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.

TermeSignificationExemple concret
LAN (Local Area Network)Réseau local, limité à un lieuLe réseau de ta résidence, d’une salle de TP
WAN (Wide Area Network)Réseau étendu, relie des LAN éloignésInternet, la liaison entre 2 sites d’une entreprise
WLANLAN sans filLe Wi-Fi
HôteToute machine qui a une adresse sur le réseauTon 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 MACAdresse IP
Couche OSI2 (Liaison)3 (Réseau)
Taille48 bits (6 octets)32 bits en IPv4 (4 octets)
Écriture3c: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
PortéeUniquement le réseau localDe bout en bout, à travers les routeurs
AnalogieLe numéro de sécurité socialeL’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" = MAC

3. Switch ou routeur ?

C’est LA distinction à maîtriser.

Switch (commutateur)Routeur
RôleRelier les machines d’un même réseauRelier des réseaux différents
Couche23
Travaille avecLes adresses MACLes adresses IP
Table interneTable MAC (CAM) : quel MAC sur quel portTable de routage : quel réseau par quelle sortie
ExempleLe boîtier à 24 ports de la salleTa 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)
Couche23
ContientMAC source, MAC destination, type, données, FCSIP source, IP destination, TTL, protocole, données
Change à chaque saut ?Oui : chaque routeur reconstruit une nouvelle trameNon : 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 Linux
arp -a                   # table ARP sous Windows

Si 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 »)

TypeVers qui ?Exemple
UnicastUne seule machineTon navigateur ↔ un serveur web
BroadcastToutes les machines du réseau localRequête ARP, DHCP Discover
MulticastUn groupe abonné (adresses 224.0.0.0 → 239.255.255.255)OSPF (224.0.0.5), IPTV
AnycastLe membre le plus proche d’un groupeServeurs 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

SupportDébit courantDistance maxUsage
Cuivre RJ45 cat 5e1 Gbit/s100 mPostes de travail
Cuivre cat 6 / 6a1 à 10 Gbit/s55 à 100 mBaies, serveurs
Fibre multimode10 à 100 Gbit/s~300-550 mLiaison entre baies d’un bâtiment
Fibre monomode10 à 400 Gbit/splusieurs kmLiaison entre bâtiments / sites
Wi-Fi 6 (802.11ax)quelques centaines de Mbit/s réelsdizaines de mPostes 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.

Voir aussi