Protocoles et architectures

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Chapitre 3
Protocoles et architectures
Nous étudierons dans ce chapitre les normes qui s’appliquent en téléinformatique. Nous
traiterons d’abord de la nécessité des protocoles et architectures des systèmes informa-
tiques. Nous présenterons ensuite les organismes responsables des normes en télé-
informatique, puis nous examinerons le modèle de référence OSI qui propose une
structuration en sept couches. Nous nous pencherons enfin sur les protocoles utilisés dans
les couches du modèle OSI, de même que sur les protocoles Internet.
Voici les concepts importants abordés dans ce chapitre :
– L’introduction à la réseautique
• la nécessité des protocoles
• les organismes de normalisation
– Le modèle de référence OSI
– Les protocoles de la couche physique
– Les protocoles de la couche liaison
• la sous-couche MAC
• la sous-couche LLC
– Les protocoles de la couche réseau
• les protocoles de la communication par paquets
• les protocoles de routage
• les protocoles Internet
– Les protocoles de la couche transport
• Le protocole TCP
• Autres protocoles de la couche transport
– Les protocoles de la couche application
• le Web ou WWW
• les services de répertoire (directory)
• les protocoles de transfert de fichiers
• le courrier électronique
• le protocole en temps réel et multimédia
– Les suites de protocoles

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3.1 INTRODUCTION À LA RÉSEAUTIQUE
Dans cette introduction, nous présenterons la raison d’être des protocoles et architectures
de réseaux, puis nous verrons les organismes chargés de les normaliser.
3.1.1 Généralités
Le principe de l’architecture de réseau, fondé sur des couches de protocole bien définies,
s’est imposé historiquement. Il fut un temps où il fallait intégrer ensemble des produits
informatiques différents, ce qui était quasiment impossible, même au sein d’une même
compagnie. Le besoin d’un standard s’est vite fait sentir pour les connecteurs, les câbles,
les formats d’encodage et d’adressage, les codes de détection d’erreurs, les routages, les
types d’application, etc. L’idée maîtresse, c’est qu’un ordinateur ou un équipement
informatique ne doit pas se résumer à être un produit isolé, qui soit incompatible avec
d’autres équipements informatiques.
Un réseautage standardisé fait en sorte que tout équipement informatique constitue un
module qui puisse s’adapter au sein d’une structure modulaire. De plus, des équipements
informatiques différents doivent pouvoir communiquer entre eux dans des réseaux qui
peuvent être situés dans une même salle, sur un même étage, dans un même bâtiment,
dans une même compagnie, mais qui peuvent aussi être distribués géographiquement, en
différents endroits. Pensons aux systèmes de réservation de billets d’avion, de chambres
dans un hôtel, aux systèmes de vidéoconférence intégrés à l’ordinateur personnel, à
Internet, etc. Les progrès en matière de réseautage ont atteint une maturité patente;
toutefois, aucune de ces applications n’aurait pu exister sans un ensemble de normes
universellement acceptées.
La structure modulaire doit permettre qu’un usager communique avec des ressources, et
ce par un certain nombre de « nœuds » (commutateurs, ponts, etc.). Le terme nœud
s’applique tant à l’usager et à son vis-à-vis qu’aux étapes intermédiaires par lesquelles
l’information transite, comme le montre la figure 3.1.
Noeud
Ressources
ou vis-à-vis
Noeuds intermédiaires
Usager
Noeud
FIGURE 3.1
Structure modulaire de communication.

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La topologie des niveaux décrit la façon dont les nœuds sont interconnectés : réseau
maillé, réseau en arbre, réseau en étoile, réseau en bus ou réseau en boucle. Ajoutons que
les réseaux n’ont pas toujours besoin d’être connectés physiquement. Une topologie
particulière peut consister en un circuit virtuel qui donne à l’usager l’impression qu’il a à
sa disposition une topologie particularisée. Par exemple, un usager du téléphone à
l’impression, lorsqu’il parle à son interlocuteur, d’avoir un câble individuel qui le relie à
ce dernier.
3.1.2 Organismes de normalisation en téléinformatique
Afin de permettre la compréhension entre les divers constructeurs de matériel
informatique et de logiciels à travers le monde, ainsi qu’entre les divers transporteurs
(téléphone, câble, satellite, etc.), il a été nécessaire de mettre sur pied certaines
organisations de normalisation téléinformatique, qui se retrouvent aux paliers national et
international.
Les organismes internationaux les plus importants sont l’Union internationale des
télécommunications (UIT), anciennement le Comité consultatif international pour le
télégraphe et le téléphone (CCITT), et l’International Standards Organization (ISO).
– Le UIT-T (secteur des télécommunications) est un comité de l’UIT qui est un
organisme de l’ONU. Les membres du UIT-T sont les représentants des
administrations nationales des PTT (Poste, télégraphe et téléphone), ainsi que des
organisations privées de télécommunications officiellement reconnues.
– L’ISO est, pour sa part, un organisme international spécialisé dans la normalisation,
constitué des organismes nationaux de normalisation de 89 pays : ANSI (American
National Standard Institute) pour les États-Unis; AFNOR (Association française de
normalisation) pour la France; CCN (Conseil canadien des normes) ou SCC
(Standards Council of Canada) pour le Canada; BSI (British Standard Institute)
pour la Grande-Bretagne; etc. L’ISO un membre non votant du UIT-T, qui est à
l’origine des couches de protocoles dédiées en téléinformatique, selon une
architecture de systèmes ouverts dite OSI (Open Systems Interconnexion).
L’objectif de l’ISO est de faciliter les échanges de marchandises et les prestations
de services entre les nations, et de réaliser une entente mutuelle dans le domaine
intellectuel et scientifique, ainsi que dans ceux de la technique et de l’économie.
Les membres de l’ISO sont les organismes nationaux ou régionaux de
normalisation. Ses domaines de compétence sont très étendus; c’est le comité
technique 97 (système de traitement de l’information) qui a la charge du domaine
informatique et qui traite également de la bureautique et de la télématique.
Travaux relevant du UIT-T
Le UIT-T est un organisme chargé de traiter des problèmes liés aux télécommunications
sur câbles ou supports guidés. Cet organisme fonctionne par périodes d’étude de quatre
ans. C’est au cours d’une assemblée plénière que le Comité ratifie, par l’émission d’avis,
les travaux de ses diverses commissions d’études, qui sont généralement chargées
d’études ponctuelles. Ces avis sont ensuite publiés. Les recommandations I, Q, V et X se

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préoccupent respectivement du RNIS (réseau numérique à intégration de services) – ou
ISDN (Integrated Services Distribution Network) –, de signalisation, de transfert de
données par téléphone et de réseaux de transmission de données. Les normes du UIT-T
sont nommées par une lettre suivie d’un point et d’un numéro : V pour la transmission de
données par téléphone (par exemple, V.24, V.28, etc.); X pour les réseaux publics de
données (par exemple, X.25, X.75, etc.); F, S et T pour les nouveaux services
télématiques; Z pour la description et les significations; et Q pour la signalisation.
Le programme de travail du UIT-T est élaboré à partir des questions suggérées par les
commissions d’études qui se chargent ensuite de le mettre en œuvre. Le CCITT veille,
pour sa part, aux relations et à la coordination entre les commissions. Certains membres
siègent à plusieurs commissions.
Les présidents des commissions d’études sont choisis par élection. Ils ont des
responsabilités par rapport aux autres commissions, mais aussi à l’extérieur du CCITT,
par exemple envers l’ISO.
Travaux relevant de l’ISO
Les résultats des travaux techniques de l’ISO sont publiés sous la forme de normes
internationales qui permettent de concilier les intérêts des fabricants, des usagers, des
gouvernements et des milieux scientifiques.
Chaque pays délègue à l’ISO un comité membre, qui est l’organisme le plus représentatif
de la normalisation dans son pays. Les travaux techniques de l’ISO s’effectuent au sein
des comités techniques. Ceux-ci peuvent créer des sous-comités et des groupes de travail
chargés de s’occuper de différents aspects.
Une norme internationale est l’aboutissement d’un accord intervenu entre les comités
membres de l’ISO. L’élaboration de ces normes suppose la présentation d’un avant-
projet, qui doit passer par plusieurs étapes avant d’être accepté. Cette procédure vise à
garantir que le résultat final puisse être accepté par autant de pays que possible. Lorsque
les membres du comité technique se sont mis d’accord sur un avant-projet, celui-ci est
soumis au vote de tous les comités membres. Si le projet est approuvé par 75 % des
comités, il est alors soumis au conseil de l’ISO, pour qu’il l’accepte comme norme
internationale.
Étant donné l’évolution rapide des techniques, des matériaux et des méthodes, les normes
de l’ISO sont soumises à une révision périodique, en principe à des intervalles de cinq
ans au plus.
Parallèlement à ces organismes, plusieurs organisations de normes ou associations
industrielles coordonnent leurs standards avec l’ISO ou le UIT-T.
– L’ECMA (European Computer Manufacturers Association) est à la source de
nombreuses normes ISO.
– Le CEPT (Commission européenne d’administration des postes et des
télécommunications) et l’ETSI (European Telecommunication Standards Institute)
produisent des normes NET (Normes européennes de télécommunications).

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– L’organisme du FCC (Federal Communication Commission) aux États-Unis
chapeaute la majorité des groupes de travail en matière de normes de
télécommunications. Cet organisme est également responsable de l’octroi du
spectre radio.
– L’ANSI (American National Standards Institute) interprète et élabore des normes
UIT-T pour leur application aux États-Unis.
– Aux États-Unis, l’EIA (Electronic Industries Association) et le TIA (Tele-
communications Industry Association) ont développé un grand nombre de
recommandations et de normes. Ces deux organismes sont représentés à l’ANSI.
– L’ECSA (Exchange Carriers Standards Association) est une association de
compagnies de téléphone et de manufacturiers membres de l’ANSI.
– Le CBEMA (Computer and Business Equipment Manufacturers Association) est
également membre de l’ANSI.
– Le NBS (National Bureau of Standards) aux États-Unis regroupe les compagnies
de télécommunications et les manufacturiers de commutateurs.
– L’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) est à l’origine de
nombreux standards, notamment dans le domaine des réseaux locaux LAN et celui
des réseaux métropolitains MAN.
Les normes en télécommunications doivent cohabiter avec d’autres normes dans des
domaines connexes. Ainsi, au Canada par exemple, nous retrouvons l’ACNOR
(Association canadienne des normes) ou CSA (Canadian Standard Association), le NBC
(National Building Code), le CEC (Canadian Electrical Code), de même que de
nombreux règlements provinciaux et municipaux.
L’Internet Society est une organisation se rapportant à l’UIT. L’IAB (Internet
Architecture Board) reçoit les propositions des groupes de recherche IRSG (Internet
Research Steering Group) et des groupes de travail IETF (Internet Engineering Task
Force) qui proposent des RFC (Requests For Comments). Toute personne peut proposer
de nouveaux protocoles ou de nouvelles modifications de protocoles à l’éditeur en chef
de l’IAB. Ces RFC ont remplacé les anciens IEN (Internet Engineering Notes). Précisons
que certains produits sur le marché ne sont pas à cent pour cent compatibles avec la
norme TCP/IP officielle.
En matière de téléinformatique, les protocoles internationaux de l’OSI cohabitent avec
d’autres protocoles nationaux comme ceux du GOSIP (Government OSI Protocol, des
États-Unis) et de nombreux protocoles de facto qui se sont instaurés dans l’industrie, tels
TCP/IP, Telnet, File Transfer, courrier électronique, Xerox XNS, Sun, NFS, etc. Par
ailleurs, certaines compagnies ont développé des protocoles propres à leurs produits :
SNA et DLSN chez IMB, AppleTalk chez Apple, Novell, Vines, etc. Enfin, d’autres
protocoles propres aux ordinateurs personnels ont été adoptés dans l’industrie : NetBios,
OS/2 LAN, etc.