Réseaux et protocoles en 1ère
Cours complet, points clés à retenir et exercices d'entraînement de réseaux et protocoles pour les élèves de 1ère. Conforme au programme officiel.
Réviser notion par notion
Ce que tu vas réviser
- Adressage IP et masque de sous-réseau
- Protocoles TCP/IP
- Routage et tables de routage
- DNS et résolution de noms
- Modèle en couches OSI simplifié
Adressage IP et masque de sous-réseau
Une adresse IP identifie un appareil sur un réseau, un peu comme un numéro de téléphone (une adresse privée comme 192.168.1.5 n'est unique qu'à l'intérieur du réseau local). Elle est composée de 4 nombres entre 0 et 255 (par exemple 192.168.1.5). Le masque de sous-réseau permet de diviser les adresses IP en groupes pour organiser le réseau.
Exemple
Imagine que tu habites dans une rue : l'adresse IP est ton numéro de maison, et le masque de sous-réseau définit quelle partie de la rue tu habites (par exemple les maisons 192.168.1.0 à 192.168.1.255).
À retenir : Une adresse IPv4 a 4 octets (32 bits), et le masque de sous-réseau détermine combien de bits identifient le réseau et combien identifient l'appareil.
Protocoles TCP/IP et couches OSI
TCP/IP est un ensemble de protocoles qui permettent aux ordinateurs de communiquer sur Internet. La communication est découpée en couches, chacune avec son rôle : accès au réseau (câble, Wi-Fi), réseau (IP : adressage et acheminement des paquets), transport (TCP, qui assure une transmission fiable, ou UDP, plus rapide mais sans garantie), application (HTTP, DNS…).
Exemple
Quand tu ouvres une page web : HTTP demande la page au serveur, TCP découpe les données en paquets numérotés et fait renvoyer ceux qui sont perdus, IP achemine chaque paquet jusqu'à la bonne adresse, et la carte Wi-Fi ou Ethernet transmet physiquement les bits.
À retenir : Chaque couche a un rôle : l'accès réseau transmet les bits, IP adresse et achemine les paquets, TCP garantit que tout arrive dans l'ordre et sans perte (UDP ne le garantit pas), l'application utilise les données.
Routage et tables de routage
Le routage est le processus qui permet aux données de trouver leur chemin d'un ordinateur à un autre sur Internet. Une table de routage est une liste que chaque routeur consulte pour décider où envoyer les données en fonction de l'adresse IP de destination.
Exemple
C'est comme un GPS pour les données : quand tu envoies un message, les routeurs consultent leur table de routage pour savoir par quel chemin faire passer ton message jusqu'au destinataire.
À retenir : Un routeur consulte sa table de routage : il compare le début (la partie réseau) de l'adresse de destination avec ses entrées et envoie le paquet vers la passerelle suivante indiquée. L'étude des protocoles de routage (RIP, OSPF) est au programme de terminale.
DNS et résolution de noms
Le DNS (Domain Name System) est un service qui traduit les noms de domaine lisibles (comme google.com) en adresses IP (comme 142.250.185.46) que les ordinateurs comprennent. C'est un annuaire téléphonique d'Internet.
Exemple
Quand tu tapes 'youtube.com' dans ton navigateur, un serveur DNS répond par exemple « youtube.com a pour adresse 142.251.32.142 » (l'adresse réelle peut changer), puis ton ordinateur se connecte à cette adresse IP.
À retenir : Sans DNS, tu devrais mémoriser les adresses IP de tous les sites : le DNS traduit les noms faciles à retenir en adresses IP.
Modèle en couches : OSI et TCP/IP
Le modèle OSI décrit la communication en 7 couches (physique, liaison, réseau, transport, session, présentation, application). Internet utilise en pratique le modèle TCP/IP, plus simple, en 4 couches : accès réseau (physique + liaison), internet (IP), transport (TCP/UDP) et application (HTTP, DNS, SMTP…). À l'envoi, chaque couche ajoute son en-tête aux données reçues de la couche du dessus : c'est l'encapsulation.
Exemple
Envoyer un e-mail : SMTP (application) prépare le message, TCP (transport) le découpe en segments, IP (internet) ajoute les adresses source et destination, puis la carte réseau (accès réseau) l'envoie sur le câble Ethernet jusqu'au commutateur du lycée.
À retenir : Le modèle OSI compte 7 couches, le modèle TCP/IP utilisé sur Internet en compte 4 ; chaque couche encapsule les données de la couche supérieure en ajoutant son en-tête.
Paquets, encapsulation et protocole du bit alterné
Les données sont découpées en paquets : si un paquet est perdu, on ne renvoie que lui, et les paquets peuvent emprunter des chemins différents. Pour récupérer les pertes, l'émetteur attend un accusé de réception. Dans le protocole du bit alterné, chaque paquet porte un bit (0 ou 1) qui alterne d'un paquet au suivant ; le récepteur renvoie un accusé portant le même bit. Sans accusé au bout d'un certain délai, l'émetteur renvoie le paquet ; un doublon est reconnu grâce à son bit et ignoré.
Exemple
L'émetteur envoie le paquet A avec le bit 0 et reçoit l'accusé 0 : il envoie B avec le bit 1. L'accusé de B se perd : au bout du délai, il renvoie B (bit 1). Le récepteur, qui attendait un paquet de bit 0, reconnaît un doublon, l'ignore et renvoie l'accusé 1.
À retenir : Le découpage en paquets et les accusés de réception (protocole du bit alterné) permettent de transmettre des données de façon fiable même si des paquets se perdent.
Les points clés
- Une adresse IP identifie de manière unique chaque appareil sur un réseau
- Le masque de sous-réseau divise les adresses IP en groupes logiques
- TCP/IP est l'ensemble de protocoles d'Internet, organisé en 4 couches (le modèle OSI en compte 7)
- Les routeurs utilisent des tables de routage pour acheminer les données
- Le DNS traduit les noms de domaine en adresses IP
- Les modèles en couches (OSI, TCP/IP) expliquent comment les données circulent du câble jusqu'à l'application
L'essentiel
Internet fonctionne en couches : les données physiques (câbles) sont adressées par IP (réseau), transportées par TCP (transport), et utilisées par des applications (HTTP, DNS) qui communiquent via des protocoles standardisés.
Exercices d'entraînement
Entraîne-toi sur ces exercices, puis fais-toi corriger pas à pas par le tuteur.
Exercice 1
Une entreprise utilise le réseau 192.168.1.0/24. Combien d'adresses IP sont disponibles pour les appareils ? Explique ce que signifie le '/24'.
Corrige cet exercice avec le tuteur →Exercice 2
Explique les étapes qui se produisent quand tu tapes 'www.example.com' dans ton navigateur. Cite au moins 3 protocoles ou services impliqués.
Corrige cet exercice avec le tuteur →