Cours : Fondements des R seaux
Chapitre 3 : Normalisation
Chapitre 3 : No rma lisation
I.
Introduction :
Les r seaux informatiques doivent permettre des applications informatiques de coop rer
sans avoir tenir compte de lh t rog n it des moyens et proc d s de transmission (par
exemple : de la topologie, des m thodes dacc s, des caract ristiques des quipements ou des
supports, etc.). Do le besoin de la normalisation qui permet d :
Offrir linterop rabilit ;
Optimiser lutilisation des ressources ;
Assurer la p rennit des choix.
Il existe plusieurs organismes acteurs de la normalisation pour les r seaux, tels que :
L'ISO (International Standard Organisation) ;
L' ANSI (American National Standards Institut) membre de l' ISO ;
L' IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers);
L' AFNOR (Association Fran aise de NORmalisation).
II. La norme OSI :
La premi re volution des r seaux informatiques a t des plus anarchiques, chaque
constructeur d veloppant sa propre technologie. Le r sultat fut une quasi- impossibilit
de connecter diff rents r seaux entre eux.
Pour palier ce probl me dinterconnections, lISO(International Standards Organisation)
d cida de mettre en place un mod le de r f rence th orique d crivant le fonctionnement
des communications r seaux.
Ainsi f t cr le mod le OSI, partir des structures r seau pr dominantes de
l poque : DECNet (Digital Equipment Corporation's Networking d velopp par digital)
et SNA (System Network Architecture d velopp par IBM).Ce mod le a permis aux
diff rents constructeurs de concevoir des r seaux interconnectables.
Le mod le OSI est un mod le conceptuel. Il a pour but danalyser la communication en
d coupant les diff rentes tapes en 7 couches, chacune de ces couches remplissant une t che
bien sp cifique :
Quelles sont les informations qui circulent ?
Sous quelle forme circulent-elles ?
Quels chemins empruntent-elles ?
Quelles r gles sappliquent aux flux dinformations?
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Chapitre 3 : Normalisation
1. Terminologie
Le mod le OSI repose sur trois termes importants : les couches, les protocoles, les interfaces.
On distingue deux grands groupes de couches :
Les couches 1 3 sont les couches basses orient es trans mission
La couche 4 repr sente la couche charni re entre les couches basses et les couches
hautes qui g re le transfert de l'information
Les couches 5 7 sont les couches hautes orient es traite ment
Chaque couche va rendre des services la couche imm diatement sup rieure et utiliser les
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services de la couche imm diatement inf rieure. Les couches ne communiquent quavec les
couches qui leur sont adjacentes.
Les protocoles de communication: ce sont les r gles qui d finissent le dialogue entre
couches de m me niveau de deux syst mes diff rents. Les r gles et conventions utilis es lors
du dialogue entre deux couches n sont appel es protocole de communication de couche n.
Une inte rface est un ensemble de services propos s par les couches aux autres couches.
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2. Services rendus par chaque couche
Les 7 couches du mod le OSI sont les suivantes :
a) La couche physique
La couche physique d finit les sp cifications du m dia (c blage, connecteur, voltage, bande
passante&).
b) La couche liaison de donn es
La couche liaison de donn e soccupe de lenvoi de la donn e sur le m dia. Cette couche est
divis e en deux sous-couches :
La sous-couche MAC (M dia Access Control) est charg e du contr le de lacc s au
m dia. Cest au niveau de cette couche que lon retrouve les adresses de liaison de
donn e (MAC, DLCI).
La sous-couche LLC (Layer Link Control) soccupe dela gestion des communications
entre les stations et interagit avec la couche r seau.
c) La couche r seau
Cette couche g re ladressage de niveau trois, la s lection du chemin et lacheminement des
paquets au travers du r seau.
d) Couche transport
La couche transport assure la qualit de la transmission en permettant la retransmission des
segments en cas derreurs ventuelles de transmission. Elle assure galement le contr le du
flux denvoi des donn es.
e) La couche session
La couche session tablit, g re et ferme les sessions de communications entre les applications.
f) La couche pr sentation
La couche pr sentation sp cifie les formats des donn es des applications (encodage MIME,
compression, encryptions).
g) La couche application
Cette couche assure linterface avec les applications, cest la couche la plus proche de
lutilisateur.
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Les avantages de ce mod le sont :
" Une division de la communication r seau en l ments plus petits et plus simples
pour une meilleure compr hension ;
" Luniformisation des l ments afin de permettre le d veloppement multi constructeur ;
" La possibilit de modifier un aspect de la communication r seau sans modifier le
reste (Exemple : un nouveau m dia).
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3. Principe dencapsulation
Pour communiquer entre les couches et entre les h tes dun r seau, OSI a recourt au principe
dencapsulation.
Encapsulation : processus de conditionnement des donn es consistant ajouter un en-t te de
protocole d termin avant que les donn es ne soient transmises la couche inf rieure :
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Lorsque 2 h tes communiquent, on parle de communication d gal gal, c'est- -dire que la
couche N de la source communique avec la couche N du destinataire.
Lorsquune couche de l metteur construit des donn es, elle encapsule ces derni res
avec ses informations puis les passe la couche inf rieure. Le m canisme inverse a
lieu au niveau du destinataire ou une couche r ceptionne les donn es de la couche
inf rieure, enl ve les informations laconcernant, puis transmet les informations restantes la
couche sup rieure. Les donn es transitant la couche N de la source sont donc les m mes que
les donn es transitant la couche N du destinataire.
Pour identifier les donn es lors de leur passage autravers dune couche, lappellation PDU
(Unit de donn es de protocole) est utilis e.
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III. Mod le TCP/IP
Le minist re am ricain de la D fense a cr le mod le de r f rence TCP/IP parce quil avait
besoin de concevoir un r seau pouvant r sister toutes les conditions, m me une guerre
nucl aire. Dans un monde connect par diff rents types de m dias de communication tels que
les fils de cuivre, micro-ondes, fibres optiques et liaisons satellite, le minist re de la d fense
souhaitait une transmission de paquets capable daboutir coup s r et sous nimporte quelle
condition. Ce probl me de conception extr mement ambitieux a conduit la cr ation du
TCP/IP.
mod le
Contrairement aux technologies r seau propri taires mentionn es pr c demment, TCP/IP a
t d velopp en tant que norme ouverte. Cela voulait dire que nimporte qui pouvait utiliser
TCP/IP. Cela contribua acc l rer le d veloppement de TCP/IP en tant que norme.
1. Description du mod le
a) Un mod le en 4 couches
Le mod le TCP/IP comporte les quatre couches suivantes:
La couche application
La couche transport
La couche Internet
La couche dacc s au r seau
b) La couche Acc s r seau
Cette couche semble "regrouper" les couches physique et liaison de donn es du mod le OSI.
En fait, cette couche n'a pas vraiment t sp cifi e ; la seule contrainte de cette couche, c'est
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de permettre un h te d'envoyer des paquets IP sur le r seau. L'impl mentation de cette couche
est laiss e libre. De mani re plus concr te, cette impl mentation est typique de la technologie
utilis e sur le r seau local. Par exemple, beaucoup de r seaux locaux utilisent Ethernet ;
Ethernet est une impl mentation de la couche h te-r seau.
c) La couche Internet
Cette couche est la cl de vo te de l'architecture. Cette couche r alise l'interconnexion des
r seaux (h t rog nes) distants sans connexion. Son r le est de permettre l'injection de paquets
dans n'importe quel r seau et l'acheminement des ces paquets ind pendamment les uns des
autres jusqu' destination. Comme aucune connexion n'est tablie au pr alable, les paquets
peuvent arriver dans le d sordre ; le contr le de l'ordre de remise est ventuellement la t che
sup rieures.
des
couches
Du fait du r le imminent de cette couche dans l'acheminement des paquets, le point critique
de cette couche est le routage. C'est en ce sens que l'on peut se permettre de comparer cette
OSI.
couche
La couche internet poss de une impl mentation officielle : le protocole IP (Internet Protocol).
mod le
couche
r seau
avec
du
la
d) La couche Transport
Son r le est le m me que celui de la couche transport du mod le OSI : permettre des entit s
conversation.
paires
Officiellement, cette couche n'a que deux impl mentations : le protocole TCP (Transmission
Control Protocol) et le protocole UDP (User Datagram Protocol).
soutenir
une
de
TCP est un protocole fiable, orient connexion, qui permet l'acheminement sans erreur
de paquets issus d'une machine d'un internet une autre machine du m me internet.
Son r le est de fragmenter le message transmettre de mani re pouvoir le faire
passer sur la couche internet. A l'inverse, sur la machine destination, TCP replace dans
l'ordre les fragments transmis sur la couche internet pour reconstruire le message
initial. TCP s'occupe galement du contr le de flux de la connexion.
UDP est en revanche un protocole plus simple que TCP : il est non fiable et sans
connexion. Son utilisation pr suppose que l'on n'a pas besoin ni du contr le de flux, ni
de la conservation de l'ordre de remise des paquets. Par exemple, on l'utilise lorsque la
couche application se charge de la remise en ordre des messages. On se souvient que
dans le mod le OSI, plusieurs couches ont charge la v rification de l'ordre de remise
des messages. C'est l un avantage du mod le TCP/IP sur le mod le OSI, mais nous y
reviendrons plus tard. Une autre utilisation d'UDP : la transmission de la voix. En
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effet, l'inversion de 2 phon mes ne g ne en rien la compr hension du message final.
De mani re plus g n rale, UDP intervient lorsque le temps de remise des paquets est
pr dominant.
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Chapitre 3 : Normalisation
e) La couche Application
Contrairement au mod le OSI, c'est la couche imm diatement sup rieure la couche
transport, tout simplement parce que les couches pr sentation et session sont apparues
inutiles. On s'est en effet aper u avec l'usage que les logiciels r seau n'utilisent que tr s
rarement ces 2 couches, et finalement, le mod le OSI d pouill de ces 2 couches ressemble
TCP/IP.
fortement
mod le
au
Cette couche contient tous les protocoles de haut niveau, comme par exemple Telnet, TFTP
(trivial File Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), HTTP (HyperText
Transfer Protocol). Le point important pour cette couche est le choix du protocole de transport
utiliser. Par exemple, TFTP (surtout utilis sur r seaux locaux) utilisera UDP, car on part du
principe que les liaisons physiques sont suffisamment fiables et les temps de transmission
suffisamment courts pour qu'il n'y ait pas d'inversion de paquets l'arriv e.
2. Comparaison avec le mod le OSI et critique
a) Comparaison avec le mod le OSI
Ces deux mod les sont tr s similaires, dans la mesure o les 2 sont des mod les de
communication couche et utilisent lencapsulation de donn es.
On remarque cependant deux diff rences majeures :
" TCP/IP regroupe certaines couches du mod le OSI dans des couches plus g n rales
" TCP/IP est plus quun mod le de conception th orique, cest sur lui que repose le
r seau Internet actuel
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3. Encapsulation
Lors d'une transmission, les donn es traversent chacune des couches au niveau de la machine
mettrice. A chaque couche, une information est ajout e au paquet de donn es, il s'agit d'un
en-t te, ensemble d'informations qui garantit la transmission. Au niveau de la machine
r ceptrice, lors du passage dans chaque couche, l'en-t te est lu, puis supprim .
A chaque niveau, le paquet de donn es change d'aspect, car on lui ajoute un en-t te, ainsi les
appellations changent suivant les couches :
Le paquet de donn es est appel message au niveau de la couche Application
Le message est ensuite encapsul sous forme de segment dans la couche Transport
Le segment une fois encapsul dans la couche Internet prend le nom de datagramme
Enfin, on parle de trame au niveau de la couche Acc s r seau
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