R1 - Le modèle OSI

📘 Fiche de cours ⏱️ 2h 🎯 Bloc 1 – Réseau
Objectifs : comprendre les 7 couches du modèle OSI, leurs rôles, les protocoles associés et savoir identifier à quelle couche appartient un équipement ou un protocole.

📖 Introduction

Le modèle OSI (Open Systems Interconnection) est un standard international (ISO 7498) qui décrit comment les données circulent d'un ordinateur à un autre à travers un réseau. Il divise les fonctions réseau en 7 couches, chacune ayant un rôle spécifique. C'est le « squelette » de tous les réseaux modernes.

🎯

Pourquoi apprendre le modèle OSI ?

Comprendre comment fonctionne un réseau.
Faciliter le diagnostic de pannes.
Comprendre les protocoles (TCP/IP, HTTP, DNS, etc.).
Passer les certifications (Cisco, CompTIA, etc.).

🧩 Les 7 couches – Aperçu

🔍 Détail des 7 couches

N°	Couche	Unité de données	Rôle
7	Application	Données	Interface avec l'utilisateur (HTTP, FTP, SMTP, DNS).
6	Présentation	Données	Traduction, chiffrement, compression (JPEG, SSL/TLS).
5	Session	Données	Gestion des sessions (ouverture/fermeture, reprise).
4	Transport	Segment	Fiabilité, contrôle de flux, port (TCP, UDP).
3	Réseau	Paquet	Adressage logique, routage (IP, ICMP, OSPF).
2	Liaison	Trame	Adressage physique (MAC), contrôle d'erreurs (Ethernet, PPP).
1	Physique	Bits	Câbles, signaux, débits (RJ45, fibre, Wi‑Fi).

🔷 Couche 7 – Application

Rôle : fournit des services aux applications utilisateur (navigateur, courrier, transfert de fichiers).
Protocoles : HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, POP3, IMAP, DNS, DHCP, SSH, Telnet.
Équipements : postes de travail, serveurs (les applications elles‑mêmes).
Analogies : le guichet de la poste (l'utilisateur interagit directement).
Exemple Quand vous tapez www.google.com, c'est la couche Application qui est sollicitée.

🔶 Couche 6 – Présentation

Rôle : traduit les données en un format compréhensible par l'application (formatage, chiffrement, compression).
Protocoles : SSL/TLS (chiffrement), JPEG/PNG (images), MPEG (vidéo), ASCII/UTF‑8 (texte).
Équipements : logiciels (cryptographie, codecs).
Analogies : le traducteur qui adapte le message pour qu'il soit compris des deux côtés.
Exemple Le chiffrement HTTPS (TLS) se situe ici, entre la couche Application et Transport.

🔷 Couche 5 – Session

Rôle : établir, gérer et terminer les sessions de communication entre deux applications.
Protocoles : NetBIOS, RPC, SIP (VoIP), SMB.
Équipements : logiciels (gestionnaires de session).
Analogies : le réceptionniste qui gère les rendez‑vous et les séances.
Exemple Une session de connexion à un partage de fichiers Windows (SMB).

🔶 Couche 4 – Transport

Rôle : assure le transport fiable (ou non) des données, le contrôle de flux et la segmentation.
Protocoles : TCP (fiable, orienté connexion), UDP (rapide, non fiable).
Équipements : ports (logiques) – :80 pour HTTP, :443 pour HTTPS.
Analogies : le facteur qui livre le colis en s'assurant qu'il arrive intact (TCP) ou le livreur rapide qui ne s'inquiète pas des pertes (UDP).
Exemple Une connexion TCP établit une session avant de transmettre (3‑way handshake).

🔷 Couche 3 – Réseau

Rôle : achemine les paquets d'une source à une destination sur plusieurs réseaux (routage).
Protocoles : IP (v4/v6), ICMP (ping), OSPF, BGP, RIP.
Équipements : routeurs, switchs de niveau 3 (couche 3).
Analogies : le planificateur de transport qui décide du meilleur itinéraire pour un colis.
Exemple Un routeur utilise la table de routage pour envoyer un paquet vers 8.8.8.8.

🔶 Couche 2 – Liaison

Rôle : assure le transfert de données sur un lien physique (réseau local). Gère les adresses MAC et la détection d'erreurs.
Protocoles : Ethernet, PPP, HDLC, ARP (résolution d'adresses).
Équipements : switchs, bridges, cartes réseau.
Analogies : le camionneur qui livre le colis sur le dernier kilomètre, dans le quartier.
Exemple Un switch utilise les adresses MAC pour transmettre une trame dans le même VLAN.

🔷 Couche 1 – Physique

Rôle : convertit les données en signaux électriques, optiques ou radio pour les transmettre sur le support physique.
Protocoles : Ethernet (câbles), Wi‑Fi (ondes), fibre optique (lumière).
Équipements : hubs, répéteurs, câbles RJ45, fibre, antennes Wi‑Fi.
Analogies : la route et le camion qui transportent physiquement le colis.
Exemple Un câble Ethernet de catégorie 6 transporte des signaux à 1 Gbit/s.

📬 Analogie complète : le système postal

Pour mieux comprendre les couches, imaginons l'envoi d'un colis entre deux personnes.

7 Application – Vous rédigez la lettre (le message).

6 Présentation – Vous mettez la lettre dans une enveloppe, vous l'écrivez dans la bonne langue.

5 Session – Vous décidez de l'heure d'envoi, vous planifiez la livraison.

4 Transport – Vous choisissez un transporteur fiable (La Poste) ou rapide (chronopost).

3 Réseau – Le transporteur détermine l'itinéraire (par avion, par train, par route).

2 Liaison – Le colis est chargé dans un camion pour le dernier kilomètre.

1 Physique – Le camion roule sur la route (le support physique).

🔄 Comparaison OSI / TCP/IP

Modèle OSI	Modèle TCP/IP	Protocoles
7 – Application	Application	HTTP, FTP, SMTP, DNS
6 – Présentation	SSL/TLS, JPEG, MPEG
5 – Session	NetBIOS, SMB, RPC
4 – Transport	Transport	TCP, UDP
3 – Réseau	Internet	IP, ICMP, OSPF
2 – Liaison	Accès réseau	Ethernet, PPP
1 – Physique	RJ45, fibre, Wi‑Fi

💡 À retenir : le modèle OSI est théorique (7 couches) ; TCP/IP est le modèle pratique (4 couches) utilisé sur Internet. Mais OSI reste la référence pour comprendre et diagnostiquer.

🧪 Mise en pratique

Exercice interactif – Identifier la couche

Exercice 1 – Que fait un routeur ?

À quelle couche du modèle OSI travaille un routeur ?

Un routeur travaille à la couche 3 (Réseau) car il achemine des paquets IP d'un réseau à un autre en utilisant l'adressage logique.

Exercice 2 – Switch vs routeur

Un switch de niveau 2 travaille à quelle couche ? Et un switch de niveau 3 ?

Switch niveau 2 → couche 2 (Liaison) – utilise les adresses MAC.
Switch niveau 3 → couche 3 (Réseau) – peut aussi router des paquets IP.

Exercice 3 – Protocoles

Associez chaque protocole à sa couche : HTTP, TCP, IP, Ethernet.

HTTP → couche 7 (Application)
TCP → couche 4 (Transport)
IP → couche 3 (Réseau)
Ethernet → couche 2 (Liaison)

🎯 Quiz d'auto‑évaluation

2. La couche Réseau utilise quel type d'adressage ?

A) Adresse MAC (physique) B) Adresse IP (logique) C) Port TCP/UDP

4. Un switch de niveau 2 travaille à la couche :

A) Réseau (3) B) Liaison (2) C) Physique (1)

5. Le chiffrement HTTPS (TLS) se situe à la couche :

A) Application (7) B) Présentation (6) C) Transport (4)

🌐 Module R1 – Le modèle OSI