1. Le modèle OSI

Le modèle OSI est une norme qui préconise comment les ordinateurs devraient communiquer entre eux. Cette architecture est hiérarchisée en sept couches et chaque couche communique avec ses couches adjacentes. Un système ouvert est un ordinateur, un terminal, un réseau, n'importe quel équipement respectant cette norme est donc apte à échanger des informations avec d'autres équipements hétérogènes et issus de constructeurs différents. Les quatre premières couches dites basses, assurent l'acheminement des informations entre les extrémités concernées et dépendent du support physique. Les trois autres couches, dites hautes, sont responsables du traitement de l'information relative à la gestion des échanges entre systèmes informatiques

                                                                Modèle OSI

1. La couche physique fournit les moyens mécaniques, électriques, fonctionnels et procéduraux nécessaires à l'activation, au maintien et à la désactivation des connexions physiques destinées à la transmission de bits entre deux entités de liaison de données. Cette couche est responsable de la transmission des bits
2. La couche liaison de données fournit les moyens fonctionnels et procéduraux nécessaires à l'établissement, au maintien et à la libération des connexions de liaison de données entre entités du réseau. Elle détecte et corrige, si possible, les erreurs dues au support physique et signale à la couche réseau les erreurs irrécupérables. Elle supervise le fonctionnement de la transmission et définit la structure syntaxique des messages, la manière d'enchainer les échanges selon un protocole normalisé ou non. Cette couche est responsable de la transmission des trames
3. La couche réseau assure toutes les fonctionnalités de relai et d'amélioration de services entre entité de réseau, à savoir : l'adressage, le routage, le contrôle de flux et la détection et correction d'erreurs non réglées par la couche 2. Cette couche est responsable de la transmission des segments
4. La couche transport assure un transfert de données transparents entre entités de session et en les déchargeant des détails d'exécution. Elle a pour rôle d'optimiser l'utilisation des services de réseau disponibles afin d'assurer au moindre coût les performances requises par la couche session.
5. Les couches session, présentation et application constituent les couches hautes du modèle OSI et offrent des services orientés vers les utilisateurs alors que les couches basses sont concernées pas la communication fiable de bout en bout. Elles considèrent que la couche transport fournit un canal fiable de communication et ajoutent des caractéristiques supplémentaires pour les applications.

On a le tableau récapitulatif suivant :

2. Le modèle TCP/IP

TCP/IP désigne communément une architecture réseau, mais cet acronyme désigne en fait 2 protocoles étroitement liés : un protocole de transport, TCP (Transmission Control Protocol) qu’on utilise « par-dessus » un protocole réseau, IP (Internet Protocol). Ce qu’on entend par « modèle TCP/IP », c’est en fait une architecture réseau en 4 couches dans laquelle les protocoles TCP (Transmission Control Protocol) et IP (Internet Protocol) jouent un rôle prédominant, car ils en constituent l’implémentation la plus courante. Par abus de langage, TCP/IP peut donc désigner deux choses : le modèle TCP/IP et la suite de deux protocoles TCP et IP.
Le modèle TCP/IP, comme nous le verrons plus bas, s’est progressivement imposé comme modèle de référence en lieu et place du modèle OSI. Cela tient tout simplement à son histoire. En effet, contrairement au modèle OSI, le modèle TCP/IP est né d’une implémentation ; la normalisation est venue ensuite.
Le modèle TCP/IP peut en effet être décrit comme une architecture réseau à 4 couches :

Nous avons mis le modèle TCP/IP à côté du modèle OSI afin de mieux expliquer.

1. La couche hôte réseau

Cette couche est assez « étrange ». En effet, elle semble « regrouper » les couches physique et liaison de données du modèle OSI. En fait, cette couche n’a pas vraiment été spécifiée ; la seule contrainte de cette couche, c’est de permettre un hôte d’envoyer des paquets IP sur le réseau. L’implémentation de cette couche est laissée libre. De manière plus concrète, cette implémentation est typique de la technologie utilisée sur le réseau local. Par exemple, beaucoup de réseaux locaux utilisent Ethernet ; Ethernet est une implémentation de la couche hôte-réseau.

1. La couche internet

Cette couche est la clé de voûte de l’architecture. Cette couche réalise l’interconnexion des réseaux (hétérogènes) distants sans connexion. Son rôle est de permettre l’injection de paquets dans n’importe quel réseau et l’acheminement de ces paquets indépendamment les uns des autres jusqu’à destination. Comme aucune connexion n’est établie au préalable, les paquets peuvent arriver dans le désordre ; le contrôle de l’ordre de remise est éventuellement la tâche des couches supérieures.
Du fait du rôle imminent de cette couche dans l’acheminement des paquets, le point critique de cette couche est le routage. C’est en ce sens que l’on peut se permettre de comparer cette couche avec la couche réseau du modèle OSI.
La couche internet possède une implémentation officielle : le protocole IP (Internet Protocol).
Remarquons que le nom de la couche (« internet ») est écrit avec un i minuscule, pour la simple et bonne raison que le mot internet est pris ici au sens large (littéralement, « interconnexion de réseaux »), même si l’Internet (avec un grand I) utilise cette couche.

1. La couche transport

Son rôle est le même que celui de la couche transport du modèle OSI : permettre à des entités paires de soutenir une conversation.
Officiellement, cette couche n’a que deux implémentations : le protocole TCP (Transmission Control Protocol) et le protocole UDP (User Datagram Protocol). TCP est un protocole fiable, orienté connexion, qui permet l’acheminement sans erreur de paquets issus d’une machine d’un internet à une autre machine du même internet. Son rôle est de fragmenter le message à transmettre de manière à pouvoir le faire passer sur la couche internet. A l’inverse, sur la machine destination, TCP replace dans l’ordre les fragments transmis sur la couche internet pour reconstruire le message initial. TCP s’occupe également du contrôle de flux de la connexion.
UDP est en revanche un protocole plus simple que TCP : il est non fiable et sans connexion. Son utilisation présuppose que l’on n’a pas besoin ni du contrôle de flux, ni de la conservation de l’ordre de remise des paquets. Par exemple, on l’utilise lorsque la couche application se charge de la remise en ordre des messages. On se souvient que dans le modèle OSI, plusieurs couches ont à charge la vérification de l’ordre de remise des messages. C’est là un avantage du modèle TCP/IP sur le modèle OSI, mais nous y reviendrons plus tard. Une autre utilisation d’UDP : la transmission de la voix. En effet, l’inversion de 2 phonèmes ne gêne en rien la compréhension du message final. De manière plus générale, UDP intervient lorsque le temps de remise des paquets est prédominant.

1. La couche application

Contrairement au modèle OSI, c’est la couche immédiatement supérieure à la couche transport, tout simplement parce que les couches présentation et session sont apparues inutiles. On s’est en effet aperçu avec l’usage que les logiciels réseau n’utilisent que très rarement ces 2 couches, et finalement, le modèle OSI dépouillé de ces 2 couches ressemble fortement au modèle TCP/IP.
Cette couche contient tous les protocoles de haut niveau, comme par exemple Telnet, TFTP (trivial File Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), HTTP (HyperText Transfer Protocol). Le point important pour cette couche est le choix du protocole de transport à utiliser. Par exemple, TFTP (surtout utilisé sur réseaux locaux) utilisera UDP, car on part du principe que les liaisons physiques sont suffisamment fiables et les temps de transmission suffisamment courts pour qu’il n’y ait pas d’inversion de paquets à l’arrivée. Ce choix rend TFTP plus rapide que le protocole FTP qui utilise TCP. A l’inverse, SMTP utilise TCP, car pour la remise du courrier électronique, on veut que tous les messages parviennent intégralement et sans erreurs.

3. Comparaison avec le modèle OSI et critique du modèle TCP/IP

1. 1. Comparaison avec le modèle OSI

Tout d’abord, les points communs. Les modèles OSI et TCP/IP sont tous les deux fondés sur le concept de pile de protocoles indépendants. Ensuite, les fonctionnalités des couches sont globalement les mêmes.
Au niveau des différences, on peut remarquer la chose suivante : le modèle OSI faisait clairement la différence entre 3 concepts principaux, alors que ce n’est plus tout à fait le cas pour le modèle TCP/IP. Ces 3 concepts sont les concepts de services, interfaces et protocoles. En effet, TCP/IP fait peu la distinction entre ces concepts, et ce malgré les efforts des concepteurs pour se rapprocher de l’OSI. Cela est dû au fait que pour le modèle TCP/IP, ce sont les protocoles qui sont d’abord apparus. Le modèle ne fait finalement que donner une justification théorique aux protocoles, sans les rendre véritablement indépendants les uns des autres

1. 1.   Critique du modèle TCP / IP

Une des premières critiques que l’on peut émettre tient au fait que le modèle TCP/IP ne fait pas vraiment la distinction entre les spécifications et l’implémentation : IP est un protocole qui fait partie intégrante des spécifications du modèle.
Une autre critique peut être émise à l’encontre de la couche hôte réseau. En effet, ce n’est pas à proprement parler une couche d’abstraction dans la mesure où sa spécification est trop floue. Les constructeurs sont donc obligés de proposer leurs solutions pour « combler » ce manque. Finalement, on s’aperçoit que les couches physique et liaison de données sont tout aussi importantes que la couche transport. Partant de là, on est en droit de proposer un modèle hybride à 5 couches, rassemblant les points forts des modèles OSI et TCP/IP :

Ainsi on a le tableau suivant :