Comprendre les protocoles de communication

Un protocole est un ensemble de règles et procédures à respecter pour émettre et recevoir des données sur un réseau. Il s'agit d'une méthode standard qui permet la communication entre deux machines. On peut comparer cette méthode à la communication entre deux êtres humains. Si les hommes utilisent la voix, la vue, le toucher pour transmettre des informations, le réseau informatique, lui, utilise des signaux électriques. De même que la signification des sons, signes et gestes varie d'un langage à l'autre, d'une culture à l'autre, de même les protocoles utilisés par les réseaux informatiques, varient en fonction de la finalité de la communication. Ainsi certains protocoles sont par exemple spécialisés dans l'échange de fichiers (FTP : File Transfer Protocol), d'autres pourront servir à gérer simplement l'état de la transmission et des erreurs (c'est le cas du protocole ICMP)...

TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) : le standard le plus courant

La suite TCP/IP doit assurer les fonctions suivantes :
- fractionnement des messages en paquets
- utilisation d'un système d'adresses (IP)
- acheminement des données sur le réseau (routage)
- contrôle des erreurs de transmission de données

Si la connaissance du système de protocole TCP/IP n'est pas essentielle pour un simple utilisateur d'ordinateur, elle est nécessaire pour les personnes qui désirent administrer ou maintenir un réseau fonctionnant dans un système de protocoles TCP/IP.

Dans la suite de protocoles TCP/IP figurent entre autres les protocoles suivants

HTTP (HyperText Transfer Protocol)

Ce protocole est le plus utilisé sur Internet depuis 1990. La version 0.9 était uniquement destinée à transférer des données sur Internet. La version 1.0 du protocole (la plus utilisée) permet désormais de transférer des messages avec des en-têtes décrivant le contenu du message en utilisant un codage de type MIME.

Le but du protocole HTTP est de permettre un transfert de fichiers (essentiellement au format HTML) localisé grâce à une chaîne de caractères appelée URL entre un navigateur (le client) et un serveur Web (appelé d'ailleurs Httpd)

FTP (file Transfer Protocol)

Par définition, ce protocole (en français protocole de transfert de fichier) permet de transférer des fichiers d'une machine à une autre. En outre, il permet de gérer des fichiers sur un ordinateur distant : il est possible de visualiser ou de changer le contenu d'un répertoire, effacer ou renommer des fichiers.

La plupart des systèmes d'exploitation (DOS ou Windows, UNIX) offrent la possibilité d'ouvrir une session FTP. Les commandes utilisées peuvent cependant varier d'un système à l'autre.

Des utilitaires plus faciles sont disponibles sur certains sites Web :
http://www.download.com/ (en anglais)
http://www.puissancepc.com/ (en français)

IP (Internet Protocol)

Ce protocole fait partie de la suite de protocoles TCP/IP. C'est un des protocoles les plus importants d'Internet car il permet l'élaboration et le transport des datagrammes IP (les paquets de données), sans toutefois en assurer la "livraison". En réalité le protocole IP traite les datagrammes IP indépendamment les uns des autres en définissant leur représentation, leur routage et leur expédition.

Le protocole IP détermine le destinataire du message grâce à 3 champs :
- le champ adresse IP : adresse de la machine
- le champ masque de sous-réseau: un masque de sous-réseau permet au protocole IP de déterminer la partie de l'adresse IP qui concerne le réseau
- le champ passerelle par défaut : permet au protocole Internet de savoir à quelle machine remettre le datagramme si jamais la machine de destination n'est pas sur le réseau local

ARP Address Resolution Protocol)

Le protocole ARP a un rôle phare parmi les protocoles de la couche Internet de la suite TCP/IP, car il permet de connaître l'adresse physique d'une carte réseau correspondant à une adresse IP, c'est pour cela qu'il s'appelle Protocole de Résolution d'Adresse.

Chaque machine connectée au réseau possède un numéro d'identification de 48 bits. Ce numéro est un numéro unique qui est fixé dès la fabrication de la carte en usine. Toutefois la communication sur Internet ne se fait pas directement à partir de ce numéro (car il faudrait modifier l'adressage des ordinateurs à chaque fois que l'on change une carte réseau) mais à partir d'une adresse dite logique attribuée par un organisme: l'adresse IP (ex : 194.153.205.26 ).

Ainsi, pour faire correspondre les adresses IP aux adresses physiques, le protocole ARP interroge les machines du réseau pour connaître leur adresse physique, puis crée une table de correspondance entre les adresses logiques et les adresses physiques dans une mémoire cache.
Lorsqu'une machine doit communiquer avec une autre, elle consulte la table de correspondance. Si l'adresse demandée ne se trouve pas dans la table, le protocole ARP émet une requête sur le réseau, à la suite de quoi toutes les machines du réseau vont consulter leur adresse physique. Si l'adresse physique d'une d'entre elles correspond, la machine va répondre à ARP qui va stocker le couple d'adresses dans la table de correspondance. La communication va alors pouvoir avoir lieu...

ICMP (Internet Control Message Protocol

Ce protocole permet de gérer les informations relatives aux erreurs des machines connectées. Etant donné le peu de contrôles que le protocole IP réalise, il permet non pas de corriger ces erreurs mais de faire part de ces erreurs aux protocoles des couches voisines. Ainsi, le protocole ICMP est utilisé par tous les routeurs, qui l'utilisent pour reporter une erreur (appelé Delivery Problem).

TCP (Transmission Control Protocol)

Le TCP, en français protocole de contrôle de transmission, est un des principaux protocoles de la couche transport du modèle TCP/IP. Il permet, au niveau des applications, de gérer les données en provenance (ou à destination) de la couche inférieure du modèle (c'est-à-dire le protocole IP). Lorsque les données sont fournies au protocole IP, celui-ci les encapsule dans des datagrammes IP.

Les principales fonctions du protocole TCP sont les suivantes :

- remise en ordre les datagrammes en provenance du protocole IP
- vérification du flot de données afin d'éviter une saturation du réseau
- vise en forme des données en segments de longueur variable afin de les "remettre" au protocole IP
- multiplexage des données, c'est-à-dire faire circuler simultanément des informations provenant de sources (applications par exemple) distinctes sur une même ligne
- initialisation et terminaison d'une communication de manière "courtoise"

SMTP (Single Mail Transfer Protocol)

Ce protocole permet aux utilisateurs d'échanger des messages électroniques (e-mail). En conjonction avec le standard MIME (Multipurpose Internet Mail Extension), il permet d'attacher des fichiers aux messages.

Telnet

Ce protocole permet de transformer un poste de travail en terminal passif pour ce connecter à un serveur "Telnet". Cela permet d'afficher les données du serveur sur son ordinateur. On parle de machine virtuelle.

Les autres standards

Bien que le protocole TCP/IP devienne progressivement le standard le plus utilisé grâce au développement d'Internet, il en existe d'autres.

NetBIOS / NetBEUI (Network Basic Input Ouput System)

C'est le protocole par défaut utilisé par le gestionnaire de réseau local de Microsoft.

IPX (Internet Packet eXchange protocol)

Protocole développé par la société Novell pour son logiciel de gestion de réseau (LAN) NetWare.

ISDN/RNIS Integrated Service Digital Network / Réseau Numérique à Intégration de Services

Communément appelé NUMERIS en France, ce réseau est utilisé pour les réseaux étendus (WAN). Il est conçu pour transporter à la fois la voix et les données (un avantage entre autres est de pouvoir connaître le numéro de l'appelant), les images (fax ...). Par ailleurs, la fiabilité et le confort sont meilleurs que ceux du réseau téléphonique qui est analogique. Un adaptateur est nécessaire pour se connecter sur le réseau Numéris. Le débit est de 64 Kbps (128 en utilisant deux canaux) au lieu de 56 Kbps avec les modems les plus rapides.

ATM (synchronous Transfer Mode / Mode de transfert asynchrone)

Ce protocole de conception récente est utilisé pour les réseaux étendus (WAN). Il permet de transmettre à la fois des données, de la voix et de la video.

X.25

Ce protocole, de conception ancienne, est utilisé pour les réseaux étendus (WAN). Il fonctionne sur le principe de la commutation de paquets. Il assure une très bonne qualité de transfert mais son débit maximum de 64 kbps est assez faible.

Frame Relay

Ce protocole est une extension du protocole X.25. L'amélioration réside dans la diminution du nombre des erreurs rendue possible par la meilleure qualité des câbles de transmission. Cela permet d'accroître en conséquence le débit maximum possible.