Revision as of 13:35, 7 September 2020

Architecture de protocoles

Qu'est-ce qu'une architecture de protocoles ?

Les applications réseau mettent en oeuvre un ensemble de fonctions complexes, structurées selon une architecture en couches ou Architecture de réseau. Chaque couche traite un problème réseau spécifique et réalise un sous-ensemble cohérent de fonctions.

L'Internet est basé sur une architecture à 4/5 couches. La base inférieure de l'architecture est constituée des supports de communication tandis que la partie supérieure est constituée par des couches offrants des services aux applications qui concernent directement les utilisateurs.

Une architecture simplifiée de l’Internet comprend 4 couches :

• L’accès au réseau est chargé de la transmission des données sur le support physique, du partage éventuel du débit et du traitement des erreurs de transmission.
• La couche interconnexion de réseaux réalise les fonctions d'adressage, de routage et de relayage des paquets. Les protocoles IPv4 et IPv6 se trouvent à ce niveau.
• La couche Transport améliore le transport des données en le rendant soit plus fiable, soit plus efficace. Elle peut assurer d'autres services comme la remise des données en séquence, l'identification des applications ou le contrôle de congestion.
• La couche Application délivre des services de communication pour l’utilisateur.

Les fonctions de ces couches sont réalisées grâce à des protocoles de communication.

L'architecture de protocoles utilisée dans l'Internet est basée sur la pile TCP/IP, ainsi nommée car elle repose principalement sur deux protocoles complémentaires : IP (Internet Protocol) et TCP (Transmission Control Protocol). IP est responsable du transfert de paquets d'un réseau à l'autre.

TCP est le protocole de transport qui fiabilise le transfert de ces paquets et réalise détection, reprise sur erreurs et remise en séquence. UDP est un autre protocole de transport qui se veut efficace, il est utilisé pour des échanges simplifiés, ou des flux temps réels.

IP est présent dans chaque entité du réseau (routeur ou hôte) alors que TCP/UDP ne sont exécutés que dans les hôtes client ou serveur.

Le protocole IP

Nous avons vu précédemment la structure des adresses qui sont présentent dans chaque paquet du protocole IP.

En effet une des particularités des datagrammes IP consistent à colporter les adresses source et destination, ce qui permet aux stations ou aux serveurs, et aux équipements intermédiaires de suivre l'origine et la cible des échanges à travers un réseau local ou global.

Dans le protocole IP, d'autres champs sont utilisés pour identifier la version, les besoins de QoS, la taille de la charge utile , et aussi l'identification de la couche de protocole utile au niveau supérieur.

Le protocole IP est présent dans chaque entité du réseau, équipement source, dans un ou plusieurs noeuds intermédiaires, et enfin dans l'équipement à destination. De fait IP assure un service de bout en bout, qui permet aux échanges de traverser toutes type d'architectures de réseau intermédiaires(résidentiel, opérateur, entreprise, infocentre...).

Les règles d'échange des paquets

Pour que chaque extrémité puisse communiquer avec son partenaire, il lui faut connaitre l'adresse du correspondant distant, en général une résolution d'adresse est automatiquement faite au préalable grâce au protocole DNS, ce qui en facilite l'usage pour un public non averti.

Chaque noeud intermédiaire, gère l'acheminement entre les partenaires en maintenant une table de routage permettant de respecter la meilleure route dans le réseau pour un transport efficace des suites de paquets de différente taille nécessaire aux applications choisies par les utilisateurs.

Pile TCP/IP

L'architecture de protocoles utilisée dans l'Internet est basée sur la pile TCP/IP, ainsi nommée car elle repose principalement sur deux protocoles complémentaires : IP (Internet Protocol) et TCP (Transmission Control Protocol). IP est responsable du transfert de paquets d'un réseau à l'autre.

TCP est le protocole de transport qui fiabilise le transfert de ces paquets et réalise détection, reprise sur erreurs et remise en séquence. UDP est un autre protocole de transport qui se veut efficace, il est utilisé pour des échanges simplifiés, ou des flux temps réels.

IP est présent dans chaque entité du réseau (routeur ou hôte) alors que TCP/UDP ne sont exécutés que dans les hôtes client ou serveur.

Datagramme || Paquet

Le protocole IP fonctionne en mode non connecté, autrement dit chaque échange de paquet ne nécessite pas l'établissement d'une connexion au préalable.

Chaque paquet ou datagramme IP contient les informations nécessaires à son acheminement, effectivement la présence systématique des adresses source et destination permet une prise en charge des datagrammes de manière individuelle.

Les paquets peuvent être relayés de manière autonome, sans garantie de livraison, ce mécanisme facilité la répartition de charge, et s'avère très efficace pour l'écoulement du trafic dans les artères de l'Internet.

Acheminement des paquets IP

L'acheminement des données de la source vers la destination est réalisé par les noeuds intermédiaires avec le fameux mécanisme "store & forward":

• l'équipement source insère son adresse IP source, puis l'adresse destination dans le datagramme, adapte les autres champs protocolaires aux besoins de QoS, et délivre le paquet sur son interface de sortie,

• chaque paquet reçu par un noeud intermédiaire (store) est retransmis (& forward)aussi vite que possible vers la destination,

• Après avoir reçu le datagramme, le noeud intermédiaire observe l'adresse destination, oriente la retransmission vers la destination renseignée dans sa table de routage, puis relais le paquet au rythme imposé par le débit de l'interface de sortie sélectionnée,

• l'équipement destination reconnait son adresse IP dans le datagramme récupéré, et réalise ensuite le traitement adéquat.

Le mode datagramme

Le relayage des datagrammes

Le mode Store & Forward