Les réseaux informatiques - University of Neuchâtel

1 Les r seaux informatiquesLe terme g n rique r seau d finit un ensemble d'entit s (objets, personnes, etc.) interconnect es les unes avec les autres. Un r seau permet ainsi de faire circuler des l ments mat riels ou immat riels entre chacune de ces entit s selon des r gles bien d > r seau informatique: ensemble d'ordinateurs reli s entre eux gr ce des lignes physiques et changeant des informations sous forme de donn es num r seaux informatiques : d finitionUn ordinateur est une machine permettant de manipuler des donn es. L'homme, en tant qu' tre communiquant, a rapidement compris l'int r t qu'il pouvait y avoir relier ces ordinateurs entre-eux afin de pouvoir changer des informations. Un r seau informatique peut servir plusieurs buts distincts : - Le partage de ressources (fichiers, applications ou mat riels, connexion internet, etc.)- La communication entre personnes (courrier lectronique, discussion en direct, etc.)

2 - La communication entre processus (entre des ordinateurs industriels par exemple)- La garantie de l'unicit et de l'universalit de l'acc s l'information (bases de donn es en r seau)- Le jeu vid o multijoueursLes r seaux informatiques : d finitionLes diff rents types de r seaux ont g n ralement les points suivants en commun : - Serveurs : ordinateurs qui fournissent des ressources partag es aux utilisateurs par un serveur de r seau - Clients : ordinateurs qui acc dent aux ressources partag es fournies par un serveur de r seau - Support de connexion : conditionne la fa on dont les ordinateurs sont reli s entre eux. - Donn es partag es : fichiers accessibles sur les serveurs du r seau Imprimantes et autres p riph riques partag s : fichiers, imprimantes ou autres l ments utilis s par les usagers du r seau - Ressources diverses : autres ressources fournies par le serveurSimilitudes entre types de r seauxOn distingue diff rents types de r seaux selon leur taille (en terme de nombre de machines), leur vitesse de transfert des donn es ainsi que leur tendue.

3 On fait g n ralement trois cat gories de r seaux : - LAN (local area network)- MAN (metropolitan area network)- WAN (wide area network)Les diff rents types de r seauxLAN signifie Local Area Network (en fran ais R seau Local). Il s'agit d'un ensemble d'ordinateurs appartenant une m me organisation et reli s entre eux dans une petite aire g ographique par un r seau, souvent l'aide d'une m me technologie (la plus r pandue tant Ethernet).Un r seau local est donc un r seau sous sa forme la plus simple. La vitesse de transfert de donn es d'un r seau local peut s' chelonner entre 10 Mbps (pour un r seau ethernet par exemple) et 1 Gbps (en FDDI ou Gigabit Ethernet par exemple). La taille d'un r seau local peut atteindre jusqu' 100 voire 1000 utilisateurs. En largissant le contexte de la d finition aux services qu'apportent le r seau local, il est possible de distinguer deux modes de fonctionnement : - dans un environnement d'" gal gal" (en anglais peer to peer), dans lequel il n'y a pas d'ordinateur central et chaque ordinateur a un r le similaire- dans un environnement "client/serveur", dans lequel un ordinateur central fournit des services r seau aux utilisateursLes diff rents types de r seauxLes LANLes MAN (Metropolitan Area Network) interconnectent plusieurs LAN g ographiquement proches (au maximum quelques dizaines de km) des d bits importants.

4 Ainsi un MAN permet deux noeuds distants de communiquer comme si ils faisaient partie d'un m me r seau local. Un MAN est form de commutateurs ou de routeurs interconnect s par des liens hauts d bits (en g n ral en fibre optique).Les MANLes diff rents types de r seauxUn WAN (Wide Area Network ou r seau tendu) interconnecte plusieurs LANs travers de grandes distances g ographiques. Les d bits disponibles sur un WAN r sultent d'un arbitrage avec le co t des liaisons (qui augmente avec la distance) et peuvent tre faibles. Les WAN fonctionnent gr ce des routeurs qui permettent de "choisir" le trajet le plus appropri pour atteindre un noeud du r seau. Le plus connu des WAN est diff rents types de r seauxLes WANI nternet est la suite du r seau militaire am ricain but tait de concevoir un r seau r sistant aux attaques : les communications ne passent plus selon un mode lin aire, mais peuvent chaque endroit emprunter plusieurs informations peuvent continuer circuler, m me en cas de destruction majeure d'une partie du territoire (on est en pleine guerre froide).

5 Internet a donc t con u d s l'origine comme une toile d'araign e, d'o son nom anglais web (qui veut dire tissage et toile d'araign e). Cas normal, tout fonctionne correctement, les informations empruntent le "chemin le plus direct". En cas de disfonctionnement : un relais ne fonctionne plus, il existe alors au moins une autre possibilit pour acheminer les informations. L'interconnexion progressive de tous les ordinateurs de la plan te fonctionne donc comme un gigantesque r seau. Le mot anglais pour r seau est "network". Or dans la pratique, ces ordinateurs ne sont pas directement interconnect s entre eux. Les ordinateurs sont d'abord interconnect s au sein d'un institut ou d'un batiment formant ainsi une multitude de petits sous-r seaux. Puis par sous r seau une machine est charg e de s'interconnecter avec d'autres progressivement la plan te enti re est interconnect e avec chaque tape du maillage une machine d sign e pour se connecter au niveau sup rieur.

6 On a ainsi une interconnexion de toutes les machines par interconnexion de r seaux successifs. D'o le terme Internet pour "INTER-NETworks". Chaque ordinateur connect directement sur Internet poss de un num ro d'identification unique (appel e adresse IP) et peut envoyer et recevoir des informations avec n'importe quel autre ordinateur ou machine poss dant une adresse IP (voire m me une imprimante).Par ailleurs, le temps d'acheminement ne d pend pas de la distance, mais plut t de la qualit des lignes qui s parent deux que vous pouvez tre reli s Internet sans disposer de votre propre adresse IP. Il faut faire appel un serveur (FAI) qui vous en pr te une le temps de votre connexion. Ce r seau mondial utilise les m mes protocoles de communication (exemple TCP/IP) et fonctionne comme un r seau virtuel unique et coop les ordinateurs et logiciels supportant les m mes protocoles pourront communiquer utilise un syst me international d'adresses qui permet d'envoyer un message ou un fichier sans ambigu t un correspondant connect.

7 Chaque ordinateur a une adresse > Principe du r seau d centralis et redondant. Chaque ordinateur constitue un n ud du r seau. Il est identifi par une adresse IP (Internet Protocole) qui est son noeud a un certain nombre de voisins. Une table en chaque n ud indique les voisins 'information est coup e en paquets. Ces paquets sont rout s ind pendamment sur le r seau et reconstitu s l'arriv calcul du parcours se fait de fa on dynamique (d pend de l'encombrement du r seau). Les messages circulent sur le r seau, sur chacun est indiqu le nom du destinataire, le nom de l'exp diteur. Les utilisations d'Internet que vous connaissez bien sont les pages web que vous voyez dans votre navigateur et l'envoi et la r ception d'e-mails. L'utilisation des pages web repose sur ce qu'on appelle le protocole http (utilis par votre navigateur) qui permet le transport des pages html, des images (jpeg, ), musiques ( ), vid Internet ne se limite pas aux pages web !

8 Il existe beaucoup d'autres protocoles qui servent d'autres utilisations. Un protocole est une m thode standard qui permet la communication entre deux machines:Ensemble de r gles et de proc dures respecter pour mettre et recevoir des donn es sur le r : Transmission Control Protocol / Internet ProtocolD fini la norme de communication, (en fait un ensemble de protocoles) des ordinateurs reli s contenir les protocoles HTTP, FTP, SMTP, ..Adresse IP : utilise des num ros de 32 bits que l'on crit sous la forme de 4 num ros allant de 0 255 (4 fois 8 bits) environ 4 milliards d'adresses diff rentes ! ! " # ! ! ! $%% & " ! ! ' # & ! $ ( ) * DNS : Domain Name Server : syst me de nom de domaine ou syst me d'affectation de me distribu de bases de donn es et de serveurs qui assure la traduction des noms de domaine utilis s par les internautes en num ros IP utilisables par les au point pour permettre aux internautes d'utiliser des noms dans la r daction des adresses (beaucoup plus facile manipuler que des suites de chiffres).

9 Exemples : nom : -> IP : : > IP : FTP: protocole d finissant les r gles de transfert des fichiers par Internet. Lorsqu'un utilisateur t l charge un fichier par ftp, il le recopie de l'ordinateur distant sur le sien (ou l'inverse).TELNET : protocole standard permettant l'interfa age de terminaux et d'applications travers Internet. Ce protocole fournit les r gles de bases pour permettre de relier un client (syst me compos d'un affichage et d'un clavier) un ordinateur distant (cot serveur)Attention: Protocoles de transfert non s rs, c'est- -dire que les donn es circulent en clair sur le r seau. + , - . / 01 2 + , $ 3 4 0 5 3 0 1 ! ! 01 2 , , 340 6 ! ( 340 7$ 1 ( 8 & /31 192, ! 340 % Exemple du protocole ICMP (Internet Control Message Protocol) est un protocole qui permet de g rer les informations relatives aux erreurs aux machines connect es. Etant donn le peu de contr les que le protocole IP r alise, il permet non pas de corriger ces erreurs mais de faire part de ces erreurs aux protocoles des couches voisines.))

10 Ainsi, le protocole ICMP est utilis par tous les routeurs, qui l'utilisent pour signaler une erreur (appel Delivery Problem). Ping : teste la pr sence d'une machine sur le r seau. Compte le temps n cessaire pour aller de la machine o l'on se trouve la machine appel e. & & & & Tracert : (traceroute) Envoie des paquets vers la machine en question et affiche la route emprunt e sur le r seau pour l' chaque tape sont affich s:le nom de la passerelleles temps de trajet pour 3 essais successifsla pr sence d'une toile indique une passerelle qui n'a pas r pondu. (surcharge du r seau)Quelque fois, le nom n'appara t pas (volont de cacher les adresses ou pas de nom associ )Jamais les inventeurs d'Internet n'ont imagin toutes les applications qui existent aujourd'hui sur Internet. Il est maintenant question de relier tous vos appareils entre eux par Internet : t l phone, mat riel hi-fi, r frig rateur, chauffage, .. et bien sur .. les voitures.