Le modèle OSI de lʼISO
Transcription
Le modèle OSI de lʼISO
Réseaux Le modèle OSI de lʼISO Le modèle OSI (Open Systems Interconnection) a été créé par lʼISO (International Organization for Standardization) il y a une trentaine d'années. Il fait lʼobjet d'une norme qui s'appelle 7498-1:1994 à l'ISO et X.200 à l'ITU (l'International Telecommunication Union). Les réseaux : généralités Les réseaux locaux Le modèle OSI de lʼISO Cʼest uniquement une référence, un texte abstrait destiné à fournir un cadre conceptuel pour les ingénieurs en télécoms et les informaticiens qui travaillent dans les réseaux. Les systèmes intermédiaires Autrement dit, ce nʼest pas un standard de communications, cʼest seulement un moyen de mieux se comprendre. Lʼadressage IP Il définit sept couches. Chacune dʼelles correspond à une famille de fonctions de communication : 7. Application interface avec les programmes locaux (système dʼexploitation, utilitaires et applications). Étude de cas dʼun LAN FTP Commandes de réseaux Les réseaux téléinformatiques 6. Présentation transformations des données. 5. Session gestion du dialogue dans le temps (ouverture du dialogue, déroulement, fin). 4. Transport gestion du dialogue dans lʼespace, vérification que le programme destinataire reçoit bien les données envoyées par le programme expéditeur. 3. Réseau gestion de lʼadressage et du choix du chemin (routing). 2. Liaison type de réseau. 1. Physique définition des caractéristiques réelles de la transmission (type de prise, type de câble, voltage, etc.). Le nom de la couche Physique est trompeur dans la mesure où il ne sʼagit pas de la couche physique, mais de celle qui décrit la couche physique (le matériel de réseau). Les équipements et les câbles se situent en dehors du modèle OSI. Le même problème se pose avec la couche Application, qui ne concerne pas les applications, mais les interfaces avec les applications. On appelle parfois couche « 8 » la couche qui contient les applications et couche « 0 » celle du réseau physique. Un paquet de données transféré par un programme expéditeur à un programme destinataire passe (métaphoriquement) par ces couches. Au départ, il traverse les couches 7 à 1 de lʼordinateur expéditeur, et, à lʼarrivée, il traverse les couches 1 à 7 de lʼordinateur destinataire. Le modèle OSI de lʼISO 1 http://www.jaquet.org, novembre 2009 Quand il passe par un système intermédiaire, il monte jusquʼen haut des fonctions de ce système, est traité, puis redescend jusquʼen bas. Voici un exemple : La distance entre le poste de travail et le serveur du schéma ci-dessus peut être aussi bien de 2 mètres que de 20'000 kilomètres. Au niveau 1, une unité de données est une suite de bits, au niveau 2 une trame (frame), au niveau 3 un paquet (packet) et au niveau 4 un segment. Au-dessus, ce sont des données (data). Les services de chaque couche Dans le modèle OSI, la couche 5 est à peine utilisée et la 6 ne comprend généralement que MIME, le protocole de messagerie électronique qui permet de transmettre tous types de messages. Sans MIME, on ne pourrait échanger que des caractères ASCII (non accentués). Couche Principaux services Protocoles 7. Application Messagerie électronique, web, transfert de fichiers, accès à distance, systèmes de fichiers distribués, téléphonie sur IP, émulation de terminal, etc. HTTP, SMTP, POP3, FTP, telnet, NFS, VoIP, BitTorrent 6. Présentation Format des données, chiffrement MIME Le modèle OSI de lʼISO 2 http://www.jaquet.org, novembre 2009 5. Session Gestion du dialogue entre les applications 4. Transport Contrôle que les données parviennent bien à leur destinataire TCP, UDP 3. Réseau Adressage et gestion de lʼitinéraire suivi par les données IP, IPsec, ICMP, BGP 2. Liaison Sous-couche LLC : gestion du déplacement des données (LLC signifie Logical Link Control) Sous-couche MAC : gestion de lʼaccès des données au réseau physique (MAC signifie Media Access Control) 802.11 (sans-fil), Ethernet 1. Physique Définition du matériel : cuivre, fibre ou sans-fil, débit, nombre de fils, fonction de chaque fil, forme des prises, etc. 1000Base-T et autres normes Ethernet physiques, liaison sérielle, etc. Le modèle OSI a une utilité pratique : quand on a un problème avec le réseau, il est plus facile de le diagnostiquer et de le résoudre si on suit la logique des couches. Par exemple, on peut commencer par vérifier la couche 3 en allant dans l'interface de commande et en faisant un ping sur un URL distant (exemple : ping ietf.org). Si on obtient le message « n packets transmitted, n packets received, 0% packet loss », c'est que tout va bien à ce niveau et que le problème se situe plus haut. Si on a « 100% packet loss », c'est au contraire que le problème se situe plus bas et on peut vérifier que la LED qui se trouve à côté de la prise réseau de l'ordinateur et celle du switch sont bien allumées, ce qui indique que la liaison est bonne (couche 2). On peut ensuite faire un ping localhost (ou un ping 127.0.0.1) pour tester si la configuration du réseau sur le poste est OK. Si ce n'est pas le cas, le diagnostic est fait et il ne reste plus qu'à reconfigurer la connexion du système avec le réseau. 1 Le modèle Internet Il existe un modèle concurrent : le modèle Internet ou modèle TCP-IP, qui a été créé par lʼIETF (Internet Engineering Task Force). Il est décrit dans la RFC1122, qui date de 1989 (lʼexpression de RFC, Request For Comment, désigne les normes édictées par lʼIETF). Contrairement au modèle OSI, il est très peu cité comme référence théorique, mais, en pratique, c'est le modèle universel. 1 Dans Windows, c'est la section Réseau et Internet du Panneau de configuration. Dans Mac OS, c'est Internet et réseau dans les Préférences Système. Avec Linux, cela varie de cas en cas. Le modèle OSI de lʼISO 3 http://www.jaquet.org, novembre 2009 Il ne comprend que quatre couches. On peut les faire correspondre aux sept couches de lʼISO, mais de manière imparfaite : Protocoles de la couche Application Pour la personne ou lʼapplication qui utilise un service de communication, la couche 7 est la seule visible. Cʼest donc aussi la plus intéressante. HTTP (HyperText Transfer Protocol) est le protocole du web. Il réunit deux applications : • un client HTTP, cʼest-à-dire un navigateur (Firefox, Opera, Safari, Internet Explorer, etc.) ; • un serveur HTTP, qui abrite le site et le met à la disposition des clients. Apache est le plus connu. SMTP (Simple Message Transfer Protocol) gère le transport de messages électroniques quand ils sont constitués de texte sans accents. MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions) le complète pour les échanges de texte avec accents ainsi que pour les fichiers non textuels (images, sons, etc.).2 POP3 (Post Office Protocol version 3) permet de relever les messages entreposés dans une boîte aux lettres par SMTP et de les copier ou de les transférer sur lʼordinateur sur lequel on travaille. IMAP (Internet Message Access Protocol) est similaire, mais il offre plus de possibilités. DNS (Domain Name System) gère la correspondance entre un nom de domaine et une adresse IP. Cʼest grâce à lui quʼon peut taper « www.un.org » dans la barre dʼadresse dʼun navigateur et arriver sur le site des Nations Unies. Sinon, il faudrait taper « 157.150.195.10 », ce qui nʼest pas facile à retenir. FTP (File Transfer Protocol) gère le transfert de fichiers. Cʼest lui quʼon emploie quand on copie un site sur un serveur web depuis lʼordinateur sur lequel on travaille. Telnet (teletype ou telecommunication ou terminal network) est un protocole quʼon utilise pour ouvrir une session sur un ordinateur distant. Il sʼemployait beaucoup pour administrer un serveur distant, mais il est de plus en plus remplacé par SSH (Secure Shell), qui est un telnet sécurisé. 2 Contrairement aux autres protocoles passés en revue ici, MIME ne concerne pas la couche Application, mais la couche Présentation. On parle parfois de messagerie SMTP-MIME. Le modèle OSI de lʼISO 4 http://www.jaquet.org, novembre 2009 Avant lʼavènement du web et la mise en place de HTTP, c'est telnet qui permettait d'accéder aux serveurs de lʼinternet. VoIP (Voice over IP) gère la téléphonie sur le réseau informatique. Skype, Live Messenger et Yahoo Messenger sont des exemples de programmes VoIP. NFS (Network File System) est un protocole qui permet dʼaccéder à des fichiers qui se trouvent sur une machine distante. Lʼapplication les manipule comme sʼils se trouvaient sur le disque dur local. Une base commune : TCP-IP Tous ces protocoles fonctionnent sur TCP-IP ou UDP-IP. IP (Internet Protocol) gère lʼadressage des paquets. Cʼest lʼéquivalent informatique du système postal. On utilise actuellement la version 4, mais la version 6 devrait la remplacer un jour. TCP (Transmission Control Protocol) est un protocole dʼun niveau plus élevé. Il vérifie que le destinataire et lʼexpéditeur sont bien en communication et que les paquets sont délivrés dans le bon ordre. Sauf exception, cʼest TCP qui sʼutilise avec les protocoles applicatifs quʼon a passés en revue ici (web, messagerie électronique, transfert de fichiers, etc.) UDP (User Datagram Protocol) fonctionne aussi sur IP, mais il ne vérifie pas que le destinataire et lʼexpéditeur sont bien en communication, ce qui veut dire quʼune erreur de transmission peut se produire sans quʼil sʼen rende compte. Par contre, il est plus léger et plus rapide que TCP. UDP sʼemploie beaucoup, mais seulement quand une erreur ne prête pas à conséquence. Par exemple, si des routeurs sʼenvoient toutes les minutes un message pour propager les mises à jours dʼadresses, c'est UDP qui s'utilise parce qu'il génère beaucoup moins de trafic que TCP. Le modèle OSI de lʼISO 5 http://www.jaquet.org, novembre 2009