Internet

Objectifs

1. Comprendre le fonctionnement d'Internet (les différents protocoles de communication, les échanges entre machines ...)
2. Comprendre les différents aspects et enjeux (liberté d'accès à l'information, le piratage, les aspects économiques...)

Définition

Internet (Interconnection Network) est un terme qui désigne l'interconnexion de plusieurs réseaux, permettant un échange d'informations via différentes liaisons (câble, wifi...).

Concrètement, c'est le nom donné à l'ensemble des différents réseaux connectés entre-eux, permettant d'envoyer et recevoir des informations par n'importe qui, n'importe où, à travers la planète.

Créer des réseaux

On distingue deux types d'appareil permettant la création de réseaux, et la mise en place des liaisons :

• Les switchs ;
• Les routeurs.

Le switch

Le switch est un appareil comportant des ports ethernet sur lesquels se connectent des ordinateurs par le biais de câbles ethernet.

Lorsque des ordinateurs sont connectés au même switch, on dit qu'ils forment un réseau local.

Cas spécial

Dans certains cas (les box internet dans les maisons par exemple), la connexion wifi permet également de rejoindre le réseau local.

LAN

Un réseau local est aussi appelé LAN (Local Area Network). C'est ce qu'on retrouve par exemple dans une salle informatique.

Dans ce schéma, 3 ordinateurs sont connectés par un câble ethernet au switch, et forment donc un réseau local. Les ordinateurs peuvent ainsi échanger des informations entre-eux.

Le routeur

Le routeur est un appareil permettant de relier différents réseaux. C'est grâce à lui que l'on peut échanger des informations à travers le monde.
On parle alors de réseau étendu.

WAN

On parle aussi de WAN (Wide Area Network) pour désigner un réseau étendu, c'est-à-dire une interconnexion de réseaux couvrant une certaine zone géographique (un département, un pays, un continent ...).
Internet est le plus grand WAN existant.

Dans ce schéma, il existe 2 réseaux locaux séparés (chacun dispose d'un switch avec des ordinateurs connectés).
De plus, pour que les ordinateurs de chaque réseau puissent communiquer entre-eux, les routeurs les relient et font la passerelle des informations.

Concrètement, si ordinateur 1 veut envoyer une information à ordinateur 6, il va devoir l'envoyer à switch 1, qui l'envoie à routeur 1, puis à routeur 2, à switch 2, et enfin ordinateur 6.

Identifier les machines connectées

Chaque appareil se connectant à Internet se voit attribuer une adresse IP. Elle identifie de manière unique un appareil sur un réseau.

On distingue actuellement 2 versions de l'adresse IP :

• L'adresse IPv4, utilisant 4 octets (soit 32 bits);
• L'adresse IPv6, utilisant 16 octets (soit 128 bits).

Les adresses IPv4 connaissant une pénurie, l'adresse IPv6 a été mise en place pour palier à ce problème.

Chaque adresse IP peut être :

• Dynamique, attribuée par le routeur grâce au DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) ;
• Statique, c'est-à-dire que c'est l'utilisateur qui l'attribue (peut poser des problèmes si on attribue une adresse déjà utilisée).

Octet

Un octet est composé de 8 bits, c'est une représentation binaire (0 ou 1) des nombres décimaux.
Le binaire est donc le langage de la machine.

Adresses

Une adresse IPv4 peut ressembler à ceci : 192.168.14.53. Sa représentation binaire donnerait : 11000000.10101000.00001110.00110101.

Une adresse IPv6 peut ressembler à ceci : 2001:0db8:0000:85a3:0000:0000:ac1f:8001.

Échanger d'informations : modèle en couches

Pour que les informations soient normalisées, transformées en paquet, et puissent transiter sur le réseau, il faut mettre en place une suite de protocoles appelées TCP/IP.

Paquet

Un paquet est un bloc de données comprenant les informations nécessaire à son acheminement (l'adresse de l'expéditeur, du destinataire...) ainsi que le message à envoyer, la façon de reconstituer le message etc...

Couches TCP/IP

Le modèle TCP/IP est un modèle d'échange de données, fonctionnant principalement sur 4 couches :

• La couche Application : l'ensemble des protocoles des applications (HTTP pour le web, SMTP pour les mails ...) ;
• La couche Transport : l'ensemble des protocoles permettant l'envoi des données (TCP, UDP ...) ;
• La couche Réseau : la façon dont sont formatées les données (IP, ICMP ...) ;
• La couche Liaison : le mode de transport des données (câble ethernet, wifi ...) ;

Chaque couche va rajouter des données pour la couche suivante, créant un paquet complet de données, on appelle ça l'encapsulation.

Protocole Internet (IP)

Le protocole IP (Internet Protocol) est la base d’Internet, il définit les règles d’adressage et de circulation des paquets de données à travers le réseau.
Chaque appareil connecté possède une adresse IP (comme une adresse postale), qui permet de l’identifier de manière unique sur le réseau.

Lorsqu’un message circule sur Internet, il est découpé en petits paquets, contenant chacun l’adresse IP de l’expéditeur et celle du destinataire.

Les routeurs utilisent ces adresses pour acheminer le paquet jusqu’à sa destination, même si cela implique de passer par plusieurs chemins différents.

Protocole de Contrôle de Transmissions (TCP)

Le TCP correspond à un protocole de transport des données, qui se veut fiable.

Pour assurer la fiabilité du transfert de données, il établit une connexion entre l'émetteur et le récepteur, puis découpe les données à envoyer en pleins de petits paquets, tout en s'assurant que chacun d'eux a bien été transmis.

Chaque paquet envoyé contient un numéro de séquence (un identifiant en quelque sorte) permettant, une fois l'ensemble des paquets réceptionnés, de les remettre dans l'ordre, ou bien de renvoyer les paquets égarés sur le réseau (les paquets peuvent se perdre et sont alors détruits, ou peuvent mettre plus de temps suivant le chemin emprunté).

Téléchargements

C'est ce protocole que l'on retrouve lorsque l'on télécharge sur le web. Une connexion est établie entre l'ordinateur demandeur et le serveur où la donnée demandée est disponible, puis celle-ci est acheminée paquets par paquets, jusqu'à recevoir la totalité, mettant fin à la connexion.
Si la connexion est interrompue, l'acheminement s'arrête.

UDP

Il existe un autre protocole de transport : UDP (User Datagram Protocol).
À l'inverse de TCP, celui-ci se veut moins fiable, mais plus rapide, car ne contrôle pas si les paquets sont reçus; on le retrouve notamment dans le streaming (musique, vidéo), les jeux vidéo etc.

Encapsulation et désencapsulation TCP/IP

Mise en situation du concept avec l'analogie d'un colis.

Encapsulation

On cherche à envoyer un objet par colis :

• Vous allez mettre votre objet dans une boîte : c'est la couche application ;
• Vous fermez la boîte avec du scotch : c'est la couche transport (protocole TCP) ;
• Vous ajoutez une étiquette avec votre adresse ainsi que celle du destinataire : c'est la couche réseau (protocole IP) ;
• Vous remettez le colis à un transporteur : c'est la couche liaison (câble ethernet, wifi...) ;

Désencapsulation

Vous réceptionnez un colis :

• Le transporteur vous remet le colis : c'est la couche liaison (câble ethernet, wifi...) ;
• Vous enlevez les étiquettes : c'est la couche réseau (protocole IP) ;
• Vous ouvrez la boîte : c'est la couche transport (protocole TCP) ;
• Vous récupérez votre objet : c'est la couche application ;