Réseaux informatiques

Un réseau informatique est un ensemble de composants matériels, géographiquement éloignés les uns des autres, reliés entre eux par des moyens de télécommunication pour échanger des informations. Expérimenté entre 1969 et 1971 puis devenu opérationnel à partir de 1983, le réseau Internet en est l'illustration la plus aboutie et la plus complexe. Celui-ci est issu de l'interconnexeion à l'échelle globale de réseaux locaux. Il constitue ainsi un réseau de réseaux.

Cette mise en réseau de différentes machines permet non seulement le partage de ressources (fichiers, applications,..) mais également la communication entre personnes (email, forum,...) et entre applications, engendrant ainsi une diminution des coûts liés, par exemple, à l'achat de périphériques personnels tels que des imprimantes.

Table des matières

Ce chapitre a pour but de décrire la structure tant matérielle que logique d'un réseau informatique. Les liens suivants permettent d'atteindre directement ses principales sections:

• Introduction
• Classification
• Composants matériels
• Architecture en couches
• Protocoles de communication

Objectifs

Au terme de ce chapitre, chaque élève devra être capable de :

• expliquer en quoi consiste un réseau informatique et l'illustrer à l'aide d'exemples;
• énumérer, expliquer et illustrer les principales fonctions d'un réseau informatique;
• énumérer trois typologies de réseaux et préciser sommairement la signification de chacune d'elle;
• expliquer et illustrer les différentes typologie de réseaux selon leur étendue géographique en indiquant leur nom (abréviation anglaise);
• expliquer ce qu'est la topologie physique d'un réseau et l'illustrer d'exemples. Distinguer la topologie physique de la topologie logique;
• énumérer les différentes topologies physiques en expliquant leur mode de fonctionnement et en indiquant pour chacune d'elles ses avantages et ses inconvénients;
• préciser en quoi consiste le classement des réseaux selon leur architecture et expliquer chacune de ces architectures et son fonctionnement;
• indiquer des avantages et des inconvénients pour chaque architecture réseau et comparer ces architectures;
• expliquer le rôle des composants matériel d'un réseau;
• expliquer en quoi consiste une carte réseau et quelles sont ses principales caractéristiques;
• expliquer comment une carte réseau procède pour expédier ou recevoir des informations à ou d'une carte réseau;
• expliquer et schématiser ce qu'est un concentrateur, expliquer la manière dont il achemine les informations;
• préciser la notion de collision au sein d'un concentrateur et son incidence sur les performances;
• expliquer les limites d'un concentrateur;
• préciser et schématiser ce qu'est un commutateur, expliquer la manière dont il fonctionne;
• comparer le commutateur avec le concentrateur et expliquer ses avantages;
• expliquer et illustrer la principale limite des seuls commutateurs dans la mise en oeuvre d'un réseau de grande taille;
• expliquer et illustrer ce qu'est un routeur;
• préciser et schématiser comment un routeur permet de dépasser la principale limite des commutateurs dans la constitution d'un grand réseau;
• indiquer en quoi consiste une table de routage;
• expliquer la limite de l'adressage physique (adresse MAC) dans l'acheminement d'informations sur un réseau de réseaux et indiquer une solution d'adressage logique (IP) permettant de dépasser cette limite;
• expliquer la fonction du logiciel tournant sur un routeur et comparer sur ce point un routeur avec un commutateur ou un concentrateur;
• préciser le rôle et la place d'un pare-feu au sein d'un réseau ainsi que la forme que peut prendre un tel composant;
• expliquer les fonctions d'un serveur mandataire dans le cadre d'un réseau;
• expliquer le rôle d'un protocole dans la communication d'informations au sein d'un réseau;
• expliquer et illustrer le principe des couches de communication;
• expiquer et illustrer le principe de l'encapsulation lors de l'acheminement de données sur un réseau;
• préciser ce que le modèle TCP/IP permet d'expliquer et le schématiser en représentant ses quatre couches et leur relation;
• donner pour chaque couche du modèle TCP/IP le nom de quelques protocoles et leur rôle dans l'échange d'informations;
• expliquer en quoi consistent une trame, un paquet, un segment et un message ainsi que le rapport qu'ils entretiennent les uns avec les autres;
• expliquer de quoi est composée la couche d'accès au réseau et la manière dont les informations y circulent;
• expliquer ce qu'est une adresse physique (MAC) de carte réseau et son rôle au niveau de la couche accès réseau;
• expliquer ce qu'est le protocole ARP et son rôle dans l'acheminement des paquets IP;
• préciser la fonction principale de la couche Internet;
• expliquer en quoi consistent le service et le protocole IP;
• clarifier la différence entre une adresse MAC et une adresse IP;
• indiquer la fonction d'une adresse IP et sa structure;
• expliquer comment un grand message est expédié d'un ordinateur à un autre;
• indiquer la limite du service et du protocole IP;
• expliquer le rôle de la couche de transport;
• indiquer la fonction supplémentaire principale qu'offrent le service et le protocole TCP par rapport à la couche Internet et son protocole IP;
• préciser la notion de segment TCP, son rapport avec la notion de fragmentation et la raison de la segmentation de données;
• expliquer et illustrer à l'aide d'un exemple les étapes d'une session et d'un échange de paquets TCP;
• clarifier ce qu'est un numéro de séquence (SEQ) et un numéro d'acquittement (ACK) dans l'en-tête d'un segment TCP;
• expliquer et illustrer ce qui se passe au cours d'une session TCP lorsqu'un paquet arrive avec un contenu incomplet chez son destinataire;
• préciser le point faible du protocole TCP concernant la transmission de certains types d'informations;
• expliquer ce qu'est le service et le protocole UDP;
• donner à titre de comparaison deux exemples concrets de transmission d'informations illustrant pour l'un l'utilité du protocole TCP et pour l'autre celle du protocole UDP;
• expliquer en quoi consiste, au niveau des protocoles TCP ou UDP, un port et la nécessité d'attribuer à un segment TCP ou UDP un port de destination;
• expliquer quel est le rôle de la couche application;
• clarifier ce qu'est et à quoi sert le protocole HTTP;
• illustrer le rôle de la couche application à l'aide d'un exemple d'échange d'informations entre un navigateur et un serveur Web;
• énoncer d'autres exemples de protocoles de la couche application ainsi que des exemples d'applications faisant usage de ces protocoles;

Présentation

Ce chapitre est complétée d'une présentation faite en classe et accessible dans l'encadré ci-dessous: