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Technologies informatiques

Leçon 1 : Le modèle de référence OSI

Ce modèle divise en sept couches le processus d'empaquetage et de transmission des données envoyées, via le câble, par une application à une autre.

Le travail du réseau consiste notamment à envoyer des données d'un ordinateur à un autre. Ce processus complexe doit se décomposer en une séquence de tâches discrètes. L'ordinateur émetteur doit :

  • Reconnaître les données,
  • Segmenter les données en fragments plus faciles à gérer,
  • Ajouter des informations à chaque fragment pour déterminer l'emplacement des données et identifier le récepteur,
  • Ajouter des informations de délai et de contrôle d'erreur,
  • Placer des informations sur le réseau et les envoyer.

Le logiciel client se répartit sur plusieurs couches, tant sur l'ordinateur émetteur que sur l'ordinateur récepteur. Chacune de ces couches ( tâches ) est régie par un ou plusieurs protocoles. Ces protocoàles ( ou règles de conduite ) sont des applications standards, qui concernent le formatage et l'acheminement des données. Quand l'ordinateur émetteur et l'ordinateur récepteur obéissent aux mêmes protocoles, alors ils peuvent communiquer. Cette décomposition en couches fait que l'on parle souvent de piles de protocoles.

La croissance rapide des matériels et des logiciels pour réseau à fait naître le besoin de protocoles standardisés, qui pourraient permettre la communication entre les matériels et les logiciels des différents fabricants et éditeurs. Pour répondre à ces besoins, on a crée deux ensembles fondamentaux de normes : le modèle OSI et le projet 802 qui constitue une amélioration du modèle OSI.

Une bonne compréhension de ces deux modèles est un préliminaire fondamental pour la compréhension des aspects techniques du fonctionnement d'un réseau.

En 1978, l'organisme ISO publia un ensemble de spécifications qui décrivaient une architecture réseau permettant la connexion d'équipements hétérogènes. Le document originel concernait des systèmes qui étaient ouverts les uns envers les autres, car ils pouvaient tous utiliser les mêmes protocoles et les mêmes normes pour échanger des données. En 1984, ISO publia une mise à jour qu'il appela " modèle de référence OSI ". Cette version est devenue une norme internationale, qui sert de guide à la mise en réseau.

Le modèle OSI est le modèle le plus connu et le plus utilisé pour décrire les environnements réseau. Les produits proposées par les fabricants sont conçus d'après les spécifications du modèle OSI. Ce modèle décrit la manière dont matériels et logiciels coopèrent, selon une architecture en couches, afin d'assurer la communication. Ce modèle constitue également une aide pour le dépannage, car il fournit un cadre de référence qui décrit la façon dont les composants sont censées fonctionner.

Le modèle OSI est une architecture qui divise les communications réseau en sept couches. A chaque couche correspondent des activités, des équipements ou des protocoles différents. Le modèle OSI spécifie la manière dont chaque couche communique et coopère avec les couches immédiatement supérieures. Par exemple, la couche session communique avec les couches présentation et transport.

Les sept couche du modèle OSI :

  • -7- Couche application
  • -6- Couche présentation
  • -5- Couche session
  • -4- Couche transport
  • -3- Couche réseau
  • -2- Couche liaison de données
  • -1- Couche physique

Moyen mnémotechnique : Any People Seem To Need Data Protocol

Chaque couche fournit un service ( une action ) qui prépare les données en vue de leur acheminement vers une autre machine du réseau. Les couches basses ( 1 et 2 ) définissent le support physique du réseau et les tâches associées, par exemple le placement des bits de données sur les cartes réseau et sur le câble. Les couches hautes déterminent la façon dont les applications accèdent aux services de communication. Plus la couche est haute et plus travail est complexe.

Les couches sont séparées par des frontières appelées interfaces. Toutes les requêtes passent d'une couche à l'autre, par l'intermédiaire de l'interface. Chaque couche s'appuie sur les normes et les activités de la couche immédiatement inférieure.

Chaque couche fournit des services à la couche immédiatement supérieure, tout en cachant à celle - ci les détails d'implémentation des dits services. En même temps, chaque couche semble communiquer directement avec la couche homologue de l'autre ordinateur. Il s'agit d'une communication logique ( virtuelle ) entre couches homologues. En fait, la véritable communication se fait entre les couches adjacentes d'un même ordinateur. Chaque couche comprend un logiciel qui implémente des fonctionnalités réseau selon un certain jeu de protocoles.

Application communique avec Application
Présentation communique avec Présentation
Session communique avec Session
Transport communique avec Transport
Réseau communique avec Réseau
Liaison communique avec Liaison
Physique communique avec Physique

Avant que les données ne passent d'une couche à une autre, elles sont découpées en paquets. Un paquet est une unité d'informations, transmis comme un tout entre deux équipements du réseau. Le réseau transmet un paquet d'une couche logicielle à une autre, en suivant l'ordre des couches. Le logiciel de chaque couche ajoute au paquet des informations de formatage ou d'adressage, qui sont indispensables pour le bon acheminement du paquet.

Arrivé à destination, le paquet passe par les différentes couches dans l'ordre inverse. Le logiciel de chaque couche lit dans le paquet les données qui intéressent cette couche, supprime lesdites données, puis passe le paquet à la couche suivante. Lorsque le paquet atteint la couche application, les informations d'adressage ont été supprimées et le paquet a retrouvé sa forme d'origine qui est lisible par le récepteur.

A l'exception de la couche la plus basse, aucune couche ne peut transmettre directement des données à sa couche homologue sur l'autre ordinateur. Les données émises doivent passer par toutes les couches inférieures jusqu'à la couche physique. Les données sont ensuite transférées vers l'ordinateur récepteur via le câble ; elles passent par toutes les couches de cet ordinateur par ordre ascendant, pour atteindre la couche située au même niveau que celle ayant envoyées les données. Par exemple, si la couche réseau d'un ordinateur A envoie des données, celles - ci passent par les couches liaison et physique de A, vont sur le câble, passent par les couches physiques et liaison de B avant d'atteindre la couche réseau de B.

Dans un environnement client - serveur, les données envoyées par la couche réseau de A à la couche réseau de B seraient par exemple, une adresse réseau éventuellement complétée par des données de contrôle d'erreur ajoutées au paquet.

L'interaction entre couches adjacentes se fait par une interface. L'interface définit les services offerts par la couche inférieure à la couche du dessus, ainsi que la manière dont on accède à ses services. En outre, chaque couche d'un ordinateur se comporte comme si elle communiquait directement avec la couche homologue le l'autre ordinateur.