Internet

Internet, le réseau des réseaux est devenu en quelques décennies le principal outil de communication utilisé dans de nombreux domaines (scientifique, commercial, santé, industrie, etc.)

Vers les années 1950, les premiers ordinateurs ont été mis en réseau.

Les premiers réseaux indépendants des constructeurs sont nés aux États-Unis avec ArpaNet (1970) et en France avec Cyclades (1971).  

Avec la généralisation du protocole TCP/IP, Arpanet est devenu Internet (littéralement interconnexion de réseaux) au début des années 1980.

Pour communiquer sur le réseau, chaque machine (ordinateur, imprimante, objet connecté, etc.) est identifiée par un numéro que l'on nomme l'adresse IP (Internet Protocol).

Une adresse IP est composée d'une suite de 4 nombres compris entre 0 et 255.

Exemple : 174.12.240.2

Rappel : L'ensemble des règles qui permettent à 2 ordinateurs de communiquer ensemble via un réseau s'appelle un protocole.
TCP signifie Transmission Control Protocol.
IP signifie Internet Protocol.

Principe de fonctionnement des protocoles TCP et IP à partir d'un exemple :

Une machine A d'adresse IP 190.120.10.1 souhaite envoyer le message « Bonjour » à une machine B d'adresse IP 204.67.12.3 via Internet.

Protocole IP :

Le protocole IP va encapsuler le message avec les adresses de l'émetteur et du destinataire :

Le message peut être acheminé ensuite en transitant par des routeurs IP vers l'ordinateur B du destinataire.

Protocole TCP :

Mais l'utilisation du protocole IP seul n'est pas suffisante.

Voici des situations que IP seul ne peut pas traiter :

• Quand on envoie un paquet IP sur Internet, il passe par des dizaines d'ordinateurs.
  Et il arrive que des paquets IP se perdent ou arrivent en double exemplaire.
  
  
• La taille des paquets IP est limitée (environ 1 500 octets).
  Comment faire pour envoyer des données de plus de 1 500 octets ?

Le protocole TCP a été conçu pour répondre à ces problématiques.

TCP est capable :

• de vérifier que le destinataire est prêt à recevoir les données ;

• de découper les gros paquets de données en paquets plus petits pour que IP les accepte ;

• de numéroter les paquets, et à la réception de vérifier qu'ils sont tous bien arrivés, de redemander les paquets manquants et de les réassembler dans le bon ordre.

Des accusés de réception sont envoyés pour prévenir l'expéditeur que les données sont bien arrivées.

Voici en version très schématisée les échanges entre les deux ordinateurs A et B pour l'envoi du message "Bonjour. Tu vas bien ? On se voit bientôt" en supposant que le message sera découpé en 3 segments TCP.

Chaque flèche représente un paquet IP.

D’autres protocoles s’appuient sur ceux d’Internet, par exemple les protocoles du Web (HTTP et HTTPS) et le protocole NTP (Network Time Protocol) qui permet de synchroniser précisément les heures des ordinateurs.

Pour se connecter à un serveur informatique, l'utilisateur ne donne pas son adresse IP, mais un nom de domaine (par exemple www.wikipedia.org). 

Ce nom de domaine est ensuite résolu en adresse IP par l'ordinateur de l'utilisateur en faisant appel au système de noms de domaine (DNS). 

L'envoi d'une commande ping dans une fenêtre terminal permet de connaitre l'adresse IP d'un serveur internet :

Le système DNS (Domain Name System) transforme une adresse symbolique en adresse numérique. 

Il est réalisé par un grand nombre d’ordinateurs répartis sur le réseau et constamment mis à jour.

Pour transmettre les paquets TCP de l'émetteur vers son destinataire, on utilise des machines nommées routeurs.

Des algorithmes complexes déterminent le chemin optimal pour acheminer les paquets TCP. 

Lors du routage, un paquet peut ne pas arriver (panne matérielle ou destruction d'un routeur).

Pour ne pas encombrer le réseau, chaque paquet ne peut transiter que par un nombre limité de routeurs.

Et si ce nombre maximal est atteint, alors le paquet est détruit. 

C’est le protocole TCP qui redemandera les paquets perdus.

Mais TCP ne possède pas de garantie temporelle d’arrivée des paquets, ce qui peut nuire à la qualité du streaming du son ou des vidéos.

Exemple de visualisation du routage des informations à travers Internet
Commande : traceroute www.wikipedia.com

Les réseaux pair-à-pair (traduction de l'anglicisme peer-to-peer, souvent abrégé en « P2P ») définissent un modèle dans lequel les ordinateurs sont à la fois client et serveur.

Ce modèle de réseau est souvent utilisé pour la diffusion de vidéo ou également dans le domaine des crypto-monnaies pour la mise en place des blockchains.

La neutralité du Net est un principe important censé garantir l'égalité de traitement de tous les flux de données.

Cependant ce principe instauré dès la création d'Internet est actuellement remis en cause par certains groupes industriels.