Modèle OSI

Introduction

Le modèle OSI explique comment les ordinateurs envoient des données les uns aux autres sur un réseau de manière standardisée. Développé à la fin des années 1970, le modèle OSI décompose la communication réseau en sept couches distinctes. Chaque couche a des fonctions spécifiques et interagit avec les couches au-dessus et en dessous.

Bien que l’internet moderne utilise principalement le modèle plus simple TCP/IP, le modèle OSI à 7 couches reste un outil essentiel. Il aide les ingénieurs réseau à concevoir des réseaux, à résoudre des problèmes et à assurer l’interopérabilité entre les systèmes. Examinons de plus près chacune des sept couches OSI et comment elles permettent les communications réseau.

Les 7 couches du modèle OSI

Divisez les sept couches OSI en deux groupes : les couches supérieures et les couches inférieures. Les couches supérieures (7, 6, 5) se concentrent sur les applications et la façon dont les utilisateurs interagissent avec les données. Les couches inférieures (4, 3, 2, 1) gèrent le transport des données.

Les couches supérieures du modèle OSI

Couche 7 : La couche application est la plus proche de l’utilisateur final. Elle fournit des services réseau directement aux applications comme les navigateurs web, les clients de messagerie électronique et les applications de messagerie. Lorsque vous chargez une page web ou envoyez un email, la couche application formatte ces données et les envoie à la couche 6.

DNS est responsable de l’association des noms de domaine avec les adresses IP. La couche application s’assure qu’elle structure correctement les données pour l’application respective.

Couche 6 : La couche présentation reçoit les données de la couche application et les prépare pour l’envoi sur le réseau. Cela implique souvent la traduction, l’encryption et la compression.

La couche présentation formatte les données en utilisant une syntaxe commune acceptée par les appareils d’envoi et de réception. Par exemple, elle peut convertir du texte ASCII en un format standardisé. L’encryption sécurise les données sensibles et la compression réduit la quantité de données à transmettre.

Couche 5 : La couche session établit, maintient et termine les connexions entre les appareils. Elle met en place des sessions, ou des canaux de communication temporaires, qui permettent aux appareils d’échanger des données sur une période prolongée.

Si la connexion est interrompue, la couche session renvoie les données à partir du dernier point de contrôle en utilisant des points de contrôle. Elle met également en œuvre un contrôle de dialogue pour s’assurer que deux applications n’essaient pas d’envoyer des données en même temps.

Les couches inférieures du modèle OSI

Couche 4 : La couche transport décompose les données de la couche session et les prépare pour la transmission sur le réseau. Responsable de la livraison de bout en bout et du transfert de données sans erreur entre les systèmes.

Les deux principaux protocoles de la couche transport sont TCP et UDP. TCP s’assure que les données arrivent à leur destination en vérifiant et en demandant une retransmission en cas de perte de données. UDP est sans connexion et ne garantit pas la livraison, mais il est plus rapide. La couche transport effectue également un contrôle du trafic, ajustant le flux des données en fonction de la vitesse du réseau.

Couche 3 : La couche réseau gère l’adressage logique et le routage des données entre les nœuds. La couche transport décompose les segments de données en paquets plus petits et attache les adresses source et destination.

Comment les routeurs utilisent les adresses IP

Les routeurs utilisent les adresses IP pour trouver le meilleur chemin pour que les données traversent différents réseaux et atteignent leur destination. La couche réseau trouve la meilleure route et commute les paquets entre les réseaux jusqu’à ce qu’ils atteignent l’appareil de réception.

Couche 2 : La couche liaison de données connecte deux nœuds directement sur un réseau. Elle prend les paquets de la couche réseau, les décompose en trames et les envoie à la bonne destination à l’aide de l’adresse MAC.

La couche liaison de données examine les trames entrantes pour détecter les erreurs et demande une retransmission si elle détecte des corruptions. Elle régule le contrôle de flux pour s’assurer que l’appareil de réception n’est pas submergé de données. La couche liaison de données arbitrert également l’accès au média physique pour que plusieurs appareils puissent partager les liens réseau en toute sécurité.

Couche 1 : La couche physique fournit la base pour construire les couches supérieures. Elle définit les caractéristiques physiques et électriques du réseau, y compris les câbles, les connecteurs, les fréquences radio, les tensions, la modulation et le codage de ligne.

La couche physique transmet des flux de bits bruts sur le média physique sous forme d’impulsions électriques, de signaux lumineux ou d’ondes radio. Elle spécifie les débits de données, les distances de transmission maximales et la topologie physique du réseau. Différentes normes de la couche physique existent pour les médias en cuivre, fibre optique et sans fil.

Envoyer un email avec OSI

Pour illustrer le modèle OSI, examinons ce qui se passe lorsque vous envoyez un email :

1. Le client de messagerie électronique formate le message et les pièces jointes. (Application)
2. Le système traduit les données au format SMTP, les encrypte et les compresse. (Présentation)
3. L’utilisateur ouvre une session avec le serveur de messagerie. (Session)
4. Le système segmente le message, ajoute un en-tête et le transmet à la couche réseau. (Transport)
5. Les segments sont décomposés en paquets avec des informations d’adresse IP. (Réseau)
6. Le système divise les paquets en trames avec des adresses MAC. (Liaison de données)
7. Le système transforme les trames en bits et les envoie sur Ethernet ou Wi-Fi sous forme de signaux électriques ou radio. (Physique)

Le serveur de messagerie envoie les données à l’application de messagerie du destinataire en les déplaçant vers le haut à travers les couches OSI.

Modèle OSI vs modèle TCP/IP

Le modèle TCP/IP est un modèle de base à quatre couches utilisé pour la communication internet dans le monde réel. Développé par le DoD des États-Unis, il est antérieur au modèle OSI.

La principale différence est que TCP/IP combine les fonctions de plusieurs couches OSI. La couche application inclut les couches 5, 6 et 7 de l’OSI. La couche transport correspond à la couche 4 de l’OSI. La couche internet équivaut à la couche réseau 3 de l’OSI. Enfin, la couche accès réseau inclut les couches 1 et 2 de l’OSI.

Le modèle OSI est important, mais le modèle TCP/IP est meilleur pour la communication internet. Cependant, les deux nous aident à comprendre les nombreux processus complexes nécessaires pour la livraison des données réseau.

Conclusion

Le modèle OSI à 7 couches est un concept fondamental en réseautique. En abstraiant les fonctions spécifiques à chaque couche, OSI permet l’interopérabilité entre des systèmes divers et fournit un modèle de dépannage commun.

Connaître les couches OSI peut bénéficier aux professionnels du réseau, même s’ils ne travaillent pas directement avec elles. Les couches vont de la couche application en haut à la couche physique en bas. Lorsque vous avez un problème de réseau, utiliser le modèle OSI peut vous aider à trouver et à résoudre le problème plus rapidement.