Réseaux et systèmes

Un réseau local relie plusieurs équipements dans un espace limité, comme un établissement. Une interface réseau permet à une machine d’y communiquer. Un commutateur relie des équipements du même réseau local et oriente les trames vers les ports adaptés. Un routeur relie des réseaux distincts et transmet des paquets entre eux selon ses informations de routage. Un point d’accès Wi-Fi relie des équipements sans fil au réseau. Ces fonctions peuvent être réunies dans un même boîtier, mais elles restent conceptuellement différentes.

Pour communiquer, les données sont découpées en unités plus petites : les paquets. Ce découpage permet notamment de partager les liaisons entre plusieurs échanges et de retransmettre une unité perdue plutôt que tout le message. Les paquets peuvent subir des délais, des pertes ou arriver dans un ordre différent selon le fonctionnement du réseau et des protocoles. Le destinataire doit disposer de règles pour interpréter ce qu’il reçoit. Découper ne garantit donc pas, à lui seul, une livraison complète et correcte.

L’encapsulation ajoute des informations de contrôle autour des données à transmettre. Une couche utilise le service d’une autre : des données d’application peuvent être placées dans un segment de transport, puis un paquet IP et une trame du réseau local. Chaque niveau répond à un besoin différent, par exemple identifier l’application concernée ou acheminer vers une adresse IP. Les en-têtes ne font pas partie du texte que l’utilisateur voulait envoyer, mais ils occupent aussi une place dans la transmission.

Un protocole est un ensemble de règles partagées pour échanger. Dans un modèle simple du bit alterné, l’émetteur envoie un paquet portant le numéro 0 ou 1 puis attend son accusé de réception. Nous noterons ACK 0 la confirmation du paquet 0, et ACK 1 celle du paquet 1. Certains cours numérotent les accusés autrement ; ici la convention est fixée. Après la confirmation attendue, l’émetteur passe au paquet suivant en changeant le bit. Il n’en garde qu’un en attente de confirmation.

Si l’attente dépasse un délai prévu, l’émetteur renvoie le même paquet avec le même bit. Le récepteur doit distinguer une donnée nouvelle d’une répétition. Quand il reçoit le numéro attendu, il livre la donnée à l’application et change le numéro attendu. Quand il reçoit à nouveau le paquet précédent, il ne livre pas une seconde fois la donnée, mais renvoie sa confirmation. Cette dernière règle est essentielle si c’est l’accusé de réception qui a été perdu.

Ce protocole simplifié met en évidence la fiabilité par confirmation et reprise ; il ne décrit pas intégralement TCP. La discussion suppose des règles sur la détection des messages altérés et sur les délais de circulation : le seul bit ne permet pas de gérer un ancien paquet conservé indéfiniment dans le réseau. Les protocoles réels disposent d’autres mécanismes. Une simulation débranchée peut faire jouer l’émetteur, le récepteur et le canal pour vérifier explicitement chaque changement d’état.

Le système d’exploitation fournit des services aux programmes : accès aux fichiers, gestion de ressources matérielles, lancement des applications, échanges avec les périphériques et contrôle des droits. Il sert d’intermédiaire entre de nombreuses demandes logicielles et les ressources de la machine. Un programme applicatif ne gère donc pas seul toute l’organisation des fichiers ou de la mémoire. L’interface graphique et l’interpréteur de commandes sont deux moyens d’utiliser certains services du système.

Un système libre autorise, selon sa licence, l’usage, l’étude, la modification et la redistribution de son code. Libre ne signifie pas nécessairement gratuit et ne signifie pas que tous les utilisateurs disposent de tous les droits sur chaque fichier. Un système propriétaire limite davantage ces libertés par ses conditions de licence. Dans un système GNU/Linux, on peut pratiquer les commandes dans un dossier personnel sans modifier les fichiers d’autres personnes ou l’organisation générale de la machine.

L’arborescence organise les répertoires et les fichiers. Un chemin absolu part de la racine, notée /. Un chemin relatif part du répertoire courant. Le nom . désigne le répertoire courant et .. son parent. La commande pwd affiche le répertoire courant ; ls liste des entrées ; cd change de répertoire. mkdir crée un répertoire et cp copie un fichier. Avant toute commande qui modifie un fichier, on vérifie le répertoire de départ et le chemin de destination.

Sur un système de type Unix, les permissions ordinaires distinguent le propriétaire, le groupe et les autres utilisateurs. Les lettres r, w et x indiquent lecture, écriture et exécution. Pour un fichier, r autorise sa lecture, w sa modification et x son exécution dans les conditions du système. Pour un répertoire, x permet sa traversée et r la lecture de sa liste d’entrées ; w intervient dans la modification de ses entrées, en combinaison avec les autres droits nécessaires. Les droits d’un fichier ne se lisent donc pas isolément de ceux du chemin.

La commande chmod modifie les permissions lorsque l’utilisateur est autorisé à le faire. Dans un exercice sur ses propres fichiers, chmod u+x outil.py ajoute l’exécution pour le propriétaire ; chmod o-r document.txt retire la lecture aux autres. On ne change que le droit nécessaire, après avoir lu l’état initial. Une erreur « permission refusée » est une information sur les autorisations : on ne tente pas de la contourner. Les commandes et droits doivent rester dans le périmètre du travail autorisé.

Retrouve S’entraîner à l’adresse /exercices. Simule d’abord une perte de message, puis résous un chemin et lis des permissions sans modifier le système.