Introduction

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1. Pour commencer (Protocole TCP/IP):

Visionner les vidéos :

Répondre au QUIZZ 1 jusqu'à l'obtention d'un bon niveau.

2. Histoire d'Internet :

Visionner la vidéo :

Répondre au QUIZZ 2 jusqu'à l'obtention d'un bon niveau.

3. Routage des paquets.

Nous avons sur ce schéma les éléments suivants :

15 ordinateurs : M1 à M15; 6 switchs : R1 à R6 ; 8 routeurs : A, B, C, D, E, F, G et H

Un switch est une sorte de « multiprise intelligente » qui permet de relier entre eux tous les ordinateurs appartenant à un même réseau, que nous appelerons "local" (nous verrons des exemples un peu plus bas). Pour ce faire, un switch est composé d’un nombre plus ou moins important de prises RJ45 femelles (un câble ethernet (souvent appelé « câble réseau ») possède 2 prises RJ45 mâles à ses 2 extrémités).

Un routeur permet de relier ensemble plusieurs réseaux, il est composé d’un nombre plus ou moins important d’interfaces réseau (cartes réseau). Les routeurs les plus simples que l’on puisse rencontrer permettent de relier ensemble deux réseaux (ils possèdent alors 2 interfaces réseau), mais il existe des routeurs capables de relier ensemble une dizaine de réseaux.

Nous avons 6 réseaux locaux, chaque réseau local possède son propre switch (dans la réalité, un réseau local est souvent composé de plusieurs switchs si le nombre d’ordinateurs appartenant à ce réseau devient important).

Les ordinateurs M1, M2 et M3 appartiennent au réseau local 1. Les ordinateurs M4, M5 et M6 appartiennent au réseau local 2. Nous pouvons synthétiser tout cela comme suit :

Exemple : réseau local 1 : M1, M2 et M3 et réseau local 2 : M4, M5 et M6.

À faire vous-même 1

Complétez la liste ci-dessus avec les réseaux locaux 3, 4, 5 et 6

Voici quelques exemples de communications entre 2 ordinateurs :

cas n°1 : M1 veut communiquer avec M3

Le paquet est envoyé de M1 vers le switch R1, R1 "constate" que M3 se trouve bien dans le réseau local 1, le paquet est donc envoyé directement vers M3. On peut résumer le trajet du paquet par :

M1→R1→M3

cas n°2 : M1 veut communiquer avec M6

Le paquet est envoyé de M1 vers le switch R1, R1 « constate » que M6 n’est pas sur le réseau local 1, R1 envoie donc le paquet vers le routeur A. Le routeur A n'est pas connecté directement au réseau localR2 (réseau local de la machine M6), mais il "sait" que le routeur B est connecté au réseau local 2. Le routeur A envoie le paquet vers le routeur B. Le routeur B est connecté au réseau local 2, il envoie le paquet au Switch R2. Le Switch R2 envoie le paquet à la machine M6.

M1 → R1→ Routeur A → Routeur B → R2 → M6

cas n°3 : M1 veut communiquer avec M9

M1 → R1 → Routeur A → Routeur B → Routeur D → Routeur E → R4 → M9

Restons sur ce cas n°3 : comme vous l’avez peut-être constaté, le chemin donné ci-dessus n’est pas l’unique possibilité, en effet on aurait pu aussi avoir :

M1 → R1 → Routeur A → Routeur H → Routeur F → Routeur E → R4 → M9

Il est très important de bien comprendre qu’il existe souvent plusieurs chemins possibles pour relier 2 ordinateurs :

cas n°4 : M13 veut communiquer avec M9

Nous pouvons avoir : M13 → R6 → Routeur G → Routeur F → Routeur E → R4 → M9

ou encore : M13 → R6 → Routeur G → Routeur F → Routeur H → Routeur C → Routeur D → Routeur E → R4 → M9

On pourrait penser que le chemin "Routeur F → Routeur E" est plus rapide et donc préférable au chemin "Routeur F → Routeur H", cela est sans doute vrai, mais imaginez qu’il y ait un problème technique entre le Routeur F et le Routeur E, l’existence du chemin "Routeur F → Routeur H" permettra tout de même d’établir une communication entre M13 et M9. Parfois, on entend certains politiques ou journalistes évoquer « la coupure d’internet », peut être comprendrez-vous mieux maintenant que cela n’a aucun sens, car même si une autorité quelconque décidait de couper une partie des infrastructures, les paquets pourraient passer par un autre chemin.

À faire vous-même 2

Déterminer un chemin possible permettant d’établir une connexion entre la machine M4 et M14.

On peut se poser la question : comment les switchs ou les routeurs procèdent pour amener les paquets à bon port. Sans entrer dans les détails, car cela dépasse notre objectif, vous devez tout de même savoir qu’ils utilisent les adresses IP des ordinateurs.

Nous avons vu qu’une adresse IP était de la forme a.b.c.d (exemple : 192.168.1.5). Une partie de l’adresse IP permet d’identifier le réseau auquel appartient la machine et l’autre partie de l’adresse IP permet d’identifier la machine sur ce réseau.

Exemple : Soit un ordinateur M4 ayant pour adresse IP 192.168.2.1 Dans cette adresse IP "192.168.2" permet d’identifier le réseau (on dit que la machine M4 appartient au réseau ayant pour adresse 192.168.2.0) et "1" permet d’identifier la machine sur le réseau (plus précisément sur le réseau 192.168.2.0). M4, M5 et M6 sont sur le même réseau, l’adresse IP de M5 devra donc commencer par "192.168.2" (adresse IP possible pour M5 : 192.168.2.2). En revanche M7 n’est pas sur le même réseau que M4, M5 et M6, la partie réseau de son adresse IP ne pourra pas être "192.168.2" (IP possible pour M7 : 192.168.3.1).

En analysant la partie réseau des adresses IP des machines souhaitant rentrer en communication, les switchs et les routeurs sont capables d’aiguiller un paquet dans la bonne direction. Imaginons que le switch R2 reçoive un paquet qui est destiné à l’ordinateur M7 (adresse IP de M7 : 192.168.3.1). R2 "constate" que M7 n’est pas sur le même réseau que lui (R2 appartient au réseau d’adresse 192.168.2.0 alors que M7 appartient au réseau d’adresse 192.168.3.0), il envoie donc le paquet vers le routeur B...

À faire vous-même 3

En partant des exemples ci-dessus, donnez une adresse IP possible pour les ordinateurs suivants : M1, M6 et M8.

Chose très importante à toujours avoir à l'esprit, même une simple photo n'est pas "transportée" en une fois d'un ordinateur A vers un ordinateur B. Les données correspondantes à la photo sont "découpées" en plusieurs morceaux, chaque morceau étant transporté par l'intermédiaire d'un paquet IP. Les paquets IP transportant les "morceaux de photo" n'empruntent pas tous le même "chemin" pour aller de l'ordinateur A vers l'ordinateur B. Par exemple, pour aller de l'ordinateur M14 à M7, certains paquets passeront par les routeurs G, F, H et C alors que d'autres paquets emprunteront le chemin G, F, E, D et C. Une fois que tous les paquets sont arrivés à destination, l'image originale peut être reconstituée. Si un paquet se "perd" en route, au bout d'un moment, il peut être renvoyé par la machine émettrice (voir le protocole TCP), pourquoi pas en empruntant un autre "chemin".

4. Simulation réseau

Voir TP Simulation réseau 1 (Comprendre IP/ipconfig ...)

Répondre au QUIZZ 3 jusqu'à l'obtention d'un bon niveau.

5. Le système DNS (voir livre pages 16 et 17).

Le DNS, pour Domain Name System, fait le lien entre les adresses IP utilisées pour acheminer les paquets et les noms de machine utilisés par les utilisateurs ou les applications.
Les noms de domaine figurent en particulier dans les URL qui permettent de localiser les ressources dans l'hypertexte du Web.

Par exemple dans l'URL https://fst-mathematiques.univ-lyon1.fr/formation/, le nom de domaine est fst-mathematiques.univ-lyon1.fr. Les noms de domaines sont hiérarchisés dans une structure arborescente. Dans un nom de domaine, les domaines imbriqués sont séparés par un point : dans fst-mathematiques.univ-lyon1.fr, on a fst-mathematiques sous-domaine de univ-lyon1 sous-domaine de domaine de fr qui est un domaine de premier niveau ou Top Level Domain.
Le préfixe www qui apparaît souvent dans les URL du Web, ne fait pas partie du nom de domaine, il désigne le répertoire public par défaut sur le serveur Web et n'est pas nécessaire dans l'URL.
Les correspondances entre noms de domaine et adresses IP sont déterminées en interrogeant des serveurs DNS (avec le protocole DNS ...) . Chaque hôte sur internet est paramétré avec un serveur DNS par défaut. Un seul serveur DNS ne pouvant pas connaître toutes les adresses IP, DNS est un système distribué : chaque hôte possède un serveur DNS par défaut qui connaît l'adresse de serveurs racines qui eux-mêmes connaissent les adresses de serveurs DNS administrant les domaines de premier niveau. Pour résoudre un domaine, le serveur DNS de l'hôte procède par interrogations successives jusqu'à atteindre un serveur DNS détenant l'adresse IP du domaine recherché

Doc 3 page 17 ou schéma ci-dessous

Voir TP Simulation réseau 2 (Comprendre serveur DNS)

Répondre au QUIZZ 4 jusqu'à l'obtention d'un bon niveau

Pour conclure

À faire vous-même 4

Avec l'outil en ligne dnslookup, on peut résoudre (c'est à dire trouver l'adresse IP)  des noms de  domaines.

- Tester avec : google.fr ou lycee-corot-morestel.fr

La commande whois ou l'outil en ligne ipwhois permettent quant à eux d'obtenir des informations détaillées sur l'organisation détentrice du nom de domaine.

- Tester avec google.fr. et répondre à la question : Dans quel pays est situé le siège de Google France ? Si vous ne devinez pas pourquoi, lisez cet article.

6. Du télégraphe à Internet : l'incroyable histoire des câbles sous-marins

Visionner la vidéo :

Répondre aux questions  de la page 13 :  (https://www.submarinecablemap.com )

Vidéo : La 5G, c'est quoi ? (Et c'est pour quand ?)

Vidéo : Internet haut débit et très haut débit

7. Evolution du débit et du trafic.

Definition : En informatique, l'unité élémentaire d'information est le bit. 8 bits représentent un octet ou byte en Anglais.

A la fin des années 90, un particulier se connectait à l'Internet en branchant un modem bas débit sur le réseau téléphonique avec un débit descendant maximal de 56 Kilobits par seconde.

Dans les années 2000, la technologie Asymetric Digital Subscriber (ADSL) Line permet de faire passer le trafic internet et la voix sur le même support cuivre du réseau téléphonique historique. Le débit descendant fait un saut : jusqu'à 10 puis 25 Megaoctets par seconde. Le protocole étant asymétrique, le débit montant est bien inférieur. C'est la révolution du haut débit.
La technologie mobile 3G apparue en 2000 ouvre aussi l'accès haut débit aux appareils mobiles avec des débits jusqu'à 40 Megabits par seconde.
La technologie mobile 4G apparue en 2010 augmente les débits jusqu'à 80 Megabits par seconde en pratique (les débits théoriques sont beaucoup plus élevés).

Dans les années 2010, la technologie Fiber To The Home se déploie progressivement dans les zones les plus peuplés pour offrir le très haut débit (supérieur à 30 Megaoctets par seconde), en amenant la fibre jusqu'au domicile de l'usager.

L'Arcep (Autorité de régulation des communications électroniques) est une organisation gouvernementale chargée de la réglementation du marché des communications électroniques et de l'accompagnement du déploiement des nouvelles technologies de communication. Elle diffuse chaque année une étude du l'évolution du très haut débit en France et propose une carte du déploiement de la fibre.

Le trafic internet a été multiplié environ par 1000 entre 1997 et 2018 et la video représente désormais plus de la moitié des données en circulation. La page https://www.internetlivestats.com/ permet de visualiser l'importance des échanges de données sur Internet.
La consommation énergétique de l'Internet est déjà considérable : 10 % de la consommation électrique mondiale, et elle s’accroît de 9 % par an. Des organisations comme The shift project s'inquiètent du coût écologique de la révolution numérique : le visionnage des videos en ligne a généré en 2018 près de 1 % des émissions totales de gaz à effet de serre, les plateformes de streaming comme Netflix émettant autant qu'un pays comme le Chili.

Répondre au QUIZZ 5 jusqu'à l'obtention d'un bon niveau

8. Les réseaux PAIR-A-PAIR

Vidéo : Qu’est-ce qu’un réseau de pair à pair ?

Vidéo : Le pair à pair en détail.

9. La neutralité du net.

Enjeux éthique et sociétaux d’internet

Lire page 20-21 et répondre aux questions 1 ; 2 et 3.

Complément

LES GAFAM (Cliquer sur le lien)