HackMDHistoire et culture des réseaux
Des premiers dessins sur les murs au nouveaux protocoles de communications
© Julien Noyer - All rights reserved for educational purposes only
Introduction
Dans les réseaux informatiques et les télécommunications, un protocole de communication est une spécification de plusieurs règles pour un type de communication particulier. Initialement, on nommait protocole ce qui est utilisé pour communiquer sur une même couche d'abstraction entre deux machines différentes. Par extension de langage, on utilise parfois ce mot aussi aujourd'hui pour désigner les règles de communication entre deux couches sur une même machine.
Communiquer consiste à transmettre des informations, mais tant que les interlocuteurs ne lui ont pas attribué un sens, il ne s'agit que de données et pas d'information. Les interlocuteurs doivent donc non seulement parler un langage commun mais aussi maîtriser des règles minimales d'émission et de réception des données. C'est le rôle d'un protocole de s'assurer de tout cela. Par exemple, dans le cas d'un appel téléphonique :
- L'interlocuteur apprend que vous avez quelque chose à transmettre
- il indique qu'il est prêt à recevoir
- il situe votre communication dans son contexte
- un éventuel destinataire final peut y être identifié
- le correspondant s'assure d'avoir bien compris le message
- les procédures d'anomalies sont mises en place
- les interlocuteurs se mettent d'accord sur la fin de la communication
Cette métacommunication n'est autre que la mise en œuvre de protocoles.
Source Wikipédia https://bit.ly/3De2pyf
Histoire et évolution des protocoles
"L’imagination est plus importante que le savoir" - Albert Einstein
Le télégraphe Chappe, le premier réseau de communication
Lorsque l’on parle de réseaux, il faut dans un premier temps s’intéresser à la manière dont les humains ont cherché à communiquer, le but et l'enjeu de cette recherche. De tout temps, nous avons cherché à communiquer pour échanger des informations et apprendre de l’autre à travers ces échanges, pour cela il aura dû à travers le temps trouver des systèmes, créer des langages et construire des stuctures plus ou moins complexes pour échanger des données et créer des liens.
Illustration du télégraphe Chappe datant de 1794
L’un des premiers réseaux de communication fut mis au point par Claude Chappe (1763 - 1806) en 1794 dans un but militaire, déjà à l’époque, un réseau de télégraphes optiques permettant d’échanger des informations entre des villes en suivant un vocabulaire spécifique.
En savoir plus https://bit.ly/3Fizvi3
Du télégraphe Chappe à l'Internet mondial
Aujourd’hui le plus grand réseau de communication est sans nul doute l’Internet, il a su en quelques années supplanter les autres systèmes et est en passe de remplacer la téléphonie. Tout comme ses prédécesseurs, l’Internet à dû pour se développer construire l’infrastrcuture de son réseau pour qu’il puisse être accessible à ceux qui souhaitent l’utiliser jusqu’à devenir un maillage de plus de > Illustration du télégraphe Chappe datant de 1794 pour relier les différents continents entre eux et permettre les échanges d’informations.
Illustration des câbles transatlantique diffusant le réseau Internet
Par analogie avec le procédé de Claude Chappe, les sémaphores placés sur des collines sont remplacés par des server dans des data-centers.
En savoir plus https://bit.ly/3A8Dydh
Structurer les échanges pour comprendre tous les langages
Travailler sur un réseau de communication mondial nécessite de mettre en place des stratégies pour faire en sorte que chaque intervenant sur le réseau puisse être compris par les autres et recevoir des réponses qu’il comprend lui-meme. Au-delà de la problématique de la langue il faut être capable de structurer les interactions et les échanges sur le réseau pour que la production de résultats correspond aux attentes de chaque intervenant dans une logique qu’ils partagent.
Représentation d'un code ASCII (American Standard Code for Information Interchange)
Ces contraintes dans le traitement de l’information imposent de suivre des protocoles qui normalisent, les échangent et permettent à tous ces agents de communiquer ensemble.
En savoir plus https://bit.ly/3DfaBhL
Les principaux protocoles
Présentation des protocoles qui font Internet
Protocole Internet : suite TCP/IP
La suite TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) inventés par Vinton G. Cerf et Bob Kahn, est un ensemble des protocoles comportant 4 couches utilisés pour le transfert des données sur Internet. Chaque couche résout un certain nombre de problèmes relatifs à la transmission de données, et fournit des services bien définis aux couches supérieures.
Vinton G. Cerf et Bob Kahn, créateurs de la suite TCP/IP
Les couches hautes sont plus proches de l’utilisateur et gèrent des données plus abstraites, en utilisant les services des couches basses qui ** mettent en forme les données** afin qu’elles puissent être émises sur un médium physique.
Principale application de la suite TCP/IP
| Couche | Définition | Protocoles |
|---|---|---|
| Application | Point d’accès aux services réseaux, elle représente des données pour l’utilisateur ainsi que du codage et un contrôle du dialogue : des mécanismes de communication offerts aux applications de l’utilisateur. | HTTP, SSH, DNS, FTP, … |
| Transport | Gère les communications de bout en bout entre processus, cette couche est souvent la plus haute couche où on se préoccupe de la correction des erreurs (exception : utilisation de DNS sur UDP). | TCP, UDP, DNS, RTP, … |
| Réseau | Voie de communication de bout à bout à partir de voies de communication avec ses voisins directs, cette couche est donc la seule à être directement concernée par la topologie du réseau. | X.25, ICMP, IGMP, … |
| Liaison | Couche de protocole qui transfère des données entre les nœuds adjacents d’un réseau étendu (WAN) ou entre des nœuds sur le même segment d’un réseau local (LAN). | Ethernet, Wireless Ethernet, ATM, … |
| Physique | Gère la transmission effective des signaux électriques ou optiques entre les interlocuteurs. Son service est généralement limité à l’émission et la réception d’un bit ou d’un train de bits continu. | Câble réseaux, fibre optique, poste radio, … |
En savoir plus https://bit.ly/3BaJIKX
HTTP / Hypertext Transfer Protocol
L’Hypertext Transfer Protocol, plus connu sous l’abréviation HTTP, est un protocole de communication client-serveur développé pour le World Wide Web. HTTPS(avec S pour secured, soit « sécurisé ») est la variante du HTTP sécurisée par l’usage des protocoles SSL ou TLS.
Illustration des protocoles HTTP/HTTPS
HTTP est un protocole de la couche application, il peut fonctionner sur n’importe quelle connexion fiable, dans les faits on utilise le protocole TCP comme couche de transport. Un serveur HTTP utilise alors par défaut le port 80 (443 pour HTTPS).
En savoir plus https://bit.ly/3A8IoqX
UDP / User Datagram Protocol
Le rôle du protocole UDP est de permettre la transmission de données (sous forme de datagrammes) de manière très simple entre deux entités, chacune étant définie par une adresse IP et un numéro de port.
Illustration du protocole UDP
Aucune communication préalable n’est requise pour établir la connexion, au contraire de TCP (qui utilise le procédé de handshaking). UDP utilise un mode de transmission sans connexion.
En savoir plus https://bit.ly/3ixyusG
FTP / File Transfer Protocol
File Transfer Protocol ou FTP, est un protocole de communication destiné au partage de fichiers sur un réseau TCP/IP. Il permet, depuis un ordinateur, de copier des fichiers vers un autre ordinateur du réseau, ou encore de supprimer ou de modifier des fichiers sur cet ordinateur.
Illustration du protocole FTP
Ce mécanisme de copie est souvent utilisé pour alimenter un site web hébergé chez un tiers. La variante de FTP protégée par les protocoles SSL ou TLS (SSL étant le prédécesseur de TLS) s’appelle FTPS.
En savoir plus https://bit.ly/2ZL98kA
MQTT / Message Queuing Telemetry
MQTT1 (Message Queuing Telemetry Transport) est un protocole de messagerie publish-subscribe basé sur le protocole TCP/IP, il a été initialement développé par Andy Stanford-Clark et Arlen Nipper. De très nombreuses bibliothèques sont disponibles pour programmer des clients MQTT, pour la plupart des langages et sur la plupart des plates-formes.
Illustration du protocole MQTT
Le projet Eclipse Paho offre des implémentations libres et open-source des protocoles de messagerie ouverts et standards destinés aux applications nouvelles et émergentes du M2M (machine-to-machine) et de l’Internet des objets.
En savoir plus https://bit.ly/3l8x8GC
SSH / Secure Shell
Secure Shell (SSH) est à la fois un programme informatique et un protocole de communication sécurisé. Le protocole de connexion impose un échange de clés de chiffrement en début de connexion. Par la suite, tous les segments TCP sont authentifiés et chiffrés.
Illustration du protocole SSH
Il devient donc impossible d’utiliser un sniffer pour voir ce que fait l’utilisateur. Le protocole SSH a été conçu avec l’objectif de remplacer les différents protocoles non chiffrés comme rlogin, telnet, rcp et rsh.
En savoir plus https://bit.ly/3DcZgOT
VPN / Virtual Private Network
Un réseau privé virtuel, abrégé VPN – Virtual Private Network, est un système permettant de créer un lien direct entre des ordinateurs distants, en isolant ce trafic. On utilise notamment ce terme dans le travail à distance, ainsi que pour l’accès à des structures de type Cloud Computing, mais également en matière d'infrastructure.
Illustration du principe de VPN
Dans une autre acception, le VPN peut exister sous la forme d’un réseau privé virtuel étanche et distribué sur un cloud. Les ordinateurs sur ce VPN y sont souventraccordés physiquement, la notion de « virtuel » se rapportant alors au fait que l’infrastructure en Cloud fait circuler plusieurs réseaux virtuels étanches entre eux.
En savoir plus https://bit.ly/2ZL3AXi
Ressources
Index des liens vers les sujets traités dans ce document
- Protocole de communication : https://bit.ly/3De2pyf
- Télégraphe Chappe : https://bit.ly/3Fizvi3
- Voici pourquoi l'internet mondial dépend de câbles sous-marins : https://bit.ly/3A8Dydh
- American Standard Code for Information Interchange : https://bit.ly/3DfaBhL
- Suite des protocoles Internet : https://bit.ly/3BaJIKX
- Hypertext Transfer Protocol : https://bit.ly/3A8IoqX
- User Datagram Protocol : https://bit.ly/3ixyusG
- File Transfer Protocol : https://bit.ly/2ZL98kA
- MQTT : https://bit.ly/3l8x8GC
- Secure Shell : https://bit.ly/3DcZgOT
- Réseau privé virtuel : https://bit.ly/2ZL3AXi
- Albert Einstein - citations : https://bit.ly/2ZL8kw2
- Ports et protocoles : comprendre l'essentiel en 5 minutes : https://bit.ly/3uHl4zd
