Transmission de données dans un réseau : cours de 1re NSI

Quand tu ouvres une page web, envoies un message ou regardes une vidéo, des informations circulent entre ton appareil et une autre machine. Ce voyage s'appelle la transmission de données. Dans ce cours, tu vas comprendre ce qui se passe entre le moment où une application décide d'envoyer quelque chose et celui où l'application de l'autre machine le reçoit.

Tu connais déjà le modèle d'architecture de von Neumann : un processeur, une mémoire, des entrées-sorties. Une machine reliée à un réseau utilise ses entrées-sorties pour échanger des informations avec d'autres machines. Ici, on s'intéresse au chemin que prennent ces informations et aux règles qui les accompagnent.

Les bits ne voyagent pas dans le vide : il leur faut un support. Selon le support, le signal physique n'est pas le même, mais l'idée reste identique : représenter des 0 et des 1 par une grandeur physique que le récepteur saura relire.

Pour accéder à Internet depuis chez toi, on peut employer une paire de modems ou d'autres techniques adaptées au support utilisé, par exemple l'ADSL, la fibre optique ou les ondes radio ². Un modem sert de convertisseur : il adapte les données numériques au support qui les transporte, et inversement à l'arrivée.

Une fois le support choisi, il faut décider comment placer les bits dessus. Deux grandes manières existent.

Une liaison série pose une question : comment le récepteur sait-il où un bit finit et où le suivant commence ? C'est le problème de la synchronisation. La difficulté vient des horloges : celle de l'émetteur et celle du récepteur peuvent présenter de légers écarts ². Si rien ne les accorde, le récepteur risque de lire un bit au mauvais moment ; c'est pourquoi une liaison rapide transmet aussi un repère d'horloge, qui garde les deux extrémités synchronisées.

Une fois qu'on sait comment envoyer, reste à savoir dans quel sens. En télécommunication, un circuit de transmission de données désigne l'ensemble des moyens, matériels et logiciels, qui font passer des informations entre des équipements terminaux ². Il comprend le matériel de conversion nécessaire et les systèmes de signalisation associés ².

Un réseau réel est trop complexe pour être décrit d'un bloc. On le découpe donc en couches, chacune ayant un rôle précis et s'appuyant sur la couche inférieure. Deux modèles de référence existent : le modèle Internet, aussi appelé modèle TCP/IP, et le modèle OSI ³.

Pourquoi deux niveaux différents, « machines » puis « applications » ? Sur une même machine, plusieurs programmes peuvent communiquer en même temps : un navigateur, un logiciel de messagerie, un jeu en ligne. La couche réseau amène les données à la bonne machine ; la couche transport les remet au bon programme.

Plus près du support, les bits sont regroupés en blocs appelés trames. Le récepteur reçoit un flot continu de bits : sans repère, il ne saurait pas où un bloc commence ni où il finit.

Le fanion pose un problème : et si la suite de bits qui le représente apparaît dans les données elles-mêmes ? Le protocole prévoit que ces caractères spéciaux puissent aussi circuler comme de simples données ¹. Par ailleurs, ils ne sont pas remis aux couches supérieures : le protocole les interprète pour son propre fonctionnement ¹. Autrement dit, le fanion sert à l'organisation du transport et reste invisible pour l'application.

Le protocole le plus répandu pour la couche transport sur Internet s'appelle TCP (Transmission Control Protocol). Dans le modèle Internet, il se place au-dessus d'IP ; dans le modèle OSI, il équivaut à la couche transport, qui se glisse entre la couche réseau et la couche session ³.

Voilà donc qui effectue le découpage évoqué plus haut : c'est TCP. L'application, elle, n'a pas à s'en soucier : elle fournit un flux continu d'octets, par exemple la réponse d'un serveur de messagerie ³.

Un réseau a une capacité limitée. Si chacun envoie trop vite, des paquets sont perdus et les délais s'allongent. TCP intègre donc un mécanisme pour adapter son débit.

Pour résoudre un problème de transmission, procède toujours dans cet ordre : identifier le support et le mode, repérer la couche concernée, puis faire le calcul demandé (temps, nombre de segments, fenêtre).