Architecture des Réseaux LAN et Stack TCP/IP

Fiches de vocabulaire synthétisant les concepts fondamentaux du cours de réseaux LAN et TCP/IP de l'ENSEA : topologies physiques, couches OSI et TCP/IP, Ethernet, IPv4, TCP, UDP et principes de routage.

Modèle Point-to-Point

Topologie réseau élémentaire reliant exactement deux nœuds ($N = 2$) avec une seule liaison ($C = 1$) et une distance de liaison $L = d$ (exemple : liaison série RS-232 Null-Modem).

Modèle Line

Topologie réseau linéaire constituée de $C = N - 1$ liaisons pour une distance totale $L = C \times d$ (exemples : daisy chain, Thunderbolt, SCSI, MIDI, SPI, télégraphe optique de Chappe).

Modèle Star

Topologie en étoile caractérisée par $C = N - 1$ liaisons et une longueur de liaison $L = 2 \times d$, où tous les nœuds sont connectés à un équipement central (hub ou switch Ethernet).

Modèle Ring

Topologie en anneau comportant $C = N$ liaisons avec une distance moyenne $L = \frac{1}{2}N \times d$ (exemples : Token Ring, FDDI).

Modèle Fully Connected

Topologie complètement maillée où chaque nœud est interconnecté à tous les autres, requérant $C = \frac{1}{2}N \times (N - 1) = O(N^2)$ liaisons pour une distance $L = d$ (coûteuse, réservée aux courtes distances comme les centres de données).

Modèle Bus

Topologie partagée où $C \approx N$ et $L \approx N \times d$, partageant la bande passante globale entre tous les équipements connectés (exemples : Ethernet coaxial, Wi-Fi, bus CAN, $I^2C$, SPI).

Modèle Tree

Topologie hiérarchique arborescente caractérisée par $C \approx N$ et une distance effective $L \ll N \times d$ (exemples : commutateurs et routeurs Ethernet).

Modèle Mesh

Topologie maillée caractérisée par une complexité de câblage $C = O(N)$ et une distance $L \ll N \times d$ (exemples : Wi-Fi maillé, Internet).

Backbone

Réseaux à très haut débit formant la « colonne vertébrale » d'Internet (il en existe une dizaine), interconnectant les fournisseurs d'accès Internet (FAI) et les grands centres de transit.

Modèle OSI

Modèle d'interconnexion de systèmes ouverts défini par la norme ISO/IEC 7498-1 en 1984, décomposant les communications réseau en 7 couches théoriques strictes (Physique, Liaison, Réseau, Transport, Session, Présentation, Application).

Modèle TCP/IP

Modèle pragmatique en 4 couches documenté dans la RFC 1122 (Network Interface, Internet, Transport, Application), devenu le standard de fait des réseaux informatiques mondiaux.

PDU (Protocol Data Unit)

Unité de données de protocole d'une couche réseau $N$, formée par l'en-tête PCI de niveau $N$ et les données issues de la couche supérieure : $PDU(N) = PCI(N) + PDU(N+1)$.

IETF (Internet Engineering Task Force)

Groupe de travail composé de volontaires dont l'objectif est d'améliorer le fonctionnement d'Internet en publiant et normalisant les standards ouverts sous forme de documents RFC.

RFC (Request for Comments)

Série de publications officielles numérotées émises par l'IETF décrivant les spécifications techniques, les protocoles et les politiques d'Internet.

ALOHAnet

Réseau pionnier développé en 1971 à Hawaii utilisant une liaison radio UHF partagée sur une seule fréquence, considéré comme l'ancêtre d'Ethernet et à l'origine des protocoles d'accès multiples.

CSMA/CD

Protocole d'accès avec écoute de porteuse et détection de collision (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) utilisé par Ethernet pour gérer le partage du média physique.

Domaine de collision

Zone logique d'un réseau partagé dans laquelle des paquets émis simultanément peuvent entrer en collision (étendu par les équipements passifs comme les répéteurs et hubs, réduit par les équipements actifs comme les switches).

Domaine de diffusion

Ensemble des nœuds d'un réseau local (LAN) capables de s'échanger des trames directement au niveau 2 sans passer par un routeur et recevant les messages broadcastés.

Adresse MAC

Adresse physique unique codée sur 48 bits (6 octets) associée à l'interface réseau (NIC), représentée par 6 valeurs hexadécimales.

OUI (Organizationally Unique Identifier)

Identifiant composé des 3 premiers octets d'une adresse MAC, assigné par l'IEEE pour identifier de manière unique le fabricant de la carte réseau.

EtherType

Champ de 2 octets d'une trame Ethernet II servant à indiquer quel protocole de couche 3 (réseau) est encapsulé dans la charge utile (ex. 0x0800 pour IPv4, 0x0806 pour ARP).

FCS (Frame Check Sequence)

Champ de 4 octets situé à la fin d'une trame Ethernet, contenant une somme de contrôle de type CRC32 pour détecter les erreurs de transmission binaire.

IPv4 (Internet Protocol version 4)

Protocole de couche réseau défini dans la RFC 791 en septembre 1981, apportant une abstraction de la couche MAC et permettant le routage inter-réseau à l'aide d'adresses logiques codées sur 32 bits.

IHL (Internet Header Length)

Champ de 4 bits de l'en-tête IPv4 spécifiant la longueur totale de l'en-tête en nombre de mots de 32 bits (vaut généralement 5 pour un en-tête standard de 20 octets, avec un maximum de 15).

TTL (Time To Live)

Champ de 8 bits de l'en-tête IPv4 décrémenté de 1 par chaque routeur traversé, provoquant la destruction du paquet avec notification ICMP dès que $TTL = 0$ pour éviter les boucles infinies.

Masque de sous-réseau

Suite de 32 bits (écrite en notation décimale pointée) appliquée à une adresse IP via un ET logique pour déterminer l'identifiant du réseau (NET ID).

CIDR (Classless Inter-Domain Routing)

Notation compacte d'adressage IP (ex. 172.16.198.4/19) remplaçant les classes historiques et spécifiant le masque sous la forme d'un préfixe représentant le nombre de bits à 1.

MTU (Maximum Transmission Unit)

Taille maximale en octets d'un paquet pouvant être transmis sur une interface physique sans être fragmenté (fixée par défaut à 1500 octets sur Ethernet II).

TCP (Transmission Control Protocol)

Protocole de transport orienté connexion (RFC 793, septembre 1981) garantissant un flux d'octets fiable sans perte, sans corruption, sans réordonnancement, sans doublon et sans engorgement.

Three-way handshake

Mécanisme d'ouverture de session TCP en trois étapes fondé sur l'échange successif des segments SYN (seq=n), SYN+ACK (seq=m, ack=n+1), et ACK (seq=n+1, ack=m+1).

Four-way handshake

Procédure normale de fermeture de session TCP en 4 étapes utilisant les drapeaux FIN et ACK, permettant la fermeture indépendante de chaque sens de communication.

UDP (User Datagram Protocol)

Protocole de transport sans connexion et sans état défini par la RFC 768 en août 1980, assurant un envoi rapide de datagrammes sans contrôle d'ordre, de congestion ni de réémission.

Well-known ports

Plage de ports TCP/UDP allant de 0 à 1023, réservée aux services système privilégiés (root) standardisés par l'IANA (exemples : HTTP 80, SSH 22, DNS 53).

ARP (Address Resolution Protocol)

Protocole de niveau 2 (RFC 826) permettant à une station de déterminer l'adresse MAC correspondant à une adresse IP connue sur un même réseau local en envoyant une requête broadcastée.

DNS (Domain Name System)

Système de résolution de noms de domaine agissant comme l'annuaire d'Internet pour associer un nom d'hôte compréhensible par l'humain à une adresse IP exploitable par la machine.

Passerelle par défaut (Default Gateway)

Routeur local vers lequel une machine hôte redirige les paquets dont l'adresse IP de destination n'appartient pas au sous-réseau local (hors du domaine de diffusion).