Internet : histoire, structure et fonctionnement
Histoire
Internet a été créé aux États-Unis, le premier réseau à l’origine d’internet est Arpanet.
1) Recherchez la date de création d’Arpanet.
2) Le premier message sur Arpanet fut échangé entre quelles universités ?
L’ancêtre d’internet en France est le réseau Cyclades.
3) Recherchez l’année de création de Cyclades.
On retiendra comme date de naissance d’internet, l’adoption du protocole TCP/IP dont nous reparlerons plus tard.
4) Trouvez la date d’adoption de ce protocole.
Structure
Internet tient son nom de sa structure : une interconnexion de réseaux (net). On l’appelle également le réseau des réseaux. Il est composé des réseaux des FAI (Fournisseurs d’Accès à Internet), des universités, des datacenters… La légende veut qu’internet ait été construit (en pleine guerre froide) pour pouvoir continuer de fonctionner malgré la perte de plusieurs nœuds, c’est ce qu’on appelle la résilience. Nous allons développer maintenant cette notion.
Supposons que nous disposons de 8 ordinateurs que nous souhaitons relier en réseau.
Configuration 1
On décide ici de relier chaque ordinateur à tous les autres.
5) Dessiner cette configuration ci-dessous :
6) Combien de câbles avez-vous utilisé ?
7) Quels sont les avantages et inconvénients de ce réseau ? (résilience/coût)
Configuration 2
On souhaite maintenant utiliser le moins de câbles possibles tout en permettant à chaque ordinateur de communiquer avec n’importe quel autre ordinateur.
8) Dessinez un tel réseau :
9) Combien de câbles avez-vous utilisé ?
10) Quels sont les avantages et inconvénients de ce réseau ? (résilience/coût)
Configuration 3
On s’autorise maintenant à utiliser 16 câbles.
11) Proposez un réseau résilient utilisant ces 16 câbles (il n’y a pas qu’une seule bonne réponse).
12) En quoi cette solution est-elle intéressante ?
Mini internet simplifié
Voici un schéma page suivante représentant un mini internet simplifié. Nous avons 6 réseaux composés d’ordinateurs reliés par des switchs. Un switch est une sorte de multiprise réseau intelligente :
Ces réseaux modélisent les réseaux des FAI.
Pour des raisons d’efficacité, on doit relier des réseaux entre eux par des routeurs. Un routeur est un switch un peu plus évolué :
Chaque réseau est appelé réseau local.
13) Complétez la liste des ordinateurs de chaque réseau local :
- réseau local 1 : M1, M2, M3
- réseau local 2 : M4, M5, M6
- réseau local 3 :
- réseau local 4 :
- réseau local 5 :
- réseau local 6 :
Sur un réseau les ordinateurs s’envoient des paquets (nous verrons cela dans la suite).
Par exemple si M1 envoie un paquet à M3 le chemin du paquet sera M1 → R1 → M3
On appelle routage le fait de trouver un chemin (route) entre deux ordinateurs.
Un autre exemple lorsque M1 envoie un message à M6 : M1 → R1 → routeur A → routeur B → R2 → M6
Le routage consiste à trouver le « meilleur » chemin entre deux ordinateurs. C'est donc le rôle des routeurs.
14) Déterminez 3 chemins entre M1 et M9.
15) (Rappel) Pourquoi est-il important d’avoir plusieurs chemins entre deux ordinateurs ?
Nous reviendrons dans un autre TP plus en détail sur le routage.
Fonctionnement
Nous avons parlé de paquets qui circulent sur le réseau. Mais d’où viennent ces paquets ? C’est ce que nous allons voir maintenant.
TCP/IP
Quand vous utilisez une application qui « va » sur internet elle utilise généralement le protocole TCP/IP. Nous allons expliquer le fonctionnement de ce protocole.
Une application de l’ordinateur A veut envoyer des données vers une application de l’ordinateur B. L’application fournit donc des données à son programme TCP.
TCP de l’ordinateur A reçoit les données et les encapsule en ajoutant des informations (port, application...) c’est le protocole TCP.
TCP envoie alors le tout à IP.
IP encapsule les informations venant de TCP en ajoutant entre autre les adresses IP de l’ordinateur A et de l’ordinateur B
Tout ceci est envoyé par le réseau (c’est ce qu’on appelle un paquet) et arrive au programme IP de l’ordinateur B.
IP vérifie l’adresse IP de destination, dés-encapsule et envoie le résultat à TCP :
TCP vérifie que tout est correct puis les données sont envoyées à la bonne application :
Un accusé de réception est alors envoyé à l’ordinateur A.
L’application B reçoit les données.
Fragmentation
IP peut fragmenter les données qu’il reçoit de la couche transport si elles sont trop volumineuses pour passer dans un paquet. En effet le réseau accepte des paquets de 1500 octets au maximum, il est donc indispensable de découper les données pour les envoyer par paquets. Le récepteur enregistre les paquets et les assemble pour reconstituer les données initiales.
Les paquets peuvent ne pas arriver dans le bon ordre à cause du routage, ils sont donc numérotés. Ceci est illustré ci-dessous.
17) À votre avis que fait l’émetteur si un paquet n’arrive pas, sachant que le récepteur envoie toujours des accusés de réception ?
DNS
Lorsque vous utilisez un navigateur, vous ne renseignez jamais une adresse IP, comment se fait-il que votre ordinateur connaisse l’IP de celui que vous cherchez à joindre ? Ceci est possible grâce au DNS (Domain Name Service).
Le principe du DNS est assez simple, il existe plusieurs serveurs sur la planète qui maintiennent des listes de correspondance entre les noms de domaine (par exemple twitter.com) et les adresses IP (par exemple 104.244.42.129). Ces bases de données sont mises à jour en permanence.
Ainsi votre navigateur effectue d’abord une requête DNS puis ensuite envoie sa requête HTTP.
Pour connaître l’adresse IP correspondant à un nom de domaine, on peut utiliser la commande ping dans un terminal (vous pouvez aller sur cette page si ping ne fonctionne pas au lycée) :
ping twitter.com
Vous voyez alors l’adresse IP apparaître sur chaque ligne.
Pour l’arrêter il faut appuyer sur Ctrl + c.
18) Ouvrez un terminal tilix et trouvez les adresses IP des domaines suivants :
- twitter.com
- reddit.com
- lemonde.fr