Cours – Les fondamentaux du réseau

BTS SIO SISR 1re année – Bloc 2 – S03 – à lire avant le TP

Ce que tu dois savoir déjà

Prérequis : S01 (connectique RJ45).
Matériel : Postes Windows, simulateur réseau, Wireshark.

À la fin de ce cours, tu sauras

Décrire les composants d'un réseau (carte réseau, switch, routeur) et les types de réseaux (PAN, LAN, MAN, WAN) ;
Expliquer le modèle OSI (7 couches) et le modèle TCP/IP (4 couches) ;
Lire une adresse IPv4 et son masque ;
Utiliser ping, ipconfig, tracert, nslookup pour diagnostiquer ;
Capturer quelques trames avec Wireshark et repérer les adresses MAC et IP.

I. Introduction : Qu'est-ce qu'un Réseau Informatique ?

A. Définition

Réseau informatique = Ensemble d'équipements interconnectés permettant l'échange de données (fichiers, messages, vidéos...).

Analogie : Un réseau informatique est comme le réseau routier : - Les routes = câbles réseau (RJ45, fibre) - Les voitures = données (paquets) - Les carrefours = switchs et routeurs - Les panneaux = protocoles (règles de circulation) - Les adresses = adresses IP

B. Composants de Base d'un Réseau

Composant	Rôle	Analogie	Exemple
Hôte (Host)	Machine connectée (PC, serveur, smartphone, imprimante)	Maison avec adresse	PC portable, serveur web
Câble réseau	Support physique de transmission	Route	Câble RJ45 (cuivre), fibre optique
Carte réseau (NIC)	Interface permettant la connexion au réseau	Porte d'entrée de la maison	Carte Ethernet, Wi-Fi
Switch	Équipement reliant plusieurs machines dans un réseau local	Rond-point local (quartier)	Switch 24 ports Cisco
Routeur	Équipement reliant plusieurs réseaux entre eux	Autoroute inter-villes	Box Internet, routeur Cisco
Point d'accès Wi-Fi	Permet connexion sans fil	Route sans goudron (radio)	Borne Wi-Fi d'entreprise

Un réseau local simple : quatre PC reliés à un switch, lui-même connecté à un routeur (accès Internet).

C. Pourquoi Mettre en Réseau ?

Avantages :

Avantage : Partage de ressources
Fichiers (serveur de fichiers)
Imprimantes (imprimante réseau)
Connexion Internet (routeur partagé)
Applications (logiciels métier centralisés)
Avantage : Communication
Emails, messagerie instantanée
Visioconférence
Partage d'informations en temps réel
Avantage : Centralisation
Données stockées sur serveurs (sauvegardes facilitées)
Administration centralisée (Active Directory vu plus tard)
Avantage : Économies
1 imprimante pour 10 personnes (vs 10 imprimantes)
1 connexion Internet partagée

Inconvénients :

Inconvénient : Complexité : Plus difficile à configurer et maintenir qu'un PC isolé
Inconvénient : Sécurité : Point d'entrée pour les attaques (malwares, intrusions)
Inconvénient : Dépendance : Si le réseau tombe, tous les utilisateurs sont bloqués
Inconvénient : Coût initial : Équipements réseau (switchs, routeurs, câblage)

II. Le Modèle OSI : Les 7 Couches

A. Pourquoi un Modèle en Couches ?

Pour communiquer, deux machines doivent respecter des règles communes (protocoles).

Plutôt que d'avoir un seul gros programme gérant tout (impossible à maintenir), on découpe en 7 couches indépendantes.

Avantages du découpage en couches : - Avantage : Modularité : Changer une couche sans toucher aux autres (ex: passer d'Ethernet à Wi-Fi) - Avantage : Standardisation : Différents constructeurs peuvent fabriquer des équipements compatibles - Avantage : Simplicité : Chaque couche a un rôle précis et limité

B. Les 7 Couches OSI (Open Systems Interconnection)

Mnémotechnique pour retenir l'ordre (de bas en haut) :

"Please Do Not Throw Sausage Pizza Away"

N°	Couche	Rôle	Protocoles / Technologies	Unité de Données
7	Application	Interface avec l'utilisateur (applications)	HTTP, FTP, SMTP, DNS, DHCP	Données (Data)
6	Présentation	Formatage, encodage, chiffrement, compression	JPEG, MP3, SSL/TLS, ASCII	Données
5	Session	Gestion des sessions (ouverture, maintien, fermeture)	NetBIOS, RPC	Données
4	Transport	Fiabilité, découpage en segments, contrôle de flux	TCP, UDP	Segment (TCP) / Datagramme (UDP)
3	Réseau	Adressage logique, routage	IP, ICMP, ARP	Paquet (Packet)
2	Liaison	Adressage physique, détection d'erreurs	Ethernet, Wi-Fi, PPP	Trame (Frame)
1	Physique	Transmission des bits (signaux électriques/optiques)	Câbles RJ45, fibre, ondes radio	Bit

Les 7 couches du modèle OSI, de l'application (en haut) au câble (en bas).

C. Détail de Chaque Couche

Couche 1 - Physique

Rôle : Transmission des bits (0 et 1) sous forme de signaux physiques.

Caractéristiques : - Type de signal : Électrique (cuivre), lumineux (fibre), radio (Wi-Fi) - Vitesse de transmission : 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps, 10 Gbps... - Type de câble : RJ45 Cat5e/Cat6, fibre monomode/multimode - Connecteurs : RJ45, LC, SC (fibre)

Équipements : - Câbles (RJ45, fibre optique) - Hub (répéteur) - obsolète - Répéteur

Exemple concret : Le câble Ethernet RJ45 que vous branchez dans votre PC.

Couche 2 - Liaison de Données (Data Link)

Rôle : Organiser les bits en trames, détecter les erreurs, gérer l'accès au média (qui parle quand).

Adressage : Adresse MAC (Media Access Control) - Format : 6 octets en hexadécimal - Exemple : 00:1A:2B:3C:4D:5E - Unique au monde (gravée dans la carte réseau) - Les 3 premiers octets = constructeur (OUI - Organizationally Unique Identifier)

Protocoles : - Ethernet (réseau filaire) - Wi-Fi (802.11) (réseau sans fil) - PPP (Point-to-Point Protocol)

Équipements : - Switch (commutateur) - Relie les machines dans un réseau local (LAN) - Pont (bridge)

Exemple concret : Un switch qui reçoit une trame destinée à l'adresse MAC AA:BB:CC:DD:EE:FF et l'envoie uniquement au port où se trouve cette machine.

Couche 3 - Réseau (Network)

Rôle : Routage des paquets entre différents réseaux. Adressage logique.

Adressage : Adresse IP (Internet Protocol) - IPv4 : 4 octets → Exemple : 192.168.1.10 - IPv6 : 16 octets → Exemple : 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334

Protocoles : - IP (Internet Protocol) - Transport des paquets - ICMP (Internet Control Message Protocol) - Messages d'erreur, ping - ARP (Address Resolution Protocol) - Correspondance IP ↔ MAC

Équipements : - Routeur - Relie plusieurs réseaux (LAN, WAN, Internet)

Exemple concret : Votre box Internet (routeur) qui reçoit un paquet destiné à 8.8.8.8 (Google DNS) et le route vers Internet.

Couche 4 - Transport

Rôle : Assurer la fiabilité de la transmission (ou pas, selon le protocole). Découpage et réassemblage des données.

Protocoles :

Protocole	Type	Fiable ?	Usage
TCP	Orienté connexion	Oui (accusés réception, retransmission)	Email, Web (HTTP), transfert fichiers (FTP)
UDP	Sans connexion	Non (pas de vérification)	Streaming vidéo, VoIP, DNS, jeux en ligne

TCP (Transmission Control Protocol) : - Établit une connexion (handshake 3 étapes : SYN, SYN-ACK, ACK) - Garantit l'ordre d'arrivée des segments - Retransmet les segments perdus - Plus lent mais fiable

UDP (User Datagram Protocol) : - Envoie directement sans établir de connexion - Pas de garantie de livraison - Plus rapide mais non fiable

Numéro de port : Identifie l'application destinataire (0-65535)

Port	Service	Protocole
20/21	FTP (transfert fichiers)	TCP
22	SSH (connexion sécurisée)	TCP
25	SMTP (envoi email)	TCP
53	DNS (résolution noms)	UDP (et TCP)
80	HTTP (web non sécurisé)	TCP
443	HTTPS (web sécurisé)	TCP
3389	RDP (bureau à distance Windows)	TCP

Exemple concret : Quand vous visitez https://www.google.fr, votre navigateur se connecte au port 443 du serveur Google en utilisant TCP.

Couche 5 - Session

Rôle : Gestion des sessions de communication (ouverture, maintien, fermeture).

Protocoles : - NetBIOS - RPC (Remote Procedure Call)

Exemple concret : Quand vous vous connectez à un site web, une session est ouverte. Si vous fermez le navigateur, la session est fermée.

Note : Cette couche est souvent intégrée dans la couche Application (modèle TCP/IP simplifié).

Couche 6 - Présentation

Rôle : Formatage, encodage, chiffrement, compression des données.

Fonctions : - Conversion de formats (JPEG, MP3, MPEG, ASCII, EBCDIC) - Chiffrement/déchiffrement (SSL/TLS) - Compression/décompression

Exemple concret : Quand vous accédez à un site en HTTPS, la couche Présentation chiffre les données avec SSL/TLS avant l'envoi.

Note : Souvent intégrée dans la couche Application (modèle TCP/IP).

Couche 7 - Application

Rôle : Interface avec l'utilisateur final. Services réseau directement utilisables.

Protocoles : - HTTP/HTTPS : Navigation web - FTP : Transfert de fichiers - SMTP : Envoi d'emails - POP3/IMAP : Réception d'emails - DNS : Résolution de noms de domaine - DHCP : Attribution automatique d'adresses IP - Telnet/SSH : Accès à distance

Applications : - Navigateur web (Chrome, Firefox) - Client email (Outlook, Thunderbird) - Client FTP (FileZilla) - Messagerie (Slack, Teams, WhatsApp)

Exemple concret : Quand vous tapez www.google.fr dans votre navigateur, c'est la couche Application qui utilise le protocole HTTP pour récupérer la page web.

D. Processus d'Encapsulation (Émission)

Quand Alice envoie un message à Bob :

Couche	Unité de données (PDU)	Ce que la couche ajoute
7, 6, 5	Données	le message lui-même, mis en forme (chiffrement, encodage, session)
4 - Transport	Segment	en-tête TCP : ports source et destination
3 - Réseau	Paquet	en-tête IP : adresses IP source et destination
2 - Liaison	Trame	en-tête Ethernet (adresses MAC) et contrôle d'erreur FCS
1 - Physique	Bits	conversion en signaux électriques, lumineux ou radio

Analogie Poupées Russes : Chaque couche ajoute une "enveloppe" (en-tête). À l'arrivée, on retire les enveloppes une par une jusqu'au message original.

III. Le Modèle TCP/IP (Modèle Internet)

A. Différence avec OSI

Le modèle TCP/IP est le modèle réellement utilisé sur Internet. Il simplifie OSI en 4 couches.

Couche TCP/IP	Correspond aux couches OSI	Protocoles Principaux
4 - Application	5, 6, 7 (Session, Présentation, Application)	HTTP, FTP, SMTP, DNS, DHCP
3 - Transport	4 (Transport)	TCP, UDP
2 - Internet	3 (Réseau)	IP, ICMP, ARP
1 - Accès Réseau	1, 2 (Physique, Liaison)	Ethernet, Wi-Fi

Correspondance entre le modèle OSI (7 couches) et le modèle TCP/IP (4 couches). Pourquoi deux modèles ? - OSI : Modèle théorique, pédagogique (ISO, 1984) - TCP/IP : Modèle pratique, utilisé sur Internet (ARPANET, 1970s)

À retenir : On enseigne OSI pour comprendre, on utilise TCP/IP en pratique.

IV. Types de Réseaux

A. Classification par Taille (Portée Géographique)

Type	Nom Complet	Portée	Exemples
PAN	Personal Area Network	1-10 mètres	Bluetooth (casque ↔ smartphone), USB
LAN	Local Area Network	Bâtiment, campus (100m-1km)	Réseau d'entreprise, école, domicile
MAN	Metropolitan Area Network	Ville (10-100 km)	Réseau universitaire multi-sites, réseau municipal
WAN	Wide Area Network	Pays, continent, monde	Internet, réseau d'entreprise multi-pays

Les échelles de réseaux, du PAN (le plus petit) au WAN (le plus grand).

B. Classification par Topologie (Architecture Physique)

Topologie = Manière dont les équipements sont physiquement reliés.

1. Topologie en Bus

Caractéristiques : - Avantage : Simple, économique (1 seul câble) - Inconvénient : Si câble coupé → tout le réseau tombe - Inconvénient : Collisions fréquentes (une seule machine parle à la fois)

Usage : Obsolète (années 1980-1990)

2. Topologie en Étoile

Caractéristiques : - Avantage : Si un câble casse → seul ce PC est déconnecté - Avantage : Facilité de dépannage (isolation des pannes) - Avantage : Ajout/retrait de PC simple - Inconvénient : Si le switch tombe → tout le réseau tombe - Inconvénient : Plus de câble nécessaire

Usage : Standard de fait des réseaux locaux filaires

3. Topologie en Anneau

Caractéristiques : - Chaque PC est relié à deux autres (forme un anneau) - Les données circulent dans un sens - Inconvénient : Si un PC tombe → tout le réseau tombe (sauf anneau double)

Usage : Rare (Token Ring, FDDI - obsolète)

4. Topologie Maillée (Mesh)

Caractéristiques : - Avantage : Redondance maximale (plusieurs chemins possibles) - Avantage : Si un lien tombe → routage automatique par un autre chemin - Inconvénient : Coût élevé (beaucoup de câbles) - Inconvénient : Complexité de configuration

Usage : Réseaux critiques (datacenters, opérateurs télécom), Internet (maillage partiel)

5. Topologie en Arbre

Caractéristiques : - Organisation hiérarchique : un équipement racine (le cœur), des équipements intermédiaires, puis les postes. C'est une étoile d'étoiles. - Avantage : réseau facile à étendre : on ajoute un switch et ses postes sur une branche. - Avantage : on isole les pannes et on organise le réseau par étage, bâtiment ou service. - Inconvénient : les liens entre switchs concentrent le trafic ; si le switch cœur tombe, toutes les branches sont coupées.

Usage : le plan de nombreux réseaux d'entreprise : cœur, distribution, accès.

6. Topologie Hybride

Caractéristiques : - Combinaison de plusieurs topologies : ici des étoiles (les postes) reliées par un cœur maillé (les switchs). - Avantage : on profite de la simplicité de l'étoile à l'accès et de la redondance du maillage là où une panne coûterait cher. - Inconvénient : plus complexe à concevoir, à documenter et à dépanner.

Usage : la réalité de presque tous les réseaux d'entreprise.

Pour comparer

Topologie	Principe	Point fort	Point faible	Usage actuel
Bus	Un câble unique	Économique	Une coupure arrête tout	Obsolète
Étoile	Un équipement central	Pannes isolées, dépannage simple	Le centre est un point unique de défaillance	Standard des LAN filaires
Anneau	Chaque poste relié à deux voisins	Accès régulier au réseau	Une panne peut tout bloquer	Rare (Token Ring, FDDI)
Maillée	Tous reliés à tous	Redondance maximale	Coût et complexité	Datacenters, opérateurs
Arbre	Étoiles hiérarchisées	Extensible, organisé	Dépend du cœur	Réseaux d'entreprise
Hybride	Combinaison	S'adapte aux besoins	Complexe à gérer	Presque tous les réseaux réels

V. Adressage IPv4

A. Structure d'une Adresse IPv4

Adresse IPv4 = Identifiant unique d'une machine sur un réseau IP.

Format : 4 nombres séparés par des points (notation décimale pointée). Chaque nombre représente un octet, c'est-à-dire un groupe de 8 bits (8 chiffres binaires).

Exemple : 192.168.1.10

Octet	Décimal	Binaire
1	192	`11000000`
2	168	`10101000`
3	1	`00000001`
4	10	`00001010`

Combien d'adresses possibles ?

Un bit vaut 0 ou 1 (2 possibilités). Avec n bits, on peut former 2ⁿ combinaisons.

Calcul	Résultat
Un octet (8 bits)	2⁸ = 256 valeurs, de 0 à 255
Une adresse IPv4 (32 bits)	2³² = 4 294 967 296 adresses (environ 4,3 milliards)
Une adresse IPv6 (128 bits)	2¹²⁸ soit environ 3,4 × 10³⁸ adresses (340 sextillions)

Épuisement des adresses IPv4

Avec 8 milliards d'humains et des dizaines de milliards d'objets connectés, les 4,3 milliards d'adresses IPv4 ne suffisent plus. Solutions : le NAT (partage d'une adresse publique) à court terme, IPv6 à long terme.

B. Classes d'Adresses IPv4 (Historique)

Les adresses IPv4 étaient autrefois divisées en 5 classes (A, B, C, D, E).

Classe	Plage	Masque par défaut	Usage	Nb d'hôtes
A	1.0.0.0 à 126.255.255.255	255.0.0.0 (/8)	Très grands réseaux (pays, ISP)	~16 millions
B	128.0.0.0 à 191.255.255.255	255.255.0.0 (/16)	Grandes entreprises	~65 000
C	192.0.0.0 à 223.255.255.255	255.255.255.0 (/24)	PME, petits réseaux	254
D	224.0.0.0 à 239.255.255.255	-	Multicast (diffusion à groupe)	-
E	240.0.0.0 à 255.255.255.255	-	Réservé (expérimental)	-

Comment reconnaître la classe ?

Regarder le premier octet : - Classe A : 1-126 - Classe B : 128-191 - Classe C : 192-223 - Classe D : 224-239 - Classe E : 240-255

Exemples : - 10.0.0.1 → Classe A (premier octet = 10) - 172.16.0.1 → Classe B (premier octet = 172) - 192.168.1.1 → Classe C (premier octet = 192)

Note : Aujourd'hui, les classes sont obsolètes. On utilise CIDR (Classless Inter-Domain Routing) avec notation /xx (ex: 192.168.1.0/24).

C. Adresses Privées vs Publiques

Adresses Publiques

Définition : Adresses routables sur Internet, uniques au monde.

Attribution : Distribuées par les RIR (Regional Internet Registries) via les FAI (Fournisseurs d'Accès Internet).

Exemple : 8.8.8.8 (Google DNS), 142.250.185.78 (serveur Google)

Coût : Payant (ressource rare depuis épuisement IPv4)

Adresses Privées (RFC 1918)

Définition : Adresses non routables sur Internet, utilisables dans les réseaux locaux (LAN).

Plages réservées :

Classe	Plage Privée	Masque	Nombre d'adresses
A	10.0.0.0 à 10.255.255.255	255.0.0.0 (/8)	~16 millions
B	172.16.0.0 à 172.31.255.255	255.240.0.0 (/12)	~1 million
C	192.168.0.0 à 192.168.255.255	255.255.0.0 (/16)	65 536

Avantages : - Avantage : Gratuites (pas besoin de payer un FAI) - Avantage : Réutilisables : Chaque entreprise peut utiliser 192.168.1.0/24 dans son LAN - Avantage : Sécurité : Pas d'accès direct depuis Internet (protection naturelle)

Fonctionnement : - Les machines en réseau privé utilisent des adresses comme 192.168.1.10 - Pour accéder à Internet, elles passent par un routeur NAT (Network Address Translation) - Le routeur traduit l'adresse privée en adresse publique (celle de la box)

Exemple : - Votre PC : 192.168.1.50 (privé) - Votre box : 90.34.12.78 (public, fourni par le FAI) - Quand vous allez sur Google, votre requête part avec l'IP 90.34.12.78 (celle de la box) - Google ne voit jamais votre 192.168.1.50

Adresses Spéciales

Adresse	Nom	Usage
0.0.0.0	Adresse invalide	Toutes les interfaces (bind serveur)
127.0.0.1	Localhost / Loopback	Boucle locale (machine elle-même)
255.255.255.255	Broadcast	Diffusion à toutes les machines du réseau
169.254.x.x	APIPA (Automatic Private IP Addressing)	Auto-assignée si pas de DHCP

Exemple localhost : - Si vous faites ping 127.0.0.1, vous pingez votre propre machine (utile pour tester la pile TCP/IP)

D. Masque de Sous-Réseau (Subnet Mask)

Définition : Le masque indique quelle partie de l'adresse IP représente le réseau et quelle partie représente l'hôte (machine).

Format : 4 octets comme une adresse IP

Exemple : 255.255.255.0

En binaire :

Les bits à 1 du masque désignent la partie réseau, les bits à 0 la partie hôte.

Règle : - Les bits à 1 dans le masque = partie réseau - Les bits à 0 dans le masque = partie hôte

Exemple concret :

Adresse IP : 192.168.1.10 Masque : 255.255.255.0 (ou /24)

192.168.1.10/24 : adresse réseau 192.168.1.0, broadcast 192.168.1.255.

Nombre d'hôtes utilisables : 2⁸ − 2 = 256 − 2 = 254 machines - -2 car on retire l'adresse réseau (.0) et l'adresse broadcast (.255)

Masques courants :

Masque (décimal)	Notation CIDR	Bits Réseau	Bits Hôte	Nb Hôtes
255.0.0.0	/8	8	24	~16 millions
255.255.0.0	/16	16	16	~65 000
255.255.255.0	/24	24	8	254
255.255.255.128	/25	25	7	126
255.255.255.192	/26	26	6	62
255.255.255.224	/27	27	5	30
255.255.255.252	/30	30	2	2 (liaison point-à-point)

E. Notion de Passerelle par Défaut (Gateway)

Définition : La passerelle par défaut (default gateway) est l'adresse IP du routeur permettant de sortir du réseau local pour accéder à d'autres réseaux (Internet).

Analogie : Si votre réseau local est un village, la passerelle est le portail de sortie vers l'autoroute (Internet).

Exemple :

Votre configuration réseau : - Adresse IP : 192.168.1.50 - Masque : 255.255.255.0 - Passerelle : 192.168.1.1 (adresse du routeur/box)

Fonctionnement : 1. Vous voulez accéder à www.google.fr (IP 142.250.185.78) 2. Votre PC compare : 142.250.185.78 est-il dans mon réseau 192.168.1.0/24 ? - Non ! (premier octet déjà différent : 142 ≠ 192) 3. Le PC envoie le paquet à la passerelle 192.168.1.1 4. Le routeur route le paquet vers Internet

Sans passerelle configurée : Impossible d'accéder à Internet (seulement au réseau local).

F. Rôle du DNS (Domain Name System)

Problème : Les humains retiennent mal les adresses IP (142.250.185.78), mais bien les noms (www.google.fr).

Solution : Le DNS = "Annuaire téléphonique d'Internet" qui traduit les noms en adresses IP.

Fonctionnement :

Vous tapez www.google.fr dans votre navigateur
Votre PC envoie une requête DNS au serveur DNS configuré (ex: 8.8.8.8 - Google DNS)
Le serveur DNS répond : www.google.fr = 142.250.185.78
Votre PC contacte l'IP 142.250.185.78 pour récupérer la page web

Serveurs DNS courants :

Adresse IP	Fournisseur
8.8.8.8 / 8.8.4.4	Google Public DNS
1.1.1.1 / 1.0.0.1	Cloudflare DNS
9.9.9.9	Quad9 DNS (sécurité)
208.67.222.222 / 208.67.220.220	OpenDNS

Configuration : Généralement fournie automatiquement par DHCP, ou configurable manuellement dans les paramètres réseau.

VII. Vocabulaire Clé à Maîtriser pour l'Examen

Terme	Définition
Réseau informatique	Ensemble d'équipements interconnectés permettant l'échange de données
LAN	Local Area Network - Réseau local (bâtiment, campus)
WAN	Wide Area Network - Réseau étendu (pays, monde, Internet)
Switch	Équipement reliant plusieurs machines dans un réseau local (couche 2)
Routeur	Équipement reliant plusieurs réseaux entre eux (couche 3)
Protocole	Ensemble de règles permettant la communication entre équipements
Modèle OSI	Modèle théorique en 7 couches décrivant les communications réseau
Modèle TCP/IP	Modèle pratique en 4 couches utilisé sur Internet
Encapsulation	Processus d'ajout d'en-têtes par chaque couche lors de l'envoi
Désencapsulation	Processus de retrait des en-têtes à la réception
Trame	Unité de données de la couche 2 (Liaison)
Paquet	Unité de données de la couche 3 (Réseau)
Segment	Unité de données de la couche 4 (Transport - TCP)
Adresse MAC	Adresse physique unique gravée dans une carte réseau (couche 2)
Adresse IP	Adresse logique identifiant une machine sur un réseau IP (couche 3)
IPv4	Protocole IP version 4 (4 octets, 4,3 milliards d'adresses)
Masque de sous-réseau	Indique la partie réseau et la partie hôte d'une adresse IP
Passerelle par défaut	Adresse IP du routeur permettant de sortir du réseau local
DNS	Domain Name System - Service de résolution de noms en adresses IP
DHCP	Dynamic Host Configuration Protocol - Attribution automatique d'adresses IP
TCP	Transmission Control Protocol - Protocole orienté connexion, fiable
UDP	User Datagram Protocol - Protocole non connecté, rapide mais non fiable
Port	Numéro identifiant une application (0-65535)
ICMP	Internet Control Message Protocol - Messages d'erreur et ping
Ping	Commande testant la connectivité réseau (ICMP Echo Request/Reply)
Traceroute / Tracert	Commande traçant le chemin des paquets vers une destination
Loopback	Adresse 127.0.0.1 pointant vers la machine locale
Broadcast	Adresse de diffusion vers toutes les machines du réseau
Unicast	Communication d'une machine vers une seule autre
Multicast	Communication d'une machine vers un groupe
NAT	Network Address Translation - Traduction d'adresses privées en publiques

VIII. Exercices d'Entraînement

Exercice 1 : Identification de Classe et Masque

Pour chaque adresse IP, indiquer : - La classe (A, B, C, D, E) - Le masque par défaut - Si c'est une adresse privée ou publique

Adresse IP	Classe	Masque par défaut	Privée / Publique
10.0.0.1
172.16.5.10
192.168.100.50
8.8.8.8
172.32.1.1
127.0.0.1

Correction de l'exercice 1

La classe se lit au premier octet : A de 1 à 126, B de 128 à 191, C de 192 à 223.

Adresse IP	Classe	Masque par défaut	Privée / Publique
10.0.0.1	A	255.0.0.0 (/8)	Privée (10.0.0.0/8)
172.16.5.10	B	255.255.0.0 (/16)	Privée (172.16.0.0 à 172.31.255.255)
192.168.100.50	C	255.255.255.0 (/24)	Privée (192.168.0.0/16)
8.8.8.8	A	255.0.0.0 (/8)	Publique (serveur DNS de Google)
172.32.1.1	B	255.255.0.0 (/16)	Publique : 172.32 est hors de la plage privée 172.16 à 172.31
127.0.0.1	A (plage réservée)	255.0.0.0 (/8)	Ni privée ni publique : adresse de bouclage (loopback), la machine se parle à elle-même

Exercice 2 : Calcul de Réseau

Soit l'adresse IP 192.168.10.45 avec le masque 255.255.255.0.

1. Quelle est l'adresse du réseau ?

Correction de la question 1

192.168.10.0 : on met à 0 tous les bits de la partie hôte (le dernier octet, avec un masque /24).

2. Quelle est l'adresse de broadcast ?

Correction de la question 2

192.168.10.255 : tous les bits de la partie hôte à 1.

3. Combien d'hôtes utilisables dans ce réseau ?

Correction de la question 3

2⁸ − 2 = 256 − 2 = 254 hôtes (on retire l'adresse du réseau et celle de broadcast).

4. Quelle est la plage d'adresses utilisables ?

Correction de la question 4

De 192.168.10.1 à 192.168.10.254.

5. Cette machine peut-elle communiquer directement (sans routeur) avec 192.168.10.100 ?

Correction de la question 5

Oui : 192.168.10.100 est dans la plage 192.168.10.1 à 192.168.10.254, donc dans le même réseau.

6. Cette machine peut-elle communiquer directement avec 192.168.11.10 ?

Correction de la question 6

Non : 192.168.11.10 appartient à un autre réseau (192.168.11.0/24). Il faut passer par un routeur (la passerelle par défaut).

Exercice 3 : Diagnostic de Panne

Scénario : Un utilisateur vous appelle : "Je ne peux plus accéder à Internet !"

Vous exécutez les commandes suivantes :

C:\> ping 127.0.0.1
Réponse de 127.0.0.1 : octets=32 temps<1ms TTL=128
Fonctionne

C:\> ping 192.168.1.1  (passerelle)
Délai d'attente de la demande dépassé.
Ne fonctionne pas

C:\> ipconfig
Adresse IPv4. . . . . . . . . . . . . .: 192.168.1.50
Masque de sous-réseau. . . . . . . . . : 255.255.255.0
Passerelle par défaut. . . . . . . . . : 192.168.1.1

Questions :

1. La pile TCP/IP fonctionne-t-elle ? Oui / Non

Correction de la question 1

Oui. Le ping sur 127.0.0.1 réussit : la pile TCP/IP du poste est opérationnelle. Il ne prouve pas pour autant que la carte réseau, le câble ou le switch fonctionnent.

2. Quel est le problème probable ? - ☐ Problème DNS - ☐ Problème de connexion locale (câble, switch) - ☐ Problème de configuration IP - ☐ Problème Internet (FAI)

Correction de la question 2

Problème de connexion locale (câble, switch). La configuration IP est cohérente (192.168.1.50/24 et passerelle 192.168.1.1 dans le même réseau), donc ce n'est pas la configuration. Ce n'est pas le DNS (on n'a pas encore testé de nom) ni le FAI : la passerelle, première étape vers Internet, ne répond déjà pas. Il reste le chemin local : câble, port du switch, ou passerelle éteinte.

3. Quelle serait votre prochaine action de diagnostic ?

Correction de la question 3

Remonter couche par couche : vérifier le voyant et le câble de la carte réseau, tester ping 192.168.1.50 (sa propre adresse), puis ping d'un autre poste du même réseau pour savoir si le problème est propre à ce poste ou général, consulter arp -a (la MAC de la passerelle a-t-elle été apprise ?), changer de câble ou de port du switch, et vérifier que la passerelle est allumée.

Exercice 4 : Matching Couches OSI

Associer chaque élément à sa couche OSI :

Élément	Couche OSI
Navigateur Chrome
Adresse MAC
Câble RJ45
Protocole TCP
Adresse IP
Chiffrement SSL
Routeur
Switch
Port 443 (HTTPS)

Correction de l'exercice 4

Élément	Couche OSI
Navigateur Chrome	7 : Application
Adresse MAC	2 : Liaison de données
Câble RJ45	1 : Physique
Protocole TCP	4 : Transport
Adresse IP	3 : Réseau
Chiffrement SSL	6 : Présentation (en pratique, SSL/TLS se place entre le transport et l'application)
Routeur	3 : Réseau
Switch	2 : Liaison de données
Port 443 (HTTPS)	4 : Transport (le numéro de port identifie le service ; le protocole HTTPS lui-même est en couche 7)

IX. Questions de Réflexion (Pour aller plus loin)

Réfléchissez à chaque question avant d'ouvrir la réponse.

1. Pourquoi a-t-on besoin de deux adresses (IP et MAC) ?

Piste

IP = logique (changeable, utilisée pour le routage) ; MAC = physique (gravée dans la carte, valable en local).

2. Que se passe-t-il si deux machines ont la même adresse IP sur un réseau ?

Réponse

Conflit d'adresses IP : les deux machines ont des problèmes de connectivité.

3. Pourquoi le modèle OSI a-t-il 7 couches et pas 3 ou 10 ?

Réponse

Compromis entre modularité (séparation des fonctions) et simplicité.

4. Pourquoi UDP est-il utilisé pour la visioconférence alors qu'il n'est pas fiable ?

Réponse

La vitesse est prioritaire : mieux vaut perdre quelques images que tout bloquer en attendant une retransmission.

5. Comment fonctionne le NAT pour permettre à 10 machines avec IP privée de partager 1 IP publique ?

Piste

Table de correspondance IP:port interne ↔ IP:port externe.

6. Pourquoi y a-t-il épuisement des adresses IPv4 mais pas IPv6 ?

Réponse

IPv4 = 2³² (environ 4 milliards) contre IPv6 = 2¹²⁸ (340 sextillions).

X. Ressources pour Approfondir

Sites Web : - Wikipedia - Modèle OSI - Wikipedia - Suite des protocoles Internet (TCP/IP) - Subnet Calculator - Calculateur de sous-réseaux en ligne

Vidéos YouTube : - "Le modèle OSI expliqué simplement" - Vulgarisation complète - "Comprendre les adresses IP et les masques de sous-réseau" - Tutoriel - "Commandes réseau Windows : ping, ipconfig, tracert" - Démo pratique

Simulateur : - Packet Tracer (Cisco) - Gratuit, permet de créer et simuler des réseaux virtuels

Documentation RFC : - RFC 791 : Internet Protocol (IPv4) - RFC 1918 : Address Allocation for Private Internets - RFC 793 : Transmission Control Protocol (TCP)

Auto-évaluation : Suis-je Prêt ?

Après avoir terminé cette séance, je suis capable de :