Sous le capot de votre réseau

Science et technologie numérique
Jeunes (13-25 ans),Familles,Enseignants,MédiateursTechnologies de l'information et de la communication

Autrefois réservé à quelques élus, l’accès au réseau informatique mondial, Internet, s’est démocratisé au point de devenir un élément banal de notre quotidien. Arrêtons-nous un instant sur cette technologie bien huilée pour mieux comprendre son fonctionnement, en examinant à la loupe les réseaux domestiques installés dans nos foyers.
Par Jérôme Kirman, médiateur scientifique, unité Informatique et sciences du numérique du Palais de la découverte

(Reprise de Découverte n° 423, juillet-août 2019, p. 64-65)

MATÉRIEL NÉCESSAIRE :
    • un ordinateur muni d'un accès à Internet
    • pour les systèmes d'exploitation autres que Windows, se reporter à l'encadré correspondant

    Difficulté de l'expérience : 3 / 5 (à partir de 10 ans, avec un adulte)
    Niveau scientifique requis : 2 / 5


    Jeunes (13-25 ans),Familles,Enseignants,MédiateursTechnologies de l'information et de la communication

    Qu’est-ce qu’un internet ?

    Avant de devenir le nom propre de notre réseau mondial, « internet » était un simple nom commun, contraction de l’expression anglaise interconnection of networks (« interconnexion de réseaux »). Le terme désignait alors tout réseau formé par le regroupement de plusieurs réseaux. Le plus notable d’entre eux apparut aux États-Unis vers 1980, par l’agglomération de nombreux réseaux plus petits autour du vénérable ARPANET. Ce regroupement n’a cessé de grandir depuis, fusionnant avec des réseaux d’autres pays jusqu’à devenir l’Internet que nous connaissons (fig. 1).

    Figure 1. Carte topologique partielle du réseau Internet, basée sur les délais de réponse entre différents routeurs. The Opte Project CC BY 2.5.

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    Aujourd’hui encore, Internet demeure un réseau de réseaux, composé de plusieurs dizaines de milliers de systèmes autonomes interconnectés (fig. 2), chacun placé sous la responsabilité d’une entité indépendante (fournisseur d’accès, groupement universitaire...). L’ensemble se comporte comme un réseau unifié et solidaire grâce à des accords d’appairage (peering) entre ses différents acteurs et à l’emploi de protocoles communs à tous. Les deux plus importants protocoles, TCP (Transmission Control Protocol) et IP (Internet Protocol), permettent la majorité des échanges sur Internet – le second spécifiant comment fonctionne les adresses IP.

    Figure 2. Un internet formé de quatre systèmes autonomes. Les cercles représentent les passerelles. © J. Kirman / Universcience.

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    Votre réseau privé

    Les protocoles d’Internet sont si efficaces qu’ils sont utilisés également sur nos modestes réseaux domestiques. En effet, si vous louez les services d’un fournisseur d’accès à Internet (FAI), vous disposez normalement de votre propre réseau IP privé. Pour vous éviter d’avoir à le configurer, votre FAI fournit un appareil qui organise son fonctionnement : la box. Ce boîtier, relié comme bien d’autres au système autonome de votre FAI (fig. 3), va entre autres :

    – assigner des adresses IP privées à chacun de vos appareils grâce au protocole DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) ;

    – router les paquets sur votre réseau (les acheminer vers leur destination) ;

    – servir de passerelle entre votre réseau domestique et celui de votre FAI ;

    – éliminer les messages entrants « inattendus », jouant le rôle de pare-feu ;

    – et très souvent, pour les messages entrants autorisés, faire du NAT (Network Address Translation) : cela consiste à trouver à quelle machine du réseau local sont destinés les messages envoyés à votre adresse IP publique.

    Figure 3. Séparateur de fibres optiques reliant les box de 128 abonnés au système autonome de leur FAI (fournisseur d’accès à Internet), dans l’exposition permanente « Informatique et sciences du numérique » du Palais de la découverte. © L. Buffy / Universcience.

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    Mise en pratique !

    Pour se convaincre du bon fonctionnement de ce réseau, à vos claviers ! Il est temps de donner des instructions à votre ordinateur. La liste suivante fonctionne sur tout système d’exploitation Windows contemporain (XP ou ultérieur) ; pour les autres systèmes, référez-vous à l’encadré Autres systèmes d’exploitation.

    Tout d’abord, ouvrez la console de commandes en appuyant simultanément sur la touche portant le logo Windows et sur R ; dans la boîte de dialogue qui apparaît, tapez cmd puis Entrée. Vous accédez ainsi à l’interface de commandes de Windows, qui permet d’interroger sa configuration réseau en entrant les commandes suivantes (validées par la touche Entrée) :

    ipconfig : permet d’obtenir les informations essentielles sur les réseaux dont votre ordinateur fait partie : cela inclut notamment son adresse IP et celle de la passerelle qui le lie à Internet (votre box) ;

    nslookup universcience.fr : permet de trouver l’adresse IP correspondant à un nom de domaine. Vous pouvez remplacer universcience.fr par tout autre domaine (google.com, wikipedia.org...) et voir les résultats. Notez que la commande vous donne d’abord l’adresse IP de la machine interrogée pour obtenir la réponse ;

    ping universcience.fr : une requête de ping consiste à envoyer un bref message à une adresse pour s’assurer qu’elle est joignable et mesurer le délai de réponse (généralement de quelques millisecondes). Pour diverses raisons, certaines machines sur Internet refusent de répondre à de telles requêtes ;

    tracert universcience.fr : permet d’obtenir la route empruntée par un message destiné à une certaine adresse. Elle affiche la liste des machines intermédiaires (routeurs) ayant contribué à transmettre votre message, ainsi que leurs adresses. Là encore, certaines machines peuvent refuser de fournir une réponse ; dans ce cas, la commande affiche les symboles  * * * sur la ligne correspondante ;

     netstat : affiche l’ensemble des connexions actuellement ouvertes ; cela permet entre autres d’identifier les machines externes avec lesquelles votre ordinateur communique, ou a communiqué récemment… avec des résultats parfois surprenants !

    N’hésitez pas à expérimenter ces commandes, en essayant d’autres adresses ou depuis d’autres machines. Notez que les commandes ping et tracert fonctionnent également avec des adresses IP numériques, comme 127.0.0.1. J. K.

    Autres systèmes d'exploitation Par chance, la majorité des outils réseau des systèmes d’exploitation actuels proviennent d’un unique système, sous licence libre, nommé BSD ; ils sont donc presque identiques d’un système à l’autre. Cependant, certains de ces outils ont été retouchés depuis les années 1990, entraînant de petites différences de syntaxe. Ainsi, pour Mac OSX et la plupart des systèmes GNU/Linux, il faut accéder d’abord au terminal et savoir que la commande ipconfig se nomme encore ifconfig ; et que la commande tracert est à remplacer par traceroute. Les autres commandes demeurent inchangées.