Qu’est-ce que le modèle OSI ?

Le modèle OSI (de l’anglais Open System In­ter­con­nexion) a été créé par l’or­ga­ni­sa­tion in­ter­na­tio­nale de stan­dar­di­sa­tion (In­ter­na­tio­nal Or­ga­ni­za­tion for Stan­dar­di­za­tion (ISO)) en tant que modèle de référence pour une com­mu­ni­ca­tion ouverte via divers systèmes tech­niques. Ce programme prend tout son sens si l’on tient compte des débuts de l’Internet. En effet, à la fin des années 70, les prin­ci­paux acteurs des nouvelles tech­no­lo­gies ont été con­fron­tés à la multitude de modèles existants de machines. Peu de cons­truc­teurs pensaient alors à leur mise en réseau et ne se sou­ciaient guère de leur adap­ta­bi­lité les uns des autres. Internet a entrainé la mise en place de standards de con­for­mité entre or­di­na­teurs dans le but de permettre une com­mu­ni­ca­tion commune.

Le modèle OSI est le résultat d’une tentative de stan­dar­di­sa­tion. Il dessine un cadre con­cep­tuel pour la base de design des standards de com­mu­ni­ca­tion entre dif­fé­rents or­di­na­teurs. Le modèle ISO divise ce processus complexe de com­mu­ni­ca­tion en 7 couches (de l’anglais layer). On parle alors de modèle en couches. La com­mu­ni­ca­tion entre deux systèmes exige que chaque couche respecte une tâche. Nous pouvons citer par exemple le contrôle des com­mu­ni­ca­tions, l’adressage du système cible ou la tra­duc­tion de paquets de données en signaux physiques. Pourtant, ce modèle fonc­tionne seulement si tous les systèmes par­ti­ci­pant à la com­mu­ni­ca­tion s’en tiennent aux règles. On constate que ces derniers se trouvent dans des pro­to­coles qui sont con­fi­gu­rés pour des couches précises ou qui in­ter­vien­nent entre les couches.

Néanmoins, le modèle de référence ISO n’est pas une norme réseau concrète. Au lieu de cela, il décrit sous forme abstraite quels processus doivent être régulés pour que la com­mu­ni­ca­tion fonc­tionne via un réseau.

Les couches hautes du modèle de référence OSI sont décrites comme des couches orientées ap­pli­ca­tion. Elles pré­sen­tent trois dé­no­mi­na­tions « ap­pli­ca­tion », « pré­sen­ta­tion » et « session ».

• Couche 7 dite ap­pli­ca­tion : ce domaine du modèle OSI dispose d’un contact direct avec les ap­pli­ca­tions telles que les pro­grammes de mes­sa­ge­rie ou le na­vi­ga­teur. C’est là qu’ont lieu les entrées et les sorties des données. La couche ap­pli­ca­tion crée le lien avec les autres couches ma­té­rielles (ou basses) du modèle OSI et enclenche les fonc­tion­na­li­tés d’ap­pli­ca­tion. Pour illustrer notre propos, prenons l’exemple de transfert d’un email : un usager écrit un message dans le programme de mes­sa­ge­rie de son or­di­na­teur. Cet email est transféré sous la forme d’un paquet de données dans la couche ap­pli­ca­tion. En même temps, d’autres in­for­ma­tions sont ajoutées aux données de l’email sous la forme d’un en-tête (ou header) d’ap­pli­ca­tion. On parle alors d’en­cap­su­la­tion. Cet en-tête contient entre autre l’in­for­ma­tion qu’il s’agit de données provenant d’un programme de mes­sa­ge­rie. Par ailleurs, le protocole définit que le transfert de l’email est utilisé sur la couche ap­pli­ca­tion (dans le cas d’un email nor­ma­le­ment SMTP).
   
• Couche 6 dite pré­sen­ta­tion : une des tâches courantes de la com­mu­ni­ca­tion en réseau est de s’assurer que les données sont trans­mises sous format standard. La couche pré­sen­ta­tion présente des pro­grammes locaux convertis en formats standards. Si nous prenons notre exemple, c’est la couche 6 qui définit la pré­sen­ta­tion du message transféré. En outre, le paquet de données est complété d’un en-tête de pré­sen­ta­tion. Celui-ci contient les in­for­ma­tions sur le code de l’email, sur le format des pièces jointes et sur la manière dont les données sont com­pri­mées voire chiffrées (par exemple SSL/TLS). C’est ainsi que l’on constate que le format d’un email est in­ter­prété par le système cible et qu’il est transmis en con­sé­quence.
   
• Couche 5 dite session : la tâche centrale de la couche session est la gestion de la liaison entre les deux systèmes. On parle alors de couches orientées com­mu­ni­ca­tion. C’est là que ces mé­ca­nismes de contrôle spé­ci­fiques prennent effet. Ce sont eux qui régulent la liaison, le maintien de la connexion et la dé­con­nexion. En ce qui concerne cette commande de com­mu­ni­ca­tion, d’autres in­for­ma­tions sont ajoutées aux données de l’email transmis via un en-tête de session. La plupart des pro­to­coles d’ap­pli­ca­tions courants tels que SMTO ou FTP s’occupent eux-mêmes des sessions ou sont à l’instar de HTTP in­dé­pen­dants. Le modèle TCP/IP qui est con­cur­rent au modèle OSI résume OSI 5, 6, 7 en une couche d’ap­pli­ca­tion. Les autres normes qui agissent sur la couche 5 sont NetBIOS, Socks et RPC.

Les paquets de données passent à travers chaque couche du modèle OSI, sur le système émetteur et enfin le système cible. Tous les terminaux ren­con­trés sont con­fi­gu­rés pour les couches allant de 1 à 3. L’email que notre exemple illustre passe en tant que signal physique d’abord par le routeur, avant de continuer sa route sur la Toile. Il est situé sur la couche 3 du modèle OSI et ne traite par con­sé­quent que les in­for­ma­tions des trois premières couches. Les couches allant de 4 à 7 ne sont pas prises en compte. Afin de recevoir un accès aux in­for­ma­tions né­ces­saires, le routeur doit tout d’abord dé­com­pres­ser le paquet de donné encapsulé. On parle alors de dé­cap­su­la­tion. Dans ce cas de figure, les couches du modèles OSI sont exécutées dans l’ordre inverse.

Tout d’abord, il faut décoder le signal sur la couche physique. Par la suite, il convient de lire les adresses MAC sur la couche 2 et l’adresse IP ainsi que le protocole de routage sur la couche 3. Avec ces in­for­ma­tions, le routeur est en mesure de prendre l     a décision de trans­fé­rer l’email. Le paquet de donnée peut ensuite être encapsulé et transmis en fonction des in­for­ma­tions obtenues à la station suivante sur le chemin vers le système cible.

En règle générale, plusieurs routeurs sont impliqués dans un transfert de données. Le processus décrit de dé­cap­su­la­tion et d’en­cap­su­la­tion expire jusqu’à ce que le paquet de données arrive sous la forme d’un signal physique auprès de la cible réelle (par exemple un serveur de mes­sa­ge­rie). Le paquet de données est ici à nouveau décapsulé en par­cou­rant les couches du modèle OSI de la couche 1 à 7. L’email envoyé via le client de mes­sa­ge­rie arrive au serveur où il est prêt à être récupéré par un autre client.