Comment fonctionnent les réseaux informatiques - Protocoles

Assembler les pièces physiques d'un réseau informatique par lui-même est insuffisant pour le faire fonctionner - les appareils connectés nécessitent également une méthode de communication. Ces langages de communication sont appelés protocoles réseau .

Objectif des protocoles réseau

Sans protocoles, les appareils n'auraient pas la capacité de comprendre les signaux électroniques qu'ils se transmettent sur les connexions réseau. Les protocoles réseau servent ces fonctions de base:

Envisagez une comparaison entre les protocoles réseau et la façon dont un service postal gère le courrier papier papier. Tout comme le service postal gère les lettres provenant de nombreuses sources et destinations, les protocoles réseau maintiennent les données en continu sur de nombreux chemins. Toutefois, contrairement au courrier physique, les protocoles réseau offrent également des fonctionnalités avancées, telles que la transmission d'un flux constant de messages vers une destination (appelée diffusion en continu ) et la copie automatique d'un message vers plusieurs destinations simultanées ( diffusion ).

Types courants de protocoles réseau

Aucun protocole n'existe qui prend en charge toutes les fonctionnalités de chaque type de réseau informatique . De nombreux types de protocoles réseau ont été inventés au fil des ans, chacun essayant de prendre en charge certains types de communication réseau. Trois caractéristiques de base qui distinguent un type de protocole d'un autre sont:

1. simplex vs. duplex . Une connexion simplex ne permet qu'un seul appareil de transmettre sur un réseau. Inversement, les connexions réseau bidirectionnelles permettent aux périphériques de transmettre et de recevoir des données sur le même lien physique.

2. orienté connexion ou sans connexion . Un échange de protocole de réseau orienté connexion (un processus appelé établissement de liaison ) adresse des informations entre deux appareils qui leur permettent de poursuivre une conversation (appelée session ) les uns avec les autres. Inversement, les protocoles sans connexion fournissent des messages individuels d'un point à un autre sans tenir compte des messages similaires envoyés avant ou après (et sans savoir si les messages sont reçus avec succès).

3. couche . Les protocoles réseau fonctionnent normalement en groupes (appelés piles car les diagrammes représentent souvent des protocoles comme des boîtes empilées les unes sur les autres). Certains protocoles fonctionnent sur des couches inférieures étroitement liées à la manière dont différents types de câblage sans fil ou réseau fonctionnent physiquement. D'autres travaillent sur des couches supérieures liées au fonctionnement des applications réseau, et d'autres fonctionnent sur des couches intermédiaires.

La famille de protocoles Internet

Les protocoles réseau les plus courants en usage public appartiennent à la famille IP (Internet Protocol) . L'IP est elle-même le protocole de base qui permet à la maison et à d'autres réseaux locaux sur Internet de communiquer entre eux.

IP fonctionne bien pour déplacer des messages individuels d'un réseau à un autre mais ne supporte pas le concept d'une conversation (une connexion sur laquelle un flux de messages peut voyager dans une direction ou dans les deux directions). Le protocole TCP (Transmission Control Protocol) étend IP avec cette capacité de couche supérieure, et parce que les connexions point à point sont si essentielles sur Internet, les deux protocoles sont presque toujours appariés et connus comme TCP / IP.

TCP et IP fonctionnent tous deux dans les couches intermédiaires d'une pile de protocoles réseau. Des applications populaires sur Internet ont parfois implémenté leurs propres protocoles sur TCP / IP. HyperText Transfer Protocol (HTTP) est utilisé par les navigateurs Web et les serveurs du monde entier. TCP / IP, à son tour, fonctionne au-dessus des technologies de réseau de niveau inférieur comme Ethernet . Parmi les autres protocoles réseau populaires de la famille IP, citons ARP , ICMP et FTP .

Comment les protocoles réseau utilisent-ils les paquets

L'Internet et la plupart des autres réseaux de données fonctionnent en organisant les données en petits morceaux appelés paquets . Pour améliorer les performances et la fiabilité de la communication, chaque message plus important envoyé entre deux périphériques réseau est souvent subdivisé en paquets plus petits par le matériel et le logiciel sous-jacents. Ces réseaux de commutation de paquets nécessitent que les paquets soient organisés de manière spécifique en fonction des protocoles supportés par le réseau. Cette approche fonctionne bien avec la technologie des réseaux modernes car ils traitent tous des données sous forme de bits et d'octets (numériques '1' et '0').

Chaque protocole réseau définit des règles sur la façon dont ses paquets de données doivent être organisés (formatés). Parce que les protocoles comme Internet Protocol fonctionnent souvent ensemble dans des couches, certaines données incorporées dans un paquet formaté pour un protocole peuvent être dans le format d'un autre protocole connexe (une méthode appelée encapsulation ).

Les protocoles divisent généralement chaque paquet en trois parties: header , payload et footer . (Certains protocoles, comme IP, n'utilisent pas les pieds de page.) Les en-têtes et les pieds de page contiennent les informations contextuelles requises pour prendre en charge le réseau, y compris les adresses des périphériques d'émission et de réception. Les en-têtes ou pieds de page incluent souvent des données spéciales pour améliorer la fiabilité et / ou les performances des connexions réseau, telles que les compteurs qui suivent l'ordre d'envoi des messages et les sommes de contrôle qui aident les applications réseau à détecter ou altérer les données.

Comment les périphériques réseau utilisent-ils les protocoles?

Les systèmes d'exploitation des périphériques réseau incluent la prise en charge intégrée de certains protocoles réseau de niveau inférieur. Tous les systèmes d'exploitation d'ordinateurs de bureau modernes prennent en charge à la fois Ethernet et TCP / IP, par exemple, alors que de nombreux smartphones prennent en charge Bluetooth et les protocoles de la famille Wi-Fi. Ces protocoles se connectent finalement aux interfaces réseau physiques d'un périphérique, comme ses ports Ethernet et ses radios Wi-Fi ou Bluetooth.

À leur tour, les applications réseau prennent en charge les protocoles de niveau supérieur qui communiquent avec le système d'exploitation. Un navigateur Web, par exemple, est capable de traduire des adresses telles que http: // / en paquets HTTP contenant les données nécessaires qu'un serveur Web peut recevoir et renvoyer à son tour la bonne page Web. Le dispositif de réception est chargé de réassembler des paquets individuels dans le message d'origine, en supprimant les en-têtes et les pieds de page et en concaténant les paquets dans la séquence correcte.