Notes et transcriptions du cours intitulé “Principes des réseaux de données” proposé par Mines Telecom sur la plateforme FUN-MOOC.

Une voie de communication n’est jamais parfaite. Lors de la description du service postal, nous avons vu que des erreurs peuvent se produire, que les données sont organisées en paquets, que le délai d’acheminement est variable, que plusieurs destinataires peuvent exister derrière une même boite aux lettres…

Pour améliorer le service offert par un service de communication, donc des voies de communication qu’il fournit, un ensemble de règles sont définies et mises en œuvre. Ces règles sont appelées « protocole » de communication.

Nous appellerons « entité protocolaire » un composant logiciel ou matériel qui exécute ces règles. Une « entité protocolaire » met en œuvre un protocole particulier. Il existe dans les réseaux des centaines de protocoles différents.

Deux entités protocolaires sont dites homologues lorsqu’elles exécutent le même ensemble de règles aux deux extrémités d’une voie de communication.

Un réseau a pour but de permettre de construire une voie de communication entre tout couple d’abonnés. Il est aussi possible de créer des voies multipoint ; donc entre des groupes d’abonnés. Mais ce ne sera pas traité dans ce cours.

Nous pouvons donc remplacer la voie de communication par un nuage qui symbolise le réseau.

• Les entités homologues sont des abonnés de ce service réseau.
• Les règles qui définissent un protocole sont définies avec la plus grande précision dans des normes et standards internationaux.
• L’assemblage d’un protocole et d’un service réseau forme un nouveau service réseau.

Il est donc possible par emboîtement de services et protocoles de construire autant de services qu’on le souhaite.

L'association d'un service de communication S et d'un protocole P construit un nouveau service de communication S' doté de propriétés différentes du service S.

On parle aussi de couche protocolaire. L’ensemble des entités qui mettent en œuvre un même protocole au dessus d’un même service réseau forment une couche protocolaire. Toutes ces entités protocolaires sont donc homologues. Dans chaque équipement, une instance de l’entité protocolaire de cette couche doit être implantée.

Vous avez sûrement déjà entendu l’expression « couche IP ». IP est le protocole qui fournit le « Service Internet ». L’entité IP doit être mise en œuvre dans chaque machine qui veut offrir à ses utilisateurs locaux le « service Internet ». La couche IP est composée de toutes ces entités. Nous verrons en semaine 4 ce qu’est le protocole IP.

Un service réseau est en général partagé par plusieurs utilisateurs qui peuvent l’utiliser simultanément.

En particulier, plusieurs protocoles différents peuvent utiliser le même service réseau.

Ainsi, sur ce schéma, nous disposons de deux protocoles P1 et P2 qui savent utiliser le service réseau R.

• R associé au protocole P1 crée un nouveau service réseau R’
• R associé au protocole P2 crée un autre service réseau R’’.

Des entités protocolaires identiques, c’est-à-dire mettant en œuvre le même protocole, ne sont homologues que si elles sont associées à un même service réseau.

Ainsi, sur la figure ci-dessous, l’entité protocolaire verte P2 n’est pas homologue des entités protocolaires bleues. Ces 3 entités protocolaires mettent bien en œuvre le même protocole P2.

Mais l’entité verte P2 est sur le service réseau R’ construit au-dessus du service réseau R avec le protocole P1, alors que les entités bleues P2 sont directement sur le service R.

Un utilisateur peut souhaiter un service qui garantit des propriétés dont il a besoin.

Par exemple, une banque pour ses distributeurs de billets, souhaite que le service de communication assure que les données arrivent dans l’ordre de soumission et sans erreurs, que celles-ci resteront confidentielles et que le délai d’acheminement ne fasse pas trop attendre le client.

Réaliser toutes ces propriétés de service dans une seule entité protocolaire n’est pas une bonne idée. Il est plus simple et efficace de concevoir un protocole pour chacun des besoins de service.

Une fois que l’on dispose d’un protocole pour chacun de ces services, il suffit, pour obtenir un service final qui rend toutes les fonctions souhaitées, d’assembler les différents protocoles de manière hiérarchique. Cet assemblage est dit en couches ou hiérarchique.

À la fin des années 70, l’International Standard Organisation (ISO) a défini le modèle Open System Interconnexion, connu sous l’acronyme ISO/OSI, qui sert aujourd’hui encore de référence dans la conception des réseaux de données.

Ce modèle définit 7 couches. Au sein de chaque couche, différentes normes et standards définissent les services fournis.

• La couche physique définit les caractéristiques du support : métallique, optique, hertzien, micro-ondes etc. La puissance et portée du signal, les longueurs des câbles, la forme des prises, le codage utilisé pour transmettre des bits sur le câble.
• La couche liaison assure le transfert de l’information entre les machines sur la voie physique. Elle détecte en général les erreurs et peut éventuellement mettre en œuvre des mécanismes de correction.
• La couche réseau assure la fonction d’acheminement des messages à destination. Elle réalise le routage ou relayage ou commutation, des messages. Elle doit être capable de calculer et trouver les chemins. Pour cela, elle doit disposer de plusieurs liaisons vers des entités réseau voisines jusqu’à atteindre la destination désirée. Il existe de nombreux services réseau. Vous verrez en semaine 4 le protocole IP.
• La couche transport assure un transfert de données de manière transparente entre utilisateurs en les déchargeant des détails d’exécution. Il existe de nombreux services de transport. Vous verrez en semaine 5 les services TCP et UDP.
• La couche session a pour but de fournir des moyens de synchronisation. Elle est rarement implémentée au-dessus du transport.
• La couche présentation se charge de la représentation des informations que des entités d’application se communiquent. Elle est nécessaire du fait de la variété des représentations de données dans les différents systèmes.

La réalité des réseaux a beaucoup bousculé le placement des fonctions dans les couches. Lisez le document chapitre 3 du livre « les réseaux » qui est à votre disposition pour plus de détails.

Dans cette séance, nous avons vu les notions d’entités homologues et le modèle de référence ISO/OSI. La séance prochaine, nous verrons la notion de protocole.

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