Le modèle TCP/IP
Numérique et sciences informatiques
Le modèle TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) est un modèle de communication en réseau qui décrit comment les données sont transmises entre des ordinateurs sur Internet. Il se compose de quatre couches qui travaillent ensemble pour permettre la communication entre les ordinateurs :
- Couche d'application : cette couche est la plus haute du modèle et elle gère les applications qui utilisent le réseau, telles que les navigateurs Web, les clients de messagerie électronique et les clients de transfert de fichiers. Les protocoles couramment utilisés dans cette couche comprennent HTTP, FTP et SMTP.
- Couche de transport : cette couche est responsable de la transmission des données entre les applications sur des ordinateurs différents. Elle divise les données en segments de taille appropriée et s'assure que chaque segment atteint sa destination de manière fiable. Les protocoles couramment utilisés dans cette couche comprennent TCP et UDP.
- Couche réseau : cette couche est responsable de l'acheminement des données entre des ordinateurs différents sur le réseau. Elle utilise des adresses IP pour identifier les ordinateurs et des protocoles tels que ICMP pour la gestion des erreurs. Les protocoles couramment utilisés dans cette couche comprennent IP et ICMP.
- Couche liaison de données : cette couche est responsable de la transmission des données entre des ordinateurs sur un même réseau physique. Elle utilise des adresses MAC pour identifier les ordinateurs et gère les erreurs de transmission. Les protocoles couramment utilisés dans cette couche comprennent Ethernet et Wi-Fi.
En utilisant le modèle TCP/IP, les données peuvent être transmises entre des ordinateurs sur Internet de manière fiable et efficace. Les différentes couches travaillent ensemble pour garantir que les données sont correctement encapsulées et transmises à leur destination.
À la réception, l’hôte récepteur réalise l’opération inverse en vérifiant les en-têtes de chaque protocole correspondant à une des couches décrites. Ce processus s’appelle la désencapsulation.
Processus de communication
Chaque couche ajoute une information fonctionnelle au message original. À la réception, l’hôte examine chaque couche et prend une décision quant à ce trafic.
Adressage, identifiants et matériel
Les machines et leurs interfaces disposent d’identifiants au niveau de chaque couche.
| Couche | Identifiant | Exemple |
|---|---|---|
| Couche Application | Un protocole et un nom de domaine | http:// suivi de www.cisco.com |
| Couche Transport | Port TCP ou UDP | TCP80 comme port par défaut pour HTTP |
| Couche Internet | Adresse IPv4 et/ou IPv6 | 192.168.150.252/24 ou 2001:db8::1/64 |
| Couche Accès | adresse physique (MAC 802) | 70:56:81:bf:7c:37 |
- La couche 4 : Application : Elle est l’interface entre l’utilisateur et l’ordinateur (logiciel, OS)
- La couche 3 : Transport : Elle assure la communication de bout en bout : découpage des paquets, numérotation, ordre, destinataire, expéditeur, ...
- La couche 2 : Internet : Elle assure le routage des données et détermine le chemin optimum à prendre
- La couche 1 : Accès Réseau : Elle formate les données pour les adapter au réseau et au matériel utilisé (prise RJ45, module Wifi, …).
Ces quatre couches sont appelées le « Modèle TCP/IP » . Elle sont en réalité une simplification du « modèle OSI » qui comporte 7 couches.
Résumé du modèle OSI :
| TCP/IP | OSI | Rôles | PDU | Protocoles | Matériel |
|---|---|---|---|---|---|
| Application | 7 Application | Services au plus proche des utilisateurs | Données | HTTP, DNS, DHCP | Ordinateurs |
| Application | 6 Présentation | encode, chiffre, compresse les données utiles | idem | idem | idem |
| Application | 5 Session | établit des sessions entre des applications | idem | idem | idem |
| Transport | 4 Transport | établit, maintient, termine des sessions entre des hôtes d’extrémité. | Segment | TCP ou UDP | Ordinateurs, routeurs NAT, pare-feux |
| Internet | 3 Réseau | Identifie les hôtes et assure leur connectivité | Datagramme ou paquet | IPv4 ou IPv6 | Routeurs |
| Accès Réseau | 2 Liaison de Données | Détermine la méthode d’accès au support, organise les bits de données | Trame | Ethernet IEEE 802.3, Wi-Fi IEEE 802.11, pontage 802.1 | Commutateurs, cartes d’interface réseau |
| Accès Réseau | 1 Physique | s’occupe du placement physique du signal | bits | Normes physiques : xDSL (WAN), 1000-BASE-TX | Câblage (UTP CAT 6) et connecteurs (RJ-45), bande fréquences (2.4 GHz, 5 GHz) |
Lors de son parcours, une trame peut être partiellement décapsulée et remonter à la couche 3, avant de redescendre et de continuer son chemin. C'est le cas notamment lors du passage dans un routeur. Mais jamais, lors de son acheminement, le contenu réel du message n'est ouvert. Ce principe fondateur, actuellement menacé par certains acteurs politiques et industriels, est connu sous l'expression «la neutralité du net».
Observation des trames avec Filius
Fiche de cours