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.
- **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
10 questions
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).