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NSI - Numérique et Sciences Informatiques
Les réseaux


 

1. Les réseaux informatiques : généralités

Une définition

  • Un réseau informatique (Data Communication Network ou DCN) est un ensemble d'équipements reliés entre eux et qui échangent des informations.
  • Dans les grandes lignes, un réseau est intégralement composé :
    • d'équipements informatiques (ordinateurs et matériel réseau) ;
    • et de liaisons point-à-point (cables, wifi, ... ) qui relient deux équipements entre eux.

Les différents types de réseaux

Certains réseaux sont limités à une salle, voire un bâtiment. D'autres font la taille d'une ville ou d'un quartier, quand d'autres ont une étendue nationale ou mondiale.

reseaux LAN WAN

  • Réseaux locaux
    Les réseaux les plus petits contiennent entre 2 et 100 ordinateurs, qui sont reliés avec des câbles ou une connexion sans fil.
    C'estle cas des réseaux personnels, internes aux entreprises ou aux écoles.
    • PAN (Personnal Area Network)  ou  LAN ( Local Area Network) .
  • Réseaux interconnectés
    • MAN (Metropolitan Area Network) ont généralement la taille d'une ville ;
    • WAN (Wide Area Network), permettent de relier entre eux des réseaux locaux dans des villes différentes.
  • Réseaux mondiaux
    Internet (interconnection of networks) est une interconnexion de réseaux à l'échelle mondiale. Environ 47 000 réseaux de grande taille sont interconnectés pour former internet. Les informations qui transitent sur internet passent par des câbles qui traversent les différents océans.

Les routeurs

  • Chaque sous-réseaux est connecté à un ou plusieurs autres sous-réseaux. Les routeurs sont chargés du traffic, c'est à dire du routage des paquets de données.
  • Les données sont propagées de proche en proche et doivent trouver leur chemin vers le récepteur.
  • Tout le problème est de trouver un chemin entre l'émetteur et le récepteur.
  • Le routeur utilise une table de routage, c'est à dire un tableau d'adresses vers les sous-réseaux adjacents.

 

reseaux routeurs

L'adressage réseau : adresses MAC et IP

Lors du routage il faut déterminer quand la donnée a atteint sa destination. Pour cela, les relais doivent avoir pouvoir identifier les ordinateurs.

On peut imaginer le fonctionnement du reseau par analogie avec le réseau postal ou téléphonique.
 

Analogie entre réseau postal, réseau téléphonique et réseau informatique
Réseau informatiqueRéseau postalRéseau téléphonique
Ordinateurs Foyers/maisons/appartements Téléphones
Adresse réseau Adresse postale Numéro de téléphone
Donnée échangée Lettre Conversation téléphonique
Routeurs et commutateurs Relais de distribution postaux Relais téléphoniques

Il existe plusieurs types d'adresses :

  • les adresses physiques (MAC) 
    • L’adresse MAC (Media Access Control) est l’adresse physique d’un périphérique réseau (carte ethernet, carte wifi, ...).
    • Chaque adresse MAC est sensée être unique. On peut donc considérer qu’elle constitue une sorte de plaque d’immatriculation des appareils électroniques.
    • L'adresse MAC, n'est pas modifiable (enfin pas facilement !). 
    • Une adresse MAC-48 est constituée de 48 bits (6 octets) et est généralement représentée sous la forme hexadécimale en séparant les octets (de 00 à FF) par un tiret.
      Pour rappel 1 octet = 8 bits permet de représenter 28 valeurs de 0 à 255 soit en hexadécimal de 00 à FF.

MAC : 00 - 21 - CC - 49 - F9 - 85

  • les adresses logiques (IP)
    • Une adresse IP (Internet Protocol) est un numéro d'identification qui est attribué de façon permanente ou provisoire à chaque périphérique relié à un réseau informatique qui utilise l'Internet Protocol.
    • Il existe des adresses IP de version 4 sur 32 bits (IPV4), et de version 6 sur 128 bits (IPV6).
    • La version 4 est actuellement la plus utilisée (90% en 2016) mais est progressivement remplacée.
    • L'IPV4 est constituée de 32 bits (4 octets) et est généralement représentée sous la forme décimale en séparant les octets (de 0 à 255) par un point. Elle permet de générer 232 adresses soit plus de 4 milliards.
      Pour rappel 1 octet = 8 bits permet de représenter 28 valeurs de 0 à 255.

IPV4 : 172 . 16 . 254 . 1

IPv4 adresse

    • L'IPV6 est constituée de 128 bits (16 octets) et est représentée en écriture hexadécimale, où les 8 groupes de 2 octets (16 bits par groupe donc de 0000 à ffff) sont séparés par un signe deux-points : Elle permet de générer 2128 adresses soit plus de 3,4. 1038.

 IPV6 : 2001 : db8 : 1 : 85a3 : ab : 2ab : ac1f : 8001

 

  • Pourquoi avoir deux adresses MAC et IP ?
    • Une telle séparation a son utilité : elle permet le remplacement d'un ordinateur sans pour autant changer son adresse internet.
    • Une adresse IP permet d’identifier votre appareil de connexion sur un réseau.
    • Toutefois si vous utilisez le même appareil pour vous connecter à internet depuis un autre endroit, votre adresse IP ne sera plus la même car l’adresse IP dépend du réseau utilisé.
    • En revanche, l’adresse MAC ne change jamais et permet quant à elle d’identifier chacun des périphériques réseau, notamment sur un réseau local.

 

  • Un exemple de réseaureseaux mac ip 2
    • Danc cet exemple :
      • les ordinateurs ont une adresses MAC (celle de la carte réseau) et une adresse IP,
      • les routeurs ont chacun deux adresses MAC et deux adresses IP (une par prise soit une par sous-réseau),
        Les routeurs peuvent avoir plus de 100 prises réseaux. Chacune de ces prises aura sa propre adresse MAC et sa propre adresse IP.
      • et les commutateurs réseaux (en anglais switch) sont voir comme une multiprise réseau qui redirige les messages sans les ouvrir ni les modifier.

 

  •  Comment obtenir les adresses MAC et IP des éléments de votre réseau ?

reseaux ipconfig

  • Windows
    Sur Windows, cliquez sur le bouton “Démarrer”, puis tapez “cmd” dans “Rechercher” pour atteindre l’Invité de Commande.
    Saisissez la fonction ipconfig /all (ou getmac /v)

  • Linux
    Sous Linux, ouvrir un terminal et tapper : ifconfig.
  • MAC
    Sur MAC, sélectionnez le “Menu Pomme” puis “A propos de ce Mac”. Choisissez le menu “Réseau” puis “Configurations”.

reseaux getmac

Le protocole DNS : Adresse IP et nom de domaine

  • Le plus souvent, pour se connecter à un serveur, l'utilisateur ne donne pas l'adresse IP, mais le nom de domaine, par exemple www.math93.com ou www.google.fr.
  • Ce nom de domaine est ensuite converti en adresse IP par l'ordinateur de l'utilisateur en faisant appel au système de noms de domaine (DNS : Domain Name System).
  • Le DNS, est le protocole utilisé pour traduire les noms de domaine Internet en adresse IP.

 

  • Exemple : le site www.google.fr est aussi accessible par son adresse ipv4 : 216.58.201.227
    On peut facilement trouver l'adresse IP (IPv4 ou IPv6) en tappant dans votre console cmd (Command Prompt) :

reseaux ping google

 

Le protocole TCP/IP

L'ensemble des données transférées sur internet l'est grâce à un protocole de communication : le protocole TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) basé sur le modèle théorique OSI (Open Systems Interconnection).

 

 reseaux modeleTCP IP OSI 2

 

2. Adresse IP


Voici le TD sur les adresses IP, à traiter en Python :

 

3. TP encapsulage et protocoles


On va regarder comment se déroule une transmission de données sur un réseau et préciser le fonctionnement des protocoles TCP et IP.

  1. Cours sur le modèle de communication TCP/IP : lien vidéo.
    Description du protocole de transmision des données dans un réseaux.

  1. TP encapsulation : version pdf.
    Utilisation de wireshark et traceroute.

 

4. TP de simulation d'un réseau : Filius


Filius est un logiciel de simulation de réseaux informatiques. Il permet de créer sont propre réseau de le configurer, de le simuler et de visualiser les échanges d’informations.

 

Installation de Filius

  • Lien de téléchargement : https://www.lernsoftware-filius.de/Herunterladen  
    Le site web et l’installateur sont en allemand, mais le logiciel est traduit en français.
    Choisir la langue lors de la première ouverture du logiciel. En cas d’erreur, supprimer le dossier .filius contenant les paramètres de langues se trouvant dans  C:\Users\ »nom d’utilisateur sur le réseau »\AppData\Local\.filius    
  • Documentations complètes : Doc. Officielle (abglais) / Doc. en français .

 

TP simulation réseau, web et serveur DNS

 

5. Resources sur les réseaux


 

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