TCP/IP vs. OSI : quelle est la différence ?

Les commutateurs Ethernet jouent un rôle crucial dans le transfert de données entre les appareils dans les réseaux informatiques, en fonctionnant à différentes couches du modèle Open Source Interconnect (OSI), qui fait référence à la couche d’un protocole générique. Le modèle de protocole générique définit des règles communes pour l’envoi et la réception de paquets entre différentes couches réseau. Commutateurs de couche 2 transmettre des paquets à l’aide d’adresses MAC au sein du même réseau, tandis que Commutateurs de couche 3 utilisent des adresses IP pour transférer des données entre différents réseaux. En dehors du modèle OSI, le modèle Transmission Control Protocol (TCP) et Internet Protocol (IP) est un autre modèle conceptuel utilisé pour décrire la communication réseau, composé de quatre couches. L’OSI en compte sept et TCP/IP en compte quatre. Comprendre ces modèles est essentiel pour une conception et une mise en œuvre efficaces et sécurisées des réseaux.

Couches du modèle de référence OSI

Le modèle OSI se compose de sept couches et constitue un cadre conceptuel qui normalise la répartition des tâches et les interactions entre les différents composants logiciels et matériels impliqués dans la communication réseau.

Couche 7 : couche application

La couche application du modèle OSI est chargée de fournir aux applications logicielles les fonctions de communication dont elles ont besoin, ce qui en fait la couche la plus proche des utilisateurs finaux. Ses principales fonctions comprennent la vérification de la disponibilité des ressources et des partenaires de communication afin de faciliter le transfert de données. De plus, cette couche définit les protocoles destinés aux applications finales, tels que DNS, FTP, HTTP, IMAP, POP, SMTP, SNMP, et Telnet (qui émule un terminal).

Couche 6 : couche de présentation

La compatibilité des données avec les ressources de communication est vérifiée par la couche de présentation, qui peut les convertir dans un format acceptable à la fois par la couche application et par les couches inférieures. Elle garantit que les données sont transmises avec précision en les formatant de manière à ce que l'application réceptrice puisse les comprendre. Cette couche est responsable de la compression, du chiffrement et du déchiffrement des données, et elle gère également la conversion des données entre différents schémas de codage des caractères. L'objectif principal de la couche de présentation est de garantir que les données reçues par la couche application sont présentées dans un format que l'application peut comprendre, quels que soient les protocoles réseau sous-jacents utilisés pour la transmission. La couche de présentation est responsable de la préservation de l'intégrité de la transmission des données et de la garantie de l'exactitude et de la sécurité pendant le transfert des données.

Couche 5 : Couche session

La couche session gère les liaisons de communication entre les ordinateurs. Ses fonctions principales consistent à créer, gérer, maintenir et fermer les connexions entre les applications locales et distantes. De plus, les logiciels de la couche 5 gèrent les processus d'authentification et d'autorisation et garantissent la bonne transmission des données.

Couche 4 : couche transport

La couche transport est chargée de transmettre les séquences de données de l’hôte source à l’hôte de destination. Elle garantit que les données transférées sont de haute qualité et intègres grâce à la correction d’erreurs et à des fonctions similaires. L’une des principales fonctions de la couche transport est de fournir un contrôle de flux explicite, qui aide à gérer le débit auquel les données sont envoyées et reçues afin d’éviter la congestion du réseau. Bien que les protocoles TCP et User Datagram Protocols (UDP) ne soient pas strictement conformes au modèle OSI, ils sont considérés comme des protocoles essentiels de la couche 4 en raison de leur capacité à gérer la transmission des données dans différents scénarios. La couche transport peut garantir une transmission des données plus efficace et plus fiable.

Couche 3 : couche réseau

La couche réseau gère le routage des paquets à l’aide de l’adressage logique et des fonctions de commutation. Un réseau connecte plusieurs nœuds, et chaque nœud possède une adresse. Lorsqu’un nouveau message est transmis d’un nœud à un autre, il fournit le contenu du message et l’adresse du nœud de destination, et le réseau livre le message au nœud de destination, Le réseau peut diviser un message long en plusieurs segments et les transmettre individuellement, éventuellement en les redirigeant via d’autres nœuds. en réassemblant les fragments sur un autre nœud.

Couche 2 : couche liaison de données

La couche liaison de données sert de moyen de transfert des données de nœud à nœud, en assurant l’encapsulation et la désencapsulation des informations en trames. En outre, elle définit des protocoles pour l’établissement et la terminaison des connexions entre des dispositifs physiquement connectés, tels que le protocole point à point (PPP). La couche liaison de données est généralement composée de deux sous-couches, l’une appelée couche de contrôle d’accès au média (MAC), et l’autre couche de contrôle de liaison logique (LLC). La couche MAC est chargée de gérer la manière dont les dispositifs d’un réseau accèdent au média et obtiennent l’autorisation de transmettre des données, tandis que la couche de contrôle de liaison logique peut identifier et encapsuler les protocoles de la couche réseau, ainsi que superviser la vérification des erreurs et la synchronisation des trames.

Couche 1 : couche physique

La couche physique définit le support sur lequel les données sont transmises et définit toutes les spécifications électriques et physiques de toutes les liaisons de transmission de données. comme les niveaux de tension, le courant et le débit de signalisation du support de transmission, ainsi que les caractéristiques du support de transmission, telles que le type de fibre, la bande passante et la longueur d'onde de fonctionnement. De plus, elle garantit la transmission et la réception précises des données en encodant, modulant et détectant les erreurs dans les signaux. En fin de compte, la couche physique est responsable de la conversion des données numériques en signaux pouvant être transmis sur le support de communication.

Couches du modèle TCP/IP

Le modèle TCP/IP, également appelé suite de protocoles Internet, est un modèle de référence en couches composé de quatre couches. Bien que TCP et IP soient les protocoles fondamentaux et donnent son nom au modèle, il n’existe pas seulement des protocoles TCP/IP, mais aussi d’autres protocoles utilisés dans ce cadre.

Couche application

Dans le modèle TCP/IP, la couche application permet aux applications d’accéder aux services des autres couches et établit les protocoles utilisés par les applications pour échanger des données. Parmi les protocoles bien connus de la couche application figurent HTTP, FTP, SMTP, Telnet, DNS, SNMP et le protocole Routing Information Protocol (RIP).

Couche transport

La couche de transport hôte à hôte, également appelée couche de transport, sert à fournir à la couche application des services de communication de session et de datagrammes. Les principaux protocoles employés par cette couche comprennent TCP et UDP. TCP fournit un service de communication fiable, orienté connexion et point à point. Il prend en charge l’ordonnancement et l’accusé de réception des paquets transmis, ainsi que la récupération de tout paquet perdu pendant la transmission. En revanche, UDP offre un service de communication sans connexion, point à point ou point à multipoint, non fiable. Il est couramment utilisé lors du transfert de petites quantités de données pouvant tenir dans un seul paquet.

Couche Internet

La couche Internet assume la responsabilité d’exécuter les tâches d’adressage des hôtes, d’empaquetage et de routage. Ses principaux protocoles incluent IP, ARP, ICMP et IGMP. IP, un protocole routable, gère l’adressage IP, le routage, la fragmentation des paquets et le réassemblage. ARP, quant à lui, découvre l’adresse de la couche d’accès au réseau, qui peut désigner une adresse matérielle associée à un accès spécifique à la couche Internet. ICMP fournit des fonctionnalités de diagnostic et de signalement des erreurs en cas d’échec de la livraison des paquets IP. IGMP gère les groupes multicast IP. L’en-tête IP, qui contient l’adresse IP, est ajouté aux paquets dans cette couche. Actuellement, les adresses IPv4 32 bits et IPv6 128 bits sont toutes deux utilisées.

Couche d’accès réseau

La couche d'accès réseau, également appelée couche de liaison, est responsable du placement des paquets TCP/IP sur le support réseau et de la récupération des paquets TCP/IP à partir du support réseau. TCP/IP est intentionnellement conçu pour être indépendant de la méthode d'accès au réseau, du format de trame et du support, ce qui signifie qu'il n'est lié à aucune technologie réseau particulière. Par conséquent, TCP/IP peut faciliter la communication entre différents types de réseaux.

Quel est le processus de transmission des données et comment les données sont-elles traitées pendant celui-ci ?

Une unité de données de protocole (PDU) est le format dans lequel les données sont échangées entre différentes couches dans un système en couches. Le tableau ci-dessous présente différents types de PDU utilisés dans de tels systèmes.

Lorsque l'utilisateur effectue une opération de navigation web sur son appareil, le logiciel du serveur distant initie le processus en fournissant les données demandées à la couche application. À partir de là, les données sont traitées séquentiellement à travers chaque couche, Les différentes couches du protocole réseau ont des fonctions distinctes, et les données circulent à travers la couche physique du réseau. À mesure qu'elles remontent les couches, les données sont assurées d'atteindre leur destination prévue, qu'il s'agisse d'un serveur cible ou d'un autre appareil. Chaque couche exécute les opérations qui lui sont assignées jusqu'à ce qu'elles soient finalement utilisées par le logiciel récepteur.

L’encapsulation est le processus par lequel chaque couche, pendant la transmission, ajoute soit un en-tête, soit un pied de page, ou les deux, à l’unité de données de protocole (PDU) reçue de la couche supérieure. Ces informations ajoutées orientent et identifient le paquet. L’en-tête (et le pied de page) ainsi que les données d’origine constituent la PDU pour la couche inférieure suivante. Ce processus est répété jusqu’à ce que la couche de niveau le plus bas (couche physique ou couche d’accès au réseau) soit atteinte, à partir de laquelle les données sont transmises au dispositif récepteur.

Lors de la réception des données, l’appareil récepteur désencapsule les données à chaque couche en extrayant les informations d’en-tête et de pied de page, ce qui oriente le processus de désencapsulation. Enfin, l’application utilise les données extraites. L’ensemble du processus accompagnera tout le processus de transfert de données, y compris l’émission et la réception.

Dépannage à l’aide des modèles TCP/IP et OSI

Avec une compréhension de la superposition des couches réseau, il devient possible de diagnostiquer la cause d’une défaillance de connexion. Il est généralement conseillé de commencer le dépannage à partir de la couche la plus basse du réseau et de remonter progressivement, plutôt que de partir de la couche la plus haute. En effet, chaque couche est conçue pour servir la couche située au-dessus d’elle, ce qui facilite le traitement des problèmes susceptibles de survenir à la couche suivante.

En cas de problème réseau, la première étape devrait consister à vérifier la couche physique. Cela inclut de s’assurer que le câble réseau est correctement connecté, de vérifier que le point d’accès sans fil (WAP) est connecté au commutateur, et en vérifiant que les broches RJ45 sont en bon état.

Modèle TCP/IP vs modèle OSI

Il existe de nombreuses différences entre le modèle TCP/IP et le modèle OSI, comme indiqué précédemment. L’exemple suivant montre la relation correspondante entre eux.

Lorsque l’on compare les couches du modèle TCP/IP avec celles du modèle OSI, on peut observer que la couche application du modèle TCP/IP correspond aux couches 5, 6 et 7 du modèle OSI. Cependant, le modèle TCP/IP ne comporte pas de couches distinctes pour représenter les couches présentation et session. La couche transport dans TCP/IP assume les fonctions de la couche transport OSI ainsi que certains aspects de la couche session OSI. Parallèlement, la couche d’accès réseau dans TCP/IP englobe les couches physique et liaison de données du modèle OSI. En revanche, les services de séquencement et d’accusé de réception disponibles au niveau de la couche liaison de données du modèle OSI ne sont pas utilisés par la couche Internet du modèle TCP/IP.

Le modèle OSI et le modèle TCP/IP sont deux modèles de réseau qui définissent la manière dont la communication entre les appareils sur un réseau doit être structurée. Les deux modèles comportent des couches similaires qui remplissent des fonctions similaires, mais le modèle OSI est plus théorique et fournit un cadre normalisé pour la mise en réseau, tandis que le modèle TCP/IP est utilisé en pratique pour la mise en réseau sur Internet. Le développement du modèle OSI visait à créer un cadre universel qui faciliterait la communication entre différents appareils. En revanche, le modèle TCP/IP a été développé spécifiquement pour l’ARPANET, le prédécesseur de l’Internet moderne, afin d’assurer une communication fiable sur un réseau d’ordinateurs interconnectés. Malgré leurs différences, les deux modèles sont encore utilisés aujourd’hui, et leurs concepts et principes sont intégrés aux protocoles et normes de réseau modernes.

Conclusion

Dans cet article, nous avons fourni une vue d’ensemble complète du modèle TCP/IP et du modèle OSI, qui sont des cadres abstraits conçus pour expliquer toutes les formes de communication réseau. TCP/IP, en particulier, joue un rôle important dans la facilitation des opérations Internet. Lorsque nous parlons des couches 2, 3 et 7 des équipements réseau, nous faisons généralement référence au modèle OSI. Parallèlement, le modèle TCP/IP sert de modèle à l’infrastructure Internet contemporaine et établit un ensemble standard de règles régissant toutes les transmissions réseau.