail), puis "propriétés 
 Recherche son adresse MAC et l'adresse IP qui lui a été attribuée.
* méthode 1: ouvrir une fenêtre MS-DOS en tapant "cmd" sur la ligne de commande Windows,
puis taper "ipconfig/all" 
* méthode 2: aller dans le panneau de configuration, puis "centre réseau et partage".
dans la section "afficher vos réseaux actifs" se trouve le réseau sur lequel vous êtes connecté.
Clic gauche sur le lien "connexions" de ce réseau, puis "Détails" 
 Donne la valeur binaire de ton adresse IP (en utilisant le convertisseur décimalbinaire programmé au TP2)
 Combien d'adresses IP différentes codées sur 32 bits (standard actuel IPv4) peut-on définir ?
Aujourd'hui, plus de la moitié de ces adresses IP disponibles ont été attribuées, et un nouveau standard
d'adresses IP codées sur 128 bits, appelé IPv6, va bientôt être adopté.
On distingue deux parties dans une adresse IP :
* une partie des nombres à gauche désigne le réseau  ID de réseau (netID)
* les nombres de droite désignent les ordinateurs de ce réseau  ID d'hôte (hostID)
Il est ainsi possible de rechercher dans un premier temps le réseau que l'on désire atteindre
dans un deuxième temps un ordinateur particulier sur ce réseau.
Remarque: L'attribution des adresses IP et leur partition en deux ID (net-host) se fait selon la taille du réseau.
Dans le système originel de définition des réseaux IP, les adresses IP étaient réparties en classes, selon le
nombre d'octets qui représentaient le réseau: 1 (classe A), 2 (classe B) ou 3 (classe C).
On reconnait la classe à partir des bits de poids fort (à gauche) de l'adresse IP:
0xxxxxxx  classe A 10xxxxxx  classe B 110xxxxx  classe C
classe A:
 Combien peut-il y avoir de réseaux de classe A en mode IPv4 dans le monde ?
On tiendra compte du fait que le réseau 0 (00000000) n'existe pas et que le réseau 127 (11000000) est
réservé pour communiquer avec votre propre ordinateur.
 Combien de machines différentes peut contenir un réseau de classe A ?
Les réseaux disponibles en classe A sont donc les réseaux allant de 1.0.0.0 à 126.0.0.0 (les derniers octets
sont des zéros ce qui indique qu'il s'agit bien de réseaux et non d'ordinateurs !)
Quelques grosses sociétés comme IBM ou Apple Computer ont des adresses IP de classe A.
0xxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
Réseau
Ordinateurs
3

classe B:
 Combien peut-il y avoir de réseaux de classe B en mode IPv4 dans le monde ?
 Combien de machines différentes peut contenir un réseau de classe B ?
Les réseaux disponibles en classe B sont donc les réseaux allant de 128.0.0.0 à 191.255.0.0
classe C:
 Combien peut-il y avoir de réseaux de classe C en mode IPv4 dans le monde ?
 Combien de machines différentes peut contenir un réseau de classe C ?
Les réseaux disponibles en classe C sont donc les réseaux allant de 192.0.0.0 à 223.255.255.0
Remarque: Il arrive fréquemment dans une entreprise qu'un seul ordinateur soit relié à internet.
On parle alors de passerelle, car il permet de relier entre eux deux réseaux informatiques différents.
Le plus souvent, il sert aussi de pare-feu, ce qui permet de contrôler tous les transferts de données
entre les ordinateurs du réseau local et internet.
Dans ces conditions, seul l'ordinateur relié à internet (ou le routeur) a besoin de réserver une adresse IP auprès
de l'ICANN. Toutefois, les autres ordinateurs ont tout de même besoin d'une adresse IP locale pour pouvoir
communiquer ensemble en interne.
 Quelle est la passerelle par défaut pour le réseau du lycée auquel appartient ton ordinateur ?
 Quelle est la classe de ce réseau ?
4. Masques de sous-réseaux:
La notion de classe est aujourd'hui considérée comme désuète, depuis l'avènement du routage sans classe.
Cependant, les adresses IPv4 sont toujours composées de deux parties: l'adresse du sous-réseau et celle de l'hôte.
Le masque de sous-réseau permet de connaitre le nombre de bits d'une adresse IPv4 utilisés pour identifier le
sous-réseau, et le nombre de bits caractérisant les hôtes, ce qui permet de connaitre aussi le nombre d'hôtes
possibles dans ce sous-réseau.
L'adresse du sous-réseau est une suite de bits égaux à 1 suivie par une suite de bits égaux à 0.
On peut bien-sûr l'écrire en notation décimale: 255.255.224.0 pour 11111111.11111111.11100000.00000000
En comptant le nombre de bits ayant pour valeur "1" dans le masque de sous-réseau, on obtient le nombre de
bits de l'adresse IPv4 consacrés à l'adresse du sous-réseau (19 bits dans cet exemple).
Les autres bits de l'adresse IPv4 (soit ici 32 – 19 = 13 bits) sont disponibles pour les adresses locales des
machines du sous-réseau.
10xxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
Réseau
Ordinateurs
110xxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
Réseau
Ordinateurs
INTERNET
réseau local
4

Exemple:
Remarque: Dans cet exemple, les 19 bits de poids fort sont à 1 dans le masque.
On peut donc écrire l'adresse IPv4 de la machine concernée: 91.198.174.2 / 19
 Complète le tableau ci-dessous pour ton ordinateur.
 Combien de machine peuvent fonctionner sur ce sous-réseau du lycée ?
 Compare l'adresse du sous-réseau à celle de la passerelle et conclue.
Adresses particulières:
Chaque réseau possède une adresse de diffusion (broadcast) obtenue en remplaçant tous les bits de la partie
host-id par des 1, soit pour l'exemple précédent 01011011.11000110.10111111.11111111 ou 91.198.191.256
Tous les hôtes du réseau écoutent cette adresse en plus de la leur, et elle permet d'envoyer un message à toutes
les machines installées sur le réseau local.
 Quelle-est l'adresse de diffusion pour le réseau du lycée ?
L'adresse 127.0.0.1 est appelée adresse de rebouclage (loopback), car elle permet à une machine locale
(localhost) de communiquer avec elle-même.
Il est ainsi possible de vérifier si la pile TCP/IP (ensemble des protocoles vu au chapitre 2) d'un ordinateur
fonctionne bien en lui faisant exécuter la commande ping sur localhost ou 127.0.0.1.
 Ouvrir une fenêtre MS-Dos en tapant "cmd" sur la ligne de commande Windows, puis taper "ping localhost"
ou "ping 127.0.0.1." (sans les guillemets!)
Combien y a-t-il eu de paquets envoyés ?
Combien d'octets contenait chaque paquet ?
Quelle a été la durée moyenne d'une boucle ?
Ce protocole permet de tester toutes les couches jusqu'à la carte réseau de l'ordinateur utilisé, mais ne permet
pas de vérifier si la carte réseau est bien connectée à un réseau !
Pour cela, il faut effectuer un bouclage "ping" sur un serveur extérieur... par exemple www.physiquepovo.com
 Effectue une commande "ping" sur www.physiquepovo.com
Commente les différences avec les résultats précédents.
Notation décimale
Notation binaire
Adresse IPv4
91.198.174.2
01011011.11000110.10101110.00000010
Masque de sous-réseau
255.255.224.0
11111111.11111111.11100000.00000000
Adresse du sous-réseau
91.198.160.0
01011011.11000110.10100000.00000000
Adresse de l'hôte
0.0.14.2
00000000.00000000.00001110.00000010
Notation décimale
Notation binaire
Adresse IPv4
Masque de sous-réseau
Adresse du sous-réseau
Adresse de l'hôte
5