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Notions de base sur les réseaux : Comprendre les couches OSI et le modèle IP TCP

Introduction

Dans le monde des réseaux, il est essentiel de comprendre les protocoles et les modèles qui régissent la communication. Deux cadres largement utilisés sont le modèle OSI (Open Systems Interconnection) et le modèle TCP IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Ces modèles fournissent une approche structurée de la mise en réseau et servent de base à la construction et au dépannage des systèmes de réseau. Cet article vise à expliquer les couches OSI et le modèle TCP IP de manière claire et concise.

Les couches OSI

Le modèle OSI est un cadre conceptuel qui décrit comment les protocoles réseau interagissent et permettent la communication entre différents systèmes. Il se compose de sept couches, chacune ayant ses propres responsabilités.

Le modèle OSI se compose de sept couches, chacune ayant ses propres responsabilités.
Couche physique - Traite de la transmission physique des données - Câbles, connecteurs - Ethernet, USB, HDMI - IEEE 802.3, USB 3.0 - Couche de liaison de données - Garantit l’intégrité des données.
Couche de liaison de données - Garantit un transfert fiable des données entre des nœuds adjacents - Commutateurs, cartes réseau - Ethernet, Wi-Fi (802.11), PPP - IEEE 802.3, IEEE 802.11, RFC 1662 - Couche réseau - Achemine les données entre les nœuds adjacents.
Couche réseauAchemine les paquets de données à travers différents réseauxRouteursIP, ICMP, ARPIPv4 (RFC 791), IPv6 (RFC 2460), ARP (RFC 826)
Couche de transport : fournit une livraison fiable des données de bout en bout.
Couche de session : gère les sessions de communication entre les applications, NetBIOS, SIP, RFC 1001, RFC 1002, RFC 3261.
Couche de présentationTraite de la syntaxe et de la sémantique des échanges d’informationsSSL, HTTPSSL/TLS, HTTPSSL/TLS (RFC 5246), HTTP (RFC 2616)
Couche applicationInteragit directement avec les applications de l’utilisateur finalNavigateurs web, clients de messagerieHTTP, FTP, SMTP, DNSHTTP (RFC 2616), FTP (RFC 959), SMTP (RFC 5321), DNS (RFC 1035)

Examinons chaque couche en détail :

Couche 1 : Couche physique

La couche physique est la couche la plus basse du modèle OSI et traite de la transmission physique des données sur un réseau. Elle définit les composants matériels, tels que les câbles, les connecteurs et les interfaces réseau, qui transmettent des signaux binaires (0 et 1). Parmi les exemples de protocoles de cette couche, citons Ethernet, USB et HDMI.

Couche 2 : couche de liaison de données

La couche liaison de données est responsable du transfert fiable des données entre les nœuds de réseau adjacents, tels que les commutateurs et les cartes d’interface réseau (NIC). Elle assure une transmission sans erreur et fournit des mécanismes de contrôle du flux et de détection des erreurs. Les protocoles courants de cette couche comprennent Ethernet, Wi-Fi (802.11) et le protocole point à point (PPP).

Couche 3 : couche réseau

La couche réseau est responsable de l’acheminement des paquets de données à travers différents réseaux. Elle détermine le chemin optimal pour la transmission des données en fonction des conditions du réseau et des schémas d’adressage. Le protocole Internet (IP) est un protocole fondamental de cette couche, qui attribue des adresses IP uniques aux périphériques à des fins d’identification et de routage.

Couche 4 : Couche transport

La couche transport assure la fiabilité et l’efficacité de la transmission des données de bout en bout entre les applications fonctionnant sur différents appareils. Elle établit des connexions, segmente les données en unités plus petites (si nécessaire) et fournit des mécanismes de récupération des erreurs et de contrôle du flux. Le Transmission Control Protocol (TCP) et le User Datagram Protocol (UDP) sont des protocoles de transport couramment utilisés.

Couche 5 : Couche session

La couche session gère les sessions de communication entre les applications fonctionnant sur différents appareils. Elle établit, maintient et termine ces sessions, permettant l’échange de données entre les processus. Cette couche est responsable de la synchronisation et du contrôle du dialogue. Parmi les exemples de protocoles de cette couche figurent NetBIOS et Session Initiation Protocol (SIP).

Couche 6 : Couche de présentation

La couche de présentation traite de la syntaxe et de la sémantique des informations échangées entre les systèmes. Elle veille à ce que les données soient correctement formatées, encodées et chiffrées pour une transmission sécurisée. Cette couche est responsable de la compression des données, du chiffrement et de la conversion des protocoles. Parmi les exemples de protocoles de cette couche figurent Secure Sockets Layer (SSL) et Hypertext Transfer Protocol (HTTP).

Couche 7 : Couche application

La couche application est la couche la plus élevée du modèle OSI et interagit directement avec les applications de l’utilisateur final. Elle fournit des services qui permettent la communication entre utilisateurs et l’échange de données. Les protocoles de cette couche sont par exemple HTTP, FTP, SMTP et DNS.

Le modèle TCP IP

Alors que le modèle OSI fournit un cadre conceptuel, le modèle TCP IP est la suite de protocoles utilisée sur l’internet. Il comprend quatre couches, qui s’alignent sur certaines couches du modèle OSI.

Le modèle TCP IP comprend quatre couches qui s’alignent sur certaines couches du modèle OSI.
Couche d’interface réseauGère la transmission physique des donnéesNICs, câbles EthernetEthernet, Wi-Fi (802.11)
Couche Internet - Responsable de l’adressage, du routage et de la fragmentation des données.
Couche transport - Fournit une communication fiable et orientée connexion - Passerelles - TCP, UDP - Couche application - Représente la couche application.
Couche application - Représente l’interface entre les applications et les protocoles - Navigateurs Web, clients de messagerie - HTTP, FTP, SMTP, DNS - Couche de sécurité - Représente l’interface entre les applications et les protocoles.

Explorons ces couches :

Couche 1 : Couche d’interface réseau

La couche d’interface réseau correspond à la combinaison des couches physiques et couches de liaison de données dans le modèle OSI. Elle gère la transmission physique des données sur le réseau et fournit des protocoles pour le contrôle de la liaison de données.

Couche 2 : Couche Internet

La couche Internet est l’équivalent de la couche réseau dans le modèle OSI. Elle comprend le protocole IP, qui est responsable de l’adressage**, du routage** et de la fragmentation** des paquets de données en vue de leur transmission sur les réseaux.

Couche 3 : Couche transport

La couche transport du modèle TCP IP s’aligne sur la couche transport du modèle OSI. Elle assure une communication fiable et orientée vers la connexion à l’aide du protocole TCP ou une communication légère, sans connexion à l’aide du protocole UDP.

Couche 4 : Couche application

La couche application du modèle TCP IP comprend les fonctionnalités des couches session, présentation et application du modèle OSI. Elle représente l’interface entre les applications et les protocoles réseau sous-jacents.

Conclusion

La compréhension des couches OSI et du modèle IPTCP est cruciale pour toute personne impliquée dans les réseaux. Ces modèles fournissent un cadre pour comprendre le fonctionnement des réseaux et les protocoles qui facilitent la communication. En comprenant les fonctions de chaque couche, les administrateurs de réseaux et les ingénieurs peuvent résoudre les problèmes de manière efficace et concevoir des systèmes de réseaux robustes.

Références :