R01 - Notions de base du réseau
Objectif
Comprendre avec quoi et comment des machines communiquent : LAN/WAN, adresse MAC, adresse IP, switch, routeur, trame, paquet, ARP. C’est le socle de toutes les autres fiches.
1. Un réseau, c’est quoi ?
Un réseau = des appareils (PC, serveurs, imprimantes, téléphones…) reliés entre eux pour échanger des données.
| Terme | Signification | Exemple concret |
|---|---|---|
| LAN (Local Area Network) | Réseau local, limité à un lieu | Le réseau de ta résidence, d’une salle de TP |
| WAN (Wide Area Network) | Réseau étendu, relie des LAN éloignés | Internet, la liaison entre 2 sites d’une entreprise |
| WLAN | LAN sans fil | Le Wi-Fi |
| Hôte | Toute machine qui a une adresse sur le réseau | Ton PC, ton téléphone |
flowchart LR subgraph LAN_A["LAN site A"] PC1[PC] --- SW1[Switch] PC2[PC] --- SW1 end subgraph LAN_B["LAN site B"] SW2[Switch] --- PC3[PC] SW2 --- SRV[Serveur] end SW1 --- R1((Routeur A)) R1 ===|"WAN / Internet"| R2((Routeur B)) R2 --- SW2
2. Les deux adresses d’une machine
Chaque carte réseau a deux adresses qui servent à des choses différentes :
| Adresse MAC | Adresse IP | |
|---|---|---|
| Couche OSI | 2 (Liaison) | 3 (Réseau) |
| Taille | 48 bits (6 octets) | 32 bits en IPv4 (4 octets) |
| Écriture | 3c:52:82:1a:9f:04 (hexadécimal) | 192.168.1.10 (décimal pointé) |
| Qui la donne ? | Gravée par le fabricant (modifiable) | L’administrateur ou le DHCP |
| Portée | Uniquement le réseau local | De bout en bout, à travers les routeurs |
| Analogie | Le numéro de sécurité sociale | L’adresse postale |
Les 3 premiers octets d'une MAC (l' OUI) identifient le fabricant (Intel, Cisco, Realtek…).
Voir ses adresses
# Linux (Pop!_OS / Arch)
ip a # toutes les interfaces : "link/ether" = MAC, "inet" = IPv4
ip -br a # version courte et lisible# Windows
ipconfig /all # "Adresse physique" = MAC3. Switch ou routeur ?
C’est LA distinction à maîtriser.
| Switch (commutateur) | Routeur | |
|---|---|---|
| Rôle | Relier les machines d’un même réseau | Relier des réseaux différents |
| Couche | 2 | 3 |
| Travaille avec | Les adresses MAC | Les adresses IP |
| Table interne | Table MAC (CAM) : quel MAC sur quel port | Table de routage : quel réseau par quelle sortie |
| Exemple | Le boîtier à 24 ports de la salle | Ta box Internet (qui fait aussi switch + Wi-Fi) |
flowchart TB subgraph R1["Réseau 192.168.1.0/24"] A[PC A .10] --- S1[Switch 1] B[PC B .11] --- S1 end subgraph R2["Réseau 192.168.2.0/24"] S2[Switch 2] --- C[PC C .10] end S1 ---|"g0/0 : 192.168.1.1"| R((Routeur)) R ---|"g0/1 : 192.168.2.1"| S2
- A → B : même réseau → le switch suffit.
- A → C : réseaux différents → A envoie à sa passerelle (le routeur,
192.168.1.1) qui transmet.
Le hub (concentrateur)
Ancêtre du switch : il recopie tout sur tous les ports (couche 1). Obsolète, mais il peut tomber en question de cours.
4. Trame et paquet
| Trame (frame) | Paquet (packet) | |
|---|---|---|
| Couche | 2 | 3 |
| Contient | MAC source, MAC destination, type, données, FCS | IP source, IP destination, TTL, protocole, données |
| Change à chaque saut ? | Oui : chaque routeur reconstruit une nouvelle trame | Non : les IP restent les mêmes de bout en bout (sauf NAT) |
- MTU (Maximum Transmission Unit) : taille max d’un paquet sur un lien, 1500 octets en Ethernet. Au-delà, le paquet est fragmenté (ou rejeté si le bit Don’t Fragment est mis).
- TTL (Time To Live) : compteur décrémenté à chaque routeur. À 0, le paquet est détruit → évite les boucles infinies. C’est ce qu’utilise
traceroute.
5. ARP : trouver la MAC à partir de l’IP
Pour envoyer une trame à 192.168.1.11, ton PC a besoin de sa MAC. Il la demande avec ARP.
sequenceDiagram participant A as PC A (192.168.1.10) participant Tous as Tout le réseau local participant B as PC B (192.168.1.11) A->>Tous: ARP Request (broadcast ff:ff:ff:ff:ff:ff)<br/>« Qui a 192.168.1.11 ? » B-->>A: ARP Reply (unicast)<br/>« C'est moi : 3c:52:82:1a:9f:04 » Note over A: A mémorise la réponse<br/>dans sa table ARP A->>B: Trame avec la bonne MAC destination
ip neigh # table ARP sous Linuxarp -a # table ARP sous WindowsSi la destination est dans un autre réseau, le PC demande la MAC de sa passerelle, pas celle de la destination finale.
6. Types de diffusion (« cast »)
| Type | Vers qui ? | Exemple |
|---|---|---|
| Unicast | Une seule machine | Ton navigateur ↔ un serveur web |
| Broadcast | Toutes les machines du réseau local | Requête ARP, DHCP Discover |
| Multicast | Un groupe abonné (adresses 224.0.0.0 → 239.255.255.255) | OSPF (224.0.0.5), IPTV |
| Anycast | Le membre le plus proche d’un groupe | Serveurs DNS racines |
Un routeur ne laisse pas passer les broadcasts. Un réseau IP = un domaine de broadcast. C'est pour ça qu'on découpe en sous-réseaux / VLAN : moins de bruit, plus de sécurité.
7. Câbles et supports
| Support | Débit courant | Distance max | Usage |
|---|---|---|---|
| Cuivre RJ45 cat 5e | 1 Gbit/s | 100 m | Postes de travail |
| Cuivre cat 6 / 6a | 1 à 10 Gbit/s | 55 à 100 m | Baies, serveurs |
| Fibre multimode | 10 à 100 Gbit/s | ~300-550 m | Liaison entre baies d’un bâtiment |
| Fibre monomode | 10 à 400 Gbit/s | plusieurs km | Liaison entre bâtiments / sites |
| Wi-Fi 6 (802.11ax) | quelques centaines de Mbit/s réels | dizaines de m | Postes mobiles |
Câble droit entre appareils différents (PC↔switch), croisé entre appareils identiques (switch↔switch). Les équipements récents font l'auto-MDIX : ils s'adaptent tout seuls.
8. À retenir
- MAC = local (couche 2), IP = bout en bout (couche 3).
- Switch = dans un réseau, routeur = entre réseaux.
- ARP traduit IP → MAC, en broadcast.
- Un routeur bloque les broadcasts : 1 réseau IP = 1 domaine de broadcast.