Que signifie TCP/IP?

TCP/IP est une suite de protocoles. Le sigle TCP/IP signifie «Transmission Control Protocol/Internet Protocol» et se prononce «T-C-P-I-P». Il provient des noms des deux protocoles majeurs de la suite de protocoles, c´est-à-dire les protocoles TCP et IP).

TCP/IP représente d´une certaine façon l´ensemble des règles de communication sur internet et se base sur la notion adressage IP, c´est-à-dire le fait de fournir une adresse IP à chaque machine du réseau afin de pouvoir acheminer des paquets de données. Etant donné que la suite de protocoles TCP/IP a été créée à l´origine dans un but militaire, elle est conçue pour répondre à un certain nombre de critères parmi lesquels :

* Le fractionnement des messages en paquets ;
* L´utilisation d´un système d´adresses ;
* L´acheminement des données sur le réseau ( routage) ;
* Le contrôle des erreurs de transmission de données.

La connaissance de l´ensemble des protocoles TCP/IP n´est pas essentielle pour un simple utilisateur, au même titre qu´un téléspectateur n´a pas besoin de connaître le fonctionnement de son téléviseur, ni des réseaux audiovisuels. Toutefois, sa connaissance est nécessaire pour les personnes désirant administrer ou maintenir un réseau TCP/IP.

Différence entre standard et implémentation

TCP/IP regroupe globalement deux notions :

* La notion de standard : TCP/IP représente la façon dont les communications s´effectuent sur un réseau.
* La notion d´implémentation : l´appellation TCP/IP est souvent étendue aux logiciels basés sur le protocole TCP/IP. TCP/IP est en fait un modèle sur lequel les développeurs d´applications réseau s´appuient. Les applications sont ainsi des implémentations du protocole TCP/IP.

TCP/IP est un modèle en couches

Afin de pouvoir appliquer le modèle TCP/IP à n´importe quelles machines, c´est-à-dire indépendamment du système d´exploitation, le système de protocoles TCP/IP a été décomposé en plusieurs modules effectuant chacun une tâche précise. De plus, ces modules effectuent ces tâches les uns après les autres dans un ordre précis, on a donc un système stratifié, c´est la raison pour laquelle on parle de modèle en couches.

Le terme de couche est utilisé pour évoquer le fait que les données qui transitent sur le réseau traversent plusieurs niveaux de protocoles. Ainsi, les données ( paquets d´informations) qui circulent sur le réseau sont traitées successivement par chaque couche, qui vient rajouter un élément d´information ( appelé en-tête) puis sont transmises à la couche suivante.

Le modèle TCP/IP est très proche du modèle OSI ( modèle comportant 7 couches) qui a été mis au point par l´organisation internationale des standards ( ISO, organisation internationale de normalisation) afin de normaliser les communications entre ordinateurs.

Présentation du modèle OSI

OSI signifie Open Systems Interconnection, ce qui se traduit par Interconnexion de systèmes ouverts. Ce modèle a été mis en place par l´ISO afin de mettre en place un standard de communications entre les ordinateurs d´un réseau, c´est-à-dire les règles qui gèrent les communications entre des ordinateurs. En effet, aux origines des réseaux chaque constructeur avait un système propre ( on parle de système propriétaire). Ainsi de nombreux réseaux incompatibles coexistaient. C´est la raison pour laquelle l´établissement d´une norme a été nécessaire.

Le rôle du modèle OSI consiste à standardiser la communication entre les machines afin que différents constructeurs puissent mettre au point des produits ( logiciels ou matériels) compatibles ( pour peu qu´ils respectent scrupuleusement le modèle OSI).

L´intérêt d´un système en couches

Le but d´un système en couches est de séparer le problème en différentes parties ( les couches) selon leur niveau d´abstraction.

Chaque couche du modèle communique avec une couche adjacente ( celle du dessus ou celle du dessous). Chaque couche utilise ainsi les services des couches inférieures et en fournit à celle de niveau supérieur.

Le modèle OSI

le modèle OSI est un modèle qui comporte 7 couches, tandis que le modèle TCP/IP n´en comporte que 4. En réalité le modèle TCP/IP a été développé à peu près au même moment que le modèle OSI, c´est la raison pour laquelle il s´en inspire mais n´est pas totalement conforme aux spécifications du modèle OSI. Les couches du modèle OSI sont les suivantes :

Niveau Ancien modèle Nouveau modèle
Niveau 7 Couche Application Niveau Application
Niveau 6 Couche Présentation Niveau Présentation
Niveau 5 Couche Session Niveau Session
Niveau 4 Couche Transport Niveau Message
Niveau 3 Couche Réseau Niveau Paquet
Niveau 2 Couche Liaison Données Niveau Trame
Niveau 1 Couche Physique Niveau Physique

* La couche physique définit la façon dont les données sont physiquement converties en signaux numériques sur le média de communication ( impulsions électriques, modulation de la lumière, etc.).
* La couche liaison données définit l´interface avec la carte réseau et le partage du média de transmission.
* La couche réseau permet de gérer l´adressage et le routage des données, c´est-à-dire leur acheminement via le réseau.
* La couche transport est chargée du transport des données, de leur découpage en paquets et de la gestion des éventuelles erreurs de transmission.
* La couche session définit l´ouverture et la destruction des sessions de communication entre les machines du réseau.
* La couche présentation définit le format des données manipulées par le niveau applicatif ( leur représentation, éventuellement leur compression et leur chiffrement) indépendamment du système.
* La couche application assure l´interface avec les applications. Il s´agit donc du niveau le plus proche des utilisateurs, géré directement par les logiciels.

Le modèle TCP/IP

Le modèle TCP/IP, inspiré du modèle OSI, reprend l´approche modulaire ( utilisation de modules ou couches) mais en contient uniquement quatre :

Modèle TCP/IP Modèle OSI
Couche Application Couche Application
Couche Présentation
Couche Session
Couche Transport ( TCP) Couche Transport
Couche Internet ( IP) Couche Réseau
Couche Accès réseau Couche Liaison données
Couche Physique

Comme on peut le remarquer, les couches du modèle TCP/IP ont des tâches beaucoup plus diverses que les couches du modèle OSI, étant donné que certaines couches du modèle TCP/IP correspondent à plusieurs couches du modèle OSI.

Les rôles des différentes couches sont les suivants :

* Couche Accès réseau : elle spécifie la forme sous laquelle les données doivent être acheminées quel que soit le type de réseau utilisé
* Couche Internet : elle est chargée de fournir le paquet de données ( datagramme)
* Couche Transport : elle assure l´acheminement des données, ainsi que les mécanismes permettant de connaître l´état de la transmission
* Couche Application : elle englobe les applications standard du réseau ( Telnet, SMTP, FTP, . ..)

Voici les principaux protocoles faisant partie de la suite TCP/IP :

Modèle TCP/IP
Couche Application
Applications réseau
Couche Transport
TCP ou UDP
Couche Internet
IP, ARP, RARP
Couche Accès réseau
FTS, FDDI, PPP, Ethernet, Anneau à jeton ( Token ring)
Couche Physique

Encapsulation des données

Lors d´une transmission, les données traversent chacune des couches au niveau de la machine émettrice. A chaque couche, une information est ajoutée au paquet de données, il s´agit d´un en-tête, ensemble d´informations qui garantit la transmission. Au niveau de la machine réceptrice, lors du passage dans chaque couche, l´en-tête est lu, puis supprimé. Ainsi, à la réception, le message est dans son état originel...

A chaque niveau, le paquet de données change d´aspect, car on lui ajoute un en-tête, ainsi les appellations changent suivant les couches :

* Le paquet de données est appelé message au niveau de la couche Application
* Le message est ensuite encapsulé sous forme de segment dans la couche Transport
* Le segment une fois encapsulé dans la couche Internet prend le nom de datagramme
* Enfin, on parle de trame au niveau de la couche Accès réseau

La couche Accès réseau

La couche accès réseau est la première couche de la pile TCP/IP, elle offre les capacités à accéder à un réseau physique quel qu´il soit, c´est-à-dire les moyens à mettre en oeuvre afin de transmettre des données via un réseau.
Ainsi, la couche accès réseau contient toutes les spécifications concernant la transmission de données sur un réseau physique, qu´il s´agisse de réseau local ( Anneau à jeton - token ring, ethernet, FDDI), de connexion à une ligne téléphonique ou n´importe quel type de liaison à un réseau. Elle prend en charge les notions suivantes :

* Acheminement des données sur la liaison
* Coordination de la transmission de données ( synchronisation)
* Format des données
* Conversion des signaux ( analogique/numérique)
* Contrôle des erreurs à l´arrivée
* . ..

Heureusement toutes ces spécifications sont transparentes aux yeux de l´utilisateur, car l´ensemble de ces tâches est en fait réalisé par le système d´exploitation, ainsi que les drivers du matériel permettant la connexion au réseau ( ex : driver de carte réseau).

La couche Internet

La couche Internet est la couche " la plus importante" ( elles ont toutes leur importance) car c´est elle qui définit les datagrammes, et qui gère les notions d´adressage IP.
Elle permet l´acheminement des datagrammes ( paquets de données) vers des machines distantes ainsi que de la gestion de leur fragmentation et de leur assemblage à réception.

La couche Internet contient 5 protocoles :

* Le protocole IP
* Le protocole ARP
* Le protocole ICMP
* Le protocole RARP
* Le protocole IGMP

Les trois premiers protocoles sont les protocoles les plus importants de cette couche...

La couche Transport

Les protocoles des couches précédentes permettaient d´envoyer des informations d´une machine à une autre. La couche transport permet à des applications tournant sur des machines distantes de communiquer. Le problème consiste à identifier ces applications.
En effet, suivant la machine et son système d´exploitation, l´application pourra être un programme, une tâche, un processus...
De plus, la dénomination de l´application peut varier d´un système à un autre, c´est la raison pour laquelle un système de numéro a été mis en place afin de pouvoir associer un type d´application à un type de données, ces identifiants sont appelés ports.

La couche transport contient deux protocoles permettant à deux applications d´échanger des données indépendamment du type de réseau emprunté ( c´est-à-dire indépendamment des couches inférieures...), il s´agit des protocoles suivants :

* TCP, un protocole orienté connexion qui assure le contrôle des erreurs
* UDP, un protocole non orienté connexion dont le contrôle d´erreur est archaïque

La couche Application

La couche application est la couche située au sommet des couches de protocoles TCP/IP. Celle-ci contient les applications réseaux permettant de communiquer grâce aux couches inférieures.
Les logiciels de cette couche communiquent donc grâce à un des deux protocoles de la couche inférieure ( la couche transport) c´est-à-dire TCP ou UDP.

Les applications de cette couche sont de différents types, mais la plupart sont des services réseau, c´est-à-dire des applications fournies à l´utilisateur pour assurer l´interface avec le système d´exploitation. On peut les classer selon les services qu´ils rendent :

* Les services de gestion ( transfert) de fichier et d´impression
* Les services de connexion au réseau
* Les services de connexion à distance
* Les utilitaires Internet diver

:tusors:

1. l´adresse de sous-réseau ( généralement le premier IP du sous-réseau), par exemple a.b.c.0 pour un réseau composé d´un seul sous-réseau, ou a.b.c.64 pour le troisième sous-réseau d´un réseau divisé en 8 sous-réseaux.
2. l´adresse de diffusion ( généralement le dernier IP du sous-réseau), par exemple, en reprenant les deux exemples précédents, a.b.c.255 ou a.b.c.95.
3. l´adresse du routeur par défaut dont je parle un peu plus loin, par exemple a.b.c.1 ou a.b.c.65.

Chaque sous-réseau " perd" donc trois adresses IP; il s´ensuit qu´une subdivision excessive d´un réseau n´est pas avantageuse ( on divise rarement au-delà de 8 sous-réseaux).

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6. Le routage des paquets IP et le protocole TCP

Revenons à notre ordinateur A d´adresse 192.168.0.2 ( mettons-lui un masque de sous-réseau de 255.255.255.0). Admettons qu´il veuille envoyer un paquet IP à ordinateur B d´adresse 192.170.0.4. En utilisant le masque de sous-réseau, A comprend qu´il ne peut atteindre directement B. Que fait-il donc ? Il envoie sans réfléchir le paquet IP à l´adresse du routeur par défaut ( disons que ce dernier a été défini comme 192.168.0.254).

Qu´est-ce que ce routeur ? Le routeur est une machine pouvant " jouer sur plusieurs sous-réseaux" en même temps. Typiquement, si on utilise un ordinateur, ce dernier possèdera deux cartes réseaux ( ou plus), l´une connectée sur l´un des sous-réseaux ( dans notre cas, disons qu´elle possède l´adresse 192.168.0.254), l´autre connectée sur l´autre sous-réseau ( disons 192.170.0.192). S´il utilise le bon logiciel, un tel ordinateur est capable de faire transiter des paquets IP du réseau 192.168.0.0 vers le réseau 192.170.0.0, et inversément bien sûr.

Deux petites remarques s´imposent. Tout d´abord, vous l´aurez compris, c´est donc grâce à des routeurs que différents sous-réseaux d´un réseau de classe C peuvent communiquer entre eux, par exemple l´ordinateur 192.168.0.2 avec l´ordinateur 192.168.0.120 d´un réseau de classe C subdivisé en 8 sous-réseaux ( masque de sous réseau 255.255.255.224). La seconde remarque est d´ordre plus pratique : vous retiendrez que Windows 95 n´est pas capable de faire du routage, bien qu´il soit tout à fait possible d´installer deux cartes réseaux ( avec des IP différents) dans un ordinateur tournant sous ce système; par contre, Windows NT 4.0, même en version Workstation, est capable d´une telle fonction.

Question pertinente : pourquoi subdiviser et ne pas faire de " méga" réseaux ?
Les deux points suivants expliquent en partie pourquoi on procède ainsi.

1. Limiter le trafic sur un tronçon donné. Imaginons deux réseaux locaux A et B séparés par un routeur. Lorsque des ordinateurs de A discutent avec des ordinateurs de B, le routeur a pour rôle de transmettre l´information du réseau A vers le réseau B ( et inversément). Par contre, si des ordinateurs de A s´échangent entre eux des données, il n´y a pas de raison qu´ils encombrent inutilement le trafic sur le réseau B, et c´est bien pour cette raison que les réseaux A et B sont distincts.
Autre évidence : si le réseau A tombe en panne, le réseau B n´en est pas affecté. C´est d´ailleurs l´avantage principal de subdiviser : éviter qu´un ennui technique qui pourrait rester localisé ne perturbe la totalité du réseau

2. Autre aspect non négligeable : le broadcast ( diffusion). Vous ne le savez peut-être pas, mais dans votre dos, les ordinateurs sont de grands bavards : ils ne cessent de causer entre eux pour signaler leur présence ou se mettre d´accord sur les protocoles qu´ils sont capables de comprendre. Pensez un peu si Internet n´était constitué que d´un seul segment : le broadcast seul des ordinateurs utiliserait l´intégralité de la bande passante avant même qu´un seul octet de données ait pu être transmis ! Pour cette raison, le travail des routeurs est non seulement de faire transiter les paquets IP, mais aussi de filtrer le broadcast local qui n´intéresse pas la planète entière. Vous comprendrez par là que les routeurs jouent un rôle essentiel pour éviter la saturation du trafic.

Disons encore quelques mots sur l´acheminement des paquets IP. Vous comprenez maintenant que lorsqu´un ordinateur doit acheminer un paquet IP, il vérifie tout d´abord s´il peut le transmettre directement ( grâce au masque de sous-réseau); s´il ne peut pas, il l´envoie bêtement, sans réfléchir, au routeur par défaut. A partir de là, les routeurs sont généralement configurés pour savoir où diriger les paquets IP qui leur sont confiés; les routeurs bavardent entre eux ( à l´aide de protocoles particuliers de routage, RIP ou OSPF par exemple) pour savoir quelle est la meilleure route ( la plus courte généralement) pour qu´un paquet IP atteigne sa destination. De même, si une route est soudainement interrompue, les routeurs sont capables de se reconfigurer et proposer des nouvelles routes de secours.

Or le protocole IP néglige un point crucial : il ne vérifie nullement le bon acheminement des paquets IP. En d´autres termes, l´ordinateur expéditeur, dans le protocole IP, ne fait qu´envoyer le paquet IP plus loin; il ne s´intéresse pas du tout de savoir si le paquet a bien été reçu ou s´il a été endommagé pendant le transfert !

Qui doit donc assurer l´intégrité point à point, si ce n´est IP ? La réponse : son copain, TCP.

Le protocole de contrôle de transmission ou TCP ( Transmission Control Protocol) vérifie donc le bon acheminement d´un paquet IP. Cela se fait de la façon suivante. Admettons que A veuille transmettre un paquet IP à B. A envoie ( un peu à l´aveugle) son paquet IP à B, un peu comme une bouteille à la mer. Tant que A ne recevra pas un accusé de réception de B lui indiquant que ce dernier a bien reçu le paquet IP dans son intégrité ( grâce à l´en-tête de total de contrôle), il renverra à intervalles réguliers le même paquet IP à B. Il n´arrêtera d´envoyer ce paquet qu´à la confirmation de B. Ce dernier agira ensuite de même s´il doit transmettre le paquet plus loin. Si B constate que le paquet qu´il a reçu est abimé, il n´enverra pas de confirmation, de manière à ce que A lui renvoie un paquet " neuf".

TCP fournit d´autres services sur lequels je ne m´attarderai pas ici. On résumera rapidement les principales fonctionnalités du protocole TCP ainsi :

* l´établissement d´une liaison
* le séquençage des paquets
* le contrôle de flux
* la gestion d´erreurs
* le message d´établissement d´une liaison

On entend par " contrôle de flux" la capacité de TCP, entre autres, de reconstituer l´information originale à partir de paquets IP arrivés ( souvent) dans le désordre le plus absolu.

C´est aussi TCP qui gère la notion de " sockets" ( ports) dont je parle dans la partie concernant la façon de configurer un réseau local et le connecter à Internet.

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7. Le système de désignation de noms ( DNS)

Maintenant que vous avez compris ( j´espère ! ) comment circulent les paquets IP à travers Internet, il me reste à donner rapidement quelques explications sur le système de désignation de noms, en anglais Domain Name System ( DNS). Vous avez vu plus haut que tout ordinateur connecté à Internet possède un numéro IP qui lui est propre. Pour communiquer avec un autre ordinateur, il vous faut connaître son adresse IP. Or, lorsque vous " surfez" sur le net, vous écrivez très rarement de tels numéros dans votre browser. C´est tout simplement que vous faites appel, sans le savoir, à un serveur DNS.

Un serveur DNS est simplement une machine qui associe le numéro IP à une adresse plus facilement mémorisable, bref une sorte d´annuaire téléphonique pour Internet. Ainsi, la machine qui répond lorsque vous tapez http://www.microsoft.com dans votre browser possède en fait l´adresse IP 207.68.137.65. Si vous tapiez http://207.68.137.65, vous obtiendriez exactement le même résultat. Un ( ou plusieurs) serveur DNS se trouvent généralement chez votre provider; vous avez d´ailleurs sûrement reçu une feuille de configuration vous indiquant une ou deux adresses IP pour ces serveurs lors de la configuration de votre connexion à votre provider.

Une manière simple de constater l´utilité d´un serveur DNS est d´ouvrir ( sous Windows 95) une fenêtre DOS, et de taper ping ´adresse de l´hôte´, par exemple ping www.microsoft.com. " Ping" est une fonction très utile dans l´établissement de réseau : c´est une commande qui envoie un paquet IP tout simple à un ordinateur et lui demande simplement de répondre.
Sous Windows 95, quatre paquets IP sont envoyés, et si vous avez avez tapé ´ping www.microsoft.com´ par exemple, votre ordinateur devrait ensuite vous écrire une ligne de type :
pinging www.microsoft.com [207.68.137.65] with 32 bytes of data
suivie de quatre lignes de la forme :
reply from 207.68.137.65: bytes=32 time=550ms TTL=128

Ces quatre dernières lignes vous indiquent que le serveur Microsoft a répondu à vos appels et vous montrent le temps total qu´a pris la transaction pour chaque ping ( par exemple 550 millisecondes). Vous noterez surtout que le serveur DNS de votre provider aura fait automatiquement la translation www.microsoft.com < -> 207.68.137.65.

PS : J´ai parlé plus haut de l´adresse IP réservée 127.0.0.1, dite adresse de boucle; un ping sur cette adresse correspond à un ping " sur soi-même", ce qui permet de tester la bonne marche de la carte réseau.

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8. Résumé et exemples

Résumons en quelques points ce que nous avons vu sur les réseaux TCP/IP.

1. Chaque ordinateur sur Internet possède une adresse IP, par exemple 195.235.4.6
2. Les adresses IP définissent les termes de réseaux ou de sous-réseaux. C´est un organisme international, l´Internic, qui attribue les différentes adresses ou les différents réseaux ( classe A, B, C). Ce sont ensuite les entreprises qui ont acheté les réseaux qui peuvent les subdiviser en sous-réseaux grâce à l´utilisation de masques de sous-réseaux adéquats.
3. De nombreuses adresses IP ne sont pas utilisées.
* L´Internic tout d´abord conserve des adresses utilisables à des fins privées, par exemple les adresses de type 192.168.0.x
* L´administrateur d´un réseau doit toujours mettre de côté trois adresses IP par sous-réseau : l´adresse de sous-réseau ( par exemple 192.168.0.0), l´adresse de diffusion ( par exemple 192.168.0.255) et l´adresse du routeur par défaut.
4. Pour communiquer, l´ordinateur expéditeur fragmente l´information à envoyer en de nombreux paquets IP qui contiennent, outre l´information, les adresses IP de l´expéditeur et du destinataire ainsi qu´un en-tête de total de contrôle.
5. Les paquets IP ne peuvent être transmis directement qu´à un ordinateur du même sous-réseau ( défini par le masque de sous-réseau). Si l´ordinateur destinataire ne peut être atteint, l´ordinateur expéditeur envoit le paquet IP à l´adresse du routeur par défaut qui lui a été spécifié.
6. Le routeur est une machine qui fait transiter les paquets d´un réseau à un autre ( ou d´un sous-réseau à un autre) et qui utilise donc plusieurs adresses IP ( une sur chacun des sous-réseaux couverts). Par exemple, un routeur possédant les deux adresses IP 196.129.0.1 et 197.160.40.91 peut faire passer des paquets IP du réseau 196.129.0.0 au réseau 197.160.40.0, et inversément.
7. Le protocole IP ne s´occupe que de l´acheminement des paquets IP. La vérification du transfert de l´intégrité des données est effectuée par le protocole TCP.

Euh je croit que tu a rien a faire ici

Joli copier/coller

Mais ce serait bien que tu mettes un lien vers l´original

Du genre http://www.commentcamarche.net/internet/tcpip.php3