Comprendre les 7 Couches du Modèle OSI: Guide Détaillé
Le modèle OSI ⁚ une architecture en couches pour les réseaux
Le modèle OSI (Open Systems Interconnection Model) est un cadre conceptuel qui divise les fonctions de communication réseau en sept couches. Il est utilisé pour décrire les fonctions d'un système de mise en réseau. Le modèle OSI définit une architecture hiérarchique qui répartit logiquement les fonctions nécessaires à la communication entre systèmes. Chaque couche est responsable de tâches et de fonctionnalités spécifiques.
Introduction
Le modèle OSI (Open Systems Interconnection Model) est une norme de communication de tous les systèmes informatiques en réseau. C'est un modèle de communications entre ordinateurs proposé par l'ISO (Organisation internationale de normalisation) qui décrit les fonctionnalités nécessaires à la communication et l'organisation de ces fonctions. Le modèle OSI a été conçu dans les années 1970, sur fond de rivalités entre trois architectures de conceptions différentes ⁚ la DSA lancée par CII-Honeywell-Bull innove dans l'informatique distribuée en mettant en avant les mini-ordinateurs Mitra 15 puis Mini 6, tandis que Decnet, de DEC, et SNA d'IBM donnent une plus grande place au site central, contrôlant l'ensemble des ressources matérielles et logicielles, les utilisateurs y accédant pour une session via des terminaux passifs.
Hubert Zimmermann est recruté en 1971 à l'INRIA par Louis Pouzin pour développer le Datagramme, technologie qui suscite un enthousiasme international, appuyée par la CII. Responsable et secrétaire du groupe de travail Architecture informatique, au sein de l'International Organization for Standardization, il est le concepteur de la première version de l'architecture OSI, selon Vinton Cerf, avec le renfort du spécialiste des bases de données Charles Bachman. Dès 1975, les PTT ont en effet combattu le datagramme et le réseau Cyclades, pour lui préférer Transpac.
C'est en mars 1978 que Charles Bachman présente son modèle de communication en 7 couches dans le document ISO/TC97/SC16/N34. Les grands opérateurs télécoms européens, alors tous publics, la combattent. C'est à cause de ce retard et de son contexte trop peu ouvert, que la norme OSI sera supplantée par TCP/IP dans le domaine de l'Internet naissant, puisqu'il sera finalement adopté par le réseau Arpanet le 1er janvier 1983 (en remplacement du protocole NCP).
LOSI devient une norme en 1984 ⁚ la norme ISO 7498⁚1984 du 15 novembre 1984 qui sera révisée en 1994 sous la norme ISO/IEC 7498-1⁚1994, à un moment où il lui manque encore une vraie couche Internet ; La norme complète, de référence ISO 7498, est globalement intitulée Modèle basique de référence pour l'interconnexion des systèmes ouverts (OSI) et est composée de quatre parties ⁚ La version de cet article ainsi que les articles consacrés à chacune des couches du modèle se concentrent sur la partie 1, révision de 1994. L'UIT-T en a approuvé le texte à l'identique sous le numéro de recommandation X.200 en 1994.
Le texte de la norme proprement dite est très abstrait car il se veut applicable à de nombreux types de réseaux. Pour la rendre plus compréhensible, en plus de présenter la norme, cet article fait des liens avec les réalisations concrètes telles qu'on les trouve dans un ordinateur, c'est-à-dire des piles protocolaires concrètes (un système réel au sens de la section 4). De plus, la norme n'indique pas de mécanismes propres à assurer les fonctions définies alors que cet article le fait. Les exemples de services et surtout de protocoles sont pris dans le monde dit IP (probablement le plus connu mais aussi le plus éloigné de l'esprit de la norme), le monde RNIS (y compris la seconde génération, plus connue sous le nom ATM) et parfois le monde OSI (qui ne fait pas que des modèles). Les combinaisons offertes par le modèle sont beaucoup plus nombreuses que celles réalisées dans des piles de protocoles existantes, on ne peut donc pas donner d'exemple réel pour toutes les fonctions.
L'objectif de cette norme est de spécifier un cadre général pour la création de normes ultérieures cohérentes; Le modèle lui-même ne définit pas de service particulier ni de protocole. Le modèle est essentiellement une architecture en couches définies et délimitées avec les notions de service, de protocole et d'interface. Les détails d'un service varient bien sûr d'une architecture de réseau à l'autre. La classification la plus grossière se fait selon que le service fonctionne en mode connecté ou non. Malgré cette variabilité, les fonctions communes ont des noms conventionnellement constants. Ces noms ne proviennent toutefois pas directement de ISO 7498-1.
Les données fournies à une primitive de service sont appelées (N)-SDU (Service Data Unit) où N est l'indication de la couche, son numéro dans la norme, parfois une lettre tirée du nom de la couche. Les messages d'un protocole sont appelés PDU (Protocol Data Unit).
Les 7 couches du modèle OSI
Le modèle OSI est divisé en sept couches. Chaque couche joue un rôle important au sein de la pile de réseaux et communique avec les autres couches en échangeant des unités de données de protocole (PDU). Les couches du modèle OSI sont généralement désignées par un nom ou un numéro (1-7). Du niveau le plus bas au niveau le plus élevé, ces couches sont ⁚
- Couche physique ⁚ Cette couche s'occupe de la transmission physique des données sur le réseau. Elle définit les caractéristiques physiques du support de transmission, comme les câbles, les connecteurs et les signaux électriques. Elle est responsable de la transmission de bits bruts entre les appareils.
- Couche liaison de données ⁚ Cette couche gère l'accès au support physique et assure la fiabilité de la transmission des données. Elle détecte et corrige les erreurs de transmission et assure la synchronisation entre les appareils. Cette couche est responsable du contrôle de flux et de la détection des erreurs de transmission. Elle est également responsable de la gestion des adresses physiques des appareils sur le réseau.
- Couche réseau ⁚ Cette couche est responsable du routage des données entre les différents réseaux. Elle gère l'acheminement des paquets de données et assure la communication entre les différents réseaux. Elle est responsable de l'adressage logique des appareils et de la gestion des tables de routage.
- Couche transport ⁚ Cette couche assure la transmission fiable des données entre les applications. Elle gère la segmentation des données en paquets et assure leur réassemblage à la destination. Elle est responsable de la gestion des connexions et de la garantie de la livraison des données.
- Couche session ⁚ Cette couche gère les connexions entre les applications. Elle établit et maintient les connexions entre les applications et permet l'échange de données entre elles. Elle est responsable de la gestion des dialogues entre les applications et de la synchronisation des données.
- Couche présentation ⁚ Cette couche est responsable de la présentation des données aux applications. Elle gère la conversion des données et les formats de données. Elle est responsable de la conversion des formats de données et de la gestion des codes de caractères.
- Couche application ⁚ Cette couche est la couche la plus élevée du modèle OSI. Elle fournit les services d'applications aux utilisateurs. Elle est responsable de l'interaction avec les applications et de la fourniture des services d'applications aux utilisateurs. Elle est également responsable de la gestion des sessions d'applications et des services d'accès aux données.
Le modèle OSI est un modèle théorique qui fournit un cadre conceptuel pour la compréhension des communications réseau. Il n'est pas utilisé dans sa forme pure dans les systèmes de mise en réseau réels. Le modèle TCP/IP est le modèle de réseau le plus largement utilisé aujourd'hui. Cependant, le modèle OSI reste un outil précieux pour la compréhension et la documentation des communications réseau.
Fonctionnement des couches
Chaque couche du modèle OSI possède un rôle particulier et communique avec les couches au-dessus et en-dessous d'elle. La communication entre les couches se fait par l'intermédiaire de protocoles, qui définissent les règles et les formats de données utilisés pour l'échange d'informations.
Prenons l'exemple d'un utilisateur qui souhaite envoyer un email à un ami. Voici comment les données transitent à travers les différentes couches du modèle OSI ⁚
- Couche application ⁚ L'utilisateur compose son email dans un client de messagerie, qui est une application utilisant le protocole SMTP (Simple Mail Transfer Protocol).
- Couche présentation ⁚ Le client de messagerie convertit le message en format ASCII (American Standard Code for Information Interchange) pour qu'il puisse être transmis sur le réseau.
- Couche session ⁚ La couche session établit une connexion avec le serveur de messagerie du destinataire.
- Couche transport ⁚ La couche transport segmente les données en paquets et ajoute des informations de contrôle, comme le numéro de séquence et l'adresse du destinataire. Elle utilise un protocole comme TCP (Transmission Control Protocol) pour garantir une transmission fiable des données.
- Couche réseau ⁚ La couche réseau ajoute l'adresse IP du destinataire et détermine le meilleur chemin pour acheminer les paquets vers leur destination.
- Couche liaison de données ⁚ La couche liaison de données encapsule les paquets dans des trames et ajoute des informations de contrôle pour la transmission physique.
- Couche physique ⁚ La couche physique convertit les données en signaux électriques ou optiques et les transmet sur le réseau.
Au niveau du destinataire, les paquets sont traités en sens inverse. La couche physique reçoit les signaux et les convertit en données. La couche liaison de données vérifie l'intégrité des trames et les transmet à la couche réseau. La couche réseau détermine l'adresse IP du destinataire et achemine les paquets vers la couche transport. La couche transport réassemble les paquets et vérifie l'intégrité des données. La couche session établit une connexion avec l'application du destinataire. La couche présentation convertit les données en format compatible avec le client de messagerie du destinataire. La couche application affiche le message dans la boîte de réception du destinataire.
Le modèle OSI est un modèle conceptuel qui permet de comprendre le fonctionnement des communications réseau. Il n'est pas utilisé dans sa forme pure dans les systèmes de mise en réseau réels. Cependant, il reste un outil précieux pour la compréhension et la documentation des communications réseau.