R02 - Modèle OSI et TCP-IP

R02 - Modèle OSI, TCP/IP, ports, TCP/UDP, ICMP

Objectif

Savoir ranger chaque protocole et chaque équipement dans sa couche, comprendre l’encapsulation, la différence TCP/UDP, les ports, et ICMP (ping/traceroute).

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1. Le modèle OSI en un schéma

Couche	Rôle en une phrase	Question qu’elle règle
7 Application	Services pour l’utilisateur	« Je veux une page web »
6 Présentation	Format, chiffrement, compression	« En quel format ? Chiffré ? »
5 Session	Ouvre/maintient/ferme le dialogue	« On garde la conversation ouverte »
4 Transport	Découpe, numérote, fiabilise, ports	« Quel programme ? Tout est arrivé ? »
3 Réseau	Adressage IP et routage	« Par où passer pour arriver ? »
2 Liaison	Adressage MAC, trames, VLAN	« À quelle carte réseau voisine ? »
1 Physique	Bits sur le support	« 0 ou 1 sur le câble ? »

Le modèle OSI (7 couches) sert à raisonner et dépanner. Le modèle TCP/IP (4 couches) est celui qu'Internet utilise vraiment.

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2. L’encapsulation

À l’envoi, chaque couche ajoute un en-tête devant les données de la couche du dessus. À la réception, chaque couche retire le sien (désencapsulation).

flowchart LR
  subgraph Emetteur["Émetteur (on descend)"]
    direction TB
    E7[Données] --> E4["+ en-tête TCP = Segment"] --> E3["+ en-tête IP = Paquet"] --> E2["+ en-tête Ethernet = Trame"] --> E1[Bits]
  end
  subgraph Recepteur["Récepteur (on remonte)"]
    direction BT
    R1[Bits] --> R2[Trame] --> R3[Paquet] --> R4[Segment] --> R7[Données]
  end
  E1 ==>|câble| R1

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3. Les ports : à quel programme parler ?

L’IP désigne la machine, le port désigne le programme sur cette machine. Un port est un nombre de 0 à 65535.

Plage	Nom	Usage
0 – 1023	Ports bien connus	Services standards (root requis sous Linux pour écouter)
1024 – 49151	Ports enregistrés	Applications (MariaDB 3306, SQL Server 1433…)
49152 – 65535	Ports dynamiques	Ports source choisis au hasard par le client

Ports à connaître par cœur

Port	Protocole	Transport	Service
20/21	FTP	TCP	Transfert de fichiers (non chiffré)
22	SSH / SFTP	TCP	Accès distant chiffré, transfert sécurisé
23	Telnet	TCP	Accès distant non chiffré (à bannir)
25 / 587	SMTP	TCP	Envoi de mails
53	DNS	UDP (et TCP)	Résolution de noms
67 / 68	DHCP	UDP	Attribution d’IP (67 serveur, 68 client)
80	HTTP	TCP	Web non chiffré
110 / 143	POP3 / IMAP	TCP	Réception de mails
123	NTP	UDP	Synchronisation de l’heure
161 / 162	SNMP	UDP	Supervision
389 / 636	LDAP / LDAPS	TCP	Annuaire (Active Directory)
443	HTTPS	TCP	Web chiffré (TLS)
445	SMB	TCP	Partage de fichiers Windows
1433	SQL Server	TCP	Base de données Microsoft
3128	Squid	TCP	Proxy web
3306	MySQL / MariaDB	TCP	Base de données
3389	RDP	TCP	Bureau à distance Windows

Une connexion est identifiée par le quintuplet : IP source, port source, IP destination, port destination, protocole.

# Voir les ports en ÉCOUTE sur ta machine Linux
sudo ss -tulpn        # t=TCP u=UDP l=écoute p=programme n=numérique

# Équivalent Windows
netstat -ano | findstr LISTENING

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4. TCP ou UDP ?

Critère	TCP	UDP
Connexion	Oui (poignée de main en 3 temps)	Non (on envoie direct)
Fiabilité	Accusés de réception, retransmission	Aucune garantie
Ordre	Remis dans l’ordre	Pas garanti
Vitesse / légèreté	Plus lent, en-tête 20 octets min.	Rapide, en-tête 8 octets
Usages	Web, SSH, mail, transfert de fichiers	DNS, DHCP, VoIP, streaming, jeux en ligne

La poignée de main TCP (three-way handshake)

sequenceDiagram
  participant C as Client
  participant S as Serveur (port 443)
  C->>S: SYN (seq = x)
  S->>C: SYN-ACK (seq = y, ack = x+1)
  C->>S: ACK (ack = y+1)
  Note over C,S: Connexion établie → échange de données
  C->>S: FIN
  S->>C: ACK + FIN
  C->>S: ACK (fermeture)

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5. ICMP : le protocole de diagnostic

ICMP (couche 3) transporte des messages de contrôle et d’erreur. Il n’a pas de port.

Type ICMP	Message	Utilisé par
8	Echo Request	ping (aller)
0	Echo Reply	ping (réponse)
3	Destination Unreachable	Routeur qui ne connaît pas la route / port fermé
11	Time Exceeded (TTL = 0)	traceroute / tracert
5	Redirect	Routeur qui indique un meilleur chemin

ping -c 4 8.8.8.8          # Linux : 4 essais (sinon ça tourne à l'infini, Ctrl+C)
traceroute 8.8.8.8         # chemin routeur par routeur (paquet "traceroute" à installer)
mtr 8.8.8.8                # ping + traceroute en continu (très pratique)

ping 8.8.8.8
tracert 8.8.8.8

Sécurité

Beaucoup de pare-feux bloquent ICMP. Un ping qui échoue ne prouve donc pas que la machine est éteinte. Inversement, laisser tout ICMP ouvert facilite la cartographie du réseau par un attaquant.

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6. Ranger les protocoles et équipements

Couche	Protocoles	Équipements
7	HTTP(S), DNS, DHCP, SSH, FTP, SMTP, SNMP	Proxy, pare-feu applicatif (WAF)
4	TCP, UDP	Pare-feu (filtrage par port)
3	IPv4, IPv6, ICMP, OSPF, RIP	Routeur, switch de niveau 3
2	Ethernet, ARP*, 802.1Q (VLAN), STP, Wi-Fi 802.11	Switch, point d’accès
1	Signaux, câbles, connecteurs	Câble, hub, répéteur

* ARP fait le lien entre couche 2 et 3 ; on le range souvent en couche 2 ou « 2,5 ».

7. À retenir

• 7 couches OSI, 4 couches TCP/IP ; PDU : données → segment → paquet → trame → bits.
• IP = machine, port = programme.
• TCP = fiable avec connexion, UDP = rapide sans connexion.
• ICMP = ping et traceroute, pas de port.

Voir aussi

• R01 - Notions de base du réseau · R03 - Adressage IPv4 et classes · S01 - Pare-feu - concepts
• Retour : 00 - Index général