Le modèle OSI (Open Systems Interconnection), ou interconnexion de systèmes ouverts, est un modèle conceptuel qui standardise la communication entre deux entités en la divisant en sept blocs distincts appelés couches. Chaque couche a un but précis et communique avec les couches adjacentes. Ce modèle est un outil essentiel pour comprendre comment les données circulent dans un réseau, et bien qu'il puisse paraître complexe au premier abord, il est fondamental pour quiconque souhaite approfondir ses connaissances en matière de réseaux informatiques.
Introduction au Modèle OSI
Le modèle OSI a été créé en 1978 par l'Organisation internationale de normalisation (ISO) dans le but de servir de référence pour le déroulement de la communication entre deux hôtes. Il est également connu sous le nom de modèle de référence OSI (OSI-RM). L'idée principale est de décomposer le processus complexe de communication réseau en parties plus petites et plus gérables.
Imaginez que Pierre veuille envoyer une lettre à Jacques. Pierre est dans son bureau, et Jacques est dans le sien. Entre les deux, il y a plusieurs pièces, chacune ayant une fonction spécifique. Pour que la lettre arrive à destination, elle doit passer par chaque pièce, chaque étape ayant un but précis. C'est une analogie simple du fonctionnement du modèle OSI.
Les Sept Couches du Modèle OSI
Le modèle OSI est constitué de sept couches distinctes, chacune ayant une fonction spécifique dans le processus de communication. Comprendre ces couches est essentiel pour comprendre comment les données sont transmises sur un réseau.
Pour mémoriser l'ordre des couches de haut en bas, en anglais, on utilise souvent la phrase mnémotechnique : "All People Seem To Need Data Processing" ("Tout le monde a besoin du traitement de données"). De bas en haut, on utilise "Please Do Not Throw Sausage Pizza Away" ("S'il vous plaît, ne jetez pas les saucisses de pizza").
Lire aussi: Couches lavables faites maison : le guide
Voici une description de chaque couche :
Couche 7 : Application
La couche application est la couche la plus proche de l'utilisateur final. Elle fournit des services réseau directement aux applications utilisateur, facilitant la communication entre les points de terminaison API et les couches inférieures du modèle OSI. Les applications avec lesquelles les utilisateurs interagissent directement, comme les navigateurs web (Google Chrome, Firefox, Safari, etc.), la messagerie électronique, le protocole FTP, ou d'autres applications autonomes comme Skype et Outlook, sont des exemples d'applications de la couche 7. Elle veille à ce que l’appareil récepteur accepte les données et que les interfaces de communication nécessaires au transfert existent. Elle prend en charge des fonctions telles que le transfert de fichiers, la communication et l'authentification, l'accès à distance et les services d'annuaire.
Couche 6 : Présentation
La couche présentation s'occupe de la sémantique, de la syntaxe, du chiffrement/déchiffrement, bref, de tout aspect « visuel » de l'information. Elle transforme les données pour obtenir un format que la couche application accepte à des fins de transmission sur le réseau. C'est au niveau de cette couche qu'est effectuée la préparation ou la traduction du format d'application au format de réseau, ou du format de réseau au format d'application. Elle prend en charge les protocoles SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security), les protocoles JPEG (pour la compression d'images) et les protocoles MPEG (pour la vidéo). Elle assure la traduction, le chiffrement/déchiffrement et la compression des données.
Couche 5 : Session
La couche session permet d'ouvrir une session, de la gérer et de la clore. Elle établit, gère et met fin aux connexions (appelées « sessions ») entre deux ou plusieurs ordinateurs. Elle établit également des protocoles pour connecter et déconnecter les sessions entre les flux de données connexes, tels que l’audio et la vidéo dans les conférences web. Elle assure les interactions de session, la synchronisation et la récupération de session. Elle synchronise le dialogue entre les hôtes.
Couche 4 : Transport
La couche transport divise les données en plusieurs segments (ou séquences) et les réunit dans la couche transport de l'hôte récepteur. Elle permet de choisir, en fonction des contraintes de communication, la meilleure façon d'envoyer une information. Elle se charge de la coordination du transfert de données entre les systèmes finaux et les hôtes et gère la quantité de données à envoyer, le rythme, la destination, etc. Elle s'appuie sur des protocoles tels que TCP (Transmission Control Protocol) et UDP (User Datagram Protocol) pour gérer la livraison de bout en bout des messages complets. Elle prend les messages de la couche session et les divise en unités plus petites (appelées « segments »), chacune ayant un en-tête associé. Elle assure l'adressage des points de service, le contrôle des flux et le multiplexage. Côté expéditeur, la couche de transport reçoit les données formatées des couches supérieures, procède à une segmentation et met en œuvre un contrôle des flux et des erreurs pour assurer une transmission précise des données. Côté destinataire, la couche de transport lit le numéro de port figurant dans l’en-tête et transmet les données reçues à l’application appropriée.
Lire aussi: Peinture glycéro : poncer ou pas ?
Couche 3 : Réseau
La couche réseau se charge du routage (ou relai) des données du point A au point B et de l'adressage. Elle facilite le transfert des données d’un nœud à l’autre sur différents réseaux. Elle détermine le meilleur chemin (routage) que les données doivent emprunter entre les nœuds. Elle permet aux nœuds d’envoyer des messages aux nœuds sur d’autres réseaux en fournissant le contenu du message et l’adresse de destination. Elle assure la fragmentation et le réassemblage des paquets, ainsi que le contrôle du trafic.
Couche 2 : Liaison de données
La couche de liaison de données effectue une liaison de données physique. Elle transforme la couche physique en une liaison, en assurant dans certains cas la correction d'erreurs qui peuvent survenir dans la couche physique. Elle fragmente les données en plusieurs trames, qui sont envoyées une par une dans un réseau local. Elle assure la livraison des trames dans un réseau local en utilisant des adresses physiques. Elle assure le transfert des données de noeud à noeud (entre deux noeuds directement connectés) et gère également la correction des erreurs de la couche physique. Cette couche comprend deux sous-couches : la couche de contrôle d'accès au support (MAC) et la couche de contrôle de liaison logique (LLC). Elle gère le contrôle du flux, la synchronisation et le multiplexage. Elle assure le tramage, l'adressage physique, le contrôle des erreurs et le contrôle des flux.
Couche 1 : Physique
La couche physique reçoit les trames de la couche de liaison de données et les « convertit » en une succession de bits qui sont ensuite mis sur le média pour l'envoi. Elle se charge de la transmission des signaux électriques ou optiques entre les hôtes en communication. Elle décrit les caractéristiques électriques, logiques et physiques du système, c'est-à-dire de tous les composants, depuis le type de câble jusqu'à la liaison par radiofréquence (comme dans les systèmes sans fil 802.11), en passant par la disposition des broches, les tensions et autres exigences physiques. Elle assure le contrôle du débit binaire, la synchronisation des bits, le mode de transmission et les topologies physiques.
Le Flux de Données à Travers les Couches
Quand un hôte A envoie un message à un hôte B, le processus d'envoi va de la couche 7 (application) à la couche 1 (physique). En revanche, quand il s'agit de recevoir, le message emprunte le chemin inverse : il part de la couche 1 (physique) pour arriver à la couche 7 (application).
Chaque couche ajoute un en-tête aux données, contenant des informations spécifiques à cette couche. En émission, la donnée traverse chaque couche de la machine émettrice. Chacune d’elle va « marquer » le paquet d’un en-tête donnant des informations sur la marche à suivre. Ces en-têtes indiquent le protocole utilisé dans chaque couche. A l’inverse, en réception, lors du passage dans chaque couche, le process va être inversé.
Lire aussi: Choisir les meilleures Couches Piscine Action
La donnée, en traversant les divers segments de cette communication réseau, va changer d’aspect car on lui ajoute à chaque étape un en-tête. De donnée, celle-ci va se convertir en segments, en paquets, en Frames et enfin en bits.
OSI vs. TCP/IP
Il est important de noter qu'il existe un autre modèle, appelé TCP/IP, qui est également utilisé pour décrire la communication réseau. Le modèle TCP/IP fut créé dans les années 1970 par le département de la Défense des États-Unis d'Amérique. Quant au modèle OSI, il a été créé en 1978 par l'Organisation internationale pour la standardisation (ou ISO, International Organization for Standardization).
Le modèle OSI a été développé à vocation normative, c'est-à-dire pour servir de référence dans le déroulement de la communication entre deux hôtes. Alors que le modèle TCP/IP a une vocation descriptive, c'est-à-dire qu'il décrit la façon dont se passe la communication entre deux hôtes.
Le modèle TCP/IP n'est constitué que de quatre couches : accès réseau, internet, transport et application. Le modèle OSI, quant à lui, est constitué de sept couches.
Bien que le modèle OSI soit plus théorique et moins utilisé directement dans les réseaux réels, il reste un outil précieux pour comprendre les concepts fondamentaux de la communication réseau.
Importance du Modèle OSI
Le modèle OSI est un outil précieux pour plusieurs raisons :
- Compréhension de la communication réseau: Il permet de comprendre le processus complexe de communication réseau en le divisant en parties plus petites et plus gérables.
- Résolution de problèmes: Il aide à identifier la couche où un problème se produit, ce qui facilite le dépannage.
- Standardisation: Il fournit un cadre de référence pour la conception et le développement de protocoles réseau.
- Pédagogie: Il est largement utilisé à des fins pédagogiques pour enseigner les concepts de base des réseaux informatiques.
Le modèle OSI nous permet de penser notre réseau en morceaux ou en couches. Ensuite, la technologie réseau aujourd’hui comporte de multiples références au modèle OSI et à ses couches. La structure du modèle aide à encadrer les discussions sur les protocoles et à comparer les différentes technologies.
tags: #couches #osi #pour #les #nuls #explication