TCP/IP : Qu'est-ce que TCP/IP et comment fonctionne-t-il ?

Qu’est-ce que TCP/IP ?

TCP / IP signifie Transmission Control Protocol / Internet Protocol et est une suite de protocoles de communication utilisés pour interconnecter des périphériques réseau sur Internet. TCP/IP est également utilisé comme protocole de communication dans un réseau informatique privé (intranet ou extranet).

L’ensemble de la suite IP – un ensemble de règles et de procédures – est communément appelé TCP/IP. TCP et IP sont les deux protocoles principaux, bien que d’autres soient inclus dans la suite. La suite de protocoles TCP/IP fonctionne comme une couche d’abstraction entre les applications Internet et la matrice de routage et de commutation.

TCP/IP spécifie comment les données sont échangées sur Internet en fournissant des communications de bout en bout qui identifient comment elles doivent être divisées en paquets, adressées, transmises, acheminées et reçues à la destination. TCP / IP nécessite peu de gestion centrale et est conçu pour rendre les réseaux fiables avec la possibilité de récupérer automatiquement de la défaillance de n’importe quel périphérique sur le réseau.

Les deux protocoles principaux de la suite IP remplissent des fonctions spécifiques. TCP définit comment les applications peuvent créer des canaux de communication sur un réseau. Il gère également la manière dont un message est assemblé en paquets plus petits avant qu’ils ne soient ensuite transmis sur Internet et réassemblés dans le bon ordre à l’adresse de destination.

IP définit comment adresser et router chaque paquet pour s’assurer qu’il atteint la bonne destination. Chaque ordinateur passerelle du réseau vérifie cette adresse IP pour déterminer où transférer le message.

Un masque de sous-réseau indique à un ordinateur ou à un autre périphérique réseau quelle partie de l’adresse IP est utilisée pour représenter le réseau et quelle partie est utilisée pour représenter les hôtes ou d’autres ordinateurs sur le réseau.

La traduction d’adresses réseau (NAT) est la virtualisation des adresses IP. Le NAT permet d’améliorer la sécurité et de réduire le nombre d’adresses IP dont une organisation a besoin.

Les protocoles TCP/IP courants incluent les éléments suivants:

Le protocole HTTP (Hypertext Transfer Protocol) gère la communication entre un serveur Web et un navigateur Web.
HTTP Secure gère la communication sécurisée entre un serveur Web et un navigateur Web.
Le protocole de transfert de fichiers gère la transmission de fichiers entre ordinateurs.

Comment fonctionne TCP/IP?

TCP/IP utilise le modèle de communication client-serveur dans lequel un utilisateur ou une machine (un client) reçoit un service, comme l’envoi d’une page Web, par un autre ordinateur (un serveur) du réseau.

Collectivement, la suite de protocoles TCP / IP est classée comme sans état, ce qui signifie que chaque demande client est considérée comme nouvelle car elle n’est pas liée aux demandes précédentes. Le fait d’être sans état libère les chemins réseau afin qu’ils puissent être utilisés en continu.

La couche de transport elle-même est cependant avec état. Il transmet un seul message, et sa connexion reste en place jusqu’à ce que tous les paquets d’un message aient été reçus et réassemblés à la destination.

Le modèle TCP/IP diffère légèrement du modèle de réseau OSI (Open Systems Interconnection) à sept couches conçu après celui-ci. Le modèle de référence OSI définit comment les applications peuvent communiquer sur un réseau.

Pourquoi TCP/IP est-il important ?

TCP/IP n’est pas propriétaire et, par conséquent, n’est contrôlé par aucune entreprise. Par conséquent, la suite IP peut être modifiée facilement. Il est compatible avec tous les systèmes d’exploitation (OS), il peut donc communiquer avec n’importe quel autre système. La suite IP est également compatible avec tous les types de matériel informatique et de réseaux.

TCP / IP est hautement évolutif et, en tant que protocole routable, peut déterminer le chemin le plus efficace à travers le réseau. Il est largement utilisé dans l’architecture Internet actuelle.

Les 4 couches du modèle TCP/IP

La fonctionnalité TCP/IP est divisée en quatre couches, chacune comprenant des protocoles spécifiques:

La couche application fournit aux applications un échange de données standardisé. Ses protocoles incluent HTTP, FTP, le Protocole Post Office 3, le Protocole de Transfert de Courrier Simple et le Protocole de Gestion de réseau Simple. Au niveau de la couche application, la charge utile est les données d’application réelles.
La couche de transport est responsable de la maintenance des communications de bout en bout sur le réseau. TCP gère les communications entre les hôtes et fournit un contrôle de flux, un multiplexage et une fiabilité. Les protocoles de transport incluent le protocole TCP et le protocole de datagramme utilisateur, qui est parfois utilisé à la place de TCP à des fins spéciales.
La couche réseau, également appelée couche Internet, traite les paquets et connecte des réseaux indépendants pour transporter les paquets à travers les limites du réseau. Les protocoles de couche réseau sont le protocole de message de contrôle IP et Internet, qui est utilisé pour le rapport d’erreurs.
La couche physique, également appelée couche d’interface réseau ou couche de liaison de données, est constituée de protocoles qui fonctionnent uniquement sur une liaison – le composant réseau qui interconnecte les nœuds ou les hôtes du réseau. Les protocoles de cette couche la plus basse incluent Ethernet pour les réseaux locaux et le protocole de résolution d’adresses.

Utilisations de TCP / IP

TCP / IP peut être utilisé pour fournir une connexion à distance sur le réseau pour un transfert de fichiers interactif afin de délivrer des e-mails, de fournir des pages Web sur le réseau et d’accéder à distance au système de fichiers d’un hôte de serveur. Plus largement, il est utilisé pour représenter comment les informations changent de forme lorsqu’elles circulent sur un réseau de la couche physique concrète à la couche d’application abstraite. Il détaille les protocoles de base, ou méthodes de communication, à chaque couche au fur et à mesure que les informations passent.

Avantages et inconvénients de TCP / IP

Les avantages de l’utilisation du modèle TCP / IP sont les suivants:

aide à établir une connexion entre différents types d’ordinateurs ;
fonctionne indépendamment du système d’exploitation ;
prend en charge de nombreux protocoles de routage;
utilise une architecture client-serveur hautement évolutive ;
peut être utilisé indépendamment ;
prend en charge plusieurs protocoles de routage ; et
est léger et n’exerce pas de pression inutile sur un réseau ou un ordinateur.

Les inconvénients de TCP / IP sont les suivants:

est compliqué à configurer et à gérer;
la couche de transport ne garantit pas la livraison des paquets;
n’est pas facile à remplacer les protocoles en TCP / IP;
ne sépare pas clairement les concepts de services, d’interfaces et de protocoles, il ne convient donc pas pour décrire de nouvelles technologies dans de nouveaux réseaux; et
est particulièrement vulnérable à une attaque de synchronisation, qui est un type d’attaque par déni de service dans laquelle un mauvais acteur utilise TCP / IP.

En quoi TCP /IP et IP sont-ils différents?

Il existe de nombreuses différences entre TCP/IP et IP. Par exemple, IP est un protocole Internet de bas niveau qui facilite les communications de données sur Internet. Son but est de fournir des paquets de données constitués d’un en-tête, qui contient des informations de routage, telles que la source et la destination des données, et la charge utile des données elle-même.

L’IP est limitée par la quantité de données qu’elle peut envoyer. La taille maximale d’un paquet de données IP unique, qui contient à la fois l’en-tête et les données, est comprise entre 20 et 24 octets. Cela signifie que les chaînes de données plus longues doivent être divisées en plusieurs paquets de données qui doivent être envoyés indépendamment, puis réorganisés dans le bon ordre après leur envoi.

Étant donné que l’IP est strictement un protocole d’envoi / réception de données, il n’y a pas de vérification intégrée qui vérifie si les paquets de données envoyés ont été effectivement reçus.

Contrairement à IP, TCP / IP est un protocole de communication intelligente de niveau supérieur qui peut faire plus de choses. TCP / IP utilise toujours l’IP comme moyen de transport de paquets de données, mais il connecte également des ordinateurs, des applications, des pages Web et des serveurs Web. TCP comprend de manière holistique l’ensemble des flux de données dont ces actifs ont besoin pour fonctionner, et s’assure que tout le volume de données nécessaire est envoyé la première fois. TCP exécute également des contrôles qui garantissent la livraison des données.

Comme il fait son travail, TCP peut également contrôler la taille et le débit des données. Il garantit que les réseaux sont exempts de toute congestion susceptible de bloquer la réception des données.

Un exemple est une application qui souhaite envoyer une grande quantité de données sur Internet. Si l’application utilisait uniquement l’adresse IP, les données devaient être divisées en plusieurs paquets IP. Cela nécessiterait plusieurs demandes pour envoyer et recevoir des données, car les demandes IP sont émises par paquet.

Avec TCP, une seule requête pour envoyer un flux de données entier est nécessaire ; TCP gère le reste. Contrairement à IP, TCP peut détecter les problèmes qui surviennent sur IP et demander la retransmission de tous les paquets de données perdus. TCP peut également réorganiser les paquets afin qu’ils soient transmis dans le bon ordre — et cela peut minimiser la congestion du réseau. TCP / IP facilite les transferts de données sur Internet.

Modèle TCP / IP vs modèle OSI

TCP / IP et OSI sont les protocoles de réseau de communication les plus utilisés. La principale différence est que l’OSI est un modèle conceptuel qui n’est pratiquement pas utilisé pour la communication. Il définit plutôt comment les applications peuvent communiquer sur un réseau. TCP / IP, en revanche, est largement utilisé pour établir des liens et des interactions réseau.

Les protocoles TCP / IP définissent les normes sur lesquelles Internet a été créé, tandis que le modèle OSI fournit des lignes directrices sur la façon dont la communication doit être effectuée. Par conséquent, TCP / IP est un modèle plus pratique.

Les modèles TCP/IP et OSI présentent des similitudes et des différences. La principale similitude réside dans la façon dont ils sont construits car les deux utilisent des couches, bien que TCP / IP ne se compose que de quatre couches, tandis que le modèle OSI se compose des sept couches suivantes:

La couche 7, la couche d’application, permet à l’utilisateur – logiciel ou humain – d’interagir avec l’application ou le réseau lorsque l’utilisateur souhaite lire des messages, transférer des fichiers ou s’engager dans d’autres activités liées au réseau.
La couche 6, la couche de présentation, traduit ou formate les données de la couche application en fonction de la sémantique ou de la syntaxe que l’application accepte.
La couche 5, la couche de session, configure, coordonne et termine les conversations entre les applications.
La couche 4, la couche de transport, gère le transfert de données sur un réseau et fournit des mécanismes de vérification des erreurs et des contrôles de flux de données.
La couche 3, la couche réseau, déplace les données vers et via d’autres réseaux.
La couche 2, la couche de liaison de données, gère les problèmes qui surviennent à la suite d’erreurs de transmission de bits.
La couche 1, la couche physique, transporte des données à l’aide d’interfaces électriques, mécaniques ou procédurales.

La couche supérieure du modèle TCP/IP et du modèle OSI est la couche application. Bien que cette couche effectue les mêmes tâches dans chaque modèle, ces tâches peuvent varier en fonction des données que chacun reçoit.

Les fonctions exécutées dans chaque modèle sont également similaires car chacun utilise une couche réseau et une couche de transport pour fonctionner. Les modèles TCP/IP et OSI sont principalement utilisés pour transmettre des paquets de données. Bien qu’ils le fassent par différents moyens et par différents chemins, ils atteindront toujours leurs destinations.

Les similitudes entre le modèle TCP/IP et le modèle OSI sont les suivantes:

Ce sont tous deux des modèles logiques.
Ils définissent des normes de mise en réseau.
Ils divisent le processus de communication réseau en couches.
Ils fournissent des cadres pour la création et la mise en œuvre de normes et de dispositifs de mise en réseau.
Ils permettent à un fabricant de fabriquer des appareils et des composants de réseau qui peuvent coexister et fonctionner avec les appareils et composants fabriqués par d’autres fabricants.

Les différences entre le modèle TCP/IP et le modèle OSI sont les suivantes:

TCP/IP utilise une seule couche (application) pour définir les fonctionnalités des couches supérieures, tandis qu’OSI utilise trois couches (application, présentation et session).
TCP/IP utilise une couche (physique) pour définir les fonctionnalités des couches inférieures, tandis qu’OSI utilise deux couches (physique et liaison de données).
La taille de l’en-tête TCP / IP est de 20 octets, tandis que l’en-tête OSI est de 5 octets.
TCP/IP est un standard orienté protocole, alors qu’OSI est un modèle générique basé sur les fonctionnalités de chaque couche.
TCP/IP suit une approche horizontale, tandis qu’OSI suit une approche verticale.
En TCP / IP, les protocoles ont d’abord été développés, puis le modèle a été développé. Dans OSI, le modèle a d’abord été développé, puis les protocoles de chaque couche ont été développés.
TCP /IP aide à établir une connexion entre différents types d’ordinateurs, tandis qu’OSI aide à standardiser les routeurs, les commutateurs, les cartes mères et autres matériels.

L’histoire de TCP / IP

La Defense Advanced Research Projects Agency, la branche de recherche du département de la Défense des États-Unis, a créé le modèle TCP / IP dans les années 1970 pour une utilisation dans ARPANET, un réseau étendu qui a précédé Internet. TCP/IP a été conçu à l’origine pour le système d’exploitation Unix, et il a été intégré à tous les systèmes d’exploitation qui l’ont suivi.

Le modèle TCP/IP et ses protocoles associés sont maintenant maintenus par l’Internet Engineering Task Force.