Modèle OSI

Au cours des années 1980, un groupe appelé Open Systems Interconnect, ou plus simplement OSI, a tenté de définir un assemblage logique des différents composants d’un réseau. A long terme, ses efforts n’ont pas été couronnés de succès (pratiquement aucun composant ne respecte ses protocoles), mais ils ont contribué à clarifier la façon dont un réseau devrait fonctionner. Il est appelé modèle OSI à sept couches et c’est pilier de la théorie des réseaux.

Il est intéressant connaître, mais ce n’est pas nécessaire de le retenir. Il représente simplement un modèle théorique utile pour les architectures réseau, qu’il s’agisse de la conception ou de la résolution des problèmes de connexions.

Le modèle OSI n’est pas particulièrement complexe. Son niveau d’abstraction s’accroît à mesure qu’on s’élève dans les couches OSI de 1 à 7 et, donc plus on descend dans les couches (de 7 à 1), plus on atteint des zones concrètes. Une couche ne communique qu’avec celles qui lui sont immédiatement supérieure et inférieure. A l’inverse, les données sont converties de signaux électriques sur un fil en données sur votre écran en montant au travers des couches successives. Le modèle OSI est simple à comprendre :

•La couche 7 (application) concerne les applications, comme l’accès aux fichiers et le transfert de fichiers. Si vous avez déjà utilisé des applications telles que FTP ou Telnet, vous avez travaillé avec un exemple de couche 7. Dans le modèle postal, cette couche peut s’assimiler à l’écriture de la lettre. C’est à ce niveau qu’opèrent les applications (traitement de texte, tableur, etc.).

• La couche 6 (présentation) concerne la façon dont les systèmes différents représentent les données. Par exemple, elle définit ce qui se passe lorsqu’on essaie d’afficher des données provenant d’Unix sur un écran MS-DOS.

Cette couche n’a pas d’équivalent réel dans le monde postal mais, si elle devait en avoir un, ce serait la réécriture de a lettre de façon que tout le monde puisse la lire. La meilleure analogie est sans doute celle d’un traducteur : supposez que votre lettre doive être envoyée à Mexico ; un traducteur (l’équivalent d’un logiciel de couche de présentation) peut convertir les données contenues dans votre enveloppe en espagnol. Comme la lettre de cet exemple, les données sont changeantes et peuvent être réorganisées pour se conformer au type d’ordinateur sur lequel elles sont utilisées.

• La couche 5 (session) gère les connexions courantes entre systèmes. Elle tient compte de l’ordre des paquets de données et des communications bidirectionnelles. Dans la métaphore postale, elle aurait pour équivalent la division d’un gros document en parties plus petites, leur mise sous plis et leur affranchissement dans l’ordre où les enveloppes devront être ouvertes pour reconstituer l’ensemble. C’est à cet endroit que les flux de données sont transformés en paquets.

• La couche 4 (transport) est l’équivalent du système de courrier recommandé. Elle s’assure que le courrier est bien remis à son destinataire. Si un paquet n’atteint pas sa destination, elle gère le processus consistant à prévenir l’expéditeur et à solliciter l’émission d’un autre exemplaire. En fait, elle s’assure que les trois couches situées au-dessous d’elle (c’est-à-dire les couches 1.2.3) font leur travail correctement. A défaut, le logiciel de la couche 4 peut intervenir et gérer la correction des erreurs en renvoyant les paquets altérés ou manquants (les paquets altérés sont écartés, dropped). C’est à ce niveau qu’opère la partie TCP (Transmission Control Protocol) de TCP/IP.

• La couche 3 (réseau) fournit un schéma d’adressage. Si vous envoyez une lettre à quelqu’un vous employer une adresse contenant un code postal, en conformité avec les normes des services postaux concernés. Lorsqu’un ordinateur émet un paquet de données, il l’envoie à une adresse logique, correspondant au numéro dans la rue pour le courrier conventionnel. C’est à ce niveau qu’opère la partir IP (Internet Protocol) de TCP/IP. Pour Novell, c’est ici que s’exécute le protocole IPX (Internetwork Packet eXchange).

La couche 3 fonctionne de concert avec la couche 2, afin de traduire les adresses logiques des paquets de données (analogues aux adresses IP, que nous verrons plus loin) en adresses MAC (Media Access Control, adresse physique de l’équipement, équivalant au code postal) et en numéros de cadres de données (data frames) et les émettre vers leur destination. La couche 3 correspond aux salles de tri postal. Les employés ne se soucient pas de voir le courrier arriver à destination, mais sont chargés de le trier pour qu’il puisse être acheminé vers le bureau distributeur adéquat. La couche 3 est également celle de plus bas niveau qui fasse partie du système d’exploitation réseau. Les couches inférieures sont gérées par les puces des équipements.

• La couche 2 (liens de données) n’est pas physique au sens strict, contrairement à ce que l’on pourrait croire ? Il s’agit d’un ensemble de règles logicielles gravées dans les circuits mémoire des équipements (concentrateurs, cartes réseau, routeurs, etc.) qui stipulent comment le courrier doit être acheminé et distribué. C’est à cet endroit que sont stockées les règles de fonctionnement d’Ethernet, de Token Ring, de FDDI et d’ATM. Elle s’applique à trouver un chemin pour que la couche 1 puisse dialoguer avec la couche 3. C’est l’endroit où les adresses des cartes réseau (adresses MAC) deviennent importantes. La couche 2 se charge en outre de reconditionner les paquets dans des cadres (frames), qui correspondent au format de transmission des données par les équipements matériels opérant aux niveaux inférieurs à la couche 3.

• La couche 1 (physique) est l’équivalent des camions, des trains et des avions transportant le courrier. En termes de réseau, cette couche n’en traite que les aspects physiques- les cartes, les câbles et les hubs véhiculant les paquets de données. Elle spécifie ce que sont les aspects physiques, ce qu’ils sont capables de réaliser correctement, et comment ils s’y prennent. Cette couche regroupe donc les spécifications des câbles et des connecteurs.

Pour que les paquets puissent traverser le réseau, celui-ci (comme le service postal) doit accomplir certaines tâches et notamment :

– Transmettre les données sur un média physique (fils de cuivre, fibre optique ou, dans le cas de réseaux sans fil, air) ;

– Router les données vers la bonne destination en se basant sur l’adresse MAC, une adresse sur 48 bits, unique pour chaque équipement réseau dans le monde entier ;

– Reconnaître les données lorsqu’elles parviennent à destination ;

– Tester l’intégrité des données transmises ;

– Envoyer des messages d’acquittements prévenant qu’un paquet particulier a bien été reçu ;

– Interagir avec les utilisateurs via une interface affichant les données.

Les différentes couches du modèles OSI permettent de distribuer les tâches et les responsabilités de façon remarquablement claire. Cependant, ce modèle n’a jamais été implémenté directement en tant que protocole réseau mais il a servi de référence aux protocoles existants comme TCP/IP.