Principe de la communication sur Internet
Fondamental : Internet est un vaste réseau d'ordinateurs qui communiquent entre eux
Pour que les clients, les routeurs et les serveurs puissent communiquer entre eux, ils faut qu'ils soient reliés physiquement et qu'ils hébergent des logiciels qui respectent des protocoles communs.
Exemple :
Infrastructure réseau d'Internet
Internet est un réseau de réseaux
Fondamental :
Les composants fondamentaux du réseau Internet sont les câbles très haut débit par lesquels transitent les données.
Carte des câbles sous-marins du réseau Internet
Ordinateurs routeurs
Définition : Routeur
Un routeur est un ordinateur dont le rôle est d'acheminer des paquets d'information sur Internet, on peut voir cela comme un coursier.
Remarque :
Pour qu'un message se déplace d'un ordinateur à un autre sur Internet, il devra passer par plusieurs routeurs, de plus en plus proches de sa destination.
Exemple : traceroute from pic.crzt.fr to www.utc.fr
1 h7.tetaneutral.net (91.224.148.1)
2 renater.par.franceix.net (37.49.236.19)
3 te0-0-0-1-ren-nr-compiegne-rtr-091.noc.renater.fr (193.51.177.53)
4 rrtp-vl221-te0-0-0-0-compiegne-rtr-011.noc.renater.fr (193.51.181.189)
5 * * *
6 * * *
7 gw-utc.utc.fr (195.83.154.242)
Exemple :
Routeurs
Protocoles réseaux TCP/IP
Afin de pouvoir communiquer entre elles toutes les machines d'Internet respectent des règles communes. Ces règles sont standardisées au sein de protocoles.
Le fonctionnement d'Internet repose fondamentalement sur les protocoles réseaux IP et TCP.
Définition : Protocole IP
Le protocole (ou couche) IP gère les communications entre plusieurs machines d'un réseau.
Elle est basée sur l'adressage, le routage et la fragmentation.
Définition : Paquet IP
Les entités transmises par le protocole IP sont des paquets (ou datagramme).
Exemple :
Impossible d'accéder à la ressource audio ou vidéo à l'adresse :
La ressource n'est plus disponible ou vous n'êtes pas autorisé à y accéder. Veuillez vérifier votre accès puis recharger la vidéo.
Exemple :
Définition : Protocole TCP
Le protocole (ou couche) TCP gère les communications de bout en bout.
Elle est basée sur la correction des erreurs, le ré-ordonnancement et le contrôle de flux.
Définition : Message
Les entités transmises par la couche TCP sont des messages.
Remarque :
Sur la base du protocole de communication TCP/IP on peut bâtir des applications, tels que HTTP pour consulter des fichiers sur le Web ou FTP pour transférer des fichiers.
Protocoles applicatifs d'Internet : SSH, mail, Web...
Définition : Protocole
Un protocole est un langage standard que tous les ordinateurs qui veulent communiquer entre eux respectent.
Les protocoles sont la condition de fonctionnement d'Internet, ils permettent à des ordinateurs différents qui utilisent des logiciels différents de communiquer entre eux.
Fondamental : Qui établit les protocoles ?
Internet est géré de façon décentralisée, il n'y a pas une structure qui gère l'ensemble, les protocoles sont souvent le résultat de discussions ouvertes à toutes et tous.
En pratique il y a quelques organismes de standardisation, comme l'IETF qui publie les RFC ou le W3C qui standardise les langages du Web, comme HTML ou CSS.
Attention : Internet ≠ Web (métonymie)
Le protocole principal du Web est HTTP.
Il existe d'autres protocoles sur Internet : FTP pour le transfert de fichier, SSH pour l'accès à des ordinateurs distants, SMTP et IMAP pour le mail, etc.
Exemple : Connexion distante (1969)
Naissance : 1969
Protocole : Telnet (1969, RFC 15), SSH (1995, RFC 4251)
Exemple : Forum (1979)
Naissance : usenet, 1979
Application web : Discourse (décentralisé, libre)
→ Médias sociaux
Exemple : Messagerie instantanée (1988)
Naissance : commande Unix
talk(années 1970)Protocole : IRC, 1988
Applications web de messagerie instantanée :
Slack (centralisé, propriétaire)
Mattermost (décentralisé, libre)
Element/Matrix (décentralisé, libre, fédéré, chiffré E2E)
Exemple : Web (1990)
Naissance : 1990
Protocole : HTTP (1990, W3C, RFC 1945) (et le langage de formatage de documents HTML)
Quelques logiciels qui font fonctionner Internet
Logiciels côté clients
Navigateur web : Mozilla Firefox ou Google Chrome (clients HTTP)
Client Mail : Mozilla Thunderbird (client IMAP ou POP)
Logiciels côté serveur
Serveur web : Apache, Nginx
Serveur mail : Postfix (SMTP), Dovecot (IMAP)
Complément : Typologie de logiciels
propriétaire + centralisé (Zoom, Discord, Youtube)
libre + centralisé (Signal)
libre + décentralisé (Mattermost, BigBlueButton, Etherpad)
libre + décentralisé + fédéré (Mastodon, Element, Mobilizon, Peertube)
URL : Uniform Resource Locator
Définition : Les URL
Les URL sont nées en même temps que le World Wide Web et permettent d'identifier une ressource sur un serveur web.
Exemple :
Lorsque https://www.wikipedia.org/wiki/URL est rentrée dans un navigateur web, ce dernier fait une requête GET sur la ressource « /wiki/URL » du serveur pointé par www.wikipedia.org, en sécurisant la connexion grâce à HTTPS (que nous verrons par la suite).
Syntaxe : Éléments de syntaxe d'une URL
Certains caractères sont réservés pour un usage spécifique. Par exemple :
le caractère
/est réservé pour indiquer le chemin des fichiers à consulter,
le caractère
?est réservé pour annoncer les paramètres à transmettre au serveur,le caractère
=est réservé pour indiquer la valeur des paramètres,le caractère
#est réservé pour indiquer un fragment, souvent une partie spécifique de la page web (par exemple, un paragraphe).
Lorsqu'un caractère réservé doit être utilisé pour autre chose dans l'URL, il est remplacé par un symbole pourcent suivi de son code ASCII au format hexadécimal ('/' devient %2F et '?' devient %3F).
À retenir
Une URL permet d'identifier une ressource précise sur un serveur web donné.
Les URL permettent de passer des paramètres aux serveurs web.
Exercice
Internet c'est pas du virtuel
Vous participez à la Fête De la Science et dans ce contexte vous devez expliquer le fonctionnement d'Internet à des collégiens.
Préparez votre exposé en répondant aux questions suivantes en une ou deux phrases simples et précises.
Protocole de l'exercice en groupe
Former 14 groupes de 2 à 4 étudiant·es.
Attribuer à chaque groupe 1 question, donc 2 groupes traitent chaque question.
Chaque groupe propose une réponse rédigée en utilisant le cours et/ou d'autres ressources, éventuellement assortie d'une illustration (issue du cours ou d'une autre source).
Le texte et l'éventuel lien vers l'illustration sont postés sur Mattermost avec un tag #q1 pour la question 1, #q2 pour la questions 2, etc.
Pour chaque question :
Un des groupes vient présenter en premier
Le second propose un complément
L'enseignant peut compléter
Expliquez en quoi Internet repose sur une infrastructure physique qui consomme des matériaux, de l'énergie et de l'espace.
Quel est le rôle des routeurs au sein du réseau Internet et pourquoi ne peut-on pas s'en passer ?
Qu'est-ce qu'un protocole et pourquoi est-ce indispensable pour faire fonctionner Internet ?
Expliquez le principe de fragmentation des messages en paquets sur lequel repose le protocole réseau TCP/IP.
Impossible d'accéder à la ressource audio ou vidéo à l'adresse :
La ressource n'est plus disponible ou vous n'êtes pas autorisé à y accéder. Veuillez vérifier votre accès puis recharger la vidéo.
À quoi servent les adresses IP et quelles sont les machines qui en disposent ? À quoi servent les noms de domaine ?
À quoi sert l'application Telnet, depuis remplacée par SSH, et pourquoi était-ce la première application sur Internet ?
Expliquez comment fonctionne un navigateur web à partir de la méthode GET, la plus courante du protocole HTTP.
