Activité 01 : Qu’est-ce que le réseau Internet?

1) Bonjour à tous ! Bienvenue dans cette vidéo d’introduction au réseau de l’Internet

2) Tous les jours vous utilisez Internet. Comment cela est-ce possible et qu’est ce qu'Internet en vérité ?

Aujourd'hui Internet est partout. Il permet à des personnes partout dans le monde de communiquer grâce à de nombreuses applications, certaines historiques comme le mail ou le transfert de fichiers, d’autres plus récentes comme le Web, les réseaux sociaux, la télévision ou les jeux en réseau.

3) Dans cette vidéo, nous allons introduire les principales caractéristiques de l’Internet (avec un I majuscule).

• Rappelons d’abord ce qu’est un réseau de communication pour introduire les principes fondateurs de l’Internet.
• Présentons ensuite deux façons d'accéder à Internet que ce soit depuis votre domicile ou votre réseau mobile.
• Internet est souvent considéré comme un réseau de communication mais c’est bien plus qu’un simple réseau car c’est une interconnexion de réseaux à l’échelle mondiale.
• Pour identifier les milliards d'utilisateurs connecté à Internet, chaque hôte possède une adresse, l'adresse Internet.
• Internet a connu le succès que l'on sait. Mais quelles en sont les raisons ? Nous conclurons cette vidéo en répondant à cette question.

Définition d'un réseau

4) Tout d’abord rappelons ce qu’est un réseau. Un réseau de communication fournit une infrastructure pour l’échange d’informations entre n’importe quelles machines numériques qui y sont connectées. L’infrastructure du réseau comprend :

• des liens de communication, filaires ou sans fil ;
• des équipements comme les stations de base, les points d’accès WiFi, les commutateurs, ou les routeurs ;
• des programmes ou des logiciels qui réalisent les protocoles de communication et les applications de l’Internet.

5) Les machines numériques, qu'on appelle hôtes sont par exemple un ordinateur, un serveur, un robot, un guichet automatique bancaire, une montre connectée, ou un smartphone…. Elles exécutent les applications de communication que nous utilisons tous les jours. Elles sont les sources et les destinations du trafic de données.

Accès à Internet

6) Internet est bien plus qu'un simple réseau de communication. Considérons-le d'abord comme une boîte noire et intéressons nous à la façon dont les utilisateurs s'y raccordent. Pour communiquer l’utilisateur dispose d’un terminal de communication, généralement un PC, une tablette ou un smartphone, qui permet de produire ou consommer des informations de différentes natures (textes, images, audio, video,...). Considérons Alice en France qui veut communiquer à travers l'Internet avec Bob aux Etats-Unis .

7) Alice accède à Internet par son réseau local résidentiel tandis que Bob lui y accède par son réseau mobile.

8) Alice est chez elle et son PC est donc connecté à une box par un réseau Wifi ou en filaire. Le WiFi connecte les appareils en utilisant des ondes radios. On peut aussi connecter le PC à la box grâce à un câble appelé la paire torsadées. Que ce soit en filaire ou en sans fil, l'objectif est de relier chaque appareil à la box.

9) La box fournit donc les moyens de connecter les terminaux de la maison entre eux mais aussi de se connecter au réseau du fournisseur d'accès d'Alice.

10) A l'autre bout, Bob accède à Internet avec son smartphone qui se connecte par les ondes radio à une station de base de dernière génération (3G, 4G ou 5G). La station de base et ses antennes couvrent une cellule géographique où les utilisateurs partagent les mêmes liens radio. La station de base est reliée au réseau de l'opérateur mobile par une fibre optique.

Maintenant qu'Alice et Bob sont reliés à Internet, que se passe-t-il dans Internet ?

Interconnexion de réseaux

11) Commençons par une analogie avec le transport d'un colis de la France vers les Etats-Unis. Alice, en France, veut envoyer un cadeau à Bob qui vit aux Etats-Unis.

De même qu'il n'est pas possible pour un fournisseur de marchandises de mettre ses marchandises dans un camion et de les transporter lui-même jusqu'à ses clients. Alice va fait appel à des transporteurs. Ainsi, elle empaquète son cadeau dans un colis sur lequel elle écrit l'adresse de Bob, le destinataire. Elle confie le colis à un service de transport local qui se charge de le transporter par camion jusqu'à un port. Au port, le colis est chargé avec beaucoup d'autres sur un porte-conteneur. Le bateau arrive au port du pays de destination et le colis est alors pris en charge par un autre service local de livraison qui le livre à Bob.

Dans cet exemple, le colis est pris en charge par 3 services de transport différents : deux sont locaux et utilisent des camions alors que le transporteur maritime est international et peut transporter un très grand nombre de colis.

12) A chaque fois que le colis est confié à un nouveau service de transport, il faut décider de son routage. En effet, un colis pour la Chine sera confié à un bateau différent de celui pour les Etats-Unis, peut-être à un port différent. Ce routage est réalisé par un mécanisme qui intervient entre chaque transporteur. Mais revenons à l'Internet.

13) Comme nous l’avons dit, Internet est une interconnexion de réseaux à l’échelle mondiale, ce qui signifie qu'une communication entre deux utilisateurs va passer par plusieurs réseaux interconnectés entre eux.

A une extrémité, la box d'Alice est connectée à l'Internet par le réseau de son opérateur, appelé X. L'opérateur fournit cet accès à Internet contre le paiement d'un abonnement. A l'autre extrémité, aux Etats-unis, Bob est connecté à son opérateur de réseau cellulaire, appelé Y. Les réseaux des opérateurs X et Y sont des réseaux d'accès ou de collecte, qui connectent à l'Internet un grand nombre d'utilisateurs mais avec des débits limités.

14) Le réseau de l'opérateur X est connecté à un autre réseau dit régional, appelé A. Tandis que l'opérateur Y de Bob est connecté au réseau régional B. Tous les réseaux n'ont pas les mêmes rôles ou les mêmes portées, et nous pouvons déjà distinguer une hiérarchie. Le réseau d'Alice à la maison est un réseau local, qui est relié au réseau d'accès de l'opérateur, lui-même relié au réseau régional A. Enfin, les réseaux régionaux sont reliés à un réseau de transit qui couvre plusieurs continents et assure la connectivité globale. Ces réseaux de transit sont peu nombreux, très étendus et disposent d'une capacité énorme d'acheminement du trafic.

Internet est donc composé d'un ensemble de réseaux différents, interconnectés de manière hiérarchique, mis en place et maintenu par des opérateurs privés. Leur interconnexion assure une connectivité globale entre les usagers et les services.

15) Finalement une communication entre deux personnes parcourt un chemin complexe à travers l'ensemble de ces réseaux. Ainsi malgré la différence de réseaux d'accès entre Alice et Bob, cette communication est possible car ces réseaux sont interconnectés par la technologie de l'Internet. C'est là toute la force de l'Internet. Alice et Bob sont reliés par un réseau logique ou virtuel qui est en réalité une suite de réseaux physiques reliés les uns aux autres.

L'adresse Internet

16) Bien-sûr chaque opérateur a des millions de clients et connecte ainsi des millions d’utilisateurs à l’Internet.

17) Pour les identifier de manière unique, l’opérateur leur attribue une adresse appelée, adresse IP, un peu comme le numéro de téléphone identifie un abonné particulier. L’adresse IP est un élément essentiel car elle identifie de manière unique une machine sur l’Internet. Grâce à cette adresse, on peut localiser sur quel réseau la machine est connectée, ce qui est indispensable pour le routage.

Les adresses Ip sont distribuées par un organisme appelé Registry, différent pour chaque grande région du monde.

18) L'adresse IPv4 est un nombre binaire défini sur 32 bits ou 4 octets. Comme le numéro de téléphone, cette adresse est une identification hiérarchique et comporte 2 champs. Le champ réseau , encore appelé préfixe réseau identifie un réseau particulier et le champ hôte identifie un hôte particulier sur ce réseau. (Les termes anglais utilisés couramment sont NetId et HostId.)

Ces champs ont une taille variable et le champ <hôte> peut comporter beaucoup de bits si le réseau raccorde beaucoup d'hôtes. Par exemple, un réseau qui connecte 200 hôtes peut se contenter d'un HostId sur 8 bits.

Pour être plus facilement manipulable ou écrite, par convention, l'adresse IP est notée sous forme de 4 nombres décimaux séparés par un point. Toujours par convention, l'adresse du réseau a son champ hôte égal à zéro. Dans les exemples donnés, l'adresse réseau considéré 129.175.0.0 a son champ réseau sur 16 bits et par soustraction, son champ hôte sur 16 bits aussi. Cela permet d'identifier 2^16 hôtes soit environ 65000 hôtes.

Les raisons du succès

19) Pour conclure, on peut dire qu'Internet est aujourd'hui incontournable car il assure avec succès une connectivité globale entre des milliards d'hôtes. Ce pari est réussi grâce à une gestion répartie entre les différents opérateurs qui assurent, chacun à leur niveau et de manière souveraine, les interconnexions avec leurs voisins. C'est ainsi que l'Internet continue de grandir en accueillant de nouveaux opérateurs, de nouveaux utilisateurs et de nouveaux services.