Immersion dans les réseaux informatiques : du câble aux protocoles

Plongée dans les réseaux informatiques : des câbles aux protocoles

Les réseaux informatiques sont l'épine dorsale de toute infrastructure numérique moderne. Comprendre leur fonctionnement n'est pas réservé aux administrateurs systèmes : tout développeur, data engineer ou architecte cloud gagne à maîtriser ces fondamentaux. Cet article vous emmène des couches physiques jusqu'aux protocoles applicatifs.

Le modèle OSI : la carte du réseau

Le modèle OSI (Open Systems Interconnection) découpe la communication réseau en 7 couches distinctes. Chaque couche a une responsabilité précise :

TCP/IP : la suite de protocoles fondamentale

Dans la pratique, on utilise le modèle TCP/IP à 4 couches (plus pragmatique que OSI) :

• Accès réseau (Ethernet, Wi-Fi)
• Internet (IP, ICMP)
• Transport (TCP, UDP)
• Application (HTTP, DNS, SSH)

TCP vs UDP

TCP (Transmission Control Protocol) :
  ✓ Connexion établie (3-way handshake : SYN → SYN-ACK → ACK)
  ✓ Garantie de livraison et d'ordre
  ✓ Contrôle de flux et congestion
  ✗ Plus lent (overhead de fiabilité)
  → Utilisé par : HTTP, HTTPS, SSH, FTP, SMTP

UDP (User Datagram Protocol) :
  ✓ Sans connexion, très rapide
  ✓ Faible latence
  ✗ Pas de garantie de livraison
  → Utilisé par : DNS, streaming vidéo, jeux en ligne, VoIP

L'adressage IP et le sous-réseau

Chaque machine sur un réseau IP possède une adresse unique. En IPv4, une adresse est sur 32 bits (4 octets) :

Exemple : 192.168.1.100/24

Notation CIDR : /24 = masque 255.255.255.0
Plage réseau  : 192.168.1.0 → 192.168.1.255
Adresses hôtes: 192.168.1.1 → 192.168.1.254
Broadcast     : 192.168.1.255

Sous-réseaux courants :
  /8   = 16 777 214 hôtes  (classe A — grands réseaux)
  /16  = 65 534 hôtes      (classe B — moyens réseaux)
  /24  = 254 hôtes         (classe C — petit bureau)
  /30  = 2 hôtes           (liaison point à point)

Le DNS : annuaire d'Internet

Le Domain Name System traduit les noms de domaine en adresses IP. La résolution suit une hiérarchie :

Requête : www.geniusclassrooms.com

1. Cache local du navigateur
2. Cache du résolveur du FAI
3. Serveurs racine (13 dans le monde)
4. Serveurs TLD (.com, .fr, .org…)
5. Serveur autoritaire du domaine
   → Réponse : 185.199.108.153

Types d'enregistrements DNS :
  A     → IPv4 (geniusclassrooms.com → 1.2.3.4)
  AAAA  → IPv6
  CNAME → Alias (www → geniusclassrooms.com)
  MX    → Serveur mail
  TXT   → SPF, DKIM, vérifications
  NS    → Serveurs de noms

HTTP/HTTPS : le protocole du Web

HTTP fonctionne sur un modèle requête/réponse :

GET /api/v1/courses HTTP/1.1
Host: api.geniusclassrooms.com
Authorization: Bearer eyJ0eXAi...
Accept: application/json

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json
Cache-Control: max-age=3600

{"courses": [...]}

HTTP/2 et HTTP/3

• HTTP/1.1 : 1 requête à la fois par connexion TCP
• HTTP/2 : Multiplexage, header compression, Server Push
• HTTP/3 : Basé sur QUIC (UDP), encore plus rapide, meilleur sur mobile

Les VLANs et la segmentation réseau

Dans un réseau d'entreprise, on segmente avec des VLANs pour isoler les flux :

VLAN 10 — RH          : 192.168.10.0/24
VLAN 20 — Dev         : 192.168.20.0/24
VLAN 30 — Production  : 192.168.30.0/24
VLAN 99 — Management  : 192.168.99.0/24

Avantages :
  → Isolation des domaines de broadcast
  → Sécurité (un VLAN compromis n'affecte pas les autres)
  → Gestion simplifiée

Commandes réseau essentielles

# Diagnostiquer la connectivité
ping 8.8.8.8
ping -c 4 google.com

# Tracer le chemin jusqu'à un serveur
traceroute google.com          # Linux/macOS
tracert google.com             # Windows

# Voir les connexions actives
ss -tuln                       # Linux
netstat -an                    # Windows/macOS

# Résolution DNS
nslookup geniusclassrooms.com
dig +short geniusclassrooms.com MX

# Scanner les ports (avec autorisation uniquement)
nmap -sV -p 80,443,22 192.168.1.0/24

# Capturer le trafic réseau
tcpdump -i eth0 port 80 -w capture.pcap
wireshark capture.pcap

Les pare-feu et la sécurité périmétrique

Un pare-feu filtre le trafic selon des règles. Il existe plusieurs types :

• Stateless : filtre par IP/port sans contexte (ACL basiques)
• Stateful : suit l'état des connexions TCP (plus intelligent)
• Application Layer (WAF) : comprend le protocole applicatif (HTTP, DNS…)
• NGFW (Next-Gen) : IPS, DPI, contrôle par application

Conclusion

Maîtriser les réseaux informatiques, c'est comprendre le langage commun de toutes les machines connectées. Que vous développiez des APIs, configuriez un cloud AWS, ou diagnostiquiez un problème de performance, ces connaissances sont indispensables. La prochaine étape : pratiquer avec un simulateur comme Cisco Packet Tracer ou monter un lab avec GNS3.