NSI (Spé) — Réseaux
Réseaux : protocoles, routage et architecture client-serveur
Protocoles TCP/IP, adressage, routage, architecture des réseaux
Résumé synthétiqueFiche en 4 sectionsQuiz de 10 questionsGratuit, sans pub
Résumé
Un réseau connecte des machines pour échanger des données. Le modèle TCP/IP structure la communication en couches : application (HTTP, DNS, SMTP), transport (TCP pour la fiabilité, UDP pour la rapidité), Internet (IP, routage) et accès réseau (Ethernet, Wi-Fi). Chaque machine a une adresse IP (ex. 192.168.1.10) et un masque de sous-réseau qui définit le réseau local. Les routeurs acheminent les paquets entre réseaux grâce à des tables de routage. Le protocole TCP découpe les données en paquets numérotés, vérifie leur réception et les réassemble. Le modèle client-serveur organise les échanges : le client envoie des requêtes, le serveur renvoie des réponses.
Pour qu'une machine en joigne une autre, chacune possède une adresse IP unique sur le réseau. Le masque de sous-réseau sépare cette adresse en une partie réseau (commune au voisinage) et une partie hôte (propre à la machine), ce qui détermine qui peut se parler directement.
Le modèle TCP/IP en 4 couches : à l'envoi on descend les couches, à la réception on remonte.
- IPv4 : 4 octets séparés par des points (ex. 192.168.1.10), soit 32 bits.
- IPv6 : 128 bits en hexadécimal, pour pallier la pénurie d'adresses IPv4.
- Adresses privées : 192.168.x.x, 10.x.x.x, 172.16.x.x à 172.31.x.x (réseau local).
- Masque : sépare partie réseau et partie hôte (255.255.255.0, noté /24).
- Même réseau : deux machines y sont si leur partie réseau est identique ; le DNS traduit les noms en IP.
Exemple
Avec le masque /24 (255.255.255.0), 192.168.1.10 et 192.168.1.20 partagent la partie réseau 192.168.1 : elles sont sur le même réseau local et communiquent directement, sans routeur.
Piège à éviter
Une adresse IP seule ne suffit pas à savoir qui est « voisin » : c'est le masque qui le décide. Deux IP très proches (192.168.1.10 et 192.168.2.10) sont sur des réseaux différents avec un masque /24.
Au-dessus d'IP, la couche transport propose deux protocoles aux philosophies opposées : TCP, fiable mais plus lourd, qui garantit l'arrivée des données, et UDP, léger et rapide, qui n'offre aucune garantie. On choisit selon que l'on privilégie la fiabilité ou la rapidité.
- TCP : fiable, avec connexion ; vérifie la réception de chaque paquet.
- Mécanisme TCP : données découpées en segments numérotés, avec accusés de réception (ACK).
- Robustesse : les paquets perdus sont retransmis, ceux reçus dans le désordre réassemblés.
- UDP : rapide, sans connexion, sans garantie de réception ni d'ordre.
- Usages : TCP pour le web, l'email, le transfert de fichiers ; UDP pour le streaming, les jeux, la voix.
Exemple
Télécharger un fichier utilise TCP : chaque octet doit arriver, intact et dans l'ordre. Un appel vidéo utilise UDP : mieux vaut perdre une image que figer l'appel en attendant sa retransmission.
Piège à éviter
UDP ne garantit ni l'arrivée ni l'ordre des paquets : ce n'est pas un défaut mais un choix de rapidité. L'utiliser pour un transfert de fichier corromprait les données — c'est là le rôle de TCP.
Internet relie des millions de réseaux : les routeurs font transiter les paquets de proche en proche jusqu'à destination. Chaque routeur consulte sa table de routage pour choisir la sortie. Cette table peut être fixée à la main ou mise à jour automatiquement.
- Routeur : relie plusieurs réseaux et achemine les paquets vers leur destination.
- Table de routage : associe un réseau de destination à une interface de sortie.
- Routage statique : routes configurées manuellement par l'administrateur.
- Routage dynamique : les routeurs échangent des infos (RIP, OSPF) pour actualiser leurs tables.
- RIP vs OSPF : RIP minimise le nombre de sauts, OSPF choisit le chemin le plus rapide (coût des liens).
Exemple
Si un câble tombe en panne, le routage dynamique (OSPF) recalcule automatiquement un autre chemin : le trafic est redirigé sans intervention humaine, ce qu'un routage statique ne permettrait pas.
Piège à éviter
RIP et OSPF n'optimisent pas la même chose : RIP compte les sauts (routeurs traversés), OSPF tient compte du débit des liens. Le chemin avec le moins de sauts n'est pas toujours le plus rapide.
La plupart des services en ligne suivent le modèle client-serveur : le client demande, le serveur répond. Un serveur sert de nombreux clients à la fois, chacun ciblant un service précis grâce au numéro de port. C'est ce modèle qui sous-tend le Web.
- Échange : le client envoie une requête, le serveur la traite et renvoie une réponse.
- Concurrence : un serveur peut gérer plusieurs clients simultanément.
- HTTP : GET (demander), POST (envoyer), réponses avec codes (200, 404, 500).
- Ports : identifient le service — 80 (HTTP), 443 (HTTPS), 22 (SSH), 25 (SMTP).
- Alternative P2P : en pair-à-pair, chaque machine est à la fois client et serveur.
Exemple
Dans https://www.exemple.fr/page.html : le navigateur (client) ouvre une connexion sur le port 443 (HTTPS) du serveur de www.exemple.fr et lui demande /page.html ; le serveur répond avec la page et un code 200.
Piège à éviter
Dans le modèle client-serveur, c'est toujours le client qui initie la communication : le serveur ne fait qu'attendre et répondre aux requêtes. Ne pas confondre avec le pair-à-pair, où les rôles se mélangent.
Quiz - Réseaux et protocoles
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Questions fréquentes
Les points clés à retenir sur Réseaux : protocoles, routage et architecture client-serveur, extraits du quiz de révision.
Combien de bits comporte une adresse IPv4 ?
Réponse :
32 bits
Une IPv4 fait 4 octets, soit $4 \times 8 = 32$ bits (ex. 192.168.1.1).
Quel protocole garantit la réception des données ?
Réponse :
TCP
TCP assure la fiabilité grâce aux accusés de réception et à la retransmission des paquets perdus.
Quel protocole est préférable pour le streaming vidéo en direct ?
Réponse :
UDP
UDP privilégie la rapidité : perdre quelques paquets est acceptable, contrairement à un délai d'attente.
À quoi sert le masque de sous-réseau ?
Réponse :
À distinguer la partie réseau de la partie hôte
Le masque sépare l'IP en partie réseau (commune au réseau local) et partie hôte (unique par machine).