🌐 Réseau LAN – Matériel, Protocoles & TCP/IP

La topologie décrit "l'agencement" physique ou logique du réseau.

        PC 1
          │
PC 2 ── [ SWITCH ] ── Serveur
          │
        PC 3

PC 1 ── PC 2 ── PC 3 ── PC 4

    PC 1 ── PC 2
      │        │
    PC 4 ── PC 3

Ce sont des modèles conceptuels (théoriques) pour standardiser la communication réseau. Le modèle TCP/IP est celui utilisé en pratique.

Le Cerveau du LAN (Couche 2)

Le Switch (ou commutateur) est le boîtier central d'un réseau en étoile. Il connecte les appareils (PC, serveurs, imprimantes) au sein d'un même réseau local.

Il travaille à la Couche 2 (Liaison) du modèle OSI. Il ne comprend pas les adresses IP, mais uniquement les Adresses MAC.

Table MAC (Commutation)

Quand un appareil (PC A) veut parler à PC B (sur le même LAN), il envoie une trame Ethernet au switch.

1. Le Switch regarde l'adresse MAC de destination (PC B).
2. Il consulte sa "Table MAC" (une table qui associe les adresses MAC aux ports physiques du switch).
3. Il envoie la trame uniquement sur le port où PC B est branché.

C'est ce qui le différencie d'un "Hub" (obsolète), qui renvoyait (broadcast) la trame à *tous* les ports, créant des collisions.

La Porte vers l'Extérieur (Couche 3)

Le Routeur est l'appareil qui connecte différents réseaux entre eux (ex: votre LAN domestique et le WAN Internet).

Il travaille à la Couche 3 (Réseau) du modèle OSI. Il comprend les Adresses IP.

Table de Routage & Passerelle (Gateway)

Quand un PC (192.168.1.50) veut parler à un serveur Google (8.8.8.8) :

1. Le PC voit que 8.8.8.8 n'est pas sur son LAN (grâce au masque de sous-réseau).
2. Il envoie le paquet à sa "Passerelle par défaut" (Default Gateway), qui est l'adresse IP du routeur (ex: 192.168.1.1).
3. Le Routeur reçoit le paquet. Il consulte sa "Table de Routage" et détermine qu'il doit envoyer le paquet vers "Internet" (son FAI).

Une "Box" Internet (Livebox, Freebox) est un appareil combiné qui est à la fois : Routeur, Switch, Point d'Accès Wi-Fi, et Modem.

La Carte d'Identité du Réseau

NIC (Network Interface Card) : C'est la "carte réseau" (ou puce réseau) de votre appareil (PC, téléphone). C'est le composant physique qui se connecte au réseau (via Ethernet ou Wi-Fi).

Adresse MAC (Media Access Control)

Chaque NIC possède une adresse unique au monde, gravée en usine : l'adresse MAC (aussi appelée "adresse physique").

Elle fonctionne à la Couche 2 (Liaison).

Format

• Taille : 48 bits (6 octets).
• Notation : Héxadécimale, séparée par des tirets ou deux-points.
• Exemple : 00:1A:2B:3C:4D:5E
• Structure :
  • 00:1A:2B : OUI (Organizationally Unique Identifier) - Identifie le fabricant (ex: Intel, Apple).
  • 3C:4D:5E : Numéro de série unique assigné par le fabricant.

Le "Pont" Filaire vers Sans-Fil

Un Point d'Accès (AP) est un appareil qui crée un réseau local sans fil (WLAN - Wi-Fi). Il agit comme un pont (Bridge) entre le réseau filaire (LAN) et les appareils sans fil (clients Wi-Fi).

AP vs. Routeur Wi-Fi

C'est une confusion fréquente.

• Point d'Accès (AP) : (Appareil "simple") Ne fait que la conversion Filaire <-> Sans-fil. Il ne gère ni les IP (DHCP), ni le routage. (Utilisé en entreprise, ex: les bornes Ubiquiti).
• Routeur Wi-Fi (Box Internet) : (Appareil "combiné") Est un Routeur (Couche 3) + un Switch (Couche 2) + un Point d'Accès (Couche 2).

PoE (Power over Ethernet) est une technologie qui permet de transmettre à la fois les données (Data) et l'alimentation électrique (Power) via un seul câble Ethernet (RJ45).

Cas d'usage

Extrêmement utile pour les appareils situés loin d'une prise de courant :

• Points d'Accès (AP) Wi-Fi (souvent fixés au plafond).
• Caméras de sécurité IP.
• Téléphones VoIP.

Standards (Puissance)

Nécessite un Switch PoE (qui fournit le courant) ou un injecteur PoE, et un appareil compatible PoE (qui reçoit le courant).

IPv4 (Internet Protocol v4) est l'adresse "logique" (Couche 3) qui identifie un appareil sur un réseau (LAN ou Internet).

Format (32 bits)

Une adresse IPv4 est un nombre de 32 bits, divisé en 4 octets (4 x 8 bits = 32 bits).

Pour la lisibilité, on utilise la "notation décimale pointée".

Exemple : 192.168.1.10

Octet 1: 192 (Binaire: 11000000)
Octet 2: 168 (Binaire: 10101000)
Octet 3: 1   (Binaire: 00000001)
Octet 4: 10  (Binaire: 00001010)

Chaque octet (8 bits) peut aller de 0 (00000000) à 255 (11111111).

En raison de la pénurie d'adresses IPv4, des plages d'adresses ont été réservées (RFC 1918) pour un usage privé (LAN). Ces adresses ne sont pas routables sur Internet.

N'importe qui peut utiliser ces adresses sur son réseau local.

Adresse Spéciale (Loopback)

127.0.0.1 (localhost) : Fait référence à votre propre machine (loopback).

Le Masque de Sous-Réseau (Subnet Mask) est indispensable. Il permet à un appareil de savoir quelle partie de l'adresse IP est l'ID du Réseau et quelle partie est l'ID de l'Hôte (Appareil).

Cela permet de déterminer si un destinataire est sur le même LAN (communication directe via Switch) ou sur un réseau distant (à envoyer au Routeur/Gateway).

Exemple (Notation CIDR)

192.168.1.50 /24

• /24 (CIDR) signifie que les 24 premiers bits (3 octets) sont le Réseau.
• Masque : 255.255.255.0
• ID Réseau : 192.168.1.x
• ID Hôte : x.x.x.50 (Les 8 bits restants)

Si 192.168.1.50 veut parler à 192.168.1.60 :
(192.168.1.x == 192.168.1.x) -> Même réseau -> Switch

Si 192.168.1.50 veut parler à 8.8.8.8 :
(192.168.1.x != 8.8.8.x) -> Réseau distant -> Routeur

L'Annuaire d'Internet

Les ordinateurs communiquent avec des adresses IP (ex: 142.250.179.196). Les humains préfèrent les noms (ex: google.com).

Le DNS est le système (un service/protocole) qui traduit les noms de domaine en adresses IP.

Flux de Résolution (Simplifié)

1. [Utilisateur] -> [PC] : "Je veux aller sur google.com"

2. [PC] -> [Serveur DNS (ex: 8.8.8.8)] :
   "Quelle est l'IP de google.com ?"

3. [Serveur DNS] -> [PC] :
   "C'est 142.250.179.196"

4. [PC] -> [Serveur 142.250.179.196] :
   "Bonjour, envoie-moi la page."

Serveurs DNS courants :

• Local : Votre routeur (ex: 192.168.1.1) agit souvent comme "cache" DNS.
• FAI : (Orange, Free...)
• Publics : Google (8.8.8.8, 8.8.4.4), Cloudflare (1.1.1.1).

WLAN (Wireless Local Area Network) est un LAN qui utilise la technologie Wi-Fi (basée sur les standards IEEE 802.11) au lieu de câbles Ethernet.

Un VLAN (Virtual LAN) est une technique (nécessite des Switchs "Manageables") qui permet de segmenter logiquement un réseau physique.

Cela permet de créer plusieurs "sous-réseaux" (ex: "Admin", "Invités", "Production") qui utilisent le même matériel physique (switch), mais qui sont isolés les uns des autres (comme s'ils étaient sur des switchs différents).

Exemple de Segmentation

[ SWITCH MANAGEABLE ]
 │      │      │      │
 P1     P2     P3     P4
(VLAN1) (VLAN1) (VLAN2) (VLAN2)

PC A   Serveur   PC B   Invité

• VLAN 1 (Admin) : PC A et Serveur peuvent communiquer.
• VLAN 2 (Invités) : PC B et Invité peuvent communiquer.
• Isolation : PC A (VLAN 1) ne peut pas voir ou communiquer avec PC B (VLAN 2) sans passer par un Routeur (Couche 3) qui gère les règles entre VLANs.

Utilise le standard IEEE 802.1Q (tagging de trames).

Les "Ports" (Couche 4) permettent de distinguer les services sur une même adresse IP. (Ex: Port 80 pour le Web, Port 25 pour l'Email).