Modèle OSI vs TCP/IP | Lequel est le meilleur

Pourquoi le modèle OSI et TCP/IP est-il utilisé ?

OSI et TCP/IP sont tous deux des modèles Internet ; ils peuvent être considérés comme la pierre angulaire d’Internet. Alors, pourquoi avons-nous besoin de ces modèles Internet ? Pourquoi le modèle OSI/le modèle TCP est-il utilisé ?

C'est comme un Américain et un Japonais qui se rencontrent un jour.

Les Américains disent: Bonjour

Les Japonais disent : こんにちは

Ils ne peuvent pas se comprendre en raison des différences linguistiques. C’est pourquoi l’anglais est progressivement utilisé comme langue de communication dans le domaine international. À l’instar d’Internet, les réseaux dotés d’architectures différentes ne peuvent pas réaliser d’interconnexion sans modèle Internet, tout comme votre téléphone mobile envoie un message à votre PC, mais votre PC ne peut pas le recevoir.

Par conséquent, l’arrivée de modèles Internet tels que OSI et TCP/IP favorise le développement des réseaux informatiques et résout la compatibilité et l’interconnexion des différentes structures et systèmes de réseau.

Modèle OSI

Le modèle OSI est appelé modèle de référence d’interconnexion des systèmes ouverts. Comme son nom l’indique, le modèle OSI met l’accent sur les normes ouvertes, c’est-à-dire que tout système peut communiquer avec d’autres systèmes tant qu’ils respectent la norme OSI. En utilisant la méthode de l’architecture en couches, le modèle OSI divise le système vaste et complexe en plusieurs petits systèmes faciles à gérer. Le modèle OSI vous permet d’observer visuellement les fonctions réseau de chaque couche et de comprendre l’ensemble du processus de transmission réseau.

Cependant, le modèle OSI est un modèle théorique idéalisé, qui ne standardise que certains concepts. Il ne décrit pas en détail les protocoles et services utilisés dans chaque couche. Il nous indique simplement quoi faire dans chaque couche et ne fournit pas de méthodes de mise en œuvre détaillées.

Quelles sont les couches de l’OSI

Couche 1 - Couche physique

La couche physique est la couche inférieure du modèle OSI, qui définit les normes électriques, mécaniques et fonctionnelles du système, telles que la tension, le débit de données physique, la distance de transmission maximale, le coupleur physique, etc. La fonction principale de la couche physique est d’utiliser le support de transmission pour fournir la connexion physique à la couche liaison de données et d’être responsable de la transmission physique du flux de données.

L’unité de base de la transmission de la couche physique est le flux binaire, à savoir 0 et 1, c’est-à-dire le signal électrique ou optique le plus élémentaire, qui constitue la caractéristique de transmission physique la plus fondamentale.

Couche 2 - Couche liaison de données

La fonction principale de la couche liaison de données est d’établir une connexion de liaison de données entre les entités de communication et de fournir des services de contrôle des erreurs et de contrôle de flux à la couche réseau. L’unité de base de la transmission de la couche liaison de données est la trame.

La couche liaison de données se compose de la sous-couche MAC (sous-couche de contrôle d’accès au support) et de la sous-couche LLC (sous-couche de contrôle de liaison logique). La sous-couche MAC spécifie comment transmettre les trames sur les lignes physiques. La sous-couche LLC gère la communication entre les appareils sur la même liaison réseau. La sous-couche de contrôle de liaison de données est principalement responsable de l’identification et de l’encapsulation des différents types de protocoles. En d’autres termes, la sous-couche de contrôle de liaison de données accepte les données du protocole réseau, les datagrammes de paquets et ajoute davantage d’informations de contrôle, afin de transmettre le paquet à son appareil cible.

Couche 3 - Couche réseau

La couche réseau est conçue pour créer des liens logiques pour la transmission des données entre les nœuds et sélectionne le meilleur chemin pour les paquets au moyen de l’algorithme de routage, afin de réaliser les fonctions de contrôle de la congestion et d’interconnexion réseau.

La couche réseau est la couche clé, avec le routeur comme nœud le plus élevé. Elle est responsable du routage des paquets du réseau source vers le réseau cible. Internet est un ensemble de plusieurs réseaux. Grâce à la fonction de routage de la couche réseau, la connexion entre plusieurs réseaux peut être interconnectée et les informations peuvent être partagées.

Couche 4 - Couche transport

La couche transport est une couche d’interface reliant les couches hautes et basses dans le modèle ISO. La fonction principale de la couche transport est de fournir des services de bout en bout aux utilisateurs et de traiter les problèmes de transmission tels que les erreurs de datagramme. 

La couche transport est une couche clé du modèle OSI. Elle masque à la couche supérieure les détails de communication des données des couches inférieures, de sorte que les utilisateurs n’ont pas besoin de prendre en compte les détails de la couche physique, de la couche liaison de données et de la couche réseau.

Couche 5 - Couche session

La fonction principale de la couche session est de maintenir la connexion de transmission entre deux nœuds, d’assurer la transmission point à point et de gérer l’échange de données.

La couche session établit, gère et termine les sessions. Elle peut également décider du mode de communication à utiliser par le contrôle de dialogue, comme la communication full-duplex ou half-duplex. La couche session coordonne la demande et la réponse au moyen de son propre protocole, comme le protocole RPC (remote process call), le protocole du système X-Windows, le protocole de session AppleTalk et le protocole DNA SCP.

Couche 6 - Couche présentation

La fonction principale de la couche présentation est de traiter la représentation des informations échangées entre les deux systèmes de communication, notamment le changement de format des données, le chiffrement et le déchiffrement des données, la compression et la décompression des données, etc. Les services fournis par la couche présentation à la couche application comprennent la conversion de syntaxe, la sélection de syntaxe et la gestion des connexions.

Dans l’hypothèse d’une certaine bande passante réseau, plus la compression des données est faible, plus le débit de transmission est rapide. Par conséquent, la compression et la décompression des données de la couche de présentation sont considérées comme le facteur clé influençant le débit de transmission du réseau. En outre, la couche de présentation fournit également un service de chiffrement des données, qui garantit la transmission sécurisée des données.

Couche 7 - Couche application

La couche application est la couche la plus élevée du modèle OSI, une couche directement orientée vers les utilisateurs. La communication des utilisateurs doit être assurée par le processus applicatif, ce qui exige que la couche application adopte différents protocoles d'application pour répondre à différents types d'exigences applicatives.

La couche application contient plusieurs modules de protocole de service utilisateur indépendants destinés à fournir des services pour la communication entre différents utilisateurs du réseau. Il convient de noter que la couche application n’est pas une application, mais qu’elle fournit des services aux applications.

Modèle TCP/IP

TCP/IP est le modèle Internet le plus largement utilisé. Le nom complet de TCP/IP est Transmission Control Protocol/Internet Protocol, également connu sous le nom de suite de protocoles Internet. La suite de protocoles TCP/IP comprend deux des protocoles les plus importants, TCP (Transmission Control Protocol) et IP (Internet Protocol). TCP est responsable de la connexion avec l’hôte distant, et IP est responsable de l’adressage. Ils constituent le cœur du modèle. Par conséquent, le modèle est appelé modèle TCP/IP. Les protocoles utilisés dans le modèle TCP/IP incluent également HTTP, TELNET, DNS, SMTP, UDP, etc.

Origine et développement de TCP/IP

Le modèle TCP/IP a été financé par le Département de la Défense des États-Unis (DoD). Le contexte de conception de TCP/IP est que le DoD avait besoin d’un réseau capable de survivre à tout moment et dans toutes les conditions. Cela exige que le réseau permette non seulement divers modes de connexion, tels que le câble, les micro-ondes, la fibre optique et les liaisons par satellite, mais qu’il offre également une bonne compatibilité et une relative indépendance. Cette exigence stricte a conduit à l’établissement du modèle TCP/IP et a permis à TCP/IP de répondre aux besoins de communication de données dans le monde entier.

Quelles sont les couches de TCP/IP

Couche 1 - Couche d’accès au réseau

La couche d’accès réseau est la couche inférieure du modèle TCP/IP. Les principales fonctions de la couche d’accès réseau sont essentiellement cohérentes avec la couche physique et la couche liaison de données du modèle OSI. Elle est chargée de l’envoi et de la réception des paquets de données via les réseaux, ainsi que de la transmission des informations entre ordinateurs.

Couche 2 - Couche Internet

La couche Internet est la couche 2 du modèle TCP/IP. Elle est responsable de la sélection du meilleur chemin et de la commutation de paquets lors de la transmission des données. Elle fournit des services de sélection des chemins de transmission et de contrôle de la congestion du trafic à la couche transport.

Le protocole de gestion de la couche Internet est IP (Internet Protocol).

Couche 3 - Couche transport

La couche transport est principalement conçue pour assurer la fiabilité de la transmission des données et les fonctions de contrôle de flux.

La couche transport dispose de deux protocoles de transmission,  TCP (Transmission Control Protocol) et UDP (User Datagram Protocol). TCP s’applique aux applications ayant des exigences de haute fiabilité, tandis qu’UDP convient aux exigences de faible fiabilité et à une transmission économique.

TCP peut fournir une transmission de données fiable, permettant des services tels que la transmission de flux de données, la fiabilité, le contrôle de flux, le fonctionnement en duplex intégral et le multiplexage. De manière générale, il établit et connecte à l'avance le canal destiné aux données transmises, puis envoie les données et, enfin, ferme le canal. Cependant, UDP peut entraîner des pertes, un désordre et des erreurs de données, mais il présente les avantages d'une transmission flexible et rapide.

Les protocoles d’application pris en charge par TCP comprennent principalement Telnet, FTP, SMTP. Et les protocoles d’application pris en charge par UDP comprennent NFS, SNMP, DNS, TFTP.

Couche 4 - Couche application

TCP/IP classe tous les contenus liés aux applications dans la couche application et assure le regroupement et l'encapsulation des données pour la couche suivante. La couche application contient tous les protocoles de couche supérieure, tels que TELNET, FTP, etc.

Structure du modèle TCP/IP

Différences entre le modèle OSI et le modèle TCP/IP

Les modèles OSI et TCP ont en commun l’adoption d’une structure en couches et l’utilisation du concept de pile de protocoles dans la même couche. Cependant, les deux modèles diffèrent par leur découpage en niveaux spécifique et leur conception fonctionnelle.

OSI vs TCP/IP : structure des couches

Bien que l’OSI et TCP/IP adoptent tous deux une architecture en couches, l’OSI comporte 7 couches tandis que TCP/IP n’en comporte que 4. Le modèle TCP/IP combine les trois couches supérieures du modèle OSI en une seule couche, la couche application. Il combine également les deux couches inférieures de l’OSI en une seule couche, la couche d’accès réseau. De toute évidence, le modèle TCP/IP est plus simplifié que le modèle OSI.

Couches OSI vs couches TCP/IP

OSI vs TCP/IP : champ d’application

Étant donné que le modèle OSI a été conçu avant la formulation de protocoles spécifiques,  sa conception n’est pas très pratique. Parfois, il ne peut pas guider pleinement la mise en œuvre de certains protocoles. Par conséquent, le champ d’application du modèle OSI est limité. Au contraire, le modèle TCP/IP est apparu après la mise en place de divers protocoles, ce qui offre davantage de flexibilité d’application par rapport au modèle OSI. Le modèle TCP/IP est devenu la norme internationale de fait et la norme industrielle de l’interconnexion Internet.

OSI vs TCP/IP : orienté connexion ou sans connexion

Le modèle OSI se concentre sur la fiabilité des communications, comme la garantie de la qualité de service et du taux d'erreur. Ainsi, dans la couche transport, le modèle OSI ne prend en compte que le service orienté connexion, tandis que le modèle TCP/IP permet à la fois le service orienté connexion (TCP) et le service sans connexion (UDP), et répond à des besoins plus pratiques.

Tendance future : OSI ou TCP/IP

Le modèle TCP/IP est à peu près similaire à l’OSI, mais ils ont chacun leurs propres caractéristiques. Ni l’OSI ni le TCP/IP ne sont parfaits. L’OSI est plus idéaliste, compliqué et peu pratique par rapport au modèle TCP/IP, mais il présente les avantages de l’intégralité et de la rigueur. Le modèle OSI ressemble davantage à un manuel, ce qui revêt une grande importance dans l’enseignement et la recherche.

Le modèle TCP/IP a favorisé avec succès le développement d’Internet ; inversement, le développement d’Internet a également accru l’influence de TCP/IP. Cependant, TCP/IP n’est pas parfait non plus. Des problèmes tels que l’espace d’adressage insuffisant, la qualité de service QoS, la sécurité, etc. ont toujours posé des difficultés à TCP/IP. À l’heure actuelle, l’introduction d’IPv6 peut résoudre certains problèmes, mais des améliorations restent nécessaires. Je pense que, dans un avenir proche, nous verrons un modèle TCP/IP plus parfait et conforme aux normes industrielles.

FAQ

Sur quelle couche du modèle OSI les commutateurs et les routeurs fonctionnent-ils ?

Les commutateurs fonctionnent sur la deuxième couche du modèle OSI, la couche liaison de données. Les routeurs fonctionnent sur la troisième couche du modèle OSI, la couche réseau.

(Quelles sont les différences entre un switch et un routeur)

Sur quelle couche du modèle TCP/IP le protocole IP et le protocole TCP fonctionnent-ils ?

Le protocole IP fonctionne sur la deuxième couche de TCP/IP, la couche Internet. Le protocole TCP fonctionne sur la troisième couche de TCP/IP, la couche transport.

(En savoir plus sur l’adresse IP)

Remarque : une partie du contenu fait référence à : https://en.wikipedia.org/wiki/Internet_protocol_suite