Lernzettel: Introduction aux réseaux et systèmes informatiques

📋 Plan du Cours

1. Modèle OSI et encapsulation
2. Système d'exploitation et processus
3. BIOS, UEFI et Secure Boot
4. Routage et adressage IPv6
5. Matériel, mémoire et virtualisation

📖 1. Modèle OSI et encapsulation

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle OSI : Modèle de référence en 7 couches qui standardise la communication entre systèmes informatiques.
• Encapsulation : Processus qui consiste à ajouter des en-têtes aux données à chaque passage de couche.
• Segment : Données de la couche Transport auxquelles s’ajoute un en-tête de transport avec des ports source et destination.
• Paquet : Données de la couche Réseau auxquelles s’ajoute un en-tête réseau avec des adresses IP source et destination.
• Trame : Données de la couche Liaison auxquelles s’ajoute un en-tête MAC et un FCS en fin de trame.

📝 Points essentiels

• La couche 7 (Application) fournit un accès aux services réseau aux applications via des protocoles comme DNS, DHCP, SSH, HTTP ou FTP.
• La couche 4 (Transport) assure le transfert de bout en bout avec segmentation et contrôle d’erreur via TCP ou UDP.
• La couche 2 (Liaison) transfère entre deux cartes réseau du même LAN et utilise des en-têtes MAC ainsi qu’un FCS.
• L’ordre des objets en encapsulation est Segment (couche 4) puis Paquet (couche 3) puis Trame (couche 2).

💡 Astuce mémo

Segment → Paquet → Trame : du transport vers le lien, les en-têtes changent.

📖 2. Système d'exploitation et processus

🔑 Notions clés & Définitions

• Système d'exploitation : Logiciel qui fait le lien entre le matériel et les applications utilisateur en offrant une couche d’abstraction.
• Noyau : Partie fondamentale de l’OS chargée en RAM au démarrage qui gère le matériel, les processus et les échanges.
• Processus : Entité représentant l’exécution d’un programme, avec un début, un déroulement et une fin.
• Thread : Unité d’exécution au sein d’un processus père, souvent appelée processus léger.
• Multitâche préemptif : Mode d’exploitation où l’OS répartit lui-même le temps d’exécution entre les programmes.

📝 Points essentiels

• Le multitâche préemptif s’oppose au multitâche coopératif car c’est l’OS qui distribue le temps d’exécution.
• Les services Windows et les démons Linux correspondent à des processus exécutés en arrière-plan.
• Le SGF (FS) gère le stockage persistant via des systèmes de fichiers comme NTFS, FAT32 ou ext4.

💡 Astuce mémo

OS = Noyau + Gestion : matériel, processus, échanges (en RAM au démarrage).

📖 3. BIOS, UEFI et Secure Boot

🔑 Notions clés & Définitions

• BIOS : Premier programme exécuté au démarrage pour initialiser le matériel.
• CMOS : Puce qui stocke la configuration du BIOS, maintenue par une pile.
• UEFI : Remplaçant moderne du BIOS, plus évolué et avec interface graphique.
• Secure Boot : Fonctionnalité de l’UEFI qui empêche le chargement de logiciels non signés au démarrage.

📝 Points essentiels

• Le BIOS est exécuté en premier au démarrage afin d’initialiser le matériel.
• Le contenu de la configuration du BIOS est conservé par la puce CMOS, alimentée par une pile.
• Secure Boot réduit le risque de démarrer des logiciels non signés, donc typiquement de malwares.

💡 Astuce mémo

UEFI + Secure Boot = démarrage uniquement avec ce qui est signé.

📖 4. Routage et adressage IPv6

🔑 Notions clés & Définitions

• Routage : Action de diriger des paquets IP entre des réseaux différents via un routeur.
• Table de routage : Base de données interne du routeur qui contient les chemins vers les réseaux destination.
• Passerelle : Adresse IP du routeur permettant de sortir du réseau local vers un autre réseau.
• IPv6 : Protocole d’adressage sur 128 bits, représenté par 8 mots de 16 bits en hexadécimal.
• Liaison-Local : Type d’adresse IPv6 valable uniquement sur le segment local (FE80::/10).

📝 Points essentiels

• Une table de routage inclut notamment le réseau destination, le masque, la passerelle et l’interface.
• La passerelle (gateway) correspond à l’adresse IP du routeur pour quitter le réseau local.
• Les adresses IPv6 Liaison-Local sont valides uniquement sur le segment local (FE80::/10).
• Les adresses IPv6 Global Unicast sont routables sur Internet (2000::/3).

💡 Astuce mémo

Local = FE80::/10 ; Internet = 2000::/3.

📖 5. Matériel, mémoire et virtualisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Processeur (CPU) : Circuit informatique qui exécute les instructions, souvent présenté comme le cerveau de l’ordinateur.
• Mémoire vive (RAM) : Mémoire volatile rapide utilisée pour stocker les données en cours de traitement.
• Chipset : Ensemble de puces sur la carte mère qui gère les flux de données entre le processeur et les périphériques.
• Virtualisation : Création d’une version virtuelle d’un OS ou d’un serveur via un hyperviseur.
• Hyperviseur Type 1 : Hyperviseur natif qui exécute directement la virtualisation sans être hébergé par un OS classique.

📝 Points essentiels

• La RAM est une mémoire volatile et rapide, utilisée pour les données pendant le traitement.
• Le chipset gère les échanges de données entre le processeur et les périphériques sur la carte mère.
• La virtualisation s’appuie sur un hyperviseur et distingue un type 1 natif d’un type 2 sur OS hôte.

💡 Astuce mémo

CPU calcule, RAM exécute en cours, chipset relie, hyperviseur clone.

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre les objets d’encapsulation : Segment (couche 4) n’est pas Paquet (couche 3) ni Trame (couche 2).
2. Mélanger les en-têtes : les ports sont liés à l’en-tête Transport, alors que les MAC et le FCS sont liés à la Liaison.
3. Croire que l’OS ne fait que “lancer des programmes” : le noyau gère aussi le matériel, les processus et les échanges.
4. Oublier que Secure Boot se base sur la signature : il bloque le chargement de logiciels non signés.
5. Intervertir les portées IPv6 : FE80::/10 reste local, alors que 2000::/3 est routable sur Internet.
6. Penser que le multitâche préemptif est coopératif : c’est l’OS qui répartit lui-même le temps d’exécution.

✅ Checklist Examen

1. Décrire le rôle du modèle OSI et savoir citer la couche Application (exemples DNS, DHCP, SSH, HTTP, FTP).
2. Associer TCP/UDP à la couche Transport et rappeler segmentation et contrôle d’erreur.
3. Relier Liaison à Ethernet/Wi‑Fi et au transfert entre deux cartes réseau du même LAN.
4. Déterminer l’ordre d’encapsulation correct : Segment (couche 4) puis Paquet (couche 3) puis Trame (couche 2).
5. Expliquer le rôle général du système d’exploitation comme interface entre matériel et applications via une abstraction.
6. Définir le noyau et dire qu’il est chargé en RAM au démarrage, avec gestion du matériel et des processus.
7. Définir un processus (début/déroulement/fin) et différencier thread et processus léger.
8. Expliquer le multitâche préemptif et le distinguer du multitâche coopératif par la décision de l’OS.
9. Citer le rôle du BIOS au démarrage et la fonction de la puce CMOS pour la configuration.
10. Décrire la transition BIOS→UEFI et le rôle de Secure Boot dans le chargement au démarrage.
11. Définir le routage et préciser que le routeur dirige des paquets IP entre réseaux différents.
12. Savoir ce que contient une table de routage (réseau destination, masque, passerelle, interface).
13. Donner la notion de passerelle (gateway) comme adresse IP du routeur pour sortir du réseau local.
14. Définir IPv6 sur 128 bits (8 mots de 16 bits en hexadécimal) et donner les plages FE80::/10 (liaison-local) et 2000::/3 (global unicast).