Les fondamentaux des réseaux informatiques
Dans le cadre du DevOps, la compréhension des réseaux informatiques n'est pas seulement une compétence technique ; elle est essentielle pour faciliter une collaboration efficace, automatiser les processus et assurer la continuité des services. Ce billet de blog aborde les principes fondamentaux des réseaux informatiques, essentiels pour les professionnels du DevOps. Nous explorerons les composants clés, le modèle OSI, le modèle TCP/IP et d'autres concepts importants qui sous-tendent les opérations, la surveillance et l'optimisation des infrastructures réseau dans un environnement DevOps.
Pourquoi ces connaissances sont indispensables ?
On n'attend pas d'un consultant DevOps d'être un expert des réseaux informatiques, mais d'avoir un certain nombre de connaissances dans ce domaine.
Ce sont en effet les Administrateurs Système, qui sont chargés de garantir que les applications et les services web sont disponibles en permanence. Le réseau informatique est l'épine dorsale de toute infrastructure informatique. Lors d'un incident Les Administrateurs Système doivent établir rapidement des diagnostics incluant le réseau informatique.
C'est pourquoi dans la section suivant, nous verrons les fondamentaux des réseaux informatiques.
Qu'est-ce qu'un réseau informatique ?
Un réseau informatique est un ensemble d'ordinateurs, de serveurs, d'appareils mobiles, de périphériques et d'autres équipements connectés entre eux, qui permettent de partager des ressources et d'échanger des données. Voici quelques points clés pour comprendre un réseau informatique :
Le but principal d'un réseau informatique est de partager des ressources (comme des fichiers, des logiciels, ou du matériel comme des imprimantes) et de faciliter la communication (par e-mails, messageries instantanées, conférences vidéo, etc.).
Types de réseaux informatiques
- Réseaux locaux (LAN) Ils couvrent une petite zone géographique, comme un bureau, une maison, ou un bâtiment.
- Réseaux étendus (WAN) Ils couvrent de grandes distances, comme des villes, des pays, voire des continents. Internet est un exemple de WAN.
- Réseaux personnels (PAN) Réseaux de très petite portée, centrés autour d'une personne, typiquement dans un rayon de quelques mètres.
- Réseaux métropolitains (MAN) Ils couvrent une zone urbaine, comme une ville ou une municipalité.
- ...
Les Composants d'un Réseau
Ordinateurs et Périphériques
Dans un réseau informatique, les ordinateurs et les périphériques jouent le rôle d'émetteurs et de récepteurs de données. Ils peuvent être des ordinateurs de bureau, des ordinateurs portables, des smartphones, des imprimantes, ou tout autre appareil capable de se connecter à un réseau. Ces dispositifs sont souvent appelés "nœuds".
Répartiteurs, Commutateurs et Routeurs
Les routeurs et les commutateurs sont des appareils cruciaux dans la gestion du trafic réseau.
- Répartiteurs: (Hub en anglais) : Un hub, aussi connu sous le nom de concentrateur réseau, est un dispositif de réseau de base utilisé pour connecter plusieurs appareils dans un réseau local (LAN).
- Commutateurs (Switch en anglais) : Un commutateur est un dispositif de réseau qui connecte plusieurs appareils au sein d'un réseau local (LAN). Contrairement à un simple répartiteur (hub), un commutateur est intelligent ; il peut identifier les appareils connectés par leur adresse MAC (Media Access Control) et diriger le trafic de données de manière sélective :
- Routeurs : Ils connectent différents réseaux ensemble. Par exemple, un routeur domestique connecte le réseau local à Internet. Les routeurs utilisent des tables de routage et des protocoles pour déterminer le meilleur chemin pour acheminer les paquets de données entre les réseaux.
Médias de Transmission
Les médias de transmission sont les moyens physiques par lesquels les données sont transportées dans un réseau. Il existe deux types principaux :
- **Câblé Les données sont transmises à travers des câbles, comme les câbles Ethernet. Ces médias sont généralement utilisés pour les réseaux locaux (LAN) en raison de leur vitesse et de leur fiabilité élevées.
- **Sans fil Les données sont transmises par des ondes radio. Les technologies sans fil, comme le Wi-Fi, sont largement utilisées pour leur flexibilité et leur facilité d'installation, bien qu'elles puissent être moins fiables que les connexions câblées.
Modèles de communication en réseau OSI
Le Modèle OSI (Open Systems Interconnection) est un cadre théorique utilisé pour comprendre les interactions dans les réseaux informatiques. Il décompose la communication réseau en sept couches, chacune ayant un rôle spécifique.
Terminologie
- Un service est une description abstraite de fonctionnalités à l'aide de primitives (commandes ou événements) telles que demande de connexion ou réception de données.
- Un protocole est un ensemble de messages et de règles d'échange réalisant un service.
- Une interface (« point d'accès au service » dans la norme) est le moyen concret d'utiliser le service. Dans un programme, c'est typiquement un ensemble de fonctions de bibliothèque ou d'appels systèmes. Dans une réalisation matérielle, c'est par exemple un jeu de registres à l'entrée d'un circuit.
| Numéro de Couche | Nom de la Couche | Fonction | Type de Couche |
|---|---|---|---|
| 1 | Physique | Transmission brute de données | Couche Matérielle |
| 2 | Liaison de Données | Organisation des données en trames | Couche Matérielle |
| 3 | Réseau | Routage des paquets entre réseaux | Couche Matérielle |
| 4 | Transport | Transmission fiable des données | Couche Haute |
| 5 | Session | Gestion des sessions de communication | Couche Haute |
| 6 | Présentation | Traduction des données | Couche Haute |
| 7 | Application | Services réseau pour applications | Couche Haute |
Les couches matérielles
Couche 1 : Physique
La couche physique concerne la transmission brute des données sur un support matériel. Elle inclut les aspects physiques de la connectivité, comme les câbles (Ethernet, fibre optique) et les signaux électriques ou optiques. Cette couche est essentielle, car elle constitue la base matérielle de toute communication réseau.
Couche 2 : Liaison de Données
Cette couche organise les données en trames et gère les adresses physiques des appareils (adresses MAC). Les commutateurs opèrent à ce niveau, gérant la manière dont les données sont transmises et corrigeant les erreurs basiques de transmission.
Couche 3 : Réseau
La couche réseau gère le routage des paquets de données d'une source à une destination, en traversant différents réseaux. Les routeurs et le protocole IP (Internet Protocol) opèrent à ce niveau, traitant l'adressage logique et le routage efficace des paquets.
Les couches hautes
Couche 4 : Transport
Cette couche assure une livraison fiable et dans le bon ordre des données entre les applications. Elle utilise des protocoles comme TCP (Transmission Control Protocol) pour la fiabilité et UDP (User Datagram Protocol) pour la rapidité, gérant la segmentation, le contrôle de flux et la correction d'erreurs.
Couche 5 : Session
La couche session établit, gère et termine les sessions de communication entre applications. Elle organise les échanges d'informations et contrôle les dialogues entre les applications, assurant une communication structurée.
Couche 6 : Présentation
Cette couche s'assure que les données sont dans un format utilisable. Elle gère la traduction des données entre différents formats, s'occupant du cryptage, de la compression et de la conversion des données pour garantir qu'elles soient compréhensibles par les couches supérieures.
Couche 7 : Application
La dernière couche fournit des services réseau aux applications de l'utilisateur final. Elle inclut des applications comme les navigateurs web et les clients de messagerie, fournissant une interface pour l'implémentation de services réseau spécifiques.
Plus loin
Livres
- Réseaux 6e édition de Andrew Tanenbaum
- Les Réseaux de Guy Pujolle
- Réseaux informatiques - Notions fondamentales (9e édition) de José Dordoigne
- Les réseaux informatiques - Guide pratique pour l'administration, la sécurité et la supervision
MOOC
Concevez votre réseau TCP/IP Maîtrisez vos applications et réseaux TCP/IP