Suivre un paquet dans la pile

Pour concrétiser le fonctionnement des couches, suivons un seul message d’un ordinateur à un autre. Nous observerons les données descendre la pile de l’expéditeur, traverser le réseau, puis remonter la pile du récepteur. Voir l’ensemble du trajet relie l’encapsulation, l’adressage et le routage en une seule histoire claire et montre comment chaque couche joue son rôle.

Tout commence à la couche application de l’ordinateur expéditeur. Imaginons qu’un navigateur construise une requête pour une page web. Cette requête brute constitue les données d’origine, qui ne comportent encore aucun en-tête réseau. L’application les transmet à la couche transport pour commencer leur trajet. À partir de là, chaque couche enveloppera les données tandis qu’elles descendent vers le réseau.

La couche transport ajoute un en-tête contenant des numéros de port afin que les données atteignent le bon service et, avec TCP, ajoute des numéros de séquence pour assurer la fiabilité. Les données constituent désormais un segment. La couche transport divise également les données volumineuses en plusieurs segments si nécessaire. Chaque segment est ensuite transmis à la couche Internet pour l’adressage.

La couche Internet enveloppe le segment d’un en-tête IP contenant les adresses IP source et de destination, formant ainsi un paquet. Ces adresses IP restent identiques de bout en bout et identifient l’expéditeur d’origine ainsi que le récepteur final. Le paquet sait désormais quel appareil il doit finalement atteindre, quel que soit le nombre de réseaux intermédiaires.

La couche liaison enveloppe le paquet dans une trame contenant l’adresse MAC de l’appareil suivant sur le réseau local, ainsi qu’une remorque de vérification d’erreur. La trame est convertie en signaux et envoyée sur le support. Notez que la MAC de destination désigne uniquement le prochain saut, et non l’appareil final : c’est un détail essentiel du trajet.

Si la destination se trouve sur un autre réseau, la trame se dirige d’abord vers le routeur (la passerelle par défaut). Le routeur reçoit la trame, la retire, lit l’adresse IP du paquet et décide de la prochaine destination. Il construit ensuite une nouvelle trame avec une nouvelle MAC de destination pour le prochain saut. Le paquet subsiste ; la trame est reconstruite.

Ce schéma se répète à chaque routeur du trajet. À chaque saut, la trame est reconstruite avec de nouvelles adresses MAC pour cette liaison locale, tandis que le paquet et ses adresses IP restent inchangés. Ainsi, l’enveloppe de la couche liaison change constamment, mais l’adressage de la couche réseau reste de bout en bout. Le paquet se déplace de routeur en routeur jusqu’à atteindre le réseau de destination.

Lorsque le paquet atteint le réseau final, le dernier appareil remet la trame à l’ordinateur de destination. La désencapsulation commence alors. Le récepteur fait remonter les données dans sa pile, chaque couche lisant et retirant son propre en-tête. Le trajet descendant de l’expéditeur est le miroir du trajet remontant du récepteur.

La couche liaison vérifie les erreurs de la trame et la retire pour révéler le paquet. La couche Internet confirme l’IP de destination et retire l’en-tête IP. La couche transport lit le port, remet les segments dans l’ordre et les réassemble si nécessaire, puis transmet les données propres vers le haut. Chaque couche annule exactement ce que son homologue a fait chez l’expéditeur.

Enfin, la couche application du récepteur reçoit les données d’origine, c’est-à-dire la requête web, exactement comme l’expéditeur l’avait créée. Le service récepteur la traite et enverra une réponse qui effectuera le même trajet en sens inverse. Le message a traversé le réseau et, pour les applications, tout se passe simplement comme si elles communiquaient directement.

Un message descend la pile de l’expéditeur et reçoit un en-tête de transport (segment), un en-tête IP (paquet) et un en-tête de liaison (trame). Il traverse les routeurs, où la trame est reconstruite à chaque saut tandis que le paquet reste identique, puis remonte la pile du récepteur à mesure que chaque en-tête est retiré. Ce trajet de haut en bas, à travers le réseau, puis de bas en haut est le fonctionnement réel de toute communication en réseau.

Lorsqu’un paquet traverse des routeurs, qu’est-ce qui reste identique et qu’est-ce qui change à chaque saut ?

Suivi d’un paquet : chez l’expéditeur, les données descendent et deviennent un segment (ports), un paquet (adresses IP de bout en bout), puis une trame (MAC du prochain saut). À chaque routeur, la trame est reconstruite avec de nouvelles MAC, tandis que le paquet et les adresses IP restent constants. À destination, les données remontent tandis que chaque couche retire son en-tête, jusqu’à transmettre le message d’origine à l’application. De haut en bas, à travers le réseau, puis de bas en haut.