La couche réseau : Définition et explication

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La couche réseau est d'une importance capitale dans les réseaux informatiques, car elle fournit des capacités logiques d'adressage, de routage et de transmission. Elle garantit une transmission efficace et fiable des paquets de données sur les réseaux interconnectés, prend en charge diverses applications, améliore l'évolutivité du réseau et permet une connectivité mondiale. Ses fonctionnalités sont essentielles au bon fonctionnement et aux performances des réseaux informatiques modernes.

Qu'est-ce que la couche réseau ?

La couche réseau est un composant essentiel de l'architecture de réseau qui fonctionne à la troisième couche du modèle d'interconnexion des systèmes ouverts (OSI). Elle sert d'intermédiaire entre la couche liaison de données (couche 2) et la couche transport (couche 4) du modèle OSI. Son objectif principal est d'assurer l'adressage logique, le routage et l'acheminement des paquets de données sur les réseaux.

Au fond, la couche réseau est chargée d'établir et de maintenir la communication de bout en bout entre les dispositifs qui se connectent à des réseaux disparates. Pour ce faire, elle attribue des adresses uniques à chaque appareil, appelées adresses logiques. Un système d'adressage logique largement utilisé sur l'internet est l'adressage par protocole internet (IP).

La couche réseau encapsule les données reçues de la couche transport en unités plus petites appelées paquets. Ces paquets contiennent un en-tête et une charge utile. L'en-tête comprend des informations de contrôle telles que les adresses IP de la source et de la destination, des informations sur le séquençage des paquets et des codes de vérification des erreurs. La charge utile contient les données proprement dites.

Modèle OSI

Le modèle OSI, ou interconnexion de systèmes ouverts, comprend sept couches qui ont chacune leur propre ensemble de tâches à accomplir pour le système de communication et un ensemble différent d'interactions avec les diverses couches supérieures et inférieures. L'OSI est le cadre général qui définit ces responsabilités et ces fonctions. Les sept couches du modèle sont les suivantes 

1 : Couche physique

2 : Couche liaison de données

3 : Couche réseau

4 : Couche transport

5 : Couche session

6 : Couche présentation

7 : Couche application. 

Globalement, ces sept couches agissent ensemble pour faciliter efficacement le transfert de données d'un appareil à l'autre.

Couche réseau et couche internet

Il est parfois facile de confondre la couche réseau et la couche internet et de les utiliser de manière interchangeable, mais elles diffèrent selon le modèle de communication pris en compte. La couche réseau fait référence à la troisième couche du modèle OSI, qui gère l'adressage logique et le routage. Elle se concentre sur la livraison de paquets de données de la source à la destination à travers plusieurs réseaux.

D'autre part, la couche internet fait spécifiquement référence à la couche réseau de la suite de protocoles TCP/IP. Elle est responsable de l'acceptation et du routage des paquets IP. La couche internet du protocole TCP/IP joue un rôle fondamental dans la mise en place d'un réseau mondial en connectant divers réseaux en un réseau internet unifié, tel que l'internet.

Ces deux couches ont en grande partie la même fonction, mais la couche réseau est présente dans le modèle OSI, tandis que la couche internet l'est dans le modèle TCP/IP.

Que fait la couche réseau ?

La couche réseau remplit plusieurs fonctions essentielles dans un système de mise en réseau, notamment l'adressage, le routage, la fragmentation et le réassemblage, la qualité de service et la gestion des erreurs. Examinons chacune de ces fonctions plus en détail :

• Adressage : Il attribue des adresses uniques aux périphériques d'un réseau, telles que les adresses IP. Ces adresses permettent d'identifier la source et la destination des paquets de données.

• Routage : Il détermine le chemin optimal pour que les paquets de données atteignent leur destination à travers plusieurs réseaux. Il s'agit d'analyser les tables de routage, de prendre en compte les conditions du réseau et de prendre des décisions de transmission.

• Fragmentation et réassemblage : Lorsque les paquets de données sont trop volumineux pour tenir dans l'unité de transmission maximale (MTU) d'un réseau, la couche réseau les fragmente en unités plus petites à la source et les réassemble à la destination.

• Qualité de service (QoS) : La couche réseau peut donner la priorité à certains types de trafic, en veillant à ce que les données critiques, telles que le trafic en temps réel, bénéficient d'un traitement préférentiel en termes de bande passante et de temps de latence.

• Traitement des erreurs : Elle peut identifier et corriger les erreurs dans les paquets de données grâce à des mécanismes de détection et de correction des erreurs.

Qu'est-ce qu'un paquet ?

Un paquet est une unité de données transmise sur un réseau. Le paquet se compose d'un en-tête et d'une charge utile. L'en-tête contient des informations de contrôle, telles que les adresses de source et de destination, le séquençage du paquet et les codes de contrôle d'erreur. La charge utile contient les données réelles transmises, qui font partie d'un message ou d'un fichier plus important.

Pourquoi la couche réseau est-elle importante ?

La couche réseau joue un rôle crucial dans le fonctionnement global d'un réseau informatique. Voici quelques raisons pour lesquelles elle est importante :

a) Adressage et routage : La couche réseau permet l'adressage logique, qui permet d'identifier les périphériques de manière unique sur un réseau. Elle détermine également l'itinéraire le plus efficace pour que les paquets de données atteignent leur destination, en tenant compte de facteurs tels que l'encombrement du réseau, la fiabilité et les performances.

b) Interconnectivité : La couche réseau facilite l'interconnexion de différents réseaux, permettant une communication et un transfert de données transparents entre des appareils et des réseaux utilisant des technologies sous-jacentes différentes.

d) Livraison de bout en bout : La couche réseau assure la livraison fiable de bout en bout des paquets de données sur plusieurs réseaux. Elle gère la fragmentation et le réassemblage des paquets, la détection et la correction des erreurs, ainsi que les mécanismes de contrôle de la congestion afin d'optimiser la transmission des données.

e) Sécurité du réseau : La couche réseau contribue à la sécurité du réseau en mettant en œuvre des fonctions telles que les réseaux privés virtuels (VPN). Ces mesures contribuent à protéger la confidentialité, l'intégrité et la disponibilité des données pendant leur transmission.

Les carrières qui utilisent les couches réseau et comment commencer

Différents types de carrières utilisent et font référence à la couche réseau et au modèle OSI au sens large lorsqu'elles traitent de l'internet et déterminent les exigences nécessaires pour connecter plusieurs systèmes les uns aux autres. Ces carrières sont toutes liées aux communications de réseau et aux réseaux informatiques et impliquent de gérer les moyens par lesquels les ordinateurs et les divers systèmes communiquent entre eux. Les emplois populaires dans le domaine des réseaux informatiques qui traitent de la couche réseau et du modèle OSI sont les suivants :

• Technicien informatique

• Ingénieur informatique

• Administrateur de réseau

• Analyste réseau

• Administrateur de base de données

• Ingénieur réseau

• Analyste en sécurité réseau

• Analyste en systèmes informatiques

Pour décrocher l'un de ces postes dans le domaine des réseaux informatiques, en travaillant avec la couche réseau, assurez-vous d'avoir la formation adéquate. La plupart des professionnels de ces carrières ont au moins une licence dans une discipline connexe, telle que les opérations réseau. L'obtention d'un diplôme en vue de décrocher un poste dans le domaine des réseaux informatiques vous permet de vous familiariser avec des sujets importants liés à ces emplois, tels que la sécurité, la programmation, la cybersécurité, divers principes fondamentaux des technologies de l'information, et plus encore. 

Si votre objectif est d'occuper des postes plus avancés ou plus importants dans le domaine des réseaux informatiques, vous pouvez également opter pour un master dans un domaine connexe. En dehors de l'éducation formelle, vous pouvez également commencer votre carrière en travaillant sur la couche réseau en obtenant des certifications pertinentes. Ces certifications servent à montrer aux employeurs potentiels que vous avez acquis les compétences nécessaires pour occuper efficacement un poste dans le domaine des réseaux informatiques. Elles vous permettent également d'acquérir de l'expérience avec les outils et les systèmes nécessaires utilisés par les professionnels dans le cadre de leur travail. Il existe plusieurs certifications pertinentes que vous pouvez obtenir, comme les certifications CompTIA. 

Se lancer avec Coursera

Si vous souhaitez en savoir plus sur la couche réseau ou d'autres domaines des réseaux informatiques, suivre un cours et obtenir un certificat est un excellent point de départ. Sur Coursera, vous pouvez vous inscrire à certains des meilleurs cours au monde.

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Si vous souhaitez en savoir plus sur des sujets connexes dans le cadre d'un cours approfondi, vous pouvez vous inscrire au cours Packet Switching Networks and Algorithms proposé par l'Université du Colorado. Le temps estimé pour compléter ce cours est de 17 heures, avec des échéances flexibles. Ce cours est entièrement en ligne et est proposé à un niveau intermédiaire.