Chapitre 18 : Réseaux.

Introduction :

Dans les réseaux informatiques, les données sont transmises sous forme de bits (0 et 1).

Lors de la transmission de données, des erreurs peuvent survenir en raison de divers facteurs tels que le bruit, les interférences, etc.

Pour détecter et corriger ces erreurs, différentes techniques sont utilisées, dont l'une est l'utilisation de bits alternés.

1. Les adresses IP et les sous-réseaux

Sur Internet, chaque machine est identifiée par une adresse IP (Internet Protocol). La plus courante est l’IPv4, composée de 4 nombres séparés par des points (exemple : 192.168.2.4).

Une adresse IPv4 se divise en deux parties :

la partie réseau, qui identifie le sous-réseau auquel appartient la machine,
la partie hôte, qui identifie la machine dans ce sous-réseau.

Le masque de sous-réseau indique combien de bits appartiennent à la partie réseau. Exemple : 255.255.255.0 (ou /24) signifie que les 3 premiers octets correspondent au réseau.

Dans un sous-réseau en /24 :

L’adresse du réseau se termine par .0 (ex. : 192.168.2.0/24).
L’adresse de diffusion (broadcast) se termine par .255 (ex. : 192.168.2.255/24), utilisée pour envoyer un message à toutes les machines du sous-réseau.
Les adresses utilisables pour les machines vont de .1 à .254 (ex. : 192.168.2.1/24 à 192.168.2.254/24).

Résumé :

➡️ Une adresse IPv4 = partie réseau + partie hôte.
➡️ Le masque indique où couper.
➡️ Un sous-réseau est un groupe de machines partageant la même partie réseau.
➡️ Dans un sous-réseau /24, l’adresse .0 désigne le réseau et l’adresse .255 le broadcast.

2. Exemple:

Soit une adresse IP du type 192.168.1.10

Si le masque de sous-réseau est 255.255.255.0, alors la partie du sous réseau est 192.168.1.0 et la partie machine est 0.0.0.10 .
Si le masque de sous-réseau est 255.255.0.0, alors la partie du sous réseau est 192.168.0.0 et la partie machine est 0.0.1.10 .

3. Activité : Les petits papiers en classe

À faire dans le cahier.

Pendant un cours de SNT, deux élèves veulent s’échanger un message en cachette. Mais il y a plusieurs problèmes :

Ils sont à l'opposé dans la classe donc doivent compter sur leurs camarades pour faire passer les papiers.
Les papiers doivent être tout petits pour ne pas se faire attraper par le prof : on ne peut écrire qu’un mot par papier.
En passant de main en main, certains papiers se perdent (un voisin les garde, ou ils tombent par terre).
Les papiers n’arrivent pas toujours dans le bon ordre (parfois le dernier mot arrive avant le premier !).

Questions :

Comment l’élève expéditeur peut-il envoyer un message malgré que celui contient plusieurs mots ?
Comment s'organiser pour que le destinataire puisse remettre les papiers dans le bon ordre ?
Comment l'élève expéditeur peut savoir que le destinataire a bien reçu chaque mot?
Comment le destinataire peut-il savoir qu’il a bien reçu tout le message et qu’il ne manque pas de mots ?
Que doit faire l’expéditeur si le destinataire signale qu’un papier a été perdu ?

Ce scénario illustre les mêmes difficultés qu’Internet : découper les données, numéroter les paquets, vérifier qu’ils arrivent tous, et renvoyer ceux qui se sont perdus. C’est exactement ce que fait le protocole TCP.

4. Le protocole TCP

TCP (Transmission Control Protocol) est un protocole de communication qui permet d’échanger des données de manière fiable sur Internet.

Ses principales caractéristiques :

Connexion : avant d’échanger, deux machines établissent une connexion.
Fiabilité : chaque paquet de données envoyé est accusé de réception. Si un paquet est perdu, il est renvoyé.
Ordonnancement : même si les paquets arrivent dans le désordre, TCP les remet automatiquement dans le bon ordre avant de les transmettre au programme.

Exemples d’applications utilisant TCP : le Web (HTTP/HTTPS), l’e-mail (SMTP, IMAP, POP) ou le transfert de fichiers (FTP).

En résumé, TCP garantit que les données envoyées arrivent complètes, fiables et bien ordonnées.

5. Protocole du bit alterné (Alternating Bit Protocol):

🎯 Objectif

Assurer une communication fiable entre un émetteur et un récepteur sur un canal non fiable, où les paquets peuvent être perdus ou dupliqués.

⚙️ Fonctionnement

Le protocole utilise :

Un bit de séquence : 0 ou 1
Un accusé de réception (ACK) avec ce bit
Un timer côté émetteur pour retransmettre si nécessaire

🔄 Cycle de transmission

L’émetteur envoie un message avec un bit de séquence b.
Le récepteur :
- Accepte le message si le bit est celui attendu
- Envoie un ACK avec ce bit
- Ignore les doublons
L’émetteur, en recevant ACK b, passe au message suivant avec 1 - b.
Si aucun ACK n’est reçu, il retransmet le même message.

6. Exemples:

✅ Message reçu correctement :

Émetteur                           Récepteur

   M1,0          ────▶             reçoit M1,0
                                   accepte, traite
                                   
                                   renvoie ACK 0
                ✅ ◀────             ACK 0

Émetteur passe à M2 avec bit 1

  M2,1          ────▶             reçoit M2,1
                                   accepte, traite
                                   
                                   renvoie ACK 1
                 ✅◀────             ACK 1

Émetteur passe à M3 avec bit 0

  M3,0          ────▶             reçoit M3,0
                                   accepte, traite
                                   
                                   renvoie ACK 0
                ✅ ◀────             ACK 0

❌ ACK perdu :

Émetteur                           Récepteur

   M1,0          ────▶             reçoit M1,0
                                   accepte, traite
                                   
                                   renvoie ACK 0
                ❌ ◀────             ACK 0
                  perdu

Pas d'accusé de réception, émetteur recommence

   M1,0          ────▶             reçoit M1,0
                                   accepte, traite
                                   
                                   renvoie ACK 0
                ✅ ◀────             ACK 0


Émetteur passe à M2 avec bit 1

  M2,1          ────▶             reçoit M2,1
                                   accepte, traite
                                   
                                   renvoie ACK 1
                 ◀────             ACK 1

Émetteur passe à M3 avec bit 0

  M3,0          ────▶             reçoit M3,0
                                   accepte, traite
                                   
                                   renvoie ACK 0
                 ◀────             ACK 0

✅ Avantages

Simplicité de mise en œuvre
Fiabilité et ordre garanti

⚠️ Inconvénients

Un seul message en vol à la fois
Faible débit en cas de forte latence

7. Exercice:

En reprenant les exemples ci-dessus:

Que se passe-t-il en cas de perte lors de l'émission de M2,1?
Que se passe-t-il en cas de perte lors de l'accusé de réception de M2,1?