TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

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TCP/IP, ou Transmission Control Protocol/Internet Protocol, est une suite de protocoles de communication utilisés pour interconnecter des dispositifs de réseau sur internet. Le TCP/IP peut également être utilisé comme protocole de communication dans un réseau local (LAN).

L’ensemble de la suite de protocoles Internet — un ensemble de règles et de procédures — est communément appelé TCP/IP, 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 structure de routage et de commutation.

Le protocole TCP/IP spécifie la manière dont 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, routées et reçues à la destination. Le TCP/IP nécessite peu de gestion centrale et il est conçu pour rendre les réseaux fiables, avec la possibilité de se remettre automatiquement en état de marche en cas de défaillance de n’importe quel dispositif du réseau.

Les deux principaux protocoles de la suite de protocoles Internet remplissent des fonctions spécifiques. TCP définit comment les applications peuvent créer des canaux de communication à travers un réseau. Il gère également la façon dont un message est assemblé en petits paquets avant d’être transmis sur internet et réassemblé dans le bon ordre à l’adresse de destination.

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

Un masque de sous-réseau est ce qui 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 (autres ordinateurs) sur le réseau.

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

Les types de TCP/IP les plus courants sont les suivants :

HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) gère la communication entre un serveur web et un navigateur web.
HTTPS (Secure HTTP) gère la communication sécurisée entre un serveur web et un navigateur web.
FTP (File Transfer Protocol) gère la transmission de fichiers entre ordinateurs.

Comment fonctionne le TCP/IP

Le 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) d’un autre ordinateur (un serveur) du réseau.

Collectivement, la suite de protocoles TCP/IP est classée comme apatride, ce qui signifie que chaque demande d’un client est considérée comme nouvelle car elle n’est pas liée à des demandes précédentes. Le fait d’être apatride libère les chemins du réseau pour qu’ils puissent être utilisés en permanence.

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

Le modèle TCP/IP diffère légèrement du modèle de réseau OSI (Open Systems Interconnection) à sept couches qui lui a succédé. Le modèle de référence OSI définit la manière dont les applications peuvent communiquer sur un réseau.

Couches du modèle TCP/IP

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

La couche application fournit aux applications un échange de données normalisé. Ses protocoles comprennent le HTTP, le FTP, le Post Office Protocol 3 (POP3), le Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) et le Simple Network Management Protocol (SNMP). Au niveau de la couche application, la charge utile est constituée par les données réelles de l’application.
La couche transport est responsable du maintien des communications de bout en bout sur le réseau. Le protocole TCP gère les communications entre les hôtes et assure le contrôle des flux, le multiplexage et la fiabilité. Les protocoles de transport comprennent le TCP et le protocole de données utilisateur (UDP), qui est parfois utilisé à la place du TCP à des fins spéciales.
La couche réseau, également appelée couche internet, traite les paquets et connecte les réseaux indépendants pour transporter les paquets au-delà des frontières du réseau. Les protocoles de la couche réseau sont le protocole IP et le protocole ICMP (Internet Control Message Protocol), qui est utilisé pour la notification des erreurs.
La couche physique, également appelée couche d’interface réseau ou couche de liaison de données, est constituée de protocoles qui ne fonctionnent que sur un lien, c’est-à-dire l’élément de réseau qui interconnecte les nœuds ou les hôtes du réseau. Les protocoles de cette couche inférieure comprennent Ethernet pour les réseaux locaux (LAN) et le protocole de résolution d’adresse (ARP).

Importance de TCP/IP

Le TCP/IP n’est pas une propriété et, par conséquent, n’est pas contrôlé par une seule entreprise. Ainsi, la suite de protocoles Internet peut être modifiée facilement. Elle est compatible avec tous les systèmes d’exploitation, de sorte qu’elle peut communiquer avec n’importe quel autre système. La suite de protocoles Internet est également compatible avec tous les types de matériel informatique et de réseaux

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

L’histoire de TCP/IP

La Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), la branche recherche du ministère américain de la défense, a créé le modèle TCP/IP dans les années 1970 pour l’utiliser dans ARPANET, un réseau étendu qui a précédé l’internet. Le TCP/IP a été conçu à l’origine pour le système d’exploitation Unix, et il a été intégré dans tous les systèmes d’exploitation qui lui ont succédé.

Le modèle TCP/IP et ses protocoles connexes sont désormais gérés par l’Internet Engineering Task Force.

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 pas utilisé en pratique pour la communication. Il définit plutôt la manière dont les applications peuvent communiquer sur un réseau. TCP/IP, en revanche, est largement utilisé pour établir des liens et une interaction sur le réseau.

Les protocoles TCP/IP définissent les normes sur lesquelles l’internet a été créé, tandis que le modèle OSI fournit des lignes directrices sur la façon dont la communication doit être effectuée. Par conséquent, le 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 en tant que couches d’utilisation, le modèle TCP/IP ne comporte que quatre couches, tandis que le modèle OSI en comporte sept.

Les sept couches du modèle OSI :

La couche 7, la couche application, permet à l’utilisateur (logiciel ou humain) d’interagir avec l’application ou le réseau lorsqu’il veut 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 pour la couche application en fonction de la sémantique ou de la syntaxe que l’application accepte.
La couche 5, la couche session, établit, coordonne et met fin aux conversations entre les applications.
La couche 4, la couche transport, gère le transfert de données sur un réseau et fournit des mécanismes de vérification des erreurs et de contrôle des flux de données.
La couche 3, la couche réseau, assure le transfert de données vers et à travers d’autres réseaux.
La couche 2, la couche de liaison de données, traite les problèmes qui surviennent à la suite d’erreurs de transmission de bits.
La couche 1, la couche physique, transporte les données à l’aide d’interfaces électriques, mécaniques ou procédurales.

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

Modèle TCP/IP et modèle OSI illustrés

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

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 du 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 dispositifs et des composants de réseau qui peuvent coexister et fonctionner avec les dispositifs et les composants fabriqués par d’autres fabricants.

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

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

Utilisations de TCP/IP

Le protocole TCP/IP peut être utilisé pour fournir une connexion à distance sur le réseau, pour le transfert interactif de fichiers, pour l’envoi de courrier électronique, pour la diffusion de pages web sur le réseau et pour l’accès à distance au système de fichiers d’un serveur hôte.

Avantages et inconvénients de TCP/IP

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

permet d’établir une connexion entre différents types d’ordinateurs ;
fonctionne indépendamment du système d’exploitation ;
prend en charge de nombreux protocoles de routage ;
dispose d’une architecture client-serveur très évolutive ;
peut être exploité de manière indépendante ;
prend en charge plusieurs protocoles de routage ;
léger et n’impose pas de contraintes inutiles à un réseau ou à un ordinateur.

Les inconvénients du TCP/IP sont notamment les suivants :

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