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Introduction générale à la notion des réseaux informatiques

Index de l'article

Objectifs généraux

Ce cours doit permettre aux lecteurs:

  • De percevoir la nécessité de l'utilisation d'un réseau.
  • D'être en mesure de mener une étude et de pouvoir mettre en oeuvre un réseau local d'ordinateur.
  • D'être capable d'identifier et d'utiliser le matériel et des logiciels indispensables au bon fonctionnement d'un réseau.

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Interdépendance des cours durant la formation

Architecture des ordinateurs

Elle s'occupe de l'aspect matériel des ordinateurs en particulier et tous les équipements informatiques en général. Un ordinateur est constitué:

  1. D'un microprocesseur: C'est le cerveau de tout le système. Il est constitué d'une (Unité arithmétique et logique: UAL). Chargé d'effectuer toutes les opérations mathématiques d'une Unité de Commande et de Contrôle (UCC) qui permet le démarrage et le contrôle de tout le système de faible capacité située à l'intérieur du processeur.
  2. Des différentes catégories de mémoire:
    Pas de mémoire, pas d'ordinateur
    • Les mémoires de grandes capacité, celles-ci stockent les grandes quantités d'information. Exemple: le disque dur interne (100Go; 80Go); le disque dur externe; les mémoires flash; les disquettes Zip (100Mo; 200Mo). Elles autorisent les opérations de lecture et d'écriture.
    • Les mémoires de faible capacité de type RAM. Exemple: la mémoire centrale (512Mo; 1Go, 2Go)
    • Les mémoires caches de premier et de deuxième niveau. Elles permettent l'accélération du traitement des informations par les processeurs (1Mo; 1Ko...)
    • Les mémoires de faible capacité de type ROM. Elles contiennent les programmes de démarrage de l'ordinateur.
  3. Les bus: Ce sont des circuits qui permettent la circulation des informations entre les différentes unités fonctionnelles à l'intérieur des ordinateurs.
  4. Les interfaces Entrées/Sorties: On les appellent aussi "ports" d'entrée/sortie. Ce sont en général des connecteurs qui permettent au microprocesseur de communiquer avec les autres équipements indispensables au bon fonctionnement d'un ordinateur: imprimante, écran, scanner, camera vidéo... l'interconnexion avec d'autres ordinateurs.

Le système d'exploitation

Un ordinateur = matériel + système d'exploitation + logiciel d'application
En clair le matériel et le système d'exploitation sont les plus importants.
La partie matérielle s'appelle hardware, la partie logicielle de l'ordinateur est aussi appelée partie intelligente ou software.
Le système d'exploitation est le logiciel le plus important dans le fonctionnement d'un ordinateur.
En son absence aucun autre ordinateur ne peut fonctionner. Il permet l'installation et la désinstallation des autres logiciels. Il autorise la gestion et la naissance de tous les fichiers, des répertoires, des différents matériels (imprimante, écran...). Enfin le système d'exploitation permet la gestion de la connexion des ordinateurs réseaux. C'est pourquoi il existe des systèmes d'exploitation orientés réseau, exemple: Linux, Unix, Windows NT SERVER, Windows 2003 SERVER etc.
Un ordinateur ne peut fonctionner correctement en réseau qui y est installé permet cette possibilité (fonctionnalités réseaux).

 

Les logiciels d'applications spécifiques

 

Ce sont les différents programmes permettant la réalisation d'une tâche spécifique.

  • Exemple: traitement de texte (abiWord)
  • Exemple: le tableur (calcul numérique plus les diagrammes (Excell)
  • Exemple: base de donnée. Une collection d'information relative à un sujet précis.
  • Exemple: Access. Certains logiciels sont orientés réseau. Cela signifie qu’ils sont conçus pour fonctionner de manière optimisée dans un environnement réseau. Exemple: Oracle, MySQL (Base de donnée en réseau Internet)

D'autres sont optimisés pour fonctionner sur une seule machine Exemple: Accès.
Lors de l'acquisition d'un logiciel d'application nous devons nous poser les trois questions suivantes:

  • Ce logiciel est-il orienté réseau ou est-il optimisé pour fonctionner en réseau?
  • Le logiciel en question a été développé, pour quel type de système d'exploitation.
  • Quel est l'espace mémoire nécessaire pour son installation.

Pour les systèmes d'exploitation, la première question est la suivante:

  • Ce système d'exploitation dispose-t-il des fonctionnalités orientées réseau (réseau local et réseau Internet)
  • Quel est l'espace mémoire indispensable pour son fonctionnement: en général le minimum est de 500Mo dans le disque dur et 256Mo pour mémoire RAM.
  • Avec quel type de processeur va-t-il fonctionner (Pentium III, Pentium IV, Double cœur etc.)

Le système d'exploitation est le seul logiciel qui agit sur la partie matérielle de l'ordinateur.
Tout autre logiciel qui veut agir sur le matériel doit passer à travers le système d'exploitation.

 
 

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Nécessité de l'utilisation des réseaux informatiques

 
 

Un réseau informatique est un ensemble d'ordinateur (ou d'équipement informatique) reliés entre eux au travers des câbles ou par onde électromagnétique. L'existence d'un réseau sous entend qu'il y'a possibilité d'échange d'informatisation (texte, fichier, vidéo, son)

 

Classification

 

On peut classer les réseaux informatiques selon:

  • La nature des données à échanger (image, son, fichier, texte, fax) selon la nature.
  • Selon le débit de données à transmettre (quantité d'information transmise par unité de temps). On parlera de réseau faible débit exemple: téléphone et des réseaux haut débit, Exemple; ADSL, ATM débit supérieur ou égale à 2Mbits/s.
    ADSL: Internet par fil téléphonique et possibilité d'avoir la télévision.
    ATM: Réseau qui a plusieurs services (télévision, téléphone, transmission de données)
  • L'étendu territoriale. On parlera de réseau LAN, MAN (Metropolitan Area Network), WAN (Wide Area Network)
  • La possibilité d'interconnexion avec un autre réseau. On distinguera l'Internet (c'est un réseau d'ordinateur donc l'utilisation est restreinte à l'intérieur d'une entreprise ou d'un établissement)
  • L'intranet peut être constitué de plusieurs sites distants. On parle dans ce cas de VPN (Virtual Privat Network)
  • L'Internet: réseau couvrant presque tous les pays du monde.

La configuration: Réseau en anneau, réseau en étoile, réseau en bus:

 
 

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Avantage de l'utilisation d'un réseau

  • Absence de déplacement d'un matériel d'un endroit à un autre (disquette, CD, DVD etc.)
  • Partage des mêmes ressources par plusieurs utilisateurs, Exemple: Les ressources matérielles (imprimante commune) et les ressources logicielle (échange et l'utilisation des même fichiers)
  • Accès à des ressources par utilisateur distant (téléchargement des documents, visite des sites)

Contrainte liées à l'utilisateur d'un réseau informatique

  • Définition, puis respect strict des priorités entre les différents utilisateurs (l'administrateur réseau est l'utilisateur qui détermine les priorité des autres)
  • Définition puis respect dans l'utilisation des protocoles de transmission de données.
  • Nécessité de normalisation des supports de transmission (aspect matériel) et les codages (aspect logiciel) pour que les ordinateurs en provenance des fabriquant différents puissent communiquer.
  • Mettre en place un système de sécurité efficace afin de protéger les informations anti-virus des mots de passe, du cryptage etc.

 


Exercice d'application

 

Décrivons le cheminement des données dans un micro-ordinateur lors du démarrage:

  1. Au démarrage du micro ordinateur les données indispensables se trouvent dans la ROM (Read Only Mémory) lecture seule.
    Une variante de la ROM → PROM (Programmable ROM) ou dans une autre variante EPROM (Erasable Programmable ROM)
    La ROM ou ses variantes est une partie de la mémoire centrale, la ROM occupe un espace mémoire plus petit.
  2. Charge du système d'exploitation dans la partie RAM de la mémoire centrale: RAM (mémoire volatile). Les informations peuvent être lues ou écrites dans la mémoire RAM.
    Le système se trouve soit dans le CD-ROM, soit dans le DVD, soit dans le disque dur etc.
  3. Copie d'une partie des informations dans la mémoire cache disque. Le cache disque est une partie de la RAM de la mémoire centrale. Ce sont les informations qu'on utilise le plus souvent lors d'une session de travail. La session de travail est la période qui s'écoule entre l'ouverture de l'ordinateur jusqu'à l'arrêt.
  4. Copie d'une partie des informations (instruction + données) dans la mémoire cache de niveau 2 (cache de second niveau). Ces informations viennent de la mémoire centrale. Le cache secondaire est une mémoire de type RAM placée entre la mémoire centrale et le microprocesseur capacité d'environ 1Mo.
  5. Copie d'une partie des informations de la mémoire cache du second niveau dans la mémoire cache de premier niveau (cache primaire ou cache niveau 1). Le cache premier niveau se trouve à l'intérieur du processeur.
    NB: Depuis 2002 le cache de second niveau se trouve à l'intérieur du microprocesseur, exemple: ATHLON.
  6. Copie des informations dans les registres (mémoire de faible capacité quelques octets) les registres se trouvent à l'intérieur du microprocesseur. Les mémoires du microprocesseur sont les registres et les mémoires caches de premier et de second niveau. Les mémoires de travail du microprocesseur sont: la mémoire centrale, les disques durs, le CD-ROM.
 

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Exercice d'application

 

Quels sont les dispositifs à prendre pour mettre deux machines en réseau. On suppose la distance inférieure à 30 mètres.
Pilote (driver): C'est le logiciel spécifique qui permet au système d'exploitation de reconnaître une adresse disque et gérer un matériel informatique (exemple: imprimante, carte réseau)
NB2: Exemple de protocole de bas niveau: Ethernet (CSMA/Q), Token Ring, Token bus.

 

MACHINE A

MACHINE B

Logiciels

Logiciels

Système d'exploitation

Système d'exploitation

Installation du pilote de la carte réseau dans le système d'exploitation si nécessaire.

Installation du pilote de la carte réseau dans le système d'exploitation si nécessaire.

Vérification de l'existence du protocole de bas niveau installé avec le système d'exploitation

Vérification de l'existence du protocole de bas niveau installé avec le système d'exploitation

 

Le matériel:

  • Disponibilité de l'emplacement prévu pour la carte réseau sur la carte mère du micro-ordinateur.
  • Carte réseau: transforme les trames (succession des "1" et des "0" logiques) en bit sur la ligne (le câble), les bits sur la ligne deviennent les tensions électriques.
  • Le câble croisé (paire torsadée, le câble coaxial, la fibre optique)

Les plus simples des systèmes d'exploitations à utiliser sont: Linux ou windows.
Dans notre étude il s'agit d'un informatique distribuée: on a pas besoin du serveur.
Le cache de premier niveau contient les informations les plus utilisées parmi les plus utilisées.
La différence entre le cache premier niveau et le registre est la capacité. Le registre contient les instructions en cours de traitement ou en attente d'être traitées pour les renvoyer vers la mémoire centrale.
La mémoire centrale est la mémoire de travail de l'ordinateur. Le registre est la mémoire du microprocesseur.
Les caractéristiques d'une mémoire:

  • La capacité
  • Le temps d'accès
  • La volatilité.

Le cache disque renvoie les informations dans le disque dur lors de l'arrêt du courant. Il faut donc retourner sur le logiciel d'application précédent après l'arrivée du courant pour revoir les informations.
La mémoire virtuelle: Si l'espace mémoire disponible dans la mémoire centrale est insuffisante, le système d'exploitation va donc créer une mémoire virtuelle qui est l'ensemble constitué par la mémoire centrale et une partie du disque dur qui sera utilisée par le système d'exploitation comme mémoire centrale.

 

Rappels

 

Modem radio: est nécessaire lorsque la communication se fera par onde radio électrique.
Modem simple: lorsqu'on devra accéder au réseau B en passant par le réseau téléphonique.
Les antennes d'émission réception: permettent la liaison radio électrique entre le point A et les points B
Les câbles: Si la distance est inférieure à un kilomètre, on peut utiliser les câbles. Si la distance est supérieure on peut utiliser la fibre optique.
Full duplex: communication bidirectionnelle simultanée, exemple: téléphone.
Half duplex: communication bidirectionnelle alternée, exemple: fax.
Simplex: communication unidirectionnelle, exemple: télévision, radio.
Logiciel qui permet d'exploiter les informations d'un réseau: Un logiciel qui permet d'exploiter les disques durs de machines placés dans un réseau local.
Logiciel qui exploite les informations d'un réseau distant: Logiciel qui permet d'exploiter les disques durs des machines placés dans un réseau distant.
Ce qui empêche le logiciel d'un ordinateur d'aller explorer un disque dur d'un autre réseau est le routeur.
"Internet Explorer" fait le travail de WINDOWS explorer, mais WINDOWS explorer ne peut pas faire le travail de Internet Explorer.
Internet Explorer est appelé logiciel client vis-à-vis d'un autre réseau.