En-têtes et charge utile.

Un paquet comporte deux parties, comme un colis avec une étiquette.

• La charge utile correspond aux données réellement transportées, par exemple une partie d’une photo.
• L’en-tête est l’étiquette : qui l’a envoyé, où il va et quel est son nombre dans la séquence.

Les routeurs lisent l’en-tête pour décider où envoyer le paquet ensuite. Ils n’ont pas besoin de regarder la charge utile. Un en-tête contient généralement des champs tels que :

• Adresse source : d’où vient le paquet.
• Adresse de destination : où il va.
• Numéro de séquence : de quelle partie du message il s’agit (ajouté par TCP, Monde 5).
• Durée de vie (TTL) : un compteur qui empêche les paquets perdus d’errer indéfiniment (Monde 2).
• Somme de contrôle : un petit nombre qui permet de détecter les dommages (prochaine leçon).

Couches et encapsulation. L’envoi de données est divisé en tâches, et chaque tâche est réalisée par une couche. Le modèle simple TCP/IP en comporte quatre, de haut en bas :

• Application : le langage propre au programme, comme HTTP pour le Web ou DNS pour les noms.
• Transport : divise les données et en assure le suivi, avec TCP ou UDP, et utilise des numéros de port pour indiquer à quel programme les données sont destinées.
• Internet : adresse le paquet et l’achemine entre les réseaux. Il s’agit de IP, le protocole Internet.
• Liaison : transporte le paquet sur un saut, via le Wi-Fi ou un câble Ethernet.

À mesure que les données descendent les couches, chaque couche ajoute son propre en-tête, comme lorsqu’on met une lettre dans une enveloppe, puis l’enveloppe dans une boîte, puis la boîte dans un sac postal. C’est ce qu’on appelle l’encapsulation. Le destinataire retire les couches dans l’ordre inverse. C’est pourquoi un même paquet contient à la fois un numéro de port, une adresse IP et une adresse matérielle.

L’adresse sur le paquet : IP. Une adresse IPv4 comporte 32 bits, écrits sous la forme de quatre nombres compris entre 0 et 255 et séparés par des points, comme 192.0.2.42. Chaque nombre est stocké sur 8 bits (un octet). 32 bits donnent 2³² = 4 294 967 296 adresses possibles, soit environ 4,3 milliards. Cela semblait largement suffisant dans les années 1980. Mais ce n’est pas assez pour chaque téléphone, ordinateur portable et capteur du monde entier.

Deux solutions sont venues à la rescousse :

• IPv6 utilise 128 bits, ce qui donne environ 3,4 × 10³⁸ adresses. Ses adresses sont écrites en hexadécimal avec des deux-points, comme 2001:db8::42, et les zéros peuvent être raccourcis avec deux deux-points.
• Adresses privées et NAT. Certaines plages sont réservées à une utilisation à l’intérieur d’un domicile ou d’une entreprise et ne sont jamais envoyées sur Internet : 10.0.0.0 à 10.255.255.255, 172.16.0.0 à 172.31.255.255 et 192.168.0.0 à 192.168.255.255. Ton routeur partage une adresse publique entre tous tes appareils grâce à une astuce appelée NAT (traduction d’adresses réseau). C’est pourquoi des millions de foyers peuvent tous utiliser 192.168.1.x en même temps.

Deux types d’adresses. Un appareil possède aussi une adresse MAC, un nombre hexadécimal composé de six paires, comme 00:1A:2B:3C:4D:5E, qui identifie son matériel réseau. Pour bien retenir la différence : l’adresse IP indique où se trouve un appareil sur le réseau à cet instant, et l’adresse MAC indique quel élément matériel il est. L’IP transporte un paquet à travers Internet ; l’adresse MAC est utilisée pour le dernier saut sur ton réseau local. Un port est encore autre chose : un nombre compris entre 0 et 65 535 qui indique à quel programme de l’appareil les données sont destinées. Tu découvriras les ports dans le Monde 5.

En résumé : le trajet d’un paquet est une suite de sauts. À chaque saut, la couche liaison utilise une adresse matérielle pour ce saut précis, tandis que l’adresse IP reste la même du début à la fin.