TCP/IP
TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) est un ensemble de protocoles fondamentaux qui constitue la base de l'Internet et de la plupart des réseaux informatiques modernes.
Il permet la connectivité mondiale et la communication entre une multitude de dispositifs, servant ainsi de fondation à la majorité des services en ligne, des applications et des échanges d'informations sur Internet.
Note
Un protocole informatique est un ensemble de règles et de conventions définissant la manière dont des dispositifs informatiques communiquent et interagissent entre eux au sein d'un réseau, d'une application ou d'un système.
Ces protocoles spécifient notamment :
- Les formats de données
- Les méthodes d'authentification
- Les séquences d'échanges
- Ainsi que divers mécanismes de contrôle
Leur rôle est d'assurer une communication fiable, cohérente et interopérable entre ordinateurs, serveurs et périphériques.
On peut comparer un protocole à une langue commune utilisée par deux personnes pour communiquer.
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Si deux personnes décident de parler en anglais, elles suivent implicitement un ensemble de règles partagées (grammaire, vocabulaire, ordre des mots).
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Grâce à ces conventions, elles peuvent se comprendre mutuellement, poser des questions, donner des réponses et éviter les malentendus.
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De la même manière, sur un réseau informatique, deux machines qui utilisent le même protocole (comme TCP/IP) suivent les mêmes règles d'échange, ce qui leur permet de transmettre des données de façon claire et cohérente.
Origine
Le protocole TCP/IP fut développé dans les années 1970 afin de permettre la communication entre des ordinateurs hétérogènes, quel que soit leur emplacement géographique.
Son objectif principal était de fournir un langage commun et indépendant du matériel utilisé, ouvrant la voie à l'interconnexion de réseaux distincts (internetworking).
Spécification technique
Le fonctionnement détaillé de TCP/IP est défini dans une série de documents de spécification technique et de normes, publiés et maintenus par différentes organisations de standardisation.
- Les principaux documents de référence sont regroupés dans les RFC (Request for Comments), une collection publique et évolutive de standards techniques.
- Leur élaboration et leur mise à jour sont assurées par l'Internet Engineering Task Force (IETF), un organisme international ouvert qui coordonne le développement des protocoles et standards liés à Internet.
RFC
Une RFC (Request for Comments) est un document technique utilisé pour décrire les spécifications, protocoles, méthodes et concepts liés à Internet et aux systèmes informatiques associés.
Elles jouent un rôle essentiel dans le développement et la normalisation des technologies Internet, y compris des protocoles comme TCP/IP, HTTP, SMTP et bien d'autres.
Normes et recommandations
- Une RFC n'est pas nécessairement une norme officielle, mais elle peut être adoptée comme standard de fait.
- La plupart servent de recommandations pour la mise en œuvre de protocoles et de technologies.
Historique
- Les RFC remontent aux débuts d'ARPANET, quand chercheurs et développeurs utilisaient ce format pour partager de manière informelle leurs idées, spécifications et retours d'expérience.
- Ce processus collaboratif a favorisé l'évolution rapide des protocoles de communication.
Numéro de série
- Chaque RFC possède un numéro unique et séquentiel.
- Exemple : la RFC 791 décrit le protocole Internet (IP).
Publication ouverte
- Les RFC sont publiées ouvertement et gratuitement.
- Elles sont accessibles en ligne par tous, garantissant la transparence et l'universalité de leur usage.
Evolution continue
- Les RFC peuvent être mises à jour, remplacées ou rendues obsolètes pour suivre les évolutions technologiques.
- Ainsi, une nouvelle version peut se substituer à une ancienne pour refléter les pratiques actuelles.
IETF
- L'Internet Engineering Task Force (IETF) supervise le processus de création et de publication des RFC.
- L'IETF rassemble des contributeurs du monde entier travaillant de manière ouverte et collaborative pour normaliser les technologies Internet.
Note
Peu de RFC deviennent de véritables standards, mais tous les documents publiés par l'IETF sont numérotés comme RFC.
La procédure pour transformer une RFC en standard suit ces étapes :
RFC → Proposed Standard → Draft Standard → Internet Standard
La suite TCP/IP, fondation d'Internet, est décrite dans la RFC 1122.
Hyper Text Coffee Pot Control Protocol
- Ce document décrit HTCPCP, un protocole humoristique pour contrôler, surveiller et diagnostiquer… des cafetières !
- Publiée le 1er avril 1998, cette RFC était un poisson d'avril, mais elle est suffisamment détaillée pour être implémentée.
- On pourrait même la considérer comme un précurseur conceptuel de l'Internet des objets.
Modèle TCP/IP
Le modèle TCP/IP, aussi appelé modèle Internet, est un modèle conceptuel qui définit la structure et le fonctionnement des protocoles de communication utilisés sur Internet et dans la plupart des réseaux informatiques modernes.
Il repose sur la notion de pile de protocoles, dans laquelle chaque couche possède des responsabilités spécifiques et collabore avec les autres pour permettre la transmission des données.
Le modèle TCP/IP comporte généralement quatre couches principales :
Couche Accès Réseau (Link Layer)
- Gère la communication au sein d'un réseau local (LAN).
- S'occupe de la transmission des données au niveau physique (bits) et de la détection/gestion des erreurs locales.
- Exemples de protocoles : Ethernet, Wi-Fi.
Couche Internet (Internet Layer)
- Responsable de l'acheminement des paquets à travers différents réseaux.
- Le protocole IP (Internet Protocol) agit à ce niveau pour assurer la livraison des paquets d'un hôte à un autre, en utilisant des adresses IP.
- Autres protocoles associés : ICMP (Internet Control Message Protocol).
Couche Transport (Transport Layer)
- Assure la communication de bout en bout entre deux ordinateurs.
- Principaux protocoles :
- TCP (Transmission Control Protocol) → transmission fiable, avec contrôle d'erreurs et accusés de réception.
- UDP (User Datagram Protocol) → transmission plus rapide mais non fiable, souvent utilisée pour le streaming ou les jeux en ligne.
Couche Application (Application Layer)
- C'est la couche la plus proche de l'utilisateur final.
- Elle regroupe les protocoles et services applicatifs comme :
- HTTP/HTTPS → navigation web
- SMTP → courrier électronique
- FTP → transfert de fichiers
- DNS → résolution des noms de domaine
Le modèle TCP/IP est un modèle ouvert et flexible : différents protocoles peuvent être employés à chaque couche, tant qu'ils respectent les conventions et interfaces établies. Cette adaptabilité explique pourquoi Internet a pu évoluer et intégrer de nouvelles technologies tout en restant compatible avec son architecture d'origine.
Il demeure aujourd'hui un fondement incontournable pour comprendre le fonctionnement d'Internet et la conception des réseaux informatiques modernes.
Encapsulation
L'encapsulation peut être comparée à l'action de mettre une lettre dans plusieurs enveloppes successives avant de l'envoyer.
Chaque couche du modèle TCP/IP ajoute ses propres informations (appelées en-têtes) pour que les données puissent voyager correctement sur le réseau et être comprises à l'arrivée.
Application
- Les données sont générées par une application (ex. : un navigateur envoie une page web).
- Ce sont les données brutes : texte, image, vidéo, etc.
Transport (TCP ou UDP)
- Cette couche découpe les données en segments (TCP) ou en datagrammes (UDP).
- Elle ajoute un en-tête contenant, entre autres, le numéro de port, qui indique à quelle application destinataire livrer les données.
Internet (IP)
- Ajoute les adresses IP source et destination.
- Ces informations permettent d'acheminer correctement les paquets d'un réseau à l'autre.
Accès réseau (Ethernet, Wi-Fi, etc.)
- Ajoute une en-tête et une trame contenant les adresses MAC.
- Peut aussi inclure un pied de trame (CRC) pour détecter les erreurs.
- C'est la couche la plus proche du support physique (câble, fibre, ondes radio).
Le processus inverse est la désencapsulation : à la réception, chaque couche retire son en-tête et transmet les données à la couche supérieure, jusqu'à ce que l'application récupère le message original.
Analogie avec le courrier postal
Couche Application
- Correspond au contenu de la lettre, c'est-à-dire le message rédigé à l'intérieur.
- Exemple : « Rendez-vous à 18h au café. »
Couche Transport (TCP/UDP)
- Correspond au nom du destinataire inscrit sur l'enveloppe.
- Cela permet d'identifier précisément la personne à qui la lettre est destinée, surtout lorsqu'il y a plusieurs habitants à la même adresse.
- En réseau, cela équivaut au numéro de port.
Couche Internet (IP)
- Correspond à l'adresse postale complète (rue, ville, code postal).
- Elle permet au service postal de savoir dans quelle région et à quel domicile livrer la lettre.
- En réseau, cela correspond aux adresses IP source et destination.
Couche Accès Réseau (Link / Ethernet, Wi-Fi)
- Correspond au service postal lui-même : camion, facteur, système de distribution.
- C'est le mécanisme qui transporte physiquement la lettre jusqu'au domicile indiqué.
- En réseau, cela correspond aux adresses MAC et aux trames utilisées sur le réseau local.
Adresse IP
Les adresses IP (Internet Protocol) sont des identifiants numériques essentiels pour la communication sur Internet. Elles permettent à la fois l'identification unique et la localisation de chaque appareil connecté à un réseau, qu'il s'agisse d'un ordinateur, d'un smartphone, d'un serveur ou de tout autre dispositif.
Format numérique
Dans leur version la plus répandue, IPv4, les adresses IP sont constituées de quatre octets séparés par des points.
- Chaque octet peut prendre une valeur comprise entre 0 et 255, ce qui donne des adresses du type :
Exemple : 192.168.1.1
Version
Deux versions principales d'adresses IP coexistent : IPv4 et IPv6.
IPv4 :
- La version historique et encore la plus répandue.
- Utilise quatre groupes de nombres séparés par des points (ex. : 192.168.1.1).
- Permet de générer environ 4,3 milliards d'adresses uniques.
- Cet espace d'adressage étant désormais presque saturé, diverses solutions comme la traduction d'adresses (NAT) ont été mises en place pour prolonger son utilisation.
IPv6 :
- Conçu pour répondre à l'épuisement d'IPv4.
- Repose sur une notation hexadécimale composée de huit groupes séparés par des deux-points (ex. : 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334).
- Offre un espace d'adressage immensément plus vaste (≈ 3,4 × 10³⁸ adresses), largement suffisant pour couvrir les besoins présents et futurs du réseau mondial, notamment avec l'essor de l'Internet des objets (IoT).
Note
IPv4 n'a pas disparu : il reste encore massivement déployé.
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Son usage est prolongé grâce à des techniques comme le NAT (Network Address Translation), qui permettent de partager une même adresse publique entre plusieurs appareils.
-
De plus, il est souvent économiquement plus simple à maintenir pour les opérateurs et les entreprises.
IPv6 progresse régulièrement, mais la transition est longue car Internet doit rester universel et compatible.
- De nombreux systèmes fonctionnent donc aujourd'hui en double pile (IPv4 + IPv6) afin d'assurer une interopérabilité complète.
Adressage privé
Certaines plages d'adresses IPv4 sont réservées à une utilisation en réseaux locaux privés (réseaux domestiques, d'entreprise, etc.). Ces adresses ne sont pas accessibles directement depuis l'Internet public, ce qui apporte une forme d'isolation et une certaine sécurité.
D'après la RFC 1918, trois plages principales sont définies :
- 10.0.0.0 → 10.255.255.255
- 172.16.0.0 → 172.31.255.255
- 192.168.0.0 → 192.168.255.255
Lorsqu'un appareil doté d'une adresse privée doit accéder à Internet, il passe par un mécanisme appelé NAT (Network Address Translation). Le NAT transforme l'adresse privée en une adresse publique temporaire, permettant ainsi à l'appareil de communiquer au-delà du réseau local tout en masquant son identité interne.
C'est grâce à ce principe que des millions de foyers et entreprises peuvent partager une seule adresse IP publique fournie par leur fournisseur d'accès.
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