les réseaux informatiques


les composants d'un réseau informatique


laboratoireopen-space

  Les matériels numériques ont envahi nos espaces de travail !

  Les micro-ordinateurs sont très utiles dans bon nombre de métiers pour échanger, stocker et traiter des quantités d'informations. Le collège ne fait pas exception : l'environnement informatique du collège est composé de toutes sortes d'appareils numériques tous reliés entre eux. Cet ensemble se nomme le réseau local ou LAN.

  Un poste informatique connecté à un reseau local se nomme un poste client. Ce poste de travail peut être un micro-ordinateur, une tablette, voire un smartphone. Le serveur est un poste particulier car c'est lui qui offre des services aux postes clients : utilisation de logiciels spécifiques, stockage de données utiles, accès au web ou à des messageries, possibilité d'imprimer des documents si une imprimante est disponible dans le réseau, etc. Il peut y avoir plusieurs serveurs dans un même réseau. La passerelle aussi est un ordinateur particulier : il est chargé de la sécurité des échanges avec l'internet par filtrage des paquets d'informations entrants et sortants du réseau local.

laboratoire  Certains composants du réseau local ne servent qu'à assurer son bon fonctionnement technique. Les câbles réseaux, les fibres optiques et les liaisons sans fil de type wifi ou bluetooth, servent à l'acheminement des données, tandis que les commutateurs gèrent le bon aiguillage des paquets d'informations entre toutes ces liaisons.

  Enfin, le modem-routeur joue le rôle d'interface entre l'intérieur du réseau local où les paquets de données numériques ont un certain format, et l'extérieur, c'est à dire le réseau téléphonique qui sert de support physique pour l'internet.

  Ci-dessus un laboratoire de technologie au collège avec des matériels informatiques ↑



  L’ensemble des matériels informatiques et des équipements de transmission, ainsi que les logiciels et les protocoles de communication, forment ce qu'on appelle l'architecture du réseau.

  Ci-dessous le schéma de l’architecture du réseau du collège simplifiée. La quantité des équipements a été drastiquement diminuée pour ne voir que la structure ↓

reseau college





la topologie des réseaux


  L'architecture d'un réseau se caractérise en particulier par sa forme, c'est à dire l'aspect géométrique que prennent les liaisons câblées ou radioélectriques entre les différents matériels : on parle ici de la topologie d'un réseau informatique.



Topologie en anneau
Les ordinateurs sont situés le
long d’une boucle et commu-
niquent chacun à leur tour.

Topologie maillée
Une topologie maillée est un
mélange de topologie en
étoile et de maillage partiel.
Cette topologie en filet de pêche
se retrouve dans les grands
réseaux de distribution.

Topologie en étoile
Une topologie en étoile consiste
à relier les ordinateurs du réseau
à un commutateur ou switch
qui permet d'assurer leur communi-
cation. Si une connexion est
défectueuse pour un ordinateur,
les autres ordinateurs peuvent
néanmoins communiquer.

différentes topologies

Topologie en
maillage complet
Chaque ordinateur est relié à
tous les autres ordinateurs.
Mais elle nécessite un
très grand nombre de câbles
et de matériels de connexion.




Topologie en bus
Une topologie en bus consiste
à relier les ordinateurs entre
eux grâce à une même ligne
principale de transmission, le bus,
par l’intermédiaire de câbles.
Si cette ligne s’avère
défectueuse, l’ensemble du
réseau n'est pas connecté.






Topologie en arborescence
Cette topologie fait penser à
un arbre avec des ramifications.
Les éléments ainsi reliés sont
hierarchisés (avec des niveaux
d’importance différents).


Topologie de
l’Internet
C’est une topologie mixte maillée,
mélange de « décentralisé »
et de « distribuée ».

topologie d'internet








  Au collège, c'est une
architecture en étoile
qui a été installée
grâce à ces matériels :



Ressources


vidéo académie Bordeaux  animation 'réseau'  




chapitre à venir


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chapitre à venir


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organisation en couches du protocole TCP/IP


couchedescription

5   application

 → accès aux services réseaux tels que les pages web,
le transfert de fichiers, la messagerie, la connexion à distance
sécurisée, la recherche de correspondance entre noms et adresses IP…

4   transport

 → acheminement dans le bon ordre des données, vers la bonne application,
fiabilité des échanges sans altération des données, retransmission
en cas de perte, élimination des doublons

3   réseau

 → routage des paquets à travers le réseau, ou un réseau de réseaux
comme internet, ainsi que la gestion de l'encombrement du réseau

2   liaison

 → comment les paquets sont transportés sur la couche physique :
le tramage, c'est à dire les séquences de bits particulières
qui forment l'entête et la queue des paquets, et qui
peuvent contenir l'adresse de la machine destinataire
par exemple (ethernet, wireless ethernet, etc)

1   physique

 → caractéristiques physiques de la communication :
nature du média (câbles, fibres, radio), connecteurs (RJ45…),
type de codage ou de modulation, niveaux des signaux,
longueurs d'onde, synchronisation, distances maximales, etc


  L'algorithme de routage (couche 3 → réseau) est un programme informatique dont le but est de rechercher le meilleur chemin pour un paquet de données entre une origine et une destination. Le choix s'établit en fonction du débit de transmission, de la disponibilité des routeurs intermédiaires et de la perte de paquets en route. Cet algorithme, combiné à la topologie maillée du réseau, est à la base de l'intégrité du fonctionnement de l'internet.





mots clés


types de réseau informatique

  Il existe différents types, ou tailles, de réseau :

• le réseau local LAN (Local Area Network) : c’est le réseau interne d’une entreprise ou d’un établissement (comme un collège par exemple);

• le réseau métropolitain MAN (Metropolitan Area Network) : c'est un ensemble de réseaux LAN reliés entre eux à l'échelle d'une ville ou d'une région (comme un campus universitaire ou une entreprise avec plusieurs implantations);

• le réseau WAN (Wide Area Network) : il s’étend sur de très longues distances, à l’échelle d’un pays, d’un continent voire du monde entier, on parle alors de GAN (Global Area Network), en l'espèce Internet.


réseau informatique domestique (home network)

  Un réseau informatique est un groupement de deux ou plusieurs ordinateurs, ou autres appareils électroniques, permettant l’échange de données et le partage de ressources communes. Le WLAN (réseau local sans fil) domestique est un bon exemple de petit réseau client/serveur. Les différents appareils présents à la maison sont reliés par liaison radio wifi au routeur se trouvant dans la box, qui agit comme nœud central. À son tour, le routeur est ensuite relié à un réseau extérieur beaucoup plus vaste, l'internet, grâce à un modem (adsl, 4G, 5G ou fibre) qui peut se trouver aussi dans la box. Le terme « box » a été introduit pour désigner l'appareil qui regroupe l'ensemble des matériels nécessaires au fonctionnement du réseau domestique : borne wifi, routeur, modem, commutateur, pare-feu, serveur, téléphonie DECT.

  Les principaux avantages d'un réseau sont donc :
  • le partage des données
  • le partage des ressources
  • la gestion centralisée des programmes et des données
  • le stockage et la sauvegarde centralisés des données
  • le partage de la puissance de calcul et de la capacité de stockage
  • l’administration simple des permissions et responsabilités


commutateur réseau (switch)

  Un commutateur réseau est un équipement qui relie plusieurs segments, câblés (électrique) ou fibrés (optique), dans un réseau informatique. Dans un réseau local, il s'agit le plus souvent d'un boîtier plat disposant de plusieurs ports RJ45, de 4 à 128 suivant sa taille. Il a la même apparence qu'un concentrateur (hub) mais il ne fonctionne pas de la même manière : il associe ses ports aux adresses des appareils du réseau pour n'envoyer les paquets d'informations que vers le bon appareil destinataire.


routeur (router)

  Un routeur est un équipement assurant le routage (choix d'un chemin) des paquets d'informations. Son rôle est de faire transiter les paquets d'une interface réseau vers une autre, au mieux, selon un ensemble de règles. Son fonctionnement et son rôle sont donc plus évolués que ceux du simple commutateur réseau.


passerelle (gateway)

  Une passerelle est un dispositif permettant de relier deux réseaux distincts présentant une topologie différente, par exemple …


serveur (server)

  …