INTERNET
GENERALITES

Introduction

Dès leur apparition dans les entreprises et autres organisations, les ordinateurs furent communément mis en réseau. Une idée émergea alors : Connecter les réseaux entre eux via les systèmes de télécommunication. Le réseau Internet, solution qui s'imposa avec le temps, réalisa l'interconnexion d'abord par les ondes radio, puis les lignes téléphoniques, enfin les câbles de fibre optique. Internet est devenu une révolution de l'information au même titre que l'invention de l'alphabet (XVe siècle av. J.-C.) ou de l'imprimerie (Gutenberg vers 1454).

Le développement d'Internet surmonte plusieurs difficultés :

Historique

Aloha1970 Transmissions de données par radio entre les îles d'Hawaii
Arpanet1972Premières démonstrations
Cyclades
Réseau du NPL
TCP/IP1973 Première publication
Internet 1983 Arpanet adopte TCP/IP, naissance d’Internet, du DNS
1984 Internet comporte 1000 machines
1985 Premiers domaines de 1er niveau : .com, .net...
World Wide Web 1991 Premier site Web au monde http://info.cern.ch
1993 Premier navigateur dans le domaine public Mosaic
1995 Naissance du JavaScript
2000 Adoption du CSS par les navigateurs

Et, concernant les télécommunications :

1858 1er câble télégraphique transatlantique
1901 1ère communication radio transatlantique (par Guglielmo Marconi)
1988 1er câble de fibre optique transatlantique

Définitions

Internet

Réseau mondial de réseaux basé sur le protocole IP.

Protocole

Ensemble de règles permettant d'établir une communication.

Protocole IP (Internet Protocol)

Protocole caractérisé par un adressage unique pour l'ensemble des machines connectées.

TCP (Transmission Control Protocol)

Un protocole très utilisé sur Internet pour :

Adressage

Pour faire face à l'épuisement des adresses IPv4 en 2019, on a adopté les adresses IPv6. Les deux types d'adresses sont actuellement en vigueur sur Internet. A terme, les adresses IPv4 devraient disparaître?

Gestion des adresses

Les adresses IP sont distribuées par :

SigleDésignationCréationAire géographique
RIPE-NCCRéseaux IP Européens - Network Coordination Centre1992Europe, Moyen-Orient
APNICAsia Pacific Network Information Center1993Asie, Pacifique
ARINAmerican Registry for Internet Numbers1997Amérique du Nord
LACNICLatin America and Caribbean Network Information Center1999Amérique latine, îles des Caraïbes
AFRINICAfrican Network Information Center2005Afrique

Les RIR distribuent à leur tour des blocs d'adresses IP aux LIR (registres Internet locaux) :

Une adresse IP se décompose en deux parties :

Adresses IPV4

Exemple : 91.198.174.18

Sous-réseaux

Adresse IP91.198.174.18
Masque de sous-réseau255.255.255.0
Notation CIDR91.198.174.18/24
Adresse du sous-réseau91.198.174.0
Adresse de l'hôte0.0.0.18

Adresses publiques, privées

Adresses IPv4 privées
Plage d'adressesMasque de réseauCIDR
10.0.0.0 - 10.255.255.255255.0.0.0/8
172.16.0.0 - 172.31.255.255255.255.0.0/16
192.168.0.0 - 192.168.255.255255.255.255.0/24

Adresses IPV6

Exemple : 2001:0db8:0000:85a3:0000:0000:ac1f:0001
Forme canonique : 2001:db8::85a3:::ac1f:1

Sous-réseaux

Les sous-réseaux sont codés sur 64 bits. Exemple :

Adresse IP2001:0db8:0000:85a3:0000:0000:ac1f:0001
Masque de sous-réseauffff:ffff:ffff:ffff:0000:0000:0000:0000
Notation CIDR2001:0db8:0000:85a3:0000:0000:ac1f:0001/64
Adresse du sous-réseau2001:0db8:0000:85a3:0000:0000:000:0000
Adresse de l'hôte0000:0000:0000:0000:0000:0000:ac1f:0001

Encapsulation

Principe

L'encapsulation consiste à inclure les données d'un protocole dans un autre protocole. Aux données à transmettre sont ajoutées un en-tête (parfois un pied) pour obtenir des données utilisables par le protocole choisi.

Données Données En-tête (TCP) Données En-tête IP Données En-tête (Ethernet) Message Segment Paquet Trame

Terminologie

Le datagramme est un nom générique pour désigner un bloc de données. Il peut correspondre, par exemple, à un segment ou à un paquet. On distingue :

Taille maximale d'une trame

La taille maximale d'une trame se nomme MTU (Maximum Transfer Unit) :

En-tête IP

L'en-tête IP contient essentiellement :

Et, également :

Détail d'un paquet IPv4

32 bits
Version
(4 bits)
Longueur d'en-tête
(4 bits)
Type de service
(8 bits)
Longueur totale
(16 bits)
Identification
(16 bits)
Drapeau
(3 bits)
Décalage fragment
(13 bits)
Durée de vie
(8 bits)
Protocole
(8 bits)
Somme de contrôle en-tête
(16 bits)
Adresse IP source
(32 bits)
Adresse IP destination
(32 bits)

Données

Détail d'un paquet IPv6

32 bits32 bits
Version
(4 bits)
Classe
(8 bits)
Identificateur de flux
(20 bits)
Longueur des données
(16 bits)
En-tête suivant
(8 bits)
Durée de vie
(8 bits)
Adresse IP source
(128 bits)
Adresse IP destination
(128 bits)

Données

En-tête TCP

L'en-tête TCP contient essentiellement :

Détail d'un segment

32 bits
Port Source
(16 bits)
Port destination
(16 bits)
Numéro d'ordre
(32 bits)
Numéro d'accusé de réception
(32 bits)
Décalage données (4 bits) Réservé
(6 bits)
URG (1 bit)ACK (1 bit)PSH (1 bit)RST (1 bit)SYN (1 bit)FIN (1 bit) Fenêtre
(16 bits)
Somme de contrôle
(16 bits)
Pointeur d'urgence
(16 bits)
Options
(Taille variable)
Remplissage
(Taille variable)

Données

Modèle OSI

Le modèle OSI (Open System Interconnection) est un modèle théorique décrivant des règles de communication entre ordinateurs. Il comporte sept couches. Chaque couche peut communiquer avec les couches adjacentes, supérieure ou inférieure.

Couches matérielles Couches hautes 1 - Physique 2 - Liaison 3 - Réseau 4 - Transport 5 - Session 6 - Présentation 7 - Application

Exemple de liaison entre un navigateur et un serveur web via un câble ethernet :

Routage

Principe

Un paquet peut emprunter plusieurs chemins et passer par divers routeurs ou relais. Ces derniers sont programmés avec deux types d’algorithmes :

Le protocole TCP vérifie l'intégrité de la transmission.

Limites

Appareils utilisés sur les réseaux

La passerelle (gateway) est le nom générique pour divers appareils utilisés dans les réseaux informatiques. Elle peut être un répéteur, un proxy, un routeur...

DésignationFonctionCouche du
modèle OSI
Pare-feu (firewall) Protège un ordinateur ou un réseau des intrusions provenant d'Internet 7
Proxy Sert d'intermédiaire pour faciliter ou surveiller les échanges 5 à 7
Routeur (router) Assure le routage des paquets 3
Relais de trame (frame relay) Assure le routage des trames 2
Commutateur (switch) Réalise un réseau filaire en récupérant des données sur un port et en les diffusant sur le port adéquat 2
Modem (modulateur-démodulateur) Convertit un signal numérique en signal analogique et réciproquement 1
Répéteur (repeater) Régénère un signal pour augmenter la distance entre les appareils connectés 1
Concentrateur (hub) Réalise un réseau filaire en récupérant des données sur un port et en les diffusant sur l'ensemble des ports 1

Services sur Internet

Numéros de ports

Internet offre de nombreux services, pas seulement le Web. Le numéro de port identifie quel logiciel doit traiter tel paquet transmis à l'ordinateur.

Quelques ports usuels

PortApplicationProtocoleSignification
20/21Serveur de fichiers
Transfert de données/contrôle de flux
FTPFile Transfer Protocol
22Serveur/client d'administration à distance sécuriséSSHSecure Shell
23Serveur/client d'administration à distanceTelnetTerminal Network
25Serveur de messagerieSMTPSimple Mail Transfer Protocol
53Serveur de nom de domaineDNSDomain Name System
67/68Serveur/client d'attribution d'adresse IPDHCPDynamic Host Configuration Protocol
80Serveur WebHTTPHypertext Transfer Protocol
110Client de messageriePOP3Post Office Protocol version 3
119Forums de discussions en temps différésNNTPNetwork News Transfert Protocol
143Client de messagerieIMAPInternet Message Access Protocol
123Serveur de tempsNTPNetwork Time Protocol
194Dialogue en temps réelIRCInternet Relay Chat
433Serveur Web chiffréHTTPSHypertext Transfer Protocol Secure

Architectures logicielles

Architecture clients-serveur

Dans une relation clients-serveur, le serveur répond aux clients. Le serveur et les clients s'envoient des messages :

Avantages :

Inconvénients :

Fonctionnement :

Architecture pair à pair

Dans une relation pair à pair, chaque logiciel connecté joue tour à tour les rôles de client et de serveur. Deux systèmes existent 

Les logiciels pair à pair utilisent par défaut des ports spécifiques :

Le serveur DHCP

IP statique, IP dynamique

L'adresse IP d'un ordinateur peut être :

Informations fournies

Le serveur DHCP délivre :