Chaque jour, pour accéder aux services disponibles sur Internet, nous accédons à des milliers de serveurs situés dans des emplacements géographiques variés. Chacun de ces serveurs se voit attribuer une adresse IP unique par laquelle il est identifié sur le réseau local connecté.
Une communication réussie entre les nœuds nécessite l’interaction efficace d’un certain nombre de protocoles. Ces protocoles sont implémentés au niveau matériel et logiciel de chaque périphérique réseau. L'interaction entre les protocoles peut être représentée comme une pile de protocoles. Les protocoles d'une pile constituent une hiérarchie à plusieurs niveaux dans laquelle le protocole de niveau supérieur dépend des services de protocole des niveaux inférieurs.
Le graphique ci-dessous montre la pile de protocoles avec l'ensemble des protocoles principaux requis pour exécuter un serveur Web sur un réseau Ethernet. Les couches inférieures de la pile sont chargées de déplacer les données sur le réseau et de fournir des services aux couches supérieures. Les niveaux supérieurs sont en grande partie responsables du contenu des messages transférés et de l'interface utilisateur.
Il serait impossible de mémoriser toutes les adresses IP de tous les serveurs qui fournissent divers services sur Internet. Au lieu de cela, un moyen plus simple de trouver des serveurs consiste à faire correspondre le nom avec une adresse IP. Le système de noms de domaine (DNS) vous permet d'utiliser un nom d'hôte pour interroger l'adresse IP d'un serveur individuel. L'enregistrement et l'organisation des noms dans ce système sont effectués dans des groupes spéciaux de haut niveau appelés domaines. Certains des domaines de premier niveau les plus populaires sur Internet incluent .com, .edu et .net. Le serveur DNS contient une table spéciale qui associe les noms d'hôtes d'un domaine à l'adresse IP correspondante. Si un client connaît le nom d'un serveur, par exemple un serveur web, mais a besoin de trouver une adresse IP, il envoie une requête à ce serveur DNS via le port 53. Le client utilise cette adresse IP du serveur DNS spécifié dans le DNS paramètres de la section de configuration IP de ce nœud. Dès réception d'une requête, le serveur DNS utilise sa table pour déterminer s'il existe une correspondance entre l'adresse IP demandée et le serveur Web. Si le serveur DNS ne dispose pas d'enregistrement pour le nom demandé, il interroge un autre serveur DNS au sein de son domaine. Après avoir reconnu l'adresse IP, le serveur DNS renvoie le résultat au client. Si le serveur DNS ne parvient pas à résoudre l'adresse IP, le client ne pourra pas contacter ce serveur Web et recevra un message d'expiration. Le processus de détermination d'une adresse IP à l'aide du protocole DNS à partir du logiciel client est assez simple et transparent pour l'utilisateur.
Lors du processus d'échange d'informations, le serveur Web et le client Web utilisent des protocoles et des normes spéciaux pour garantir la réception et la lecture des informations. Ces protocoles comprennent les éléments suivants : les protocoles de couche application, les protocoles de transport, les protocoles d'interconnexion et d'accès au réseau.
Protocole de couche application
Le protocole HTTP (Hypertext Transfer Protocol) gère l'interaction entre un serveur Web et un client Web. Le protocole HTTP spécifie le format des requêtes et des réponses aux requêtes envoyées entre le client et le serveur. Pour contrôler le processus de transmission des messages entre le client et le serveur, HTTP utilise d'autres protocoles.
Protocole de transport
Transmission Control Protocol (TCP) est un protocole de transport qui gère les sessions de communication individuelles entre les serveurs Web et les clients Web. Le protocole TCP divise les messages hypertextes (HTTP) en segments et les envoie à l'hôte final. Il effectue également le contrôle du flux de données et confirme l'échange de paquets entre les nœuds.
protocole Internet
Le protocole de mise en réseau le plus couramment utilisé est le protocole Internet (IP). Le protocole IP est chargé de recevoir les segments formatés de TCP, de leur attribuer des adresses locales et de les encapsuler dans des paquets pour le routage vers l'hôte final.
Protocoles d'accès au réseau
Dans les réseaux locaux, le protocole Ethernet est le plus souvent utilisé. Les protocoles d'accès au réseau remplissent deux fonctions principales : gérer les canaux de transmission de données et transmettre physiquement les données sur le réseau.
Les protocoles de contrôle de liaison de données reçoivent les paquets du protocole IP et les encapsulent dans le format de trame LAN approprié. Ces protocoles sont chargés d'attribuer des adresses physiques aux trames de données et de les préparer à la transmission sur le réseau.
Les normes et protocoles de transmission de données physiques sont chargés de représenter les bits du chemin de transmission, de sélectionner la méthode de transmission des signaux et de les convertir au niveau du nœud de réception. Les cartes d'interface réseau prennent en charge les protocoles de chemin de données correspondants.
Chaque service accessible sur le réseau possède ses propres protocoles de niveau application pris en charge par le logiciel serveur et client. Outre les protocoles de couche application, tous les services Internet courants utilisent le protocole Internet (IP), responsable de l'adressage et du routage des messages entre les nœuds source et de destination.
Le protocole IP est uniquement responsable de la structure, de l'adressage et du routage des paquets. IP ne définit pas la manière dont les paquets sont livrés ou transportés. Les protocoles de transport spécifient la manière dont les messages sont transmis entre les nœuds. Les protocoles de transport les plus populaires sont le Transmission Control Protocol (TCP) et le User Datagram Protocol (UDP). Le protocole IP utilise ces protocoles de transport pour assurer la communication et le transfert de données entre les nœuds.
Si une application nécessite une confirmation de la livraison du message, elle utilise le protocole TCP. Ceci est similaire au processus d'envoi de courrier recommandé dans le système postal ordinaire, où le destinataire signe le reçu pour confirmer la réception de la lettre.
TCP divise le message en morceaux plus petits appelés segments. Ces segments sont numérotés séquentiellement et transmis au protocole IP, qui assemble ensuite les paquets. TCP garde une trace du nombre de segments envoyés à un hôte particulier par une application particulière. Si l'expéditeur ne reçoit pas d'accusé de réception dans un certain délai, TCP traite ces segments comme orphelins et les renvoie. Seule la partie perdue du message est renvoyée, et non la totalité du message.
Le protocole TCP au niveau du nœud de réception est chargé de réassembler les segments de message et de les transmettre à l'application appropriée.
FTP et HTTP sont des exemples d'applications qui utilisent TCP pour transmettre des données.
Dans certains cas, le protocole de confirmation de livraison (TCP) n'est pas requis car il ralentit le taux de transfert de données. Dans de tels cas, UDP est le protocole de transport le plus approprié.
Le protocole UDP effectue une livraison non garantie des données et ne nécessite aucune confirmation de la part du destinataire. Ceci est similaire à l’envoi d’une lettre par courrier ordinaire sans accusé de réception. La livraison de la lettre n'est pas garantie, mais les chances de livraison sont assez élevées.
UDP est le protocole préféré pour le streaming audio, vidéo et voix sur protocole Internet (VoIP). Confirmer la livraison ne fera que ralentir le processus de transfert de données et une nouvelle livraison n'est pas recommandée.
Un exemple d'utilisation du protocole UDP est la radio Internet. Si un message est perdu le long du chemin de livraison réseau, il ne sera pas renvoyé. La perte de plusieurs paquets sera perçue par l'auditeur comme une perte de son à court terme. Si vous utilisez pour cela le protocole TCP, qui prévoit la relivraison des paquets perdus, le processus de transfert de données sera suspendu pour recevoir les paquets perdus, ce qui dégradera considérablement la qualité de lecture.
Protocole de messagerie simple (SMTP)
Le protocole SMTP est utilisé par le programme client de messagerie pour envoyer des messages au serveur de messagerie local. Ensuite, le serveur local détermine si le message est adressé à une boîte aux lettres locale ou à une boîte aux lettres sur un autre serveur.
Le protocole SMTP est utilisé lors de la communication avec différents serveurs, par exemple si vous devez envoyer un message à d'autres serveurs. Les requêtes SMTP sont envoyées au port 25.
Protocole postal (POP3)
Un serveur POP reçoit et stocke les messages pour ses utilisateurs. Une fois la connexion établie entre le client et le serveur de messagerie, les messages seront téléchargés sur l'ordinateur du client. Par défaut, les messages ne sont pas enregistrés sur le serveur après avoir été lus par le client. Les clients accèdent aux serveurs POP3 sur le port 110.
Protocole IMAP4
Le serveur IMAP reçoit et stocke également les messages adressés à ses utilisateurs. Toutefois, les messages peuvent rester dans les boîtes aux lettres des utilisateurs à moins qu'ils ne soient explicitement supprimés par les utilisateurs eux-mêmes. La version la plus récente du protocole IMAP, IMAP4, écoute les requêtes des clients sur le port 143.
Différentes plates-formes de système d'exploitation réseau utilisent différents serveurs de messagerie.
La messagerie instantanée (MI) est aujourd’hui l’un des outils d’échange d’informations les plus populaires. Un logiciel de messagerie instantanée (MI) exécuté sur des ordinateurs locaux permet aux utilisateurs d'interagir dans des fenêtres de messagerie en temps réel ou des sessions de chat sur Internet. Le marché propose aujourd'hui de nombreux programmes de messagerie instantanée proposés par diverses sociétés de développement. Chaque service de messagerie instantanée peut utiliser des protocoles et des ports d'extrémité spécifiques. Un logiciel compatible doit donc être installé sur deux hôtes différents.
Une configuration minimale est suffisante pour exécuter des applications de messagerie instantanée. Après avoir téléchargé l'application client, entrez simplement votre nom d'utilisateur et votre mot de passe. Cette opération est nécessaire pour authentifier le client IM à l'entrée du réseau de messagerie instantanée. Une fois connectés au serveur, les clients peuvent envoyer des messages à d'autres clients en temps réel. En plus des messages texte, le client de messagerie instantanée prend en charge le transfert de fichiers vidéo, musicaux et vocaux. Les clients de messagerie instantanée prennent en charge la fonctionnalité téléphonique, qui permet aux utilisateurs de passer des appels téléphoniques sur Internet. Il existe des options supplémentaires pour personnaliser la « Liste de contacts », ainsi que des styles de conception personnels.
Le logiciel client de messagerie instantanée peut être téléchargé et utilisé sur tous les types d'appareils, notamment : les ordinateurs, les PDA et les téléphones portables.
Aujourd’hui, les appels téléphoniques via Internet deviennent de plus en plus populaires. Les applications clientes de téléphonie Internet mettent en œuvre une technologie peer-to-peer, similaire à la technologie de messagerie instantanée. La téléphonie IP utilise la technologie Voice over IP (VoIP), qui utilise des paquets IP pour transmettre des données vocales numérisées.
Pour démarrer avec Internet Phone, téléchargez le logiciel client de l'une des sociétés proposant ce service. Les tarifs d'utilisation des services de téléphonie Internet varient selon la région et le fournisseur.
Après avoir installé le logiciel, l'utilisateur doit sélectionner un nom unique. Ceci est nécessaire pour recevoir des appels d'autres utilisateurs. Des haut-parleurs et un microphone, intégrés ou externes, sont également requis. Un casque connecté à un ordinateur est souvent utilisé comme téléphone.
Les appels sont établis avec d'autres utilisateurs utilisant le même service en sélectionnant des noms dans une liste. L'établissement d'un appel vers un téléphone ordinaire (ligne fixe ou téléphone cellulaire) nécessite une passerelle pour accéder au réseau téléphonique public commuté (PSTN).
Le choix des protocoles et des ports d'extrémité utilisés dans les applications de téléphonie Internet peut varier en fonction du type de logiciel.
Technologies de réseau
La technologie réseau est un ensemble coordonné de protocoles standards, de logiciels et de matériels qui les mettent en œuvre, suffisants pour construire des réseaux informatiques.
Protocole- ϶ᴛᴏ un ensemble de règles et d'accords qui déterminent la manière dont les appareils d'un réseau échangent des données.
Aujourd'hui, les technologies de réseau suivantes dominent : Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM.
Technologie Ethernet
La technologie Ethernet a été créée par XEROX en 1973. Le principe de base d'Ethernet est une méthode d'accès aléatoire à un support de transmission de données partagé (méthode d'accès multiple).
La topologie logique d'un réseau Ethernet est toujours en bus et les données sont donc transmises à tous les nœuds du réseau. Chaque nœud voit chaque transmission et distingue les données qui lui sont destinées par l'adresse de son adaptateur réseau. À un moment donné, un seul nœud peut effectuer une transmission réussie ; il doit donc y avoir une sorte d'accord entre les nœuds sur la manière dont ils peuvent utiliser le même câble ensemble afin de ne pas interférer les uns avec les autres. Cet accord définit la norme Ethernet.
À mesure que la charge du réseau augmente, il devient de plus en plus important de transmettre des données en même temps. Lorsque cela se produit, les deux transmissions entrent en conflit, remplissant le bus d’informations inutiles. Ce comportement est connu sous le terme de « collision », c'est-à-dire l'apparition d'un conflit.
Chaque système de transmission, dès qu'il détecte une collision, arrête immédiatement d'envoyer des données et des mesures sont prises pour corriger la situation.
Bien que la plupart des collisions qui se produisent sur un réseau Ethernet typique soient résolues en quelques microsecondes et que leur apparition soit naturelle et attendue, le principal inconvénient est essentiellement que plus le trafic sur le réseau est important, plus il y a de collisions, plus les performances du réseau chutent fortement et un effondrement peut se produire. , c'est-à-dire que le réseau est obstrué par le trafic.
Trafic– flux de messages dans un réseau de données.
Technologie Token Ring
La technologie Token Ring a été développée par IBM en 1984. La technologie Token Ring utilise une méthode d’accès complètement différente. Le réseau logique Token Ring a une topologie en anneau. Un message spécial appelé jeton est un paquet spécial de trois octets qui circule constamment autour de l'anneau logique dans une direction. Lorsqu'un jeton passe par un nœud prêt à envoyer des données au réseau, il récupère le jeton, y attache les données à envoyer, puis renvoie le message à l'anneau. Le message continue son « voyage » autour de l’anneau jusqu’à atteindre sa destination. Jusqu'à ce que le message soit reçu, aucun nœud ne pourra transmettre de données. Cette méthode d'accès est connue sous le nom de passage de jeton. Il élimine les collisions et les périodes de latence aléatoires comme Ethernet.
Technologie FDDI
La technologie FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – interface de données distribuées par fibre optique – est la première technologie de réseau local dans laquelle le support de transmission des données est un câble à fibre optique. La technologie FDDI est largement basée sur la technologie Token Ring, développant et améliorant ses idées de base. Le réseau FDDI est construit sur la base de deux anneaux de fibre optique, qui constituent les chemins de transmission de données principaux et de secours entre les nœuds du réseau. Avoir deux anneaux est le principal moyen d'augmenter la tolérance aux pannes dans un réseau FDDI, et les nœuds qui souhaitent profiter de ce potentiel de fiabilité accru doivent être connectés aux deux anneaux.
En mode de fonctionnement normal du réseau, les données transitent uniquement par tous les nœuds et toutes les sections de câbles de l'anneau principal ; l'anneau secondaire n'est pas utilisé dans ce mode. En cas de panne où une partie de l'anneau principal ne peut pas transmettre de données (par exemple, rupture de câble ou défaillance d'un nœud), l'anneau principal est combiné avec l'anneau secondaire, formant à nouveau un seul anneau.
Les anneaux dans les réseaux FDDI sont considérés comme un support commun de transmission de données, et donc une méthode d'accès spéciale est définie pour cela, très proche de la méthode d'accès des réseaux Token Ring. La différence réside essentiellement dans le fait que le temps de rétention des jetons dans le réseau FDDI n’est pas une valeur constante, comme dans Token Ring. Cela dépend de la charge de l'anneau - avec une charge légère, elle augmente et avec des congestions importantes, elle peut diminuer jusqu'à zéro pour le trafic asynchrone. Il est important de noter que pour le trafic synchrone, le temps de détention du token reste une valeur fixe.
Technologie ATM
ATM (Asynchronous Transfer Mode) est la technologie réseau la plus moderne. Il est conçu pour transmettre la voix, les données et la vidéo à l'aide d'un protocole de commutation cellulaire à haut débit et orienté connexion.
Contrairement à d'autres technologies, le trafic ATM est divisé en cellules (cellules) de 53 octets. L'utilisation d'une structure de données de taille prédéfinie rend le trafic réseau plus facilement quantifiable, prévisible et gérable. L'ATM est basé sur la transmission d'informations sur un câble à fibre optique en utilisant une topologie en étoile.
Technologies de réseau - concept et types. Classement et caractéristiques de la catégorie « Technologies de réseau » 2017, 2018.
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Actuellement, les technologies réseau suivantes dominent : Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM.
Technologie Ethernet
La technologie Ethernet a été créée par XEROX en 1973. Le principe de base d'Ethernet est une méthode d'accès aléatoire à un support de transmission de données partagé (méthode d'accès multiple).
La topologie logique d'un réseau Ethernet est toujours en bus, les données sont donc transmises à tous les nœuds du réseau. Chaque nœud voit chaque transmission et distingue les données qui lui sont destinées par l'adresse de son adaptateur réseau. À un moment donné, un seul nœud peut effectuer une transmission réussie. Il doit donc y avoir une sorte d'accord entre les nœuds sur la manière dont ils peuvent utiliser le même câble ensemble afin de ne pas interférer les uns avec les autres. Cet accord définit la norme Ethernet.
À mesure que la charge du réseau augmente, la nécessité de transmettre des données en même temps devient de plus en plus nécessaire. Lorsque cela se produit, les deux transmissions entrent en conflit, remplissant le bus d’informations inutiles. Ce comportement est connu sous le terme de « collision », c'est-à-dire l'apparition d'un conflit.
Chaque système de transmission, dès qu'il détecte une collision, arrête immédiatement d'envoyer des données et des mesures sont prises pour corriger la situation.
Bien que la plupart des collisions qui se produisent sur un réseau Ethernet typique soient résolues en quelques microsecondes et que leur apparition soit naturelle et attendue, le principal inconvénient est que plus le trafic sur le réseau est important, plus il y a de collisions, plus les performances du réseau chutent fortement et un effondrement peut se produire. c'est-à-dire que le réseau est obstrué par le trafic.
Trafic– flux de messages dans un réseau de données.
Technologie Token Ring
La technologie Token Ring a été développée par IBM en 1984. La technologie Token Ring utilise une méthode d’accès complètement différente. Le réseau logique Token Ring a une topologie en anneau. Un message spécial, appelé jeton, est un paquet spécial de trois octets qui circule constamment autour de l'anneau logique dans une direction. Lorsqu'un jeton passe par un nœud prêt à envoyer des données au réseau, il récupère le jeton, y attache les données à envoyer, puis renvoie le message à l'anneau. Le message continue son « voyage » autour de l’anneau jusqu’à atteindre sa destination. Jusqu'à ce que le message soit reçu, aucun nœud ne pourra transmettre de données. Cette méthode d'accès est connue sous le nom de passage de jeton. Il élimine les collisions et les périodes de latence aléatoires comme Ethernet.
Technologie FDDI
La technologie FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – interface de données distribuées par fibre optique – est la première technologie de réseau local dans laquelle le support de transmission des données est un câble à fibre optique. La technologie FDDI est largement basée sur la technologie Token Ring, développant et améliorant ses idées de base. Le réseau FDDI est construit sur la base de deux anneaux de fibre optique, qui constituent les chemins de transmission de données principaux et de secours entre les nœuds du réseau. Avoir deux anneaux est le principal moyen d'augmenter la tolérance aux pannes dans un réseau FDDI, et les nœuds qui souhaitent profiter de ce potentiel de fiabilité accru doivent être connectés aux deux anneaux.
En mode de fonctionnement normal du réseau, les données transitent uniquement par tous les nœuds et toutes les sections de câbles de l'anneau principal ; l'anneau secondaire n'est pas utilisé dans ce mode. En cas de panne où une partie de l'anneau principal ne peut pas transmettre de données (par exemple, rupture de câble ou défaillance d'un nœud), l'anneau principal est combiné avec l'anneau secondaire, formant à nouveau un seul anneau.
Les anneaux dans les réseaux FDDI sont considérés comme un support commun de transmission de données, c'est pourquoi une méthode d'accès spéciale est définie pour cela, très proche de la méthode d'accès des réseaux Token Ring. La différence est que le temps de rétention des jetons dans le réseau FDDI n'est pas une valeur constante, comme dans Token Ring. Cela dépend de la charge de l'anneau - avec une charge légère, elle augmente et avec des congestions importantes, elle peut diminuer jusqu'à zéro pour le trafic asynchrone. Pour le trafic synchrone, le temps de détention du jeton reste une valeur fixe.
Technologie ATM
ATM (Asynchronous Transfer Mode) est la technologie réseau la plus moderne. Il est conçu pour transmettre la voix, les données et la vidéo à l'aide d'un protocole de commutation cellulaire à haut débit et orienté connexion.
Contrairement à d'autres technologies, le trafic ATM est divisé en cellules (cellules) de 53 octets. L'utilisation d'une structure de données de taille prédéfinie rend le trafic réseau plus facilement quantifiable, prévisible et gérable. L'ATM est basé sur la transmission d'informations sur un câble à fibre optique en utilisant une topologie en étoile.