Les réseaux numériques

Ce chapitre introduit les techniques utilisées dans les réseaux pour transporter les données d’un équipement terminal vers un autre équipement terminal. Il examine les différentes catégories de réseaux — informatiques, de télécommunications et vidéo — et en déduit les contraintes d’un réseau multimédia et les fonctions nécessaires pour réaliser le transport de nombreux médias simultanément.Nous commençons par examiner le transfert des données, c’est-à-dire le moyen de trans- porter un paquet d’information de nœud en nœud jusqu’à ce qu’il atteigne le récepteur. L’expression « transfert de paquets » est réservée et indique les moyens mis en œuvre pour acheminer des données mises dans un paquet d’une extrémité à une autre d’un réseau.Toutes les informations à transporter sont découpées en paquets pour être acheminées d’une extrémité à une autre du réseau. Cette technique est illustrée à la figure 1.1. L’équi- pement terminal A souhaite envoyer un message à B. Le message est découpé en trois paquets, qui sont émis de l’équipement terminal vers le premier nœud du réseau, lequel les envoie à un deuxième nœud, et ainsi de suite, jusqu’à ce qu’ils arrivent à l’équipement terminal B.Le paquet peut provenir de différentes sources. À la figure 1.1, nous supposons que la source est un message préparé par l’émetteur, tel qu’une page de texte éditée au moyen d’un traitement de texte. Le terme message est beaucoup plus vaste et recoupe toutes les formes sous lesquelles de l’information peut se présenter. Cela va d’une page Web à un flot de parole téléphonique représentant une conversation. Dans la parole téléphonique, l’information est regroupée pour être placée dans un paquet, comme illustré à lafigure 1.2. Le combiné téléphonique produit des octets, comme nous le verrons au chapitre 5. Ces octets remplissent petit à petit le paquet. Dès que celui-ci est plein, il est émis vers le destinataire. Une fois le paquet arrivé à la station terminale, le processus inverse s’effectue, restituant les octets régulièrement à partir du paquet pour reconstituer la parole téléphonique.

Le réseau de transfert est composé de nœuds, appelés nœuds de transfert, reliés entre eux par des lignes de communication, sur lesquelles sont émis les éléments binaires consti- tuant les paquets. Le travail d’un nœud de transfert consiste à recevoir des paquets et à déterminer vers quel nœud suivant ces derniers doivent être acheminés.Le paquet forme donc l’entité de base, transférée de nœud en nœud jusqu’à atteindre le récepteur. Suivant les cas, ce paquet peut être regroupé avec d’autres paquets pour reconstituer l’information transmise. L’action consistant à remplir un paquet avec des octets s’appelle la mise en paquet, ou encore la paquétisation, et l’action inverse, consistant à retrouver un flot d’octets à partir d’un paquet, la dépaquétisation. L’archi- tecture d’un réseau est définie principalement par la façon dont les paquets sont trans- mis d’une extrémité à une autre du réseau. De nombreuses possibilités existent pour Pour identifier correctement toutes les composantes nécessaires à la bonne marche d’un réseau à transfert de paquets, un modèle de référence a été mis au point. Ce modèle défi- nit une partition de l’architecture en sept niveaux, prenant en charge l’ensemble des fonc- tions nécessaires au transport et à la gestion des paquets. Ces sept couches de protocoles ne sont pas toutes indispensables, notamment aux réseaux sans visée généraliste. Chaque niveau, ou couche, offre un service au niveau supérieur et utilise les services du niveau inférieur, comme nous le verrons en détail au chapitre 3.

Pour offrir ces services, les couches disposent de protocoles, qui appliquent les algorith- mes nécessaires à la bonne marche des opérations, comme l’illustre la figure 1.3. Nous supposons ici que l’architecture protocolaire est découpée en sept niveaux, ce qui est le cas du modèle de référence.La couche 3 représente le niveau paquet, c’est-à-dire qu’il définit les algorithmes néces- saires pour que les entités de la couche 3, les paquets, soient acheminés correctement de l’émetteur au récepteur. La couche 7 correspond au niveau application. Le rôle du proto- cole de la couche 7 est de transporter correctement l’entité de niveau application, le message utilisateur, de l’équipement émetteur à l’équipement récepteur.La couche 2, ou niveau trame, permet de transférer le paquet sur une ligne physique. En effet, un paquet ne contenant pas de délimiteur, le récepteur ne peut en déterminer la fin ni identifier le commencement du paquet suivant. Pour transporter un paquet, il faut donc le mettre dans une trame, qui, elle, comporte des délimiteurs. On peut aussi encapsuler un paquet dans un autre paquet, lui-même encapsulé dans une trame.L’architecture illustrée à la figure 1.3 sert de référence à toutes les architectures réseau, d’où son nom de modèle de référence. Une autre architecture protocolaire, l’architecture TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), a été définie un peu avant le modèle de référence par le ministère américain de la Défense. Son rôle premier était d’uniformiser l’interface extérieure des différents réseaux utilisés par le département d’État américain de façon à les interconnecter facilement. C’est cette architecture TCP/IP qui a été adoptée pour le réseau Internet, ce qui lui a offert une diffusion massive. Nous la détaillons aux chapitres 3 et 17.