Principes de l'Internet

Pour comprendre les principes d'Internet nous allons, tout d'abord introduire le rôle du routeur qui est l'équipement d'interconnexion des réseaux. Nous décrirons le protocole IP qui réalise l'interconnexion ; son unité de données, le paquet. Puis nous expliquerons comment les paquets sont transférés dans le réseau.

Le routeur

Alice et Bob communiquent grâce à une chaîne de segments de communication qui forme une interconnexion. A la maison, Alice est connectée à Internet par son opérateur X et Bob par son opérateur mobile Y. Pour réaliser l'interconnexion entre les différents réseaux, il faut ajouter un équipement clé : le routeur.

Un routeur, comme son nom l'indique, effectue le routage qui définit la route à emprunter en fonction de l'adresse destinataire. Il retransmet les données reçues d’un réseau vers le suivant, en fonction de leur destination. Le routeur joue le rôle de passerelle relai entre deux réseaux différents, au sens de technologies différentes mais aussi de plages d'adresses différentes.

A la maison, Alice est raccordée à Internet grâce à une box. En plus d'assurer les communications locales, la box est aussi le routeur qui interconnecte le réseau local domestique d'Alice au réseau de l'opérateur. Dans cet exemple très simple, déterminer la route à prendre en fonction de la destination des données signifie, pour le routeur, choisir entre le réseau local ou le réseau de l'opérateur. Si par exemple, Alice envoie un mail à Bob, le routeur envoie les données (le mail) vers le réseau de son opérateur, car la destination est extérieure au réseau résidentiel d'Alice. Par contre, si Alice envoie un document à imprimer à son imprimante, le routeur ne transmettra pas les données (le document) vers l‘opérateur car l’imprimante est interne au réseau d’Alice.

IP: Le protocole de l’Internet

6) Pour communiquer, deux personnes doivent parler la même langue et utiliser les mêmes coutumes. De la même façon, pour communiquer deux entités réseau doivent se comprendre et donc, parler la même langue et utiliser les mêmes échanges. Le protocole de communication définit les règles et le format des échanges entre des entités distantes ainsi que la synchronisation de ces échanges dans le temps. Il y a des protocoles pour toutes sortes de fonctions réseau : routage, liaison de données, partage du support, client-serveur...

Intéressons-nous au protocole IP.

7) Le protocole IP (Internet Protocol) est le protocole dédié à l'interconnexion de réseaux différents. Il définit le format des unités de données échangées entre les réseaux : les paquets, ainsi que les règles d'échange des paquets. Il ne modifie pas les données qu’il reçoit et se contente de les renvoyer vers un autre réseau. Il a pour objectif d'être rapide et a été simplifié au maximum : il transmet directement les données dans le paquet en mode datagramme, sans établir de connexion logique au préalable. C'est le routeur qui exécute le protocole IP.

8) Pour assurer la continuité du transfert de paquet dans tout l’Internet, le protocole IP est partout: c’est à dire qu’il est présent dans tous les routeurs ou noeuds du réseau, ainsi que dans toutes les hôtes connectés à Internet.

Ce protocole est implanté dans une couche logicielle du système d'exploitation des hôtes et des routeurs. Il permet d'uniformiser le réseau, et de s'affranchir des différentes technologies de transmission.

Pour rappel, le protocole IP définit avec l'adresse IP, un système d'adressage global qui permet à tout hôte connecté de communiquer avec n'importe quel hôte disposant d'une adresse IP.

9) Parce-qu'il est présent dans chaque hôte connecté au réseau et dans chaque routeur, le protocole IP permet la communication de bout-en-bout.

Le paquet IP

10) On a vu que le protocole IP définit une unité de transfert des données qui est la même pour tous les réseaux. Cette unité de transfert s’appelle le paquet. Le paquet a une taille maximale qui dépend de la taille de la trame au niveau liaison. Le paquet IP se compose de 2 parties :

• l' en-tête IP contient les informations nécessaires à son routage vers sa destination finale, à savoir les deux adresses source et destination

et,

• la zone de données contient les données de l'application (par exemple, tout ou partie d'un mail, d'une page Web ou d'un document à imprimer).

11) Les données transférées par l'application devront être découpées en blocs transportables par un paquet. Par exemple, ce fichier est découpé en blocs de données, puis chaque bloc est encapsulé dans un paquet par ajout de l'en-tête. Ensuite, chaque paquet est transféré indépendamment les uns des autres.

Acheminement par paquet et relayage par les routeurs

12) Le transfert du fichier consiste alors à envoyer une suite de paquets sur l'Internet.

Les paquets sont envoyés en mode datagramme, indépendamment les uns des autres. Les paquets sont transférés de routeur en routeur. On dit qu'ils sont relayés par le routeur d'un réseau à un autre.

Le relayage consiste à recevoir un paquet depuis une interface réseau, examiner son en-tête en particulier l'adresse de destination du paquet et décider de l'interface de sortie c'est-à-dire le prochain réseau sur lequel il sera retransmis.

Le choix de l'interface de sortie en fonction de la destination, a été pré-calculé par le routage et enregistré dans une table.

Les paquets circulent ainsi de la source à la destination.

Conclusion : points clés d'IP

13) Pour résumer, le protocole IP utilise un mode de communication par paquets, de taille réduite et acheminés en mode datagramme.

Le protocole IP est réalisé par les routeurs, équipements spécialisés qui assurent l’interconnexion et le relayage des paquets d’un réseau à l’autre.

Parce-qu'il est présent dans tous les hôtes et les routeurs, il permet d'uniformiser le réseau, et de s'affranchir des différentes technologies de transmission.