Internet : qu'est-ce donc ?

L'histoire d'internet remonte à un peu plus de soixante ans. C'est un réseau de réseaux où des données circulent grâce à des requêtes. Une requête est émise (par un client) et reçue (par un serveur), grâce à des protocoles. Nous allons découvrir comment fonctionne internet, un réseau, et comment tous nos objets connectés communiquent entre eux.

Dates clefs

• 1969 : Premier réseau internet américain (ArpaNet)

• 1972 : Premier réseau internet français (Cyclades)

• 1978 : Protocole TCP/IP

• 1980 : Minitel

• 1983 : Choix du nom d'internet

• 1989 : World Wide Web (WWW)

• 1997 : Wi-Fi

• 2000 : 3G

• 2010 : 4G

• 2020 : 5G

Quelques chiffres : internet en France

Pourcentage sur les individus de plus de 12 ans, en France, et non les foyers.

Statistiques tirées de statistiques.com

Parlons tous de la même chose

Un réseau se définit par des éléments reliés entre eux par des liens. Par exemple, il existe des réseaux autoroutiers, des réseaux sociaux, des réseaux électriques, etc. Un réseau informatique est un groupement de liens (câbles, ondes...) permettant de connecter des équipements (ordinateurs, smartphones...) entre eux.

Pour traverser les océans, on utilise des câbles sous-marins (carte interactive).

Internet signifie littéralement « Interconnexion de réseaux ». Il s'agit donc de connecter des réseaux (où sont connectés des équipements) entre eux dans le but d'échanger des données. Pour se connecter, le réseau a besoin d'un accès fourni par un fournisseur d'accès à Internet (FAI).

L'adresse IP

Pour communiquer, les ordinateurs ont besoin d'une adresse. Il existe deux versions majeures pour représenter une adresse. Nous verrons la version 4 : IPv4.
L'adresse IPv4 se compose de 4 nombres de 0 à 255 espacés par des points. Par exemple 80.247.238.65 est une adresse IPv4 (abrégé adresse IP).

Le masque du réseau

Un groupement d'ordinateurs forme un réseau. Ainsi, l'adresse IP se décompose en deux parties :

• Le numéro du réseau
• Le numéro de l'appareil

Pour connaître ces numéros, il faut consulter le masque.

Par exemple, si le masque est 255.255.255.0, alors dans l'adresse 80.247.238.65 :

• 80.247.238 correspond au réseau
• 65 correspond au numéro de l'ordinateur

On note donc 80.247.238.65/24

Deux ordinateurs sont dans le même réseau s'ils ont la même adresse de réseau.

Voici quelques masques possibles :

Le protocole TCP/IP

Pour échanger, il est nécessaire d'établir un protocole. Le protocole TCP/IP est un ensemble de normes permettant l'échange de données entre deux entités (un émetteur et un récepteur) en utilisant des paquets numérotés et en vérifiant la bonne distribution des données.

TCP signifie « Transfer Control Portocol » soit en français « Protocole de Contrôle de Transfert ».

L'échange de données s'effectue en suivant les étapes suivantes :

1. Découpage des données : Un document à transmettre d’un ordinateur (serveur) à un autre (client) est organisé sous forme d’une file de bits (suite de 0 et de 1). Ces données sont découpées en petits paquets par un programme sur l’ordinateur source (le serveur) qui gère le transfert d’informations selon le protocole TCP.

2. Envoi des paquets : Les paquets sont envoyés séparément sur Internet. Ils peuvent suivre des chemins différents en fonction de l’encombrement du réseau ou de la panne de certaines machines.

3. Réception et réorganisation des paquets : Lorsque les paquets arrivent à destination sur l’ordinateur cible (le client), ils sont réceptionnés par un programme qui connaît également le protocole TCP. Ce programme est chargé de remettre les données dans le bon ordre.

4. Vérification de l’intégrité des données : Le programme sur l’ordinateur client vérifie également que tous les paquets sont arrivés et qu’aucun n’est endommagé. Si un paquet est endommagé, l’ordinateur client demande une copie du paquet endommagé à l’ordinateur serveur.

C’est ainsi que le protocole TCP garantit le transfert d’informations sur Internet.

Routage

Le routage est un processus essentiel dans les réseaux informatiques qui permet de déterminer le chemin que les paquets de données empruntent pour aller d’un point à un autre. Il est basé sur les protocoles TCP/IP

Qu'est-ce-que le routage ?

Le routage est un processus qui se produit dans un réseau informatique pour acheminer les paquets de données du point A au point B. Les routeurs sont les principaux dispositifs qui effectuent le routage. Ils utilisent des tables de routage pour déterminer le chemin le plus efficace pour acheminer les paquets de données.

Exemple

Voici un exemple simplifié du fonctionnement du routage

1. Étape 1 : Un paquet de données est créé sur votre ordinateur (Point A) pour être envoyé à un serveur spécifique (Point B).
2. Étape 2 : Le paquet est envoyé au routeur domestique. Le routeur examine l’adresse IP de destination du paquet et utilise sa table de routage pour déterminer le prochain saut ou routeur vers lequel il doit envoyer le paquet.
3. Étape 3 : Ce processus se répète, avec chaque routeur successif déterminant le prochain saut sur la base de sa table de routage, jusqu’à ce que le paquet atteigne sa destination.
4. Étape 4 : Si à tout moment un lien ou un chemin échoue, les routeurs mettent à jour leurs tables de routage pour éviter le chemin défaillant et le paquet est renvoyé en utilisant une nouvelle route.

Principe du routage et limites

Le routage est un processus dynamique qui permet de déterminer le chemin optimal pour le transfert de données sur un réseau. Les principes clés du routage comprennent :

1. Choix du chemin : Les routeurs utilisent des algorithmes pour déterminer le chemin le plus court ou le plus efficace pour acheminer les paquets de données.
2. Tables de routage : Chaque routeur maintient une table de routage qui contient des informations sur les chemins disponibles pour acheminer les paquets.
3. Mise à jour dynamique : Les tables de routage sont mises à jour dynamiquement pour s’adapter aux changements dans le réseau, tels que l’ajout ou la suppression de routeurs.

Cependant, le routage présente également certaines limites :

• Latence : Le processus de détermination du chemin optimal peut introduire une latence, surtout si le réseau est complexe ou si la table de routage est grande.
• Efficacité : Le chemin le plus court n’est pas toujours le plus efficace. Par exemple, un chemin plus long avec moins de congestion pourrait être plus rapide.
• Fiabilité : Si un routeur tombe en panne, cela peut perturber le réseau jusqu'à ce que les tables de routage soient mises à jour.

Fiabilité de transmission vs absence de garantie temporelle

La fiabilité de transmission fait référence à la capacité d’un réseau à livrer des paquets de données à leur destination sans erreurs. Cela est généralement assuré par des mécanismes tels que la vérification d’erreur et la retransmission de paquets perdus ou endommagés.

D'autre part, l’absence de garantie temporelle signifie qu’il n’y a pas de garantie sur le moment précis où un paquet atteindra sa destination. Cela est dû à divers facteurs, tels que la congestion du réseau et la latence introduite par le routage.

Il est important de noter que ces deux concepts sont liés mais distincts. Un réseau peut être fiable en termes de livraison de paquets sans erreurs, mais ne peut toujours pas garantir quand exactement ces paquets arriveront.

DNS

Définitions

• Adresse symbolique : Une adresse symbolique est un ensemble de mots faciles à mémoriser qui permet de se connecter plus facilement à un site plutôt qu'en utilisant l'adresse IP. On l’appelle aussi adresse URL ou nom de domaine. Elle est sous la forme sous-domaine.domaine.fr. Par exemple, l’adresse symbolique du lycée est : https://www.saint-genes.com/
• Serveur DNS : Un serveur DNS (Domain Name System) propose un service de traduction d'adresse symbolique en adresse IP. Il est en quelque sorte le répertoire / annuaire d’Internet.

Fonctionnement d'un DNS

Exemple sur l'adresse education.gouv.fr

Comment faire appel au serveur de DNS ?

Lorsque vous accédez à un site web, votre navigateur s'occupe de demander l'adresse IP du site web demandé. Mais comment le faire soi-même ?

En utilisant la commande linux : dig < nom de domaine >

Pour plus de détails, utiliser : dig < nom de domaine > + trace

Pair à Pair

Nous avons vu dans l'activité 4 (click) comment un navigateur charge une page web : il se connecte au serveur en récupérant l'adresse IP de ce dernier. On parle alors de modèle client-serveur.
Il existe d'autres modèles sur Internet, notamment le modèle pair-à-pair (peer-to-peer en anglais, abrégé P2P) que nous détaillerons dans ce cours.

Pair-à-pair (P2P)

Le modèle pair-à-pair est un modèle d'échange sur Internet où chaque entité (chaque ordinateur impliqué) est à la fois client et serveur, partiellement ou totalement décentralisé.

En d'autres termes, il s'agit d'un système d'échanges de données entre deux ordinateurs, sans machine intermédiaire.

En classe, c'est comme si l'élève premier de la classe partageait son devoir avec un autre élève : cet autre élève serait donc capable de partager la même copie à d'autres élèves, sans que ces derniers n'aient à demander au premier de la classe.

Schéma

Usage du P2P

Le P2P est principalement utilisé pour partager des gros fichiers. En effet, au lieu d'avoir plusieurs connexions sur un unique serveur, chaque personne ayant téléchargé un morceau du fichier va pouvoir le partager aux autres. Ainsi, le serveur est moins sollicité, et les autres utilisateurs partagent en même temps qu'ils reçoivent les fichiers.

On trouve un principe similaire avec les hébergeurs de vidéos comme YouTube, où plusieurs serveurs hébergent une même vidéo. On ne parle pas de P2P car les utilisateurs qui regardent ces vidéos ne partagent pas la vidéo aux autres utilisateurs.

De là dérive un nouvel usage : le piratage. En effet, un film piraté disponible chez plusieurs utilisateurs est plus difficilement supprimable par la police d'internet (Hadopi, aujourd'hui rebaptisé Arcom) car il faudrait supprimer le fichier chez chaque individu qui a téléchargé ce film, au lieu de bloquer l'accès au serveur si un seul serveur héberge le fichier.

Attention, la Hadopi peut savoir qu'on utilise du P2P et peut contacter les internautes pour les avertir ou leur bloquer leur accès internet.