Configuration IP des routeurs CISCO

Le modèle OSI

Dans la section précédente, nous avons fait part d’un modèle générique de communication organisé en couches qui n’a pas de grande signification pratique. Pour être utile, un modèle doit nous aider à concevoir des systèmes de communications répondant à des besoins. Il ne doit être ni trop sommaire, pour éviter aux concepteurs d’avoir à entasser trop de fonctionnalités dans chaque protocole, ni trop élaboré, pour ne pas faire peser trop de contraintes sur ses performances réelles. Le modèle de référence de l’ISO fut introduit comme modèle pratique en 1984 par le comité de normalisation de l’ISO (International Standards Organization). Ce modèle comprend les sept couches suivantes : • la couche application – activités specialisées de réseau comme le terminal virtuel, le transfert de fichiers et le courrier électronique; • la couche présentation – formatage de données, transcodage de caractère et cryptage; • la couche session – établissement de sessions entre un utilisateur et un nœud de réseau tel le login; • la couche transport – livraison des données de bout en bout, en mode sécurisé ou non; • la couche réseau – routage des PDU à travers des réseaux multiples; gestion de la congestion intermédiaire; • la couche liaison – formatage des données en trames et leur transmission sans erreur à travers un réseau physique; • la couche physique – transmission d’éléments binaires ou bits (binary digits) sur le support physique de communication. Aux fonctionnalités présentes dans tout modèle de communication organisé en couches, l’OSI ajoute la méthode d’encapsulation de paquet qui permet de conserver l’intégrité nécessaire des PDU échangées entre entités homologues utilisant les services fournis par les entités des couches inférieures. La PDU de chaque couche, à l’exception de celle de la couche physique, est composée de deux parties : l’en-tête et les données. L’en-tête contient des informations annexes utilisées uniquement par l’entité ou le module particulier. Les données, quant à elles, sont reçues pour traitement par la couche immédiatement supérieure. Rappelons que le modèle organisé en couches garantit à l’entité destinataire, la réception intacte d’une PDU telle que l’a envoyée l’entité émettrice. L’OSI se conforme à cette règle, faisant en sorte que l’entité émettrice qui a construit la PDU, la passe dans son intégralité (en-tête inclus) sous forme de données, à l’entité immédiatement inférieure. Quand la correspondante de l’entité inférieure à l’autre bout effectue le démultiplexage des données vers l’entité de la couche supérieure, celle-ci reçoit exactement ce qui lui est destiné. Ce procédé est valable pour toutes les couches sauf pour la couche application qui reçoit, en fait, les données finales en provenance du réseau. Vous remarquerez que l’encapsulation à la couche liaison ajoute à la remorque (trailer) un élément d’information de même type que l’en-tête, qui n’est utile qu’aux entités de cette couche. Cet élément n’ayant pas d’importance dans notre sujet sur l’encapsulation, nous ne le détaillerons pas plus.

Le modèle Internet

Le modèle OSI, malgré sa définition assez exhaustive de la communication à couches, comporte quelques lacunes. Conçu à l’origine pour servir de cadre opératoire aux protocoles fonctionnant sur des réseaux locaux ou LAN (Local Area Networks), homogènes, il est peu adapté aux réseaux étendus ou WAN (Wide Area Networks). Si une fonction de routage est bel et bien spécifiée au niveau de la couche réseau du modèle OSI, sa description reste sommaire quant au rôle des routeurs, sachant que ces derniers constituent les nœuds permettant de relier des réseaux mixtes de bout en bout. L’autre modèle le plus utilisé est le modèle Internet, alias TCP/IP. À la différence du modèle OSI, le modèle Internet fut conçu pour servir de cadre opératoire aux protocoles fonctionnant sur des réseaux hétérogènes LAN et WAN. Le modèle Internet comprend quatre couches : • la couche application – assure des activités spécialisées de réseau comme le terminal virtuel, le transfert de fichiers et le courrier électronique; • la couche transport – assure la livraison de données de bout en bout, sécurisées ou non ; • la couche Internet – assure le routage de données à travers des réseaux hétérogènes et un contrôle de flux rudimentaire; • la couche d’accès réseau – assure le formatage de données en trames et leur acheminement sans erreur à travers un réseau physique; c’est là que s’effectue la transmission de bits sur un support physique de communication. La fonctionnalité de ces couches est équivalente à celle de leurs homologues dans le modèle OSI. Il faut cependant remarquer que la couche d’accès réseau regroupe les fonctionnalités de deux couches (liaison et physique). De même la couche application peut recouvrir les couches session et présentation. Le modèle Internet se différencie encore de celui de l’OSI pour ce qui est de la communication entre réseaux physiques divers, par l’introduction explicite du concept de routeur. Il possède deux types de piles à couches : l’une pour les nœuds terminaux ou «hôtes», dans la terminologie Internet, et l’autre pour les routeurs, autrefois appelés «gateways» – cette dernière dénomination date du début de l’ère Internet et ne manquerait pas de prêter à confusion aujourd’hui. Ces deux types de pile sont illustrés sur la figure 1.3.

Les composants invisibles

Jusqu’à présent nous avons étudié des composants appartenant aux deux modèles; ils sont suffisamment explicites, dérivant du concept de modèle de communication organisé en couches. Il reste à évoquer les quelques composants invisibles qui jouent un rôle déterminant pendant tout le processus de communication.
Pour illustrer notre propos, nous allons nous en tenir à un seul modèle de communication organisé en couches, le modèle Internet. C’est le modèle que nous utiliserons généralement parce qu’il comporte l’usage des routeurs. Ailleurs, nous préférerons le modèle de l’OSI parce qu’il fournit une description complète des deux couches les plus basses : la couche liaison et la couche physique, alors que le modèle Internet les rassemble en une couche informe, celle de l’accès réseau, insuffisamment précise dans la plupart des cas.
La figure 1.4 montre un réseau très simple qui comprend deux nœuds, par exemple un PC sous Windows et un serveur Unix reliés par un câble Ethernet. Examinons de près ce qui se passe quand un utilisateur établit une session du PC vers le serveur par une connexion Telnet.
Pour se connecter au serveur, l’utilisateur du PC doit entrer la commande suivante :
C:\>telnet 10.1.0.1
Dans ce cas, 10.1.0.1 est l’adresse IP du serveur. En utilisant cette adresse, l’application telnet.exe se connecte à l’application telnetd résidant sur le serveur Unix. Les applications telnet.exe et telnetd sont des entités homologues qui communiquent en utilisant le protocole Telnet. Les deux applications doivent utiliser le service de communication d’un module quelconque de la couche transport. Les spécifications du protocole Telnet imposent l’utilisation de TCP (Transmission Control Protocol) qui intervient aussi bien du côté de telnet.exe que du côté de telnetd pour l’échange des messages Telnet à travers le réseau. Dans ce processus, le protocole Telnet est encapsulé dans des segments TCP, qui sont à leur tour transmis au module IP. Celui-ci encapsule les segments TCP dans des datagrammes et fait appel au pilote de la carte Ethernet pour les envoyer sous forme de trames sur le réseau physique.