Comment fonctionne Internet

Vous êtes-vous déjà demandé comment votre like TikTok parvenait à traverser le monde jusqu'à un serveur à l'autre bout du monde ? Ou pourquoi une vidéo YouTube chargeait plus vite qu'un site d'actualités ? Internet semble magique, mais c'est en réalité un système complexe et compréhensible où des milliards d'appareils communiquent selon des règles claires. Dans cet article, j'expliquerai le fonctionnement d'Internet, des concepts de base à la circulation des données par câble et Wi-Fi.

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Ce sujet n'est pas réservé aux passionnés de technologie : comprendre les réseaux peut vous aider à configurer un routeur, à sécuriser vos données ou même à impressionner vos amis. Prêt ? C'est parti !

Qu'est-ce qu'un réseau informatique ?

Un réseau est comme une toile géante reliant des appareils (ordinateurs, téléphones, serveurs) pour partager des données. En termes simples, c'est la façon dont votre ordinateur portable « communique » avec les serveurs de Google ou votre réfrigérateur intelligent.

Types de réseaux

• Réseau local (LAN)
  • Cela couvre un seul emplacement : votre domicile, votre bureau ou votre café. Votre routeur crée un réseau local (LAN) reliant votre téléphone, votre ordinateur portable et votre téléviseur, généralement via le Wi-Fi ou des câbles Ethernet.
• Réseau étendu (WAN)
  • Il s'agit de réseaux plus vastes reliant villes et pays. Internet est le plus grand WAN au monde, reliant des milliards d'appareils via des câbles sous-marins et des satellites.

Analogie : un réseau local est comme votre maison, où tout le monde se connaît. Un réseau étendu est une ville, avec des maisons reliées par des routes.

Comment les appareils se trouvent-ils ?

Chaque appareil sur un réseau possède une adresse unique pour éviter de se perdre dans la foule.

• IP dédiée
  • Considérez-le comme une adresse postale. Par exemple : « 192.168.1.1 » (IPv4) or `2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334` (IPv6). IPv4 c'est l'ancien format, à court d'adresses, donc le monde passe à IPv6.
• Adresse MAC
  • Il s'agit du numéro de série d'un appareil, intégré à sa carte réseau. Exemple : « 00:1A:2B:3C:4D:5E ». Il est utilisé dans les réseaux locaux pour une transmission précise des données.

Les paquets : les éléments constitutifs d'Internet

Lorsque vous envoyez un message WhatsApp ou téléchargez un mème, les données ne voyagent pas en un seul bloc. Elles sont divisées en petits paquets, des blocs pouvant aller jusqu'à 1,500 XNUMX octets. Chaque paquet est comme une lettre dans une enveloppe, contenant :

• Adresses de l'expéditeur et du destinataire (adresses IP et ports).
• Numéro de séquence, pour réassembler les données dans le bon ordre.
• Somme de contrôle (CRC), pour vérifier que les données sont arrivées intactes.

Exemple : L’envoi d’une vidéo à un ami la divise en milliers de paquets, chacun empruntant son propre chemin via les routeurs. Si un paquet est perdu, le système peut le redemander.

Protocoles : les règles de la communication

Les protocoles sont comme le langage utilisé par les appareils pour s'accorder sur la manière d'échanger des données. Sans eux, Internet serait un chaos.

TCP/IP : l'épine dorsale d'Internet

• TCP (protocole de contrôle de transmission)
  • Fiable, comme un coursier avec confirmation de livraison. Il vérifie si tous les paquets sont arrivés et retransmet ceux qui ne sont pas arrivés. Utilisé pour les pages web, les e-mails et les téléchargements de fichiers.
• UDP (protocole de datagramme utilisateur)
  • Rapide, mais sans garantie. C'est comme envoyer une carte postale : si elle arrive, tant mieux ; sinon, tant pis. Idéal pour le streaming (YouTube, Zoom) et les jeux en ligne, où la vitesse prime sur la fiabilité.
• IP (Internet Protocol)
  • Gère le routage, en décidant du chemin emprunté par les paquets vers leur destination.

Analogie : TCP est une lettre recommandée avec suivi, UDP est un courrier ordinaire et IP est le transporteur de courrier qui choisit l'itinéraire.

HTTP et HTTPS

HTTP (Protocole de transfert hypertexte)

Utilisé pour transférer des pages web. Lorsque vous saisissez « http://exemple.com », votre navigateur demande des données à un serveur. Le problème : les données sont envoyées en texte brut.

HTTPS(HTTP Sécurisé)

Pareil que HTTP Mais chiffré avec SSL/TLS. C'est comme une lettre sous pli blindé. Vérifiez toujours la présence d'un cadenas dans la barre d'adresse : cela signifie que le site est sécurisé.

Autres protocoles clés

• DNS (Système de noms de domaines)
  • Convertit les domaines (par exemple, « google.com ») en adresses IP. C'est l'annuaire téléphonique d'Internet.
• FTP (protocole de transfert de fichier)
  • Transfère des fichiers entre des appareils, comme le téléchargement de mises à jour sur un serveur.
• SMTP/POP3/IMAP
  • SMTP envoie les e-mails, tandis que POP3 et IMAP les récupèrent. IMAP est plus performant car il synchronise les e-mails sur tous les appareils.

Comment les données circulent sur le réseau

Voyons ce qui se passe lorsque vous visitez un site web. C'est comme le voyage d'un paquet dans un labyrinthe.

Routage

1. Vous tapez « youtube.com » dans votre navigateur.
2. Votre routeur envoie la demande au réseau de votre fournisseur d'accès Internet (FAI).
3. Le FAI le transmet via des canaux principaux (câbles sous-marins massifs ou satellites).
4. Les routeurs tout au long du chemin utilisent des tables de routage pour choisir le meilleur chemin, comme le GPS pour les paquets.
5. La demande atteint le serveur de YouTube, qui renvoie une réponse de la même manière.

Fait amusant : les paquets peuvent passer par des dizaines de routeurs, chacun choisissant un itinéraire en quelques millisecondes.

Exemple : chargement d'une page Web

1. Vous entrez « google.com ».
2. Vos requêtes de navigateur DNS pour l'adresse IP (par exemple, « 142.250.185.174 »).
3. An HTTP la demande est envoyée à cette IP.
4. Le serveur de Google répond avec du HTML, du CSS, du JavaScript et des images.
5. Votre navigateur assemble les paquets et affiche la page.

DNS: L'annuaire téléphonique d'Internet

DNS Rend Internet plus convivial. Sans cela, vous devriez mémoriser des adresses IP comme « 172.217.16.78 » au lieu de « google.com ».

Comment la DNS Accès

1. Vous tapez « youtube.com ».
2. Votre ordinateur vérifie son réseau local DNS cache. Si l'adresse n'est pas présente, il interroge votre FAI DNS serveur.
3. Si le FAI ne le sait pas, la demande est envoyée à la racine DNS serveurs (il n'y en a que 13 dans le monde, et ils savent où chercher).
4. Le serveur racine dirige la requête vers les serveurs de domaine « .com ».
5. Le serveur « .com » pointe vers le serveur de YouTube, qui renvoie l'adresse IP.

Analogie : C'est comme demander à un bibliothécaire où se trouve un livre. Soit il le sait, soit il vous indique le bon catalogue.

Astuce : utilisez public DNS des serveurs comme Google (`8.8.8.8`) ou Cloudflare (`1.1.1.1`) : ils sont plus rapides et plus fiables.

Network Security

Internet est pratique, mais risqué. Voyons comment protéger vos données.

Menaces principales

• Reniflement
  • Interception de données non chiffrées sur des réseaux ouverts (par exemple, le Wi-Fi d'un café). Les pirates peuvent voler vos mots de passe.
• Attaques DDoS
  • Inonder un serveur de requêtes pour le faire planter. Souvent utilisé pour faire tomber des sites web.
• L'hameçonnage
  • Faux sites qui volent vos données, comme « g00gle.com » au lieu de « google.com ».

Comment rester en sécurité

• HTTPS : Vérifiez toujours la présence d’un cadenas dans la barre d’adresse : cela signifie que vos données sont cryptées.
• VPN: Crée un tunnel sécurisé pour votre trafic. Exemples : ProtonVPN, WireGuard.
• Firewalls : Bloquer les connexions suspectes. Windows dispose de Defender intégré ; Linux utilise `ufw`.
• Mises à jour : installez les correctifs du système d’exploitation et des applications : ils corrigent les vulnérabilités.
• Mots de passe forts : utilisez un gestionnaire de mots de passe (par exemple, Bitwarden) pour des combinaisons sécurisées.

Astuce : Configuration DNS avec le filtrage des publicités (par exemple, AdGuard), il accélère Internet et bloque les sites malveillants.

L'avenir des réseaux

Internet est en constante évolution. Voici ce qui nous attend :

• 5G et 6G
  • Des vitesses allant jusqu'à 10 Gbit/s et une latence inférieure à 1 ms. Pensez à des téléchargements instantanés et à une réalité virtuelle sans faille.
• Internet quantique
  • Transfert de données par intrication quantique. Encore en laboratoire, mais l'avenir est proche.
• Internet par satellite
  • Des projets comme Starlink d'Elon Musk permettent d'accéder à Internet dans les zones reculées. Débits : 50 à 150 Mbps, et ce n'est qu'un début.

Fait amusant : l’Internet par satellite est déjà utile dans les zones sans connectivité, même si son ping est plus élevé que celui de la fibre.

Mettre les connaissances en pratique

Comprendre les réseaux ne se résume pas à la théorie. Voici quelques pistes pour l'appliquer :

• Dépannage:
  • Si le Wi-Fi est lent, utilisez « ping » ou « tracert » (Windows) / `traceroute` (Linux/macOS) pour trouver les goulots d'étranglement.
• Configuration du routeur :
  • Ouvrir les ports pour jouer ou configurer DNS pour bloquer les publicités.
• Analyse du trafic:
  • Installez Wireshark pour voir quels paquets circulent sur votre réseau.

Exemple de commande :

Cela vérifie la connectivité au serveur de Google.

Internet est une machine complexe, mais formidable. Chaque clic, message ou vidéo que vous regardez est le résultat de protocoles, de routeurs et de serveurs fonctionnant en harmonie. Vous savez maintenant comment tout cela fonctionne et vous pouvez dépanner votre Wi-Fi, sécuriser vos données ou même échanger avec vos amis. Envie d'approfondir ? Essayez ceci :

• Installez Wireshark pour analyser les paquets réseau.
• Ajustez les paramètres de votre routeur, comme l'ouverture d'un port de jeu ou l'activation du blocage des publicités DNS.
• Découvrez un cours de réseautage sur Coursera ou expérimentez avec Cisco Traceur de paquets.