Le modèle OSI (Open Systems Interconnection) constitue un cadre théorique fondamental pour l'analyse et la conception des communications en réseau. Développé par l'ISO (International Organization for Standardization), il se compose de sept couches hiérarchiques, chacune remplissant une fonction spécifique dans le traitement et la transmission des données.

Son rôle est d'assurer une standardisation des protocoles et des interactions entre équipements hétérogènes, favorisant ainsi l'interopérabilité et la modularité dans les architectures réseau modernes. Il sert également de référence pour l'enseignement et le diagnostic des problèmes de communication réseau, bien que les implémentations réelles utilisent davantage le modèle TCP/IP.

Le modèle TCP/IP, quant à lui, est le modèle effectivement utilisé sur Internet. Il se compose de quatre couches et constitue une approche plus pragmatique et optimisée pour les réseaux modernes.

• Fonction : Définition des caractéristiques électriques, mécaniques et fonctionnelles des transmissions binaires sur le médium physique.
• Protocoles et technologies : Ethernet (couche physique), Wi-Fi (802.11 PHY), USB, Bluetooth.
• Dispositifs : Répéteurs, hubs, câbles, émetteurs-récepteurs optiques, fibres optiques, antennes.
• Importance : Détermine la vitesse de transmission, la portée du signal et les techniques de modulation.

• Fonction : Segmentation des flux de bits en trames, contrôle d’erreur et gestion des accès au médium.
• Protocoles : Ethernet (MAC), Wi-Fi (802.11 MAC), PPP, HDLC, VLAN.
• Équipements : Commutateurs (switchs), cartes réseau, ponts (bridges).
• Notions avancées : Adressage MAC, contrôle de congestion, encapsulation des trames.

• Fonction : Routage et adressage logique des paquets entre hôtes sur des réseaux interconnectés.
• Protocoles : IPv4, IPv6, ICMP, ARP, OSPF, BGP, MPLS.
• Équipements : Routeurs, passerelles, pare-feu.
• Concepts : Fragmentation des paquets, sous-réseaux, NAT (Network Address Translation).

• Fonction : Gestion des connexions de bout en bout, contrôle de flux et correction d’erreurs.
• Protocoles : TCP (connexion orientée), UDP (sans connexion), SCTP.
• Notions clés : Fenêtrage, numérotation de séquence, retransmission, multiplexage des ports.
• Impact : Influence directement la qualité de service (QoS) et la latence des communications.

• Fonction : Établissement, maintien et terminaison des sessions entre applications distantes.
• Protocoles : NetBIOS, RPC, PPTP, SSH, TLS.
• Applications : Synchronisation des flux de données, gestion des dialogues, authentification.

• Fonction : Encodage, chiffrement, compression des données.
• Protocoles : SSL/TLS, ASCII, JPEG, XML, JSON.
• Objectifs : Assurer l’interprétation correcte des données par les applications, interopérabilité des formats.
• Rôle croissant : Essentiel pour la cybersécurité avec le chiffrement des données et la gestion des certificats.

• Fonction : Interface directe avec les applications et services réseau.
• Protocoles : HTTP, FTP, SMTP, DNS, SNMP, SSH, MQTT.
• Exemples : Navigateurs web, clients de messagerie, applications cloud.
• Tendances : Intégration des API REST et SOAP, émergence du WebSocket pour les communications en temps réel.

Bien que le modèle OSI soit un cadre conceptuel, les réseaux modernes s’appuient principalement sur le modèle TCP/IP, qui est plus pragmatique.

Les couches du modèle TCP/IP

• 1. Accès Réseau (Network Access Layer) : Inclut la couche physique et liaison du modèle OSI.
• 2. Internet (Internet Layer) : Correspond à la couche réseau d’OSI.
• 3. Transport (Transport Layer) : Identique à la couche transport du modèle OSI (TCP/UDP).
• 4. Application (Application Layer) : Fusionne les couches session, présentation et application d’OSI.

Le modèle TCP/IP est plus flexible et mieux adapté aux infrastructures Internet modernes.

Le modèle OSI reste un outil analytique précieux pour structurer la compréhension des protocoles et des architectures réseau. Toutefois, son application stricte est peu répandue dans les implémentations modernes, qui privilégient une approche plus intégrée via TCP/IP.

L’évolution des réseaux vers des paradigmes tels que SDN (Software-Defined Networking) et NFV (Network Function Virtualization) introduit des abstractions supplémentaires qui réinterprètent certaines couches du modèle OSI. De plus, l’essor du cloud computing et des réseaux définis par logiciel remet en question les frontières traditionnelles entre ces couches.

L’implémentation de protocoles comme QUIC, qui combine transport et sécurité au niveau applicatif, ou l'utilisation accrue des réseaux overlay tels que VXLAN, illustre l'évolution des architectures réseau au-delà du modèle OSI strict.

Le modèle OSI et le modèle TCP/IP sont deux approches complémentaires permettant de structurer la compréhension et la mise en œuvre des réseaux. Si le modèle OSI est davantage utilisé comme outil pédagogique, le modèle TCP/IP est au cœur des infrastructures réseau modernes. Leur compréhension est essentielle pour tout professionnel souhaitant maîtriser l’architecture et le fonctionnement des réseaux informatiques.