Structuration en réseau

Comment fonctionne la connexion aux réseaux et à Internet ?

Le réseau local

Aujourd'hui, on peut interconnecter, sans multiplier les câbles, tous les postes de travail d'un bureau grâce au réseau en anneau. Un anneau consiste à connecter chaque ordinateur à 2 voisins : si on souhaite s'adresser à un ordinateur qui n'est pas son voisin, on passe à travers d'autres voisins jusqu'à l'atteindre. Il y a aussi le réseau en bus : tous les postes sont connectés au même bus, et se parlent à travers ce bus. Ce genre de technologies posent potentiellement des problématiques de collisions : plusieurs personnes peuvent parler en même temps sur l'anneau ou sur le bus (une personne peut écraser ce qu'une autre personne est en train d'écrire). Pour gérer ces problèmes, des protocoles ont été créés.

Aujourd'hui, ce sont ces technologies qui sont utilisées dans les réseaux locaux. On a un « switch » sur lequel tout le monde est connecté. Ce switch peut implémenté chez soi, dans la box internet, ou sur de vrais systèmes de réseaux dans les bâtiments des entreprises, par exemple. Tous les postes sont connectés avec un câble sur ce switch et peuvent parler aux autres à travers ce switch. Le principe est le même avec le sans-fil. 

Internet

Au début, Internet a été créé pour interconnecter plusieurs réseaux locaux. Internet vient de l'anglais « InterNetworking », qui signifie « connexion entre différents réseaux ». Par exemple, Internet est comme un grand graphe qui relie des centres d'accès à Internet répartis partout sur la planète. Les fournisseurs d'accès Internet ont tiré des câbles ou, plus récemment, des fibres entre eux, qui permettent aux paquets de transiter,  par exemple, depuis la France vers les États-Unis en passant par des endroits divers. Plusieurs fibres optiques vont de l'Europe aux États-Unis. Les paquets envoyés ne sont pas obligés de passer tout le temps par la même fibre optique.

Les protocoles

De nos jours, grâce à Internet, on a des milliards d'équipements interconnectés. Comment identifier, de façon unique, chacun des équipements connectés ? Par exemple, un Smartphone qui parle à un serveur pour aller regarder une page web. Il faudra identifier le Smartphone et le serveur Web, et faire transiter les paquets, donc les communications, entre le Smartphone et le serveur. C'est possible grâce au grand protocole conçu spécifiquement, IP, pour Internet Protocol, conçu précisément pour faire de l'adressage, c'est-à-dire identifier les bons équipements et router les paquets vers ces équipements. IP a été développé historiquement il y a certain nombre d'années, la version actuelle s'appelle IPv4. Actuellement, une migration progressive est en cours vers IPv6 pour permettre à beaucoup plus d'équipements d'être connectés à Internet simultanément. D'autres protocoles ont été rajoutés, comme TCP pour Transmission Control Protocol, qui permet notamment de faire des communications fiables vers une personne.

Identifier les équipements

Chaque équipement est équipé d'une adresse IP. C'est un numéro unique qui permet d'identifier les équipements connectés à Internet. Chez soi ou au bureau, lorsqu'on se connecte au réseau, les équipements récupèrent les adresses IP grâce au protocle DHCP. Une fois que notre équipement est identifié, il faut savoir à qui on veut parler. Souvent, on recherche ces équipements par des adresses web de type www.fun-mooc.fr. Mais on a besoin de l'adresse IP pour parler à cette machine. Le protocole DNS, Domain Name System, est là justement pour traduire des noms de machines vers les adresses IP des machines. Quand on se connecte au site www.fun-mooc.fr, on demande au système DNS de traduire l'adresse du serveur en une adresse IP. On utilise ensuite le protocole IP pour parler à ce serveur dont on a récupéré l'adresse IP.

Routage à travers internet

Concrètement, depuis notre Smartphone par exemple, on envoie les paquets à ce serveur distant. Les paquets vont ensuite sur un réseau (si on est chez soi, notre box), puis à travers Internet. Les routeurs sont les intermédiaires (box ou équipements des fournisseurs d'accès Internet) qui font suivre les paquets jusqu'au réseau local qui contient le serveur. Les routeurs ont un ensemble de fils qui les connectent un peu partout sur la planète. Chaque fil est associé à une liste d'adresses accessibles par un chemin fourni par la table de routage. Chaque fois qu'un routeur reçoit une demande de connexion à un service, par exemple, l'adresse IP de Fun Mooc, il regarde dans sa table de routage qui lui fournira le chemin. Le chemin n'est pas unique entre l'émetteur et le récepteur. Internet est un grand graphe, avec des fibres optiques qui s'entrecroisent à travers la planète. Il y a beaucoup de chemins possibles entre les différents équipements. Le chemin peut changer au fur et à mesure qu'on communique avec lui. Par exemple, si un équipement tombe en panne, on passe par un autre chemin automatiquement. Parfois, il y a aussi des ralentissements parce que beaucoup de gens communiquent avec un serveur.