Les réseaux informatiques : comment ça marche – le dossier

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Les réseaux informatiques sont un ensembles d'équipements (PC, imprimantes, Smartphones, etc) reliés entre eux.
On peut même relier des réseaux informatiques entre eux.
Le but est de pouvoir échanger des données et informations entre chaque équipement.

Il existe donc des protocoles des communications, des types de réseaux, des technologies, infrastructures et supports réseaux.

Dans ce dossier, vous trouverez toutes les explications sur le fonctionnement des réseaux informatiques.

Les réseaux informatiques : comment ça marche - le dossier

Les réseaux informatiques : comment ça marche

Qu'est-ce qu'un réseau informatique ?

Un réseau informatique est simplement un ensemble d'équipements informatiques connectés par des fils, des fibres optiques ou des liaisons sans fil afin que les différents périphériques séparés (appelés nœuds) puissent "se parler" et échanger des données (informations informatisées).

Pour créer un réseau, vous avez besoin de nœuds et de connexions (parfois appelées liens) entre eux. Relier les nœuds signifie établir une sorte de connexion temporaire ou permanente entre eux. Au cours de la dernière décennie, les connexions sans fil sont devenues l'un des moyens les plus populaires de le faire, en particulier dans les foyers.
Dans les bureaux, les connexions filaires sont encore plus courantes, notamment parce qu'elles sont généralement plus rapides et plus sûres et parce que de nombreux bureaux plus récents disposent déjà d'un câblage réseau.

Enfin cela nécessite donc la création de matériel comme une carte réseau, de câble avec des normes et enfin de protocoles de communication comme Ethernet, le protocole IP, etc.

Enfin la taille du réseau peut différer, chez vous à la maison, il peut être d'un ou deux PC et un Smartphone.
Dans les entreprises cela peut aller à des centaines d'équipements et bien plus.

Topologie d'un réseau

Dans un réseau local, par exemple, vous ne pouvez pas connecter les choses ensemble: tous les nœuds (ordinateurs et autres périphériques) du réseau doivent être connectés selon un modèle ordonné appelé topologie du réseau.

  • Réseau linéaire : vous connectez des nœuds en une simple ligne (également appelée guirlande ou bus), chacun étant connecté au suivant en ligne.
  • Réseau en étoile : Vous pouvez les connecter en forme d'étoile avec les différentes machines rayonnant à partir d'un contrôleur central appelé serveur de réseau.
  • Réseau en anneau : enfin vous pouvez les lier dans une boucle (généralement appelée anneau).

Tous les appareils d'un réseau doivent également suivre des règles clairement définies (appelées protocoles) lorsqu'ils communiquent pour s'assurer qu'ils se comprennent.
Par exemple, pour qu'ils n'essayent pas tous d'envoyer des messages exactement au même moment, ce qui est source de confusion.

Les composants d'un réseau

Chaque nœud d'un réseau a besoin d'un circuit spécial appelé carte réseau (carte d'interface réseau ou NIC) pour lui indiquer comment interagir avec le réseau.
Chaque carte réseau a son propre identifiant numérique distinct, appelé adresse MAC. Elle est un peu comme un numéro de téléphone: n'importe quelle machine du réseau peut communiquer avec une autre en envoyant un message citant son adresse MAC.
De la même manière, les adresses MAC peuvent être utilisées pour contrôler quelles machines d'un réseau peuvent accéder aux fichiers et à d'autres ressources partagées.
Par exemple, j'ai configuré ma liaison sans fil vers Internet afin que seuls deux adresses MAC puissent y accéder (en restreignant l'accès aux cartes réseau intégrées à mes deux ordinateurs).
Cela aide à empêcher d'autres personnes dans les bâtiments voisins (ou dans la rue) de pirater ma connexion ou de l'utiliser par erreur.

Plus vous construisez un réseau, plus vous devez ajouter de pièces supplémentaires pour le faire fonctionner efficacement.
Les signaux ne peuvent voyager que très loin dans les câbles ou via des liaisons sans fil. Si vous voulez créer un grand réseau, vous devez ajouter des périphériques appelés répéteurs, en fait des amplificateurs de signal. Vous pouvez également avoir besoin de ponts, de commutateurs et de routeurs.
Tous ces périphériques permettent de relier les réseaux (ou les parties de réseaux, appelées segments), de réguler le trafic entre eux et de transférer le trafic d’une partie d’un réseau à une autre.

Le modèle OSI et protocole IP

La communication réseau repose sur le modèle OSI (Open Systems Interconnect), basé sur un ensemble de normes internationalement reconnu conçu par un comité d'experts en informatique et publié pour la première fois en 1984.
Il décrit un réseau informatique comme une pile de sept couches.
Les couches inférieures sont les plus proches du matériel informatique; les niveaux supérieurs sont plus proches des utilisateurs humains; et chaque couche rend possible les choses qui se produisent aux couches supérieures:

Différences modèles OSI et TCP/IP avec les couches

Ce qui donne ce tableau des couches OSI et leurs descriptions :

CouchesDescription et exemples
Applications (7)Les protocoles applicatifs : HTTP, FTP, DNS, SSH, POP, SMTP, Bittorrent, etc
Transport (4)Protocole de routage comme TCP, UDP, SCTP
Ils vérifient que les données sont bien acheminées et leurs intégrités.
Réseau (3)La couche IP. On peut y intégrer, par abus, d'autres protocoles comme ICMP, IGMP.
Liaison (2)Comme les paquets sont transportés
C'est le mode de liaison. En général Ethernet / IEEE 802.3.
Physique (1)Couche réseau comme Ethernet, l'ADSL, Fibre, Wifi.
Les interconnexions entre les réseaux des fournisseurs
Les spécifications sur les connexions et câblages
Les couches du modèle OSI

Ainsi dans un réseau local LAN, Ethernet est la couche physique et de liasion.
Elle encapsule les données des protocoles de transport comme TCP, UDP, ARP etc.
Enfin plus haut on trouve les protocoles applicatifs.

Plus de détails :

Glossaires

Pour fonctionner, un réseau informatique utilise de beaucoup de composants comme un protocole, un équipement réseau.
Voici les principaux composants et leurs descriptions respectives :

  • DHCP : protocole de configuration d'hôte dynamique. Il attribue des adresses IP aux périphériques clients, tels que les ordinateurs de bureau, les ordinateurs portables et les téléphones, lorsqu'ils sont connectés à Ethernet ou se connectent à des réseaux sans fil
  • Ethernet : Type de protocole réseau: il définit les types de câbles et de connexions utilisés pour relier les ordinateurs, commutateurs et routeurs. Le plus souvent, le câblage Ethernet est de catégorie 5 ou 6, composé de câbles à paires torsadées similaires aux câbles téléphoniques
  • Hub : Un appareil réseau qui répète le trafic qu'il reçoit vers tous les appareils connectés
  • Commutateur réseau (switch) : Périphérique réseau qui envoie le trafic qu'il reçoit vers un périphérique connecté spécifique, tel qu'un ordinateur de bureau ou un ordinateur portable unique
  • Routeur : Un périphérique réseau qui peut faire le pont entre différents réseaux, déterminer le trafic qui peut passer entre eux et exécuter d'autres fonctions sur un réseau, telles que l'attribution d'adresses IP.
  • Pare-feu : Fonction généralement réalisée par les routeurs, elle filtre le trafic entre les réseaux et peut les protéger des interférences ou des attaques

Exemple de réseau informatiques : Le LAN

Le LAN pour réseau local sont les types de réseaux les plus répandus.
Vous en avez un chez vous, les PME en possèdent un.
Selon la taille, on peut utiliser ou non certains équipements réseaux.

Par exemple le LAN ci-dessous, utilise un commutateur (switch) pour que les PC, imprimantes et autres communiquent entre eux.
Ce commutateur est relié à un routeur (ou box) qui partage la connexion internet.

Réseau local LAN avec un commutateur (switch) et routeur

Dans les entreprises, les réseaux locaux sont segmentés et compartimentés afin d'isoler des composants critiques.

Ainsi, le réseau est compartimenté pour plus de sécurise.
En général, il se divise en trois zones :

  • Le réseau LAN avec les PC des employés, les imprimantes, etc.
  • Puis la DMZ (demilitarized zone) où se trouvent les serveurs dont les services sont exposés à internet.
  • Le routeur internet qui délivre et partage la connexion internet à ces différentes zones

Cette interconnexion se fait à travers un firewall qui se charge de filtrer les flux et accès. Ainsi en général, on ne peut pas accéder de la DMZ au LAN.
Le but est de séparer le LAN de la DMZ plus exposés afin de protéger l'accès aux LAN.

Réseau local LAN avec une DMZ

Les réseaux informatiques : le dossier

Voici les différents articles qui composent ce dossier avec des explications sur le fonctionnement.
Avec ce dossier, vous devriez maitriser les bases du fonctionnent d'un réseau informatique.

Pour aller plus loin, vous pouvez aussi consulter cet article autour du protocole TCP/IP. Il s'agit d'un des protocoles de transport les plus utilisés.

Ainsi que les dossiers suivants :

Accédez aux autres articles de ce dossier :
Les différents types de réseaux : LAN, WAN, MAN
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