Le modèle OSI

L’organisation modulaire utilisée pour la communication entre différents équipements informatique est définit et normalisé depuis 1984 par le modèle O.S.I (Open System Interface) de l'ISO (Institute of Standard Organization).

Le modèle O.S.I est le modèle de référence du fonctionnement des réseaux informatiques.

Open System Interface (O.S.I) : Interconnexion de système ouvert

Un système "OUVERT" est un système dans lequel les relations possibles entre différentes stations ne sont pas limitées ou figées par l'architecture du réseau, mais permettent au contraire l'interconnexion de systèmes HETEROGENES.

Un système réellement ouvert doit permettre l'interconnexion de systèmes très différents les uns des autres (marque, taille, fonction, débit, protocole ...). L'adaptabilité totale de tous ces systèmes étant très complexe, est apparue la nécessité de regrouper les problèmes d'interconnexion par fonctions, d'où l'ARCHITECTURE EN COUCHES du modèle de référence : le modèle OSI.

Le modèle OSI définit un modèle en couches destiné à l’interconnexion de systèmes ouverts. Ce modèle n'est ni un produit matériel, ni un produit, mais un concept d'organisation de matériels et de logiciels à l'aide d'une structure hiérarchisée et stratifiée. Ce modèle définit précisément les fonctions associées à chaque couche. Chacune d'entre elles se comporte comme un service pour la couche immédiatement supérieure.

Organisation en couche

1. La couche Application est la seule partie du processus de communication visible par l'utilisateur, et encore, il ne peut voir l'essentiel du travail de l'application lorsqu'elle prépare un message à envoyer sur le réseau. La couche convertit en bits les données du message et leur attache un en-tête pour identifier émetteur et destinataire.
2. La couche Présentation garantit que le message est transmis dans un langage compréhensible par le destinataire (le plus souvent en ASCII ou UNICODE). Elle traduit le langage si nécessaire, puis compresse et parfois chiffre les données. Elle ajoute un autre en-tête pour indiquer le langage et les divers schémas de compression et de chiffrement.
3. La couche Session ouvre la communication et a pour tâche de la maintenir entre tous les nœuds du réseau. Elle borne les messages et décide si le message sera envoyé en half duplex, ou en full duplex, ou les deux ordinateurs peuvent émettre et recevoir en même temps. Les détails de ces décisions sont placés dans un en-tête de session.
4. La couche Transport protège les données envoyées. Elle les découpe en segments, calcule des sommes de contrôle qui pourront être utilisées plus tard pour vérifier l'intégrité de la transmission. Elle peut aussi assurer une sauvegarde des données. L'en-tête de transport identifie la somme de contrôle de chaque segment et sa position dans le message.
5. La couche Réseau choisit une route pour le message. Elle agence les données en paquets, les compte et y ajoute un en-tête contenant la séquence des paquets et l'adresse de l'ordinateur destinataire.
6. La couche Liaison supervise la transmission. Elle confirme la somme de contrôle, puis envoie et duplique les paquets. Elle conserve une copie de chaque paquet jusqu'à ce qu'elle reçoive confirmation, depuis le prochain point sur la route, que le paquet est arrivé sans dommage.
7. La couche Physique encode les paquets pour le milieu qui doit les acheminer, par exemple en signal analogique si le message emprunte une ligne téléphonique et lui confie les paquets.

Comme vous pouvez le constater ces couches sont numérotées de 7 pour la plus élevé à 1 pour la plus basse.

Quand on parle d'un équipement, par exemple un switch on pourra dire qu'il s'agit d'un équipement de niveau 2 ou de niveau 3, suivant les fonctionnalités qu'il propose. Il est donc important de connaître cette numérotation des couches OSI.

Communication entre les couches

Chaque couche assure une fonction bien précise pendant la transmission des données. Il s'agit en effet, de "diviser pour mieux régner". Pour qu'une couche puisse envoyer une commande ou des données au niveau équivalent du correspondant, elle doit constituer une trame et lui faire traverser les couches inférieures, chacune d'elles ajoutant des informations spécifique à ce qui devient une sorte de train. A l'arrivée, la trame est décodée, la commande ou les données sont libérées.

L'encapsulation du modèle OSI :

Lorsqu'une couche réseau veut dialoguer avec sa couche homologue, elle n'a pas d'autres choix que de faire redescendre l'information en ajoutant des informations de contrôle pour la couche du destinataire. Ainsi, l'en-tête et les données d'une couche N vont devenir les données de la couche inférieure. Cette couche N-1 va construire un en-tête (les consignes). Cet en-tête et ces données vont devenir les données de la couche N-2. On parle alors d'encapsulation.

Remarques

Les implémentation ne respectent pas le modèle OSI à la lettre.Toute les couches ne sont forcément mise en œuvre. Le modèle TCP/IP définit en 1976 (modèle DOD) ne respecte pas ce modèle véritablement mais on retrouve la même approche modulaire.

Normes et organismes

La normalisation des réseaux informatiques a été très complexes car chaque pays, chaque secteur de fournisseurs (téléphonie, informatique, électronique ...), chaque groupement d'utilisateurs (industrie automobile, aéronautique ...) ont tenté d'édicter leur propres normes. Il est apparu d'autant plus indispensable de créer des organismes internationaux. Les principaux organismes de normalisation des réseaux et télécommunication dépendent de l'O.N.U., certains organismes nationaux s'y étant affiliés.

Ressources :