Le modèle OSI

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Le Modèle OSI
I. INTRODUCTION
En 1977 l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO) a créé pour des besoins compatibilités
entres les différentes machines tout un ensemble de lois de compatibilités en différentes couches baptisé
modèle OSI (Open System Interconnection model). Le marché des réseaux utilise un modèle standard à
sept couches appelé modèle OSI (Open System Interconnexions). Ce modèle est l’aboutissement des
efforts accomplis par l’ISO (International Standards Organization) pour normaliser la conception des
systèmes de protocoles pour les réseaux, faciliter leur interconnexion et donner aux développeurs de
logiciels le plus large accès possible aux protocoles standards. Voici le modèle OSI avec ses sept
couches et sa mise en correspondance avec le modèle quatre couches du protocole TCP/IP :
En voici les différentes couches :
Le modèle OSI
Couche
Fonction
Exemple
Couche n° 7 :
application
(couche sémantique)
Gère l'échange des données
entre deux ordinateurs
Couche n° 6 :
présentation
(couche syntaxique)
Assure l'intégrité des données
quelle que soit la plate-forme
Couche n° 5 : session
Gère les communications entre
les deux systèmes
HTTP (protocole du
World Wide Web)
Couche n° 4 : transport
Assure le transport et l'intégrité
des données
TCP (mise en paquets
selon le protocole
d'Internet)
Couche n° 3 : réseau
Assure le routage des données
sur le réseau
IP (adressage des
paquets selon le
protocole d'Internet)
Couche n° 2 : liaison
des données
Contrôle le flux des
informations
Ethernet : mise en
"frames", gestion des
collisions
Couche n° 1 : couche
physique
Spécifie le matériel du réseau
et son fonctionnement
Ethernet : matériel &
signaux, codage des
bits, etc.
Couches supérieures
du navigateur
(voir Annexe 2)
II. LE MODELE OSI
A. Introduction
Lorsque l'internaute interroge le web, le programme d'application qu'il utilise est un navigateur : Internet
Explorer de Microsoft ou Communicator (ex-Navigator) de Netscape. La demande d'information qu'il
formule (par exemple : télécharger une page web donnée) est mise en forme selon le protocole HTTP du
web. Les données ainsi générées sont mises en paquets en accord avec le protocole TCP d'Internet.
Chaque paquet reçoit une adresse conforme au protocole IP d'Internet. Il est ensuite introduit dans un
"frame" Ethernet, puis expédié sur le réseau de l'entreprise. Tous se passe comme si nous parcourions le
modèle OSI en descendant.
Lorsque la réponse arrive du serveur web, les mêmes opérations se déroulent en sens inverse : tout se
passe comme si nous parcourions le modèle OSI en montant. Comme nous le constatons, le modèle OSI
permet de décomposer en étapes successives les opérations qu'effectue le système informatique, lorsqu'il
envoie ou reçoit de l'information.
B. Architecture en Couche
Pourquoi un modèle en couche?
L’architecture réseau dans un système d'exploitation est régie par des règles qui définissent les
interfaces entre le matériel et le logiciel.
Un système d'exploitation réseau utilise une architecture en couches.
Une couche n’a pas à connaître la constitution des autres couches à partir du moment où elle se
conforme aux règles de construction du modèle. La couche doit uniquement être capable de dialoguer
avec la frontière de la couche supérieure et celle de la couche inférieure.
Travailler en couche est intéressant puisque ça permet d'avoir un système ouvert qui peut s'adapter à
différents logiciels et matériels sans avoir besoin de tout reconfigurer. (voir Annexe 1)
C. Relations verticales entre les couches
Le paquet de données transite d’une couche à une autre, chacune fournissant et utilisant des services des
couches adjacentes.
A aucun moment, les couches ne connaissent le contenu du paquet qu’elles traitent.
On pourrait prendre un bureau de poste comme exemple dans la façon d’acheminer le courrier : en
envoyant, en emballe le message pour garantir son transport ; et en recevant, on déballe le message pour
lire le contenu. Tout ça est effectué par chaque couche qui ajoute ou retire ses propres informations de
contrôle pour garantir le transfert du message. (voir Annexe 3)
D. Relations horizontales entre les couches
Il existe des relations homologues (d’égal à égal) entre les couches.
Les relations que l’on peut voir sous forme d’un lien logique, se font entre les émetteurs et les
récepteurs.
L’exemple utilisé ici est la commande NET USE : La couche session va rajouter des informations, elles
seront retirées seulement au niveau de la couche session de l’émetteur. (voir Annexe 4)
III. LES DIFFERENTES COUCHES
A. La Couche PHYSIQUE
La couche physique est une couche basse.
Elle permet de véhiculer l'information et de transformer des séquences de bits (0 ou 1) en séquence de
grandeur physique appropriée au médium de communication.
Elle fournit aussi les caractéristiques mécaniques (connecteurs), fonctionnelles (activation et
désactivation de la connexion physique),ainsi que les signaux (électriques ou optiques).
Cette couches est matérialisée par le câble, les connecteurs et l'entrée de la carte de communication
(niveau hardware). Ces données seront mise en formes par la couche 2 c'est à dire la couche liaison.
Elle spécifie les éléments suivants :
·
La vitesse de transfert des données
·
Le type de câble utilisé (coaxial, UTP ou fibre optique)
·
Le niveau du signal électronique ou lumineux, représenté par un 1 ou un 0.
(voir Annexe 5)
B. La Couche LIAISON
Cette couche fournit les moyens fonctionnels et procéduraux nécessaires à l'établissement, au maintien
et à la libération des connexions entre entités de réseaux et est chargée d'acheminer sans erreur les
données sur chaque liaison du réseau (Ethernet, Token Ring, etc.) en masquant aux autres couches les
différences physique du réseau. Elle assemble les données en blocs, auxquels elle ajoute des
informations de contrôle pour constituer une trame de données : l'adresse de destination, la longueur du
message, l'information de synchronisation, de détection d'erreur, etc.
Les protocoles qui fonctionnent à ce niveau délivrent des données de carte à carte. (voir Annexe 6)
C. La Couche RESEAU
Cette couche permet aux couches supérieures d'être indépendantes des différents types de liaisons de
données ou technologies de transmissions. Elle transporte des blocs d'octets de taille limitée. Elle
s'occupe de l'adressage et du routage des paquets à leur destination et a donc besoin d'un plan
d'adressage, ainsi que du contrôle de flux.
Elle est aussi responsable de l'établissement d'une connexion logique entre source et une destination sur
un réseau.
Les protocoles suivants sont actuellement utilisés pour cette couche :
·
·
·
Internetwork Packet Exchange (IPX) de Novell
Internet Protocole (IP)
X.25
(voir Annexe 7)
D. La Couche TRANSPORT
Elle permet de faire le lien entre l'application (couches 5, 6 et 7) et la communication proprement dite
(couches 1, 2 et 3).
Elle est chargée d'établir les connexions, de maintenir la qualité de la connexion et d'interrompre cette
dernière de manière ordonnée une fois la conversation terminée.
Cette couche transporte des blocs d'octets de longueur quelconque. Elle s'assure que les données sont
délivrées sans erreur et dans l'ordre.
Les protocoles suivants sont actuellement utilisés pour cette couche :
·
·
·
Transmission Control Protocol (TCP)
Sequenced Packet Exchange (SPX)
Netware Core Protocol (NCP) chez Novel
(voir Annexe 8)
E. La Couche SESSION
Elle permet à une application de communiquer avec d'autres utilisateurs, donc de lier une application à
la couche Transport.
Cette couche offre la possibilité d'organiser les échanges en unités indépendantes.
Elle offre aussi une structure de contrôle pour la communication entre applications.
Elle établit, maintient et clôt les sessions entre les applications. L'un des points forts de cette couche est
la sécurité.Organisation de la communication:
·
Droit à la parole (half/full duplex => communication simultanée ou l'un après l'autre).
·
Notion d'activité: on peut la démarrer, l'arrêter, l'interrompre et la recommencer.
·
Points de synchronisation.
·
Etc.
La couche session est aussi la première partie de l'architecture de réseau hors de la communication
proprement dite. (voir Annexe 9)
F. La Couche PRESENTATION
Elle permet de lier le terminal à la couche Session, donc de s'adapter au type et au format des données à
échanger.
Elle permet de fournir une représentation des données, autrement dit une représentation qui ne dépend
pas des ordinateurs, systèmes d'exploitation, etc.. et inclus services tels que le cryptage, la compression
et le formatage des données.En effet, il existe de multiples manières de coder les informations en
informatique suivant le matériel et les logiciels utilisés. Par exemple:
·
Plusieurs codes existent pour coder les caractères (ASCII, BCIDC, etc.).
·
Les nombres peuvent être codés sur un nombre d'octets différents.
·
Les octets de poids fort et de poids faible peuvent être répartis différemment, autrement
dit, un nombre peut être lu de gauche à droite ou de droite à gauche.
·
Etc.
(voir Annexe 10)
G. La Couche APPLICATION
Cette couche a pour objectif de fournir des services aux utilisateurs d'un réseau.
C'est elle qui contient l'application informatique (le programme) qui désire communiquer avec un
ordinateur distant. C'est à ce niveau qu'on rencontrera des programmes transfert de fichiers, d'émulation
de terminal, de soumission de travaux à distances, d'échange de courrier électronique, etc..
Elle peut contenir de très nombreux services. (voir Annexe 11)
IV. CONCLUSION
Le modèle OSI n'est pas une fin en soi, mais un outil sémantique, qui permet de décomposer en
opérations successives et distinctes le fonctionnement d'un système informatique en réseau.
Le modèle OSI est facile à comprendre, et accessible à tous.
Les couches inférieures (1 à 4) du modèle OSI concernent le transport de l'information proprement dit.
On les trouve dans les ordinateurs qui communiquent via un réseau, et dans les divers dispositifs qui
assurent le fonctionnement de ce réseau. Ce sont les couches que l'on invoque le plus souvent.
Les couches supérieures (5 à 7) du modèle OSI se trouvent uniquement dans les logiciels de
communication. Elles sont beaucoup moins utilisées.
Le modèle OSI a été imaginé à une époque où tous les réseaux transportaient de l'information par
commutation ou par routage de paquets. Il ne s'applique pas au système de télécommunication ATM,
qui est de conception récente, et qui fonctionne grâce à la commutation de cellules et la notion de
qualité de service.
ANNEXES
1 – ARCHITECTURE EN COUCHES
Architecture en couches
L’architecture réseau dans un système d'exploitation est régie par
des règles qui définissent les interfaces entre le matériel et le
logiciel.
Un système d'exploitation réseau utilise une architecture en
couches.
Une couche n’a pas à connaître la constitution des autres couches
à partir du moment où elle se conforme aux règles de construction
du modèle. La couche doit uniquement être capable de dialoguer
avec la frontière de la couche supérieure et celle de la couche
inférieure.
Travailler en couche est intéressant puisque ça permet d'avoir un
système ouvert qui peut s'adapter à différents logiciels et matériels
sans avoir besoin de tout reconfigurer.
2 – INTERNATIONAL STANDARDS ORGANISATION
International Standards Organisation
Les règles de conception des réseaux sont définis par l’ISO en
1970.
Les logiciels réseaux utilisent maintenant un modèle de référence
qui est le modèle OSI (Open System Interconnections) :
interconnexion des systèmes ouverts.
Le modèle OSI créé en 1978, est composé de sept couches, ce qui
en fait un système ouvert : chaque couche est indépendante l'une de
l'autre.
3 – RELATIONS ENTRE LES COUCHES
Relations verticales entre les couches
Le paquet de données transite d’une couche à une autre, chacune
fournissant et utilisant des services des couches adjacentes.
A aucun moment, les couches ne connaissent le contenu du
paquet qu’elles traitent.
On pourrait prendre un bureau de poste comme exemple dans la
façon d’acheminer le courrier : en envoyant, en emballe le message
pour garantir son transport ; et en recevant, on déballe le message
pour lire le contenu. Tout ça est effectué par chaque couche qui
ajoute ou retire ses propres informations de contrôle pour garantir
le transfert du message.
4 – RELATIONS ENTRE LES COUCHES
Relations horizontales entre les couches.
Il existe des relations homologues (d’égal à égal) entre les
couches.
Les relations que l’on peut voir sous forme d’un lien logique, se
font entre les émetteurs et les récepteurs.
L’exemple utilisé ici est la commande NET USE
La couche session va rajouter des informations, elles seront
retirées seulement au niveau de la couche session de
l’émetteur.
5 – LA COUCHE PHYSIQUE
La couche physique
C'est une couche basse.
Donne une connexion physique aux données transmises.
Définit les caractéristiques physiques du réseau (suivant des
normes) comme l’interface électronique utilisée, les types de câbles
et de connecteurs, les valeurs électriques des câbles et des signaux,
la largeur de la bande de base...
Réalise le transfert physique des éléments binaires constitutifs des
trames sur le support en utilisant les caractéristiques définies
précédemment.
Traduction de bits par des signaux électriques.
C’est la première chose à tester en cas de panne réseau.
6 – LA COUCHE LIAISON
La couche liaison
C'est une couche basse.
Délimite le début et la fin d’une trame.
Insère les adresses des stations de travail émettrice et réceptrice.
Définit la taille des paquets et le moyen d’adressage jusqu’au
destinataire.
S’assure que la route est libre : plusieurs nœuds n’essaient pas de
transmettre en même temps.
Détecte et corrige les erreurs.
Informe l’émetteur si une erreur n’est pas corrigeable.
A comme hypothèse de base que la couche physique n’est pas
fiable et peut générer des erreurs.
7 – LA COUCHE RESEAU
La couche réseau
C'est une couche basse.
Établit, maintient et termine la connexion entre deux stations.
Interconnexion des réseaux locaux par routage de paquets.
Traite les informations de routage : choix des chemins possibles à
partir des adresses (routage entre les machines et entre les LANs).
Contrôle le flux des paquets.
8 – LA COUCHE TRANSPORT
La couche transport
C'est une couche haute.
Identifie chaque nœud du réseau par une adresse unique.
Gère les connexions entre les nœuds.
Éclate les longs messages en petites unités.
Assemble les petites unités à l’arrivée pour recréer le message
original.
Est responsable du contrôle du transfert des informations de bout
en bout.
9 – LA COUCHE SESSION
La couche session
C'est une couche haute.
Fournit une interface entre l’utilisateur et le réseau.
Établit les sessions entre les nœuds du réseau : la session doit
être établie avant le transfert des informations.
S’assure que les sessions sont correctement établies et gérées.
Définit
dialogue.
les
règles
d’organisation
et
de
synchronisation
du
10 – LA COUCHE PRESENTATION
La couche présentation
C'est une couche haute.
Est responsable de la manipulation des données plutôt que de la
communication.
Convertit les informations transmises sur le réseau d’un type de
représentation dans un autre ; utilisée pour les systèmes
hétérogènes.
Exemples :
Compression,
Cryptage,
Traduction ...
11 – LA COUCHE APPLICATION
La couche application
C'est une couche haute.
Concerne les techniques que les programmes d’applications
utilisent pour communiquer avec le réseau : elle contrôle
directement des fonctions comme :
le transfert de fichiers,
les travaux d’impression,
le courrier électronique …
C’est le système d’exploitation réseau qui opère à ce niveau.
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