Le protocole Internet

Internet est un réseau mondial qui permet aux utilisateurs de communiquer avec des serveurs ou entre serveurs, établissant ainsi des communications entre différentes machines.

Internet repose sur des infrastructures physiques composées de gros câbles répartis sur l'ensemble de la planète. Ces infrastructures, appelées Network Service Providers (NSP), sont majoritairement financées par les grandes entreprises technologiques (GAFAM) et les gouvernements.

L'objectif principal de ces infrastructures est de transférer des informations d'un point A à un point B et inversement à l'aide de signaux électriques, optiques ou radioélectriques. Pour pouvoir faire transiter ces données dans les deux sens, il faut suivre un ensemble de règles (protocol stack) pour établir une communication entre deux machines.

Architecture

Composant	Description
Network Service Providers (NSP)	Grandes infrastructures composées majoritairement de gros câbles répartis sur l'ensemble de la planète, permettant la transmission des données sur de longues distances. Appartiennent aux GAFAM et aux États.
Network Access Points (NAP)	Points d'accès aux infrastructures des NSP. Les NAP agissent comme des portes d'entrée au réseau des NSP.
Internet Service Providers (ISP)	Sous-réseaux développés par les Fournisseurs d'Accès à Internet (FAI) (comme Orange, Free, etc.) pour fournir l'accès Internet aux particuliers et aux entreprises.

Protocol stack

Le Modèle OSI

Ce modèle créé par l'ISO (Organisation internationale de normalisation) décrit toutes les règles pour établir une connexion entre deux systèmes informatiques.

Le modèle OSI se compose de couches qui prennent en compte tous les aspects de la transmission d'une information.

Couche	Description
Application	Met en place l'interface pour qu'une application accède au réseau.
Présentation	Prépare les données pour la couche application, en assurant le formatage, le chiffrement et la compression.
Session	Gère les sessions de communication, établissant, maintenant et terminant les connexions entre les applications.
Transport	Assure le transport fiable des données, segmentant les messages et garantissant la livraison sans erreur.
Réseau	Détermine le chemin des données entre les dispositifs, en utilisant des adresses logiques telles que les adresses IP.
Liaison	Spécifie le moyen utilisé pour acheminer les données sur la couche physique (câble internet, Wi-Fi, etc.), en gérant la détection et la correction d'erreurs.
Physique	Décrit les caractéristiques physiques de la connexion (câbles, ondes, etc.).

Le Modèle TCP/IP

Sur le réseau Internet, on utilise principalement le modèle TCP/IP (fun fact : il a été créé par l'armée américaine).

Couche	Description
Application	Inclut des protocoles comme HTTP, HTTPS (qui utilise le protocole TLS), SSH, HLS, WebRTC, SMTP (e-mail).
Transport	Utilise des protocoles comme TCP, UDP et QUIC pour assurer le transport des données.
Internet	Gère les adresses IP et le routage des paquets de données à travers le réseau.
Accès Réseau	Spécifie le moyen utilisé pour acheminer les données sur la couche physique (câbles, Wi-Fi, etc.) et décrit les caractéristiques physiques de la connexion.

INFO

En tant que développeur, on se concentre principalement sur les couches transport et application, plutôt que sur les parties accès réseau et internet.

Fonctionement

1. Couche Applicative : Transforme l'image en données et chiffre les informations, ajoutant un en-tête pour formater l'image selon le protocole.
2. Couche Transport : Découpe les données en segments numérotés pour permettre de récupérer les informations dans le bon ordre.
3. Couche Internet : Ajoute les adresses IP de départ et de destination ainsi que les informations nécessaires à l'utilisation du protocole IP, transformant les données en paquets.
4. Couche Accès Réseau : Ajoute des adresses MAC (adresses uniques présentes sur chaque machine) et transforme les données en trames.
5. Couche Physique : Convertit les données en bits pour les envoyer via les câbles Internet.

Fonctionnement

1. Un utilisateur envoie une requête à tiktok.com. La donnée suit le protocole TCP/IP pour être transformée en bits.
2. La requête est envoyée à un serveur DNS. Si ce serveur DNS ne trouve pas l'adresse, il renvoie la requête à un serveur DNS parent jusqu'à trouver une correspondance. Ensuite, il envoie l'adresse IP de tiktok.com et la requête au routeur.
3. La requête est envoyée de routeur en routeur jusqu'à trouver l'adresse IP de tiktok.com et transmettre la requête à la machine de destination, qui suivra le protocole TCP/IP en sens inverse.

routeur

Un routeur est un dispositif qui maintient une liste des adresses IP et assure le routage des données sur le réseau. Chaque routeur connaît les adresses IP appartenant à son réseau.

serveur dns

Un serveur DNS contient la liste des associations entre noms de domaine et adresses IP. Il existe des serveurs DNS racine qui connaissent la totalité des associations. (Fun fact : la NASA possède un serveur DNS racine).