Introduction aux réseaux informatiques
Définition
Un réseau informatique relie plusieurs équipements (ordinateurs, serveurs, imprimantes, smartphones, objets connectés) pour partager des ressources : fichiers, applications, connexion Internet, imprimantes, stockage.
Types de réseaux par portée
- PAN (Personal Area Network) : quelques mètres, Bluetooth, USB, NFC
- LAN (Local Area Network) : bâtiment, campus, Ethernet/Wi-Fi, commutateurs
- MAN (Metropolitan Area Network) : ville, fibre opérateur, liaison inter-sites
- WAN (Wide Area Network) : inter-villes, pays, Internet, MPLS, VPN, SD-WAN
- CAN (Campus Area Network) : ensemble de bâtiments proches (université, entreprise)
- SAN (Storage Area Network) : stockage en bloc dédié (Fibre Channel, iSCSI)
Modèles de référence
Modèle OSI (7 couches)
| Couche | Nom | Rôle | Exemples |
|---|---|---|---|
| 7 | Application | Interface utilisateur, services réseau | HTTP, DNS, SMTP, SSH, FTP |
| 6 | Présentation | Formatage, chiffrement, compression | TLS/SSL, JPEG, MPEG, ASCII |
| 5 | Session | Dialogue, synchronisation, contrôle | RPC, NetBIOS, PPTP |
| 4 | Transport | Fiabilité, segmentation, contrôle flux | TCP, UDP, SCTP |
| 3 | Réseau | Adressage, routage, fragmentation | IP, ICMP, OSPF, BGP |
| 2 | Liaison | Trames, adressage MAC, détection erreur | Ethernet, Wi-Fi, PPP, VLAN |
| 1 | Physique | Signaux, câbles, connecteurs, bits | RJ45, fibre, Wi-Fi radio, USB |
Modèle TCP/IP (4 couches) — utilisé en pratique
- Application (OSI 5-7) : HTTP, DNS, DHCP, SSH, TLS
- Transport (OSI 4) : TCP (fiable, ordonné), UDP (rapide, sans connexion)
- Internet (OSI 3) : IP (v4/v6), ICMP, ARP, routage
- Accès réseau (OSI 1-2) : Ethernet, Wi-Fi, PPP
Adressage
Adresse MAC (couche 2)
- 48 bits (6 octets), hexadécimal (ex:
00:1A:2B:3C:4D:5E) - 3 premiers octets = OUI (constructeur), 3 derniers = numéro série
- Unique par interface réseau (carte Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth)
ff:ff:ff:ff:ff:ff= broadcast
Adresse IP (couche 3)
- IPv4 : 32 bits, notation décimale pointée (192.168.1.10), ~4,3 milliards d'adresses
- IPv6 : 128 bits, notation hexadécimale (2001:db8::1), espace immense
- Publique (routable Internet) vs Privée (RFC 1918 : 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16)
- Masque de sous-réseau / CIDR : définit la partie réseau vs hôte (ex: /24 = 255.255.255.0)
Ports (couche 4)
- 0-1023 : bien connus (HTTP 80, HTTPS 443, SSH 22, DNS 53, DHCP 67/68)
- 1024-49151 : enregistrés
- 49152-65535 : éphémères (côté client)
Équipements réseau
- Commutateur (switch) : couplage couche 2, table MAC, ports accès/trunk, VLAN
- Routeur : couplage couche 3, table de routage, passerelle par défaut, NAT, pare-feu
- Point d'accès (AP) : Wi-Fi, liaison sans fil, SSID, canaux, sécurité WPA2/3
- Pare-feu (firewall) : filtrage état, inspection L7, IPS, VPN, DMZ
- Modem : modulation/démodulation (câble, DSL, fibre ONT, 4G/5G)
- Passelle (gateway) : interconnexion réseaux différents, traduction protocoles
Protocoles fondamentaux
- ARP : résolution IP → MAC sur le même réseau local
- DHCP : attribution automatique IP, masque, passerelle, DNS (bail, renouvellement)
- DNS : résolution nom ↔ IP, hiérarchie (racine, TLD, autoritatif), cache, enregistrements A/AAAA/CNAME/MX/TXT/NS
- ICMP : diagnostic (ping, traceroute), messages erreur (destination unreachable, time exceeded)
- NTP : synchronisation horloge (stratum, UTC, pool.ntp.org)